Study of high temperature and high density plasmoids in axially symmetrical magnetic fields

Within the framework of an Institutional Partnership of the Alexander von Humboldt Foundation, the Budker Institute of Nuclear Physics Novisibirsk (BINP) and Forschungszentrum Dresden-Rossendorf worked together in a joint project devoted to the research at the coupled GDT-SHIP facility of the BINP with the focus on the study of plasma phenomena within the SHIP mirror section. The project began at July 1st, 2005 and ended on August 30th, 2008. It included work packages of significant theoretical, computational and analyzing investigations. The focus of this final report is on the presentation of results achieved whereas the work that was done is described briefly only. Chapter 2 illustrates the GDT-SHIP facility and describes shortly the planned topics of the SHIP plasma research. Chapter 3 explains the main extensions and modifications of the Integrated Transport Code System (ITCS) which were necessary for the calculations of the fast ion and neutral gas particle fields in SHIP, describes briefly the scheme of computations and presents significant results of pre-calculations from which conclusions were drawn regarding the experimental program of SHIP. In chapter 4, the theoretical and computational investigations of self-organizing processes in two-component plasmas of the GDT-SHIP device are explained and the results hitherto achieved are presented. In chapter 5, significant results of several experiments with moderate and with enhanced plasma parameters are presented and compared with computational results obtained with the ITCS. Preparing neutron measurements which are planned for neutron producing experiments with deuterium injection, Monte Carlo neutron transport calculations with the MCNP code were also carried out. The results are presented. Finally, from the results obtained within the joint research project important conclusions are drawn in chapter 6

Оценка состояния и взаимосвязи вазопрессорной и ренин-ангиотензиновой систем у больных локализованным раком почки на фоне артериальной гипертензии

Background. Vasopressin, in cooperative interaction with angiotensin II, participates in cardiovascular regulation and it increases in arterial hypertension. In addition, vasopressin is involved in tumorigenesis through angiogenesis by stimulating protein synthesis in endothelial cells, induction of endothelin-1, influencing cell proliferation, and stimulating growth factors through VIA receptors in the kidneys. To assess the content of vasopressin, a measurement of copeptin, its precursor, produced in an equimolar ratio, is used.Objective: to determine the content of serum copeptin and to reveal correlations with the indices of the renin-angiotensin system in the tumor and blood serum in patients with localized kidney cancer (КС) with arterial hypertension (AH).Materials and methods. The inclusion criteria for the study were initially diagnosed localized KC T1N0M0 without special treatment, age less than 75 years, essential AH of I—II degree without treatment, controlled by angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEi). All patients were divided into groups: patients with KC (n = 42); KC + AH without treatment (n = 31); KC + AH + ACEi (n = 32). Serum levels of copeptin and angiotensin I, II, 1-7 and angiotensin-converting enzyme, angiotensin-converting enzyme 2 were determined by ELISA. Also, the level of components of the renin-angiotensin system was assessed in tumor tissue samples obtained by robotic-assisted kidney resection.Results and conclusion. In patients of the KC + AH group, the median of the indicator is statistically significantly higher than in the group of healthy donors (2.4 times at p <0.05). In the group KC + AH + ACEi, a decrease in the content of the studied indicator was found in comparison with the norm by 1.2 times (at p <0.05). It was found that the content of copeptin in the tumor less than 4 cm in comparison with the size of 4-7 cm is significantly lower (KC p = 0.045, KC + AH p = 0.067 and KC + AH + ACEi p = 0.036). Correlation analysis showed direct significant links between high density between the levels of copeptin and angiotensin II in the tumor and blood, and moderate tightness with tumor and serum levels of angiotensin (1-7). Multiple regression analysis revealed that the most significant factors that have a positive effect on the concentration of serum copeptin are the content of angiotensin II in the tumor and blood serum, the tumor concentration of angiotensin (1-7) and angiotensin-converting enzyme 2, as well as the level of systolic blood pressure (p <0.05).Введение. Вазопрессин в кооперативном взаимодействии с ангиотензином 2 участвует в кардиоваскулярной регуляции, и оно усиливается при артериальной гипертензии (АГ). Кроме этого, вазопрессин участвует в туморогенезе через ангиогенез за счет стимуляции синтеза белка в эндотелиальных клетках, индукции эндотелина 1, влияния на клеточную пролиферацию, стимуляцию ростовых факторов через VIA-рецепторы в почках. Для оценки содержания вазопрессина используют измерение уровня копептина, его предшественника, вырабатываемого в эквимолярном соотношении.Цель исследования - определить содержание сывороточного копептина и выявить корреляции с показателями ренин-ангиотензиновой системы в опухоли и сыворотке крови у больных локализованным раком почки (РП) на фоне АГ.Материалы и методы. Критериями включения в исследование были первично выявленный локализованный РП стадии T1N0M0 без специального лечения, возраст менее 75 лет, эссенциальная АГ I-II степени без лечения, контролируемая ингибиторами ангиотензинпревращающего фермента (ИАПФ). Все пациенты были разделены на группы: больные РП без нарушения артериального давления (группа РП; n = 42); пациенты с РП и АГ без лечения (группа РП + АГ; n = 31); пациенты с РП и АГ, контролируемой ИАПФ (группа РП + АГ + ИАПФ; n = 32). В сыворотке крови определяли уровни копептина и ангиотензина 1, 2 и (1-7), а также ангиотензинпревращающего фермента и ангиотензинпревращающего фермента 2-го типа с помощью иммуноферментного анализа. Также уровень компонентов ренин-ангиотензиновой системы оценивали в образцах опухолевой ткани, полученной при робот-ассистированной резекции почки.Результаты и заключение. У больных группы РП + АГ медиана уровня копептина статистически значимо выше, чем в группе здоровых доноров (в 2,4 раза; р <0,05). В группе РП + АГ + ИАПФ обнаружено уменьшение в 1,2 раза содержания изученного показателя по сравнению с нормой (р <0,05). Выявлено, что содержание копептина в опухоли размером <4 см по сравнению с опухолью размером 4-7 см достоверно ниже (в группе РП р = 0,045, в группе РП + АГ р = 0,067 и в группе РП + АГ + ИАПФ р = 0,036). Корреляционный анализ показал прямые значимые взаимосвязи высокой тесноты между уровнем копептина и ангиотензина 2 в опухоли и крови и умеренной тесноты с опухолевым и сывороточным содержанием ангиотензина (1-7). Множественный регрессионный анализ выявил, что наиболее значимыми факторами, положительно влияющими на концентрацию сывороточного копептина, являются содержание ангиотензина 2 в опухоли и сыворотке крови, опухолевая концентрация ангиотензина (1-7) и ангиотензинпревращающего фермента 2-го типа, а также уровень систолического артериального давления (р <0,05)

Общая выживаемость больных раком ободочной кишки с различным уровнем циркулирующих опухолевых клеток и возможности повышения его прогностической значимости

Development of personalized approaches to diagnosis, treatment and prognosis of colon cancer (CC) still remains challenging. Levels of circulating tumor (CTC) and cancer stem cells (CSC) are promising non-invasive prognostic factors. Our aim was to assess the overall survival (OS) of patients with stage II–IV CC with different levels of CTCs as well as to enhance their prognostic value by additionally determining the level of CD44+ CSCs. Material and methods. The study included 299 patients with stage II–IV CC. All patients underwent surgery followed by adjuvant chemotherapy (FOLFOX). patients with stage IV CC with resectable liver metastases underwent simultaneous resection of the primary tumor and liver metastases, followed by FOLFOX chemotherapy. the proportion of CTCs was evaluated before surgery using Veridex CellSearch™, and the level of CD44+ CSCs was determined in the tissue of the removed tumor by the IHC method. OS was studied in patients with different CTC levels, cumulative OS was calculated by Kaplan–Meier`s method. prognostic algorithm was designed by logistic regression analysis and cox proportional hazards model. Results. OS was found to be lower in patients with higher CTC levels divided into ranges: 0, 1–3, 4–9, ≥10 (χ2=11.59, p=0.009); thus enabling us to use it for prognosis. its prognostic value is enhanced by estimation of CD44+ CSC in tumor. Statistically significant conjugation between CTC and CD44+ ranges was found. an increase in CTC level by 1 range resulted in the increase in the risk of fatal outcome by 1.58 times (р=0.002); the additive increase in CD44+ expression ≥10 % resulted in the increase in the risk of fatal outcome by 7.2 times (p<0.001). For individual risk assessment, a model for calculating the prognostic coefficient K with high diagnostic sensitivity and specificity was developed, and its mathematical expression was proposed. the value of K≥0.411 indicates a high risk of adverse outcome. Conclusion. The prognostic algorithm for the risk of unfavorable outcome of patients with CC, based on the assessment of CTC and CD44+ CSC levels, was developed.Разработка персонализированных подходов к диагностике, лечению и прогнозированию рака ободочной кишки является актуальной проблемой современной онкологии. Уровни циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) и опухолевых стволовых клеток (ОСК) рассматриваются как многообещающие неинвазивные прогностические факторы. Цель исследования – оценка общей выживаемости (ОВ) больных раком ободочной кишки II–IV стадий с различным уровнем ЦОК и изучение возможности повышения его прогностической значимости путем дополнительного определения уровня ОСК CD44+ в опухоли. Материал и методы. В исследование включено 299 больных раком ободочной кишки II–IV стадий. Выполнялось хирургическое лечение, после чего больные II–III стадий получали адъювантную химиотерапию (FOLFOX). Больным IV стадии с резектабельными метастазами в печень одновременно с удалением первичной опухоли выполнялась операция на печени, затем – химиотерапия (FOLFOX). До операции у больных определяли ЦОК методом Veridex CellSearch™, в удаленной опухоли – экспрессию маркера ОСК CD44+ иммуногистохимическим методом. Изучали ОВ больных с различным уровнем ЦОК, кумулятивную ОВ определяли методом Каплана–Мейера. Для построения прогностической модели использовали метод логистического регрессионного анализа, для оценки влияния изучаемых параметров на ОВ больных – регрессионный анализ Кокса. Результаты. Наблюдается более низкая ОВ при более высоких уровнях ЦОК, разделенных на ранги: 0, 1–3, 4–9, ≥10; (χ2=11,59, p=0,009), что позволяет использовать данный тест как фактор прогноза. Его прогностическую значимость можно повысить при определении в ткани опухоли процента cd44+ опухолевых клеток. Выявлено статистически значимое сопряжение рангов ЦОК и CD44+ с ОВ больных. Повышение концентрации ЦОК в крови на один ранг сопровождалось повышением риска развития летального исхода в 1,58 раза (р=0,002); при дополнительном увеличении экспрессии cd44+ ≥10 % – в 7,2 раза (p<0,001). Для индивидуальной оценки риска разработана модель расчета прогностического коэффициента К с высокой диагностической чувствительностью и специфичностью, предложено ее математическое выражение. Значение K≥0,411 говорит о высоком риске неблагоприятного исхода. Заключение. Разработан прогностический алгоритм для оценки риска неблагоприятного исхода рака ободочной кишки по уровню ЦОК в крови и CD44+ ОСК в ткани опухоли

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИИ CD133 И CD44 МАРКЕРОВ ОПУХОЛЕВЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ПРИ МЕТАСТАТИЧЕСКОМ И НЕМЕТАСТАТИЧЕСКОМ РАКЕ ЖЕЛУДКА

Background. Gastric cancer is the second leading cause of cancer-related death due to advanced disease. A special role in the pathogenesis and metastasis of the tumor is assigned to tumor stem cells (TSC ),  responsible for resistance to chemotherapy and radiotherapy and causing tumor progression.Objective: to determine the CD 44 and CD 133 markers of TSC in tumor tissues of non-metastatic and metastatic gastric cancer using the immunohistochemical method.Material and Methods. A prospective study of tumors in patients with gastric cancer was conducted: Group 1 – 20 people with T3–4aN0–3M0G2 tumor, average age 58.9 ± 9.7; Group 2 – 20 people with T3–4aN0–3M1G2 tumor, with metastases in the peritoneum, average age 53.4 ± 11.9. The expression of CD 44 and CD 133 in the tumor tissue was determined by immunohistochemistry.Results. Differences were found in the number of tumor cells expressing the CD 44 marker in the presence and absence of metastases in patients with gastric cancer – their number was 10.0 ± 3.08 and 6.0 ± 2.3, respectively. The CD 133 molecule was detected in 100 % of cases having metastases, while in cases having no metastases, the marker was detected only in 80 % of cases. The average percentage of CD 133 + cells was 21.3 ± 11.6 % in patients with metastatic gastric cancer and 10.0 ± 2.4 % in patients having no metastases.Conclusion. The degree of expression of the CD 44 and CD 133 markers had characteristic differences in patients with gastric cancer, which can be used further to explain the results of the treatment and the prognosis of the disease.Введение. В структуре смертности рак желудка (РЖ) занимает второе место, что обусловлено поздней диагностикой в сочетании с агрессивным течением заболевания. Особую роль в патогенезе и метастазировании опухоли отводят опухолевым стволовым клеткам, ответственным за устойчивость к химио- и радиотерапии и обусловливающим прогрессию опухоли. Цель исследования – определение cd44 и cd133 маркеров опухолевых стволовых клеток в ткани опухоли при неметастатическом и метастатическом раке желудка с  использованием иммуногистохимического метода. Материал и методы. Проведено проспективное исследование опухолевой ткани у больных раком желудка: 1-я группа – 20 больных РЖ t3–4аN0–3m0, степень дифференцировки опухоли – g2, средний возраст – 58,9 ± 9,7 года; 2-я группа – 20 больных РЖ t3–4аN0–3m1 с метастатическим поражением брюшины, степень  дифференцировки опухоли – g2, средний возраст – 53,4 ± 11,9 года. Экспрессию cd44 и cd133 в ткани опухолей осуществляли иммуногистохимическим методом. Результаты. Выявлены отличия в количестве опухолевых клеток, экспрессирующих cd44 маркер при наличии и отсутствии метастазов у больных раком желудка – их количество составило 10,0 ± 3,08 % и 6,0 ± 2,3 % соответственно. При этом cd133 молекула при наличии метастазов выявлялась в 95 %, при их отсутствии – в 80 % случаев. Средний уровень cd133+-клеток при метастатическом раке желудка составил 21,3 ± 11,6 %, при локализованном – 10,0 ± 2,4 %. Заключение. Степень экспрессии выбранных молекул имела характерные отличия у больных различными формами рака желудка, что может быть использовано в дальнейшем для понимания результатов лечения и прогноза течения заболевания

Непосредственные и отдаленные результаты лечения рака прямой кишки

The purpose of the study was to analyze rectal resection outcomes in patients with rectal cancer.Material and Methods. A retrospective analysis of treatment outcomes of 251 patients with stage cT3–4aN0–2M0 rectal cancer, who underwent transperitoneal resections of the rectum with mesorectumectomy from 2015 to 2020, was carried out. The age of the patients ranged from 27 to 90 years. Considering the extent of rectal tumor spread, 143 (56.9 %) patients underwent neoadjuvant prolonged conformal radiation therapy or chemoradiotherapy.Results. The failure of the colorectal anastomosis was observed in 11 (4.4 %) patients, repeated surgery was performed in 8 (72.7 %) patients (Grade C). During the follow-up, disease progression was detected in 58 (23.1 %) patients, tumor recurrence in the rectum occurred in 2 (0.8 %) patients, and distant metastases were found in 56 (22.3 %) patients. Statistical analysis showed that the parameters, such as the age, localization of the tumor in the rectum, tumor grade and T stage did not significantly affect the disease progression. A statistically significant relationship between the disease progression and pN2 stage was revealed. Patients with pN2 stage were 4.1 times more likely to have disease progression. The 75th percentile survival time was51.2 months. Patients with pN2 stage had a 3.6-fold increase in the risk of lethal outcome.Conclusion. The study demonstrated good oncological and surgical outcomes in the treatment of stage II–III rectal cancer with high survival rates. Resection of the rectum in patients with rectal cancer is a safe and predictable surgical procedure accompanied by a low incidence of anastomotic leaks and disease recurrence. The pN2 stage in rectal cancer patients significantly worsened the oncologic outcomes and survival of patients.Цель исследования ‒ изучить результаты резекции прямой кишки при раке.Материал и методы. Проведен ретроспективный анализ результатов лечения 251 больного раком прямой кишки (РПК) стадии сT3–4аN0–2M0, которым выполнены чрезбрюшинные резекции прямой кишки с мезоректумэктомией в ФГБУ «НМИЦ онкологии» МЗ РФ с 2015 по 2020 г. Возраст больных составил 27–90 лет. Учитывая распространенность опухоли, 143 (56,9 %) больным проведена неоадъювантная пролонгированная конформная лучевая терапия или химиолучевая терапия.Результаты. Несостоятельность колоректального анастомоза развилась у 11 (4,4 %) больных, повторные оперативные вмешательства выполнены 8 (72,7 %) больным (Grade С). Прогрессирование заболевания выявлено у 58 (23,1 %) больных, рецидив опухоли в прямой кишке – у 2 (0,8 %), отдаленные метастазы – у 56 (22,3 %) пациентов. Статистический анализ показал, что такие показатели, как возраст, локализация опухоли в прямой кишке, степень дифференцировки опухоли и стадия Т, значимо не влияли на прогрессирование заболевания. Выявлена значимая зависимость прогрессирования заболевания от стадии рN2, которая увеличивала риски рецидива заболевания в 4,1 раза. 75 % выживаемость больных составила 51,2 мес. Выявлено значимое ухудшение выживаемости больных при стадии рN2, которая увеличивала риски летального исхода в 3,6 раза.Заключение. Проведенное исследование продемонстрировало хорошие онкологические и хирургические результаты лечения РПК II–III стадии с высокими показателями выживаемости. Резекция прямой кишки является безопасным и прогнозируемым оперативным вмешательством, сопровождающимся малой частотой несостоятельности анастомоза и рецидивов заболевания. В условиях современной терапии РПК значимым прогностическим фактором стала патоморфологическая стадия рN2, которая значимо ухудшила онкологические результаты лечения и выживаемость больных

Antiproliferative 4-(1,2,4-oxadiazol-5-yl)piperidine-1-carboxamides, a new tubulin inhibitor chemotype

We discovered a new chemical class of antiproliferative agents, 4-(1,2,4-oxadiazol-5-yl)piperidine-1-carboxamides. SAR-guided optimization of the two distinct terminal fragments yielded a compound with 120 nM potency in an antiproliferative assay. Biological activity profile studies (COMPARE analysis) demonstrated that 4-(1,2,4-oxadiazol-5-yl)piperidine-1-carboxamides act as tubulin inhibitors, and this conclusion was confirmed via biochemical assays with pure tubulin and demonstration of increased numbers of mitotic cells following treatment of a leukemia cell line. © 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved

ONCOLYTIC VIROTHERAPY IN GLIOBLASTOMA TREATMENT: PROGRESS AND CHALLENGES IN CLINICAL RESEARCH (LITERATURE REVIEW)

Glial tumors comprise about 60 % of primary malignant brain tumors, and 70 % of them show morphological signs of high-grade cancer (High Grade Gliomas III , IV WHO 2016) [1, 2]. Despite a significant technical pre- and intraoperative progress as well as advances in radiotherapy and chemotherapy, the overall median survival is very low, being less than 20 months [3] and less than 12 months in patients with relapse [4]. Recent studies have shown that chemo- and radioresistance is due to the existence of cancer stem cells [5, 6]. Poor treatment outcomes require the development and implementation of new approaches to the treatment of highgrade gliomas. In recent years, increasing attention has been paid to the development of immunotherapeutic treatment approaches, including the development of oncolytic virotherapy. Tropism to target cancer cells, as well as various viral vectors, has been developed using methods of genetic engineering; synergism of viruses and adjuvant therapy has been studied. Despite extensive experimental studies of the mechanism of oncolysis [1], there are only a few reports on Phase I–II clinical trials. This review considers the most successful applications of oncolytic viruses in relation to glioblastoma in animal models and their translation into clinical practice in patients

Antiproliferative 4-(1,2,4-oxadiazol-5-yl)piperidine-1-carboxamides, a new tubulin inhibitor chemotype

We discovered a new chemical class of antiproliferative agents, 4-(1,2,4-oxadiazol-5-yl)piperidine-1-carboxamides. SAR-guided optimization of the two distinct terminal fragments yielded a compound with 120 nM potency in an antiproliferative assay. Biological activity profile studies (COMPARE analysis) demonstrated that 4-(1,2,4-oxadiazol-5-yl)piperidine-1-carboxamides act as tubulin inhibitors, and this conclusion was confirmed via biochemical assays with pure tubulin and demonstration of increased numbers of mitotic cells following treatment of a leukemia cell line. © 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved