On the binary codes with parameters of triply-shortened 1-perfect codes

We study properties of binary codes with parameters close to the parameters of 1-perfect codes. An arbitrary binary $(n=2^m-3, 2^{n-m-1}, 4)$ code $C$, i.e., a code with parameters of a triply-shortened extended Hamming code, is a cell of an equitable partition of the $n$-cube into six cells. An arbitrary binary $(n=2^m-4, 2^{n-m}, 3)$ code $D$, i.e., a code with parameters of a triply-shortened Hamming code, is a cell of an equitable family (but not a partition) from six cells. As a corollary, the codes $C$ and $D$ are completely semiregular; i.e., the weight distribution of such a code depends only on the minimal and maximal codeword weights and the code parameters. Moreover, if $D$ is self-complementary, then it is completely regular. As an intermediate result, we prove, in terms of distance distributions, a general criterion for a partition of the vertices of a graph (from rather general class of graphs, including the distance-regular graphs) to be equitable. Keywords: 1-perfect code; triply-shortened 1-perfect code; equitable partition; perfect coloring; weight distribution; distance distributionComment: 12 page

Canonical Representatives of Morphic Permutations

An infinite permutation can be defined as a linear ordering of the set of natural numbers. In particular, an infinite permutation can be constructed with an aperiodic infinite word over $\{0,\ldots,q-1\}$ as the lexicographic order of the shifts of the word. In this paper, we discuss the question if an infinite permutation defined this way admits a canonical representative, that is, can be defined by a sequence of numbers from [0, 1], such that the frequency of its elements in any interval is equal to the length of that interval. We show that a canonical representative exists if and only if the word is uniquely ergodic, and that is why we use the term ergodic permutations. We also discuss ways to construct the canonical representative of a permutation defined by a morphic word and generalize the construction of Makarov, 2009, for the Thue-Morse permutation to a wider class of infinite words.Comment: Springer. WORDS 2015, Sep 2015, Kiel, Germany. Combinatorics on Words: 10th International Conference. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1503.0618

Влияние неоадъювантной терапии на экспрессию молекулярных маркеров в ткани желудка

Introduction. Gastric cancer remains the leading cause of death from malignant neoplasms. Its pathogenesis is known to be a multistage and heterogeneous process with a wide range of genetic changes. Among the leading mechanisms, the dysregulation of the most important signaling cell pathways is distinguished, which determines the disruption of the cell cycle, cell differentiation, DNA repair, and apoptosis processes and leads to the development of gastric cancer. This work aimed to study the expression of the AKT/mTOR and AMPK signaling pathway components after the FLOT chemotherapy in patients with gastric cancer.Material and methods. The study includes 24 patients with gastric cancer. The patients received combined treatment, including neoadjuvant chemotherapy (FLOT) and surgical resection of the stomach. Specimen contained normal and tumor tissues obtained during diagnostic gastroscopy of patients. The mRNA level of the studied parameters was determined by real‑time PCR.Results. Significant changes occurred when examining the level of indicators after treatment. Against the background of non‑adjuvant therapy, there was a decrease in 4EBP1 expression by 2.2 times compared to its level before surgery.The effect of the treatment was associated with a set of indicators. They allow predicting the impact of therapy. There was a decrease in the expression of 4EBP, mTOR, and AMPK as the effect of treatment decreased in groups of patients with complete regression, partial regression, stabilization and progression of the disease.Conclusion. A decrease in 4EBP1 expression was found in gastric cancer tissue under the influence of neoadjuvant therapy. Molecular markers that can predict the development of resistance to antitumor therapy are associated with the features of the AKT/mTOR signaling pathway. The initially high expression of AMPK, mTOR, and 4EBP1 is a key event mediating the development of the neoadjuvant therapy effect in gastric cancer.Рак желудка (РЖ) остается одной из ведущих причин смерти от злокачественных новообразований. Известно, что его патогенез представляет собой многоступенчатый и гетерогенный процесс с широким спектром генетических изменений. Среди ведущих механизмов выделяют нарушение регуляции важнейших сигнальных путей клетки, что определяет нарушения клеточного цикла, дифференцировки клеток, процессов репарации ДНК, апоптоза и ведет к развитию злокачественной опухоли.Цель работы: исследование экспрессии компонентов AKT/m-TOR сигнального пути и AMPK в ткани опухоли у больных раком желудка на фоне химиотерапии по схеме FLOT.Материалы и методы. В исследование было включено 24 больных раком желудка. Пациенты получали комбинированное лечение, включающее неоадъювантную химиотерапию по схеме FLOT, хирургическое вмешательство. Материалом исследования была нормальная и опухолевая ткань, полученная при проведении диагностической гастроскопии у пациентов. Уровень мРНК изучаемых показателей определялся методом ПЦР в реальном времени.Результаты и их обсуждение. Значимые изменения происходили при исследовании уровня показателей после лечения. Отмечено, что на фоне неадъювантной терапии происходит снижение экспрессии 4EBP1 в 2,2 раза по сравнению с его уровнем до начала лечения. При этом эффект лечения был связан с комплексом показателей, позволяющих предсказывать его еще до начала комбинированной терапии. Отмечено снижение экспрессии 4EBP, mTOR и AMPK по мере уменьшения эффекта терапии в группах пациентов с полной регрессией, частичной регрессией, стабилизацией и прогрессированием заболевания.Заключение. Снижение экспрессии 4EBP1 выявлено в ткани рака желудка под влиянием неоадъювантной терапии. Молекулярные маркеры, способные предсказывать развитие резистентности к противоопухолевой терапии, связаны с особенностями AKT/mTOR сигнального пути. Изначально высокая экспрессия AMPK, mTOR и 4EBP1 является ключевым событием, опосредующим развитие эффекта неоадъювантной терапии при раке желудка

Влияние содержания Fe3O4 в наночастицах Fe3O4-Fe со структурой ядро-оболочка на их противоопухолевую активность in vitro

Introduction. Currently, most of the drugs used in tumor therapy are highly toxic and cause various toxic effects. Therefore, many drug delivery methods are being developed. The use of nanotechnology is one of the most promising methods. The use of magnetic iron oxide nanoparticles as antitumor agents makes it possible to prevent off-target cytotoxicity and other side effects of traditional chemotherapy. The use of nanoparticles is limited by their low efficiency. the Fe3O4/Fe galvanic couple makes it possible to control the release of toxic iron ions and, accordingly, the activity of nanoparticles. Purpose. The aim of this study is to develop new Fe3O4-Fe nanoparticles with a core-shell structure with antitumor activity in vitro. Nanoparticles containing from 5 % to 90 % iron were synthesized, and a systematic study of the structural, textural, charge, morphological, and magnetic properties of nanoparticles, as well as their in vitro activity against the MCF-7 and HeLa tumor lines, was carried out. Methods. Fe3O4-Fe nanoparticles were obtained by electric explosion of an iron wire in a mixture of gases: argon and oxygen. The mass fraction of the components was regulated by varying the ratio of the components of the gas mixture. The physicochemical properties of nanoparticles were studied using X-ray phase analysis, thermal desorption of nitrogen, transmission electron microscopy, and microelectrophoresis. Antitumor activity was studied using the MTT test against HeLa and MCF-7 cell lines. Results. As a result of the electric explosion of an iron wire in an argon + oxygen gas mixture containing oxygen in the range of 1 – 5 vol. %, Fe3O4-Fe NPs with 5 – 90 % wt. Fe3O4, respectively. The study of the physicochemical properties of nanoparticles showed that the zeta potential does not depend on the content of Fe3O4 in NPs and is -30 mV. The change in the specific surface area and the average particle size passes through a maximum at the content of Fe3O4 W=20 %, which can be explained by the mechanism of oxide phase formation during an electric explosion. Using the MTT test, it was found that nanoparticles containing 5 wt. Fe3O4, in the presence of which, at a concentration of 1 mg/ml, the number of living cells decreased to 16 % relative to the control. Conclusion. In this work, we have shown for the first time that Fe3O4-Fe NPS in the concentration range of 50–100 µg/mL can be used as an antitumor agent. The ability to control the magnetic properties of NPs can be used to target a specific area of tumor tissue using an external magnetic field, and the established relationship between the magnetic moment and the activity of NPs in relation to the MCF-7 cell line has great prospects for clinical application.Введение. В настоящее время основное число препаратов, применяемых в терапии опухолей, имеют высокую токсичность. Применение магнитных наночастиц оксидов железа в качестве противоопухолевых агентов позволяет предотвратить нецелевую цитотоксичность и другие побочные эффекты традиционной химиотерапии. Однако оно в значительной степени ограничено их низкой эффективностью. Применение в наночастицах гальванической пары Fe3O4-Fe позволит контролировать выделение токсичных ионов железа и, соответственно, активность наночастиц. Целью исследования явилась разработка наночастиц Fe3O4-Fe с противоопухолевой активностью in vitro. Материал и методы. Для достижения поставленной цели синтезированы наночастицы (НЧ), содержащие от 5 до 90 % железа, проведено систематическое исследование структурных, текстурных, зарядовых, морфологических и магнитных свойств наночастиц, а также их активности in vitro в отношении опухолевых линий MCF-7 и HeLa. Для получения наночастиц Fe3O4-Fe использовали электрический взрыв проволоки. Физико-химические свойства исследованы при помощи рентгенофазового анализа, тепловой десорбции азота, просвечивающей электронной микроскопии, микроэлектрофореза. Противоопухолевую активность исследовали при помощи МТТ-теста. Результаты. В результате электрического взрыва железной проволоки в газовой смеси аргон + кислород, содержащей кислород в диапазоне 1‒5 об. %, были получены НЧ Fe3O4-Fe с 5‒90 % масс. Fe3O4 соответственно. Исследование физико-химических свойств наночастиц показало, что зета-потенциал не зависит от содержания Fe3O4 в НЧ и составляет -30 мВ. Средний размер частиц проходит через максимум (минимум величины удельной поверхности) при содержании Fe3O4 W=20 %, что можно объяснить механизмом образования оксидной фазы при электрическом взрыве. При помощи МТТ-теста установлено, что наибольшей цитоксичностью обладают наночастицы, содержащие 5 % масс. Fe3O4, в присутствии которых в концентрации 1 мг/мл количество живых клеток снижалось до 16 % относительно контроля. Заключение. Впервые показано, что частицы Fe3O4-Fe можно использовать в качестве противоопухолевого агента. Возможность регулирования магнитных свойств НЧ можно использовать для нацеливания на определенный участок опухолевой ткани с помощью внешнего магнитного поля, а установленная взаимосвязь магнитного момента с активностью НЧ в отношении клеточной линии MCF-7 имеет большие перспективы для клинического применения

СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ЛЕЧЕНИЯ РАКА ПИЩЕВОДА

The purpose of the study was to provide current data about various methods of treatment of early and locally advanced esophageal cancer.Material and Methods. A search was made on available literature sources published in the Pubmed, Medline, Elibrary, Cochrane Library, CyberLeninka, Global Health and other databases. 123 articles published from 2001 to 2018 were found and analyzed to write this review.Results. Esophageal cancer is the 7-th most common cancer worldwide. Esophageal cancer has a favorable prognosis only in patients with early stage cancer. The use of endoscopic technology provides a minimally invasive approach to the treatment of esophageal cancer and significantly increases survival of patients. Surgical resection remains the mainstay of treatment for esophageal cancer. For patients with locally advanced esophageal cancer, a multimodal approach is required, including a rational combination of radical surgery with chemo and/or radiation therapy. In many countries, preoperative chemotherapy has entered the standard of treatment for II–III stages of esophagus cancer. However, the development of novel approaches to the treatment of esophageal cancer is of great importance. For advanced cancer patients, palliative chemo- or chemoradiotherapy remains the main treatment modality.Conclusion. The choice of the treatment option for esophageal cancer remains a challenging clinical problem and depends on the particular type of cancer, tumor stage, functional status of patients. Цель исследования – представить современные данные о различных методах лечения раннего и местнораспространенного рака пищевода.Материал и методы. Проведен поиск доступных литературных источников, опубликованных в базах Pubmed, Medline, Elibrary, Cochrane Library, CyberLeninka, Global Health и др. Было найдено и проанализировано 123 источника, опубликованных с 2001 по 2018 гг.Результаты. Рак пищевода занимает седьмое место среди наиболее распространенных злокачественных новообразований в мире. Прогноз при раке пищевода считается благоприятным только на самых ранних стадиях заболевания. Применение эндоскопических технологий обеспечивает минимально инвазивный подход к лечению рака слизистой оболочки пищевода и значительно увеличивает выживаемость больных. Хирургическое лечение остается основным методом воздействия, однако при местнораспространенном раке пищевода требуется мультимодальный подход, включающий рациональное сочетание радикальной операции с химио- и/или лучевой терапией. Во многих странах предоперационная химиотерапия вошла в стандарт лечения при раке пищевода II–III стадии. Вместе с тем разработка и внедрение новых методов лечения рака пищевода до сих пор остается актуальной проблемой современной онкологии. На поздних стадиях заболевания основным методом лечения является паллиативная химио- или химиолучевая терапия.Заключение. До сих пор во всем мире выбор метода лечения рака пищевода остается актуальной проблемой и зависит от вида опухоли, стадии заболевания, функционального статуса пациента.

ЦИТОТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОЛИСТОВЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ОКСИДНЫХ И ГИДРОКСИДНЫХ ФАЗ АЛЮМИНИЯ В ОТНОШЕНИИ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК

Background. Currently, the use of nanoparticles and nanostructures as components of tumor therapy is the subject of numerous scientific articles. To change the parameters of cell microenvironment in presence of nanoparticles and nanostructures is a promising approach to reducing the tumor cell viability. Aluminum hydroxides and oxides have a number of advantages over other particles due to their porous surface, low toxicity, and thermal stability.The purpose of the study was to investigate the influence of the acid-base properties of aluminum hydroxide structures with different phase composition on the tumor cell viability (Hela, mda, pymt, a549, B16F10).Material and methods. Aln/al nanoparticles were used as a precursor for obtaining structures with various phase compositions. The anoparticles were produced by electric explosion of an aluminum wire in a nitrogen atmosphere. Such nanoparticles interact with water at 60 °Ϲ, resulting in formation of porous nanostructures. They are agglomerates of nanosheets with a planar size of up to 200 nm and a thickness of 5 nm. The phase composition of the structures was varied by the calcination temperature. A change in the phase composition of nanostructures led to a change in the acid-base properties of their surface. To estimate the number of acidic and basic centers on the surface of nanostructures, the adsorption of Hammett indicators was used. The amount of adsorbed dyes was determined spectrophotometrically.Results. It was found that the differences in the acid-base characteristics of the surface of the nanostructures led to a change in their antitumor activity. Γ-al2o3 had 6.5 times more basic centers than acidic ones, which determined its ability to exhibit more pronounced antacid properties, i.e. Longer to neutralize protons secreted by tumor cells. This sample had the highest antitumor activity against all tested cell lines.Conclusion. The antitumor activity of synthesized structures was found to be related not only to an increase in the ph of the cell microenvironment, but also to the ability to maintain the alkalinity of the microenvironment for a longer time due to the adsorption of protons released by tumor cells.Введение. Применение наночастиц и наноструктур в качестве компонентов терапии опухолей является предметом большого количества научных исследований. Одним из наиболее перспективных подходов подавления жизнеспособности опухолевых клеток является изменение величины водородного показателя рН их микроокружения при добавлении наночастиц и наноструктур. Гидроксиды и оксиды алюминия имеют ряд преимуществ перед другими частицами благодаря развитой поверхности, низкой токсичности и термической стабильности.Целью исследования явилось изучение влияния кислотно-основных свойств нанолистовых структур на основе гидроксидов алюминия с различным фазовым составом на жизнеспособность широкого спектра опухолевых клеток: Hela, mda, pymt, А549, B16F10.Материал и методы. В качестве прекурсора для получения наноструктур различного фазового состава использовали наночастицы алюмонитридной композиции. Наночастицы алюминия были получены электрическим взрывом алюминиевой проволоки в атмосфере азота. Такие наночастицы реагируют с водой уже при температуре 60 °Ϲ. В результате формируются пористые наноструктуры, которые представляют собой агломераты нанолистов с планарным размером до 200 нм и толщиной 5 нм. Фазовый состав наноструктур варьировали температурой прокаливания. Изменение фазового состава наноструктур приводило к изменению кислотно-основного покрова их поверхности. Для оценки количества кислотных и основных центров на поверхности наноструктур использовали адсорбцию индикаторов Гаммета. Количество адсорбированных красителей определяли спектрофотометрически.Результаты. Отличия кислотно-основных характеристик поверхности синтезированных наноструктур приводят к изменению их цитотоксичности в отношении опухолевых клеток. У гидроксида алюминия в фазе γ-al2o3 основных центров было в 6,5 раза больше, чем кислотных, что обусловливает его способность проявлять более выраженные антацидные свойства, т.е. дольше нейтрализовать протоны, выделяемые опухолевыми клетками. Данный образец обладает наибольшей активностью в отношении всех клеточных линий.Заключение. Противоопухолевая активность синтезированных наноструктур обусловлена не только повышением величины рН микроокружения клеток, но и возможностью дольше поддерживать щелочность микроокружения за счет адсорбции протонов, выделяемых опухолевыми клетками

Синергетический эффект противоопухолевой активности доксорубицина и бикомпонентных наноструктур на основе оксида алюминия

Introduction. There are high-thech methods of nanoparticle production with controlled morphology and physical and chemical properties. Alumina-based mesoporous nanostructures have low toxicity and biocompatibility. FDI recommends alumina for biomedical application. Alumina inhibits the grow of cancer due to positive zeta-potential and low solubility in water. We observed the synergistic effect of joint application of doxorubicin and nanostructures. This approach reduces drug concentration and its toxicity.Purpose: to synthesize nanostructures with different surface potentials and to study toxicity of these nanostructures alone and in combination with doxorubicin.Material and Methods. The alumina-based nanostructures were obtained by the hydrolysis of nanopowder. The morphology of nanostructures was investigated by transmission electron microscopy with an integrated system of energy dispersive analysis. The phase composition of the particles was determined by x-ray diffraction. The effect of the synthesized nanostructures on the viability of cell lines was determined using the MTT test.Results. The synthesized nanostructures have a low toxicity and can be used as an adjuvant for doxorubicin.Conclusion. The combined use of doxorubicin and bicomponent nanostructures leads to an increase in the damaging effect of doxorubicin on Neuro-2a cells.Введение. Высокотехнологичные методы синтеза наночастиц позволяют контролировать их морфологию и физико-химические свойства уже на этапе синтеза. Мезопористые наноструктуры на основе оксида алюминия обладают низкой токсичностью, биосовместимостью, они рекомендованы ассоциацией FDA для биомедицинских приложений. Благодаря положительному дзета-потенциалу и низкой растворимости в воде оксид алюминия способен вызывать ингибирование роста опухоли и апоптоз клеток вследствие ионного дисбаланса в микроокружении опухоли. При совместном применении нетоксичных наноструктур со стандартными химиотерапевтическими препаратами наблюдается синергетический эффект, что позволяет снизить концентрацию цитостатика и уменьшить побочные эффекты.Цель исследования - синтезировать наноструктуры с различным поверхностным потенциалом и провести исследование цитотоксичности синтезированных наноструктур в чистом виде и совместно с доксорубицином.Материал и методы. Наноструктуры на основе оксида алюминия были получены путем взаимодействия нанопорошков с водой. Морфология наноструктур была охарактеризована при помощи электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа. Фазовый состав был исследован методом ренгенофазового анализа. Влияние на клетки синтезированных наноструктур было оценено при помощи МТТ-теста.Результаты. Сравнительный анализ показал, что полученные наноструктуры AIOOH обладают низкой токсичностью и могут быть использованы в качестве носителя для доксорубицина. Заключение. Совместное применение доксорубицина с наноструктурами AIOOH и ZnO-AlOOH приводит к повышению повреждающего действия цитостатика на опухолевые клетки линии Neuro-2a