Вакцинация как стратегия преодоления антимикробной резистентности: свежий взгляд на известную проблему

The issue of antimicrobial resistance continues to be on the first page of the global agenda. The system of factors influencing the growth of antibiotic resistance in bacteria comes from various fields (medicine, veterinary medicine, agriculture and the environment), what requires a One Health approach. Vaccination as one of the most important tools against antimicrobial resistance is considered in detail in this review. Vaccine-induced direct and indirect mechanisms for overcoming antimicrobial resistance are presented, as well as the current evidence base and perspectives for expanding the use of vaccines in the context of this problem. Increased vaccination against both known bacterial pathogens (Pneumococcus, Haemophilus influenza type b, typhoid fever) and viral infections (influenza, rotavirus) would reduce the burden of antibiotic-resistant infections, and thus preserve effective options for treatment and saving lives. Вопрос антимикробной резистентности продолжает оставаться на первой странице повестки мировых проблем. Система факторов, влияющих на рост резистентности бактерий к антибиотикам, формируется на основе нескольких направлений (медицина, ветеринария, сельское хозяйство и окружающая среда). Соответственно, и решение проблемы антимикробной резистентности требует понимания концепции единого здоровья (One Health approach). Вакцинация как важнейший инструмент борьбы с антимикробной резистентностью подробно рассмотрена в настоящем обзоре. Представлены вакцин-индуцированные прямые и косвенные механизмы преодоления антимикробной резистентности, а также обозначены современная доказательная база и перспективы расширения применения вакцин в контексте данной проблемы.  Более массовая вакцинация как против известных бактериальных патогенов (пневмококк, гемофильная инфекция типа b, брюшной тиф), так и против вирусных инфекций (грипп, ротавирусная инфекция) позволит снизить бремя резистентных к антибиотикам инфекций и таким образом сохранить эффективные опции для лечения и спасения человеческих жизней.

COVID-19-ассоциированные изменения желудочно-кишечного тракта: сопоставление данных ультразвуковых и гистологических исследований: пилотное исследование

INTRODUCTION: COVID-19-associated gastrointestinal tract involvement has been reported in 11.4–61.1% of cases. However, there is no data on the incidence of COVID-19-associated pathology in different parts of the gastrointestinal tract, and there’s little understanding about the appearance of COVID-19-associated gastrointestinal lesions on ultrasound diagnostic images.OBJECTIVE: To study of the radiologic pattern of COVID-19-associated changes in the gastrointestinal tract based on the comparison of ultrasound and morphological autopsy data.MATERIALS AND METHODS: The study was approved by the ethical committee of Gomel State Medical University (protocol № 2 of 24.03.2021). For the purposes of this study gastric and intestinal pathological examination was performed in 11 subjects (average age 64.6±10.1 years) who died of COVID-19 infection and 11 subjects who had no clinical or laboratory confirmed signs of COVID-19 infection (average age 67.2±8.8 уears). Using the ImageJ computer program, we determined the surface area of the whole studied object subject, and the affected areas (foci of hyperemia with fine-point hemorrhages), determined the percentage of organ mucosal lesions and also performed an ultrasound examination of the gastric and intestinal wall samples. Statistic: analysis was performed using the Statistica 10.0 software (StatSoft, Inc., USA).RESULTS: The incidence of COVID-19-associated lesions in different parts of the gastrointestinal tract was as follows: stomach, 100.0%; duodenum, 25.0%; jejunum, 55.0%; ileum, 35.0%; cecum, 18%; ascending colon, 15%; transverse colon, 15% descending colon, 41% sigmoid colon, 55%; rectum, 75%. The lesion surface area in different parts of the gastrointestinal tract was as follows (%): stomach, 86,0 (75.0; 90.0); duodenum, 48,0 (39.0; 66.0); jejunum, 55.0 (50.0; 59.0); ileum, 35.0 (30.0; 41.0); cecum, 59.0 (55.0; 69.0); ascending colon, 34,0 (29.0; 41.0); transverse colon 36,0 (30.0; 42.0); descending colon 40.0 (34.0; 47.0); sigmoid colon 65,0 (61.0; 71.0); rectum 69.0 (65.0; 73.0). Ultrasound pattern in COVID-19-associated pathology of the gastrointestinal tract was uniform. Most often, foci of reduced echogenicity with indistinct and uneven margins were detected in the mucosa. Histologically, foci of lymphoid infiltration and formation of lymphoid clusters of B-lymphocytes were found in these areas.CONCLUSION: The most frequent ultrasound pattern in COVID-19-associated gastrointestinal tract involvement is the presence in the mucosa areas of reduced echogenicity with indistinct and uneven margins.ВВЕДЕНИЕ: Ассоциированные с  инфекцией COVID-19 поражения желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) отмечаются у 11,4‒61,1% пациентов. При этом отсутствуют данные об инцидентности COVID-19-ассоциированных поражений в разных отделах ЖКТ, а также представления о том, как выглядят такие поражения на ультразвуковых диагностических изображениях.ЦЕЛЬ: Изучение лучевого паттерна COVID-19-ассоциированных изменений желудочно-кишечного тракта на основе сопоставления данных ультразвуковых и морфологических исследований.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Исследование одобрено этическим комитетом УО «Гомельский государственный медицинский университет», протокол № 2 от 24.03.2021 г. Для достижения поставленной цели было выполнено секционное исследование желудка и кишечника у 11 субъектов (средний возраст 64,6±10,1 года), умерших от инфекции COVID-19, и 11 субъектов, не имевших клинических и лабораторных признаков инфекции COVID-19 (средний возраст 67,2±8,8 года). С помощью компьютерной программы ImageJ определялись площадь всего исследуемого объекта, площадь пораженных участков (очаги гиперемии с  мелкоточечными кровоизлияниями), определялся процент поражения слизистой оболочки органа и проводилось ультразвуковое исследование образцов стенки желудка и кишечника. Статистика: анализ выполнялся с применением пакета прикладных программ Statistica 10,0 (StatSoft, Inc., США).РЕЗУЛЬТАТЫ: Инцидентность COVID-19-ассоциированных поражений различных отделов желудочно-кишечного тракта была следующей: желудок  — 100,0%; двенадцатиперстная кишка  — 25,0%; тощая кишка  — 55,0%; подвздошная кишка — 35,0%; слепая кишка — 18%; восходящий отдел толстой кишки — 15%; поперечно-ободочная кишка — 15%; нисходящий отдел толстой кишки — 41%; сигмовидная кишка — 55%, прямая кишка — 75%. Площадь поражения различных отделов желудочно-кишечного тракта была следующей: желудок  — 86,0% (75,0; 90,0); двенадцатиперстная кишка — 48,0% (39,0; 66,0); тощая кишка — 55,0% (50,0; 59,0); подвздошная кишка — 35,0% (30,0; 41,0); слепая кишка — 59,0% (55,0;69,0); восходящий отдел толстой кишки — 34,0% (29,0; 41,0); поперечно-ободочная кишка — 36,0% (30,0; 42,0); нисходящий отдел толстой кишки — 40,0% (34,0; 47,0); сигмовидная кишка — 65,0% (61,0; 71,0); прямая кишка — 69,0% (65,0; 73,0). Ультразвуковой паттерн при COVID-19-ассоциированном поражении желудочнокишечного тракта был одинаковым. Чаще всего в толще слизистой оболочки определялись фокусы пониженной эхогенности с нечеткими и неровными контурами. Гистологически в этих участках выявлялись очаги лимфоидной инфильтрации с формированием лимфоидных скоплений В-лимфоцитов.ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Наиболее часто встречавшимся вариантом ультразвукового паттерна при COVID-19-ассоциированном поражении желудочно-кишечного тракта является наличие в толще слизистой оболочки участков пониженной эхогенности с нечеткими и неровными контурами

Multiscale modelling of auxin transport in the plant-root elongation zone

In the root elongation zone of a plant, the hormone auxin moves in a polar manner due to active transport facilitated by spatially distributed influx and efflux carriers present on the cell membranes. To understand how the cell-scale active transport and passive diffusion combine to produce the effective tissue-scale flux, we apply asymptotic methods to a cell-based model of auxin transport to derive systematically a continuum description from the spatially discrete one. Using biologically relevant parameter values, we show how the carriers drive the dominant tissue-scale auxin flux and we predict how the overall auxin dynamics are affected by perturbations to these carriers, for example, in knockout mutants. The analysis shows how the dominant behaviour depends on the cells' lengths, and enables us to assess the relative importance of the diffusive auxin flux through the cell wall. Other distinguished limits are also identified and their potential roles discussed. As well as providing insight into auxin transport, the study illustrates the use of multiscale (cell to tissue) methods in deriving simplified models that retain the essential biology and provide understanding of the underlying dynamics

Эффективность вакцинации против COVID-19 в организованном коллективе: результаты проспективного исследования

   Objective: to assess the efficacy of COVID-19 vaccination against in organized group.   Materials and methods: A total of 122 adults, employees of a higher education institution participated in the study. Study participants were observed prospectively and filled out a questionnaire where they indicated their age, presence of chronic diseases, history of COVID-19 and vaccination status.   Findings: the study participants were divided into two groups: 59 vaccinated (48.36 %) and 63 unvaccinated (51.64 %) individuals with no differences in age between the groups. There were significantly fewer confirmed cases of COVID-19 in the vaccinated group (р = 0,0008457, df = 1; χ2 = 11,138), significant differences (p = 0.0084; df = 4; χ2 =13.678) were observed in the number of cases among study participants based on their vaccination status.   Conclusion: participants diagnosed with pneumonia were 75 % unvaccinated (p = 0,00729; df = 1; χ2 = 7,2). All hospitalized study participants were unvaccinated (p = 0,004678; χ2 =8,0). None of the vaccinated participants needed respiratory support (p = 0,0455; df = 1; χ2 = 4,0). Chronic disease in vaccinated subjects made a significant (p = 0,04563; df = 2; χ2 = 6,1743) impact on COVID-19 severity.   Цель: оценить эффективность вакцинации против COVID-19 в организованном коллективе.   Материалы и методы: в исследовании приняли участие 122 взрослых, сотрудников учреждения высшего образования. Участники исследования наблюдались проспективно, а также заполнили анкету, в которой указали возраст, наличие хронических заболеваний, анамнез по COVID-19 и статус вакцинации.   Результаты: участники исследования были разделены на две группы: 59 вакцинированных (48,36 %) и 63 невакцинированных (51,64 %) человека без различий в возрасте между группами. В группе вакцинированных было значительно меньше подтвержденных случаев COVID-19 (р = 0,0008457, df = 1; χ2 = 11,138), значительные различия (p = 0,0084; df = 4; χ2 = 13,678) наблюдались в количестве случаев заболевания среди участников исследования с учетом их статуса вакцинации.   Заключение: участники с диагнозом «Пневмония» в 75 % случаев были невакцинированными (p = 0,00729; df = 1; χ2 =7,2). Все госпитализированные участники исследования были не вакцинированы (p = 0,004678; χ2 =8,0). Ни один из вакцинированных участников не нуждался в респираторной поддержке (p = 0,0455; df = 1; χ2 = 4,0). Хронические заболевания у вакцинированных оказывали значимое (p = 0,04563; df = 2; χ2 = 6,1743) влияние на тяжесть COVID-19

Noise and Robustness in Phyllotaxis

A striking feature of vascular plants is the regular arrangement of lateral organs on the stem, known as phyllotaxis. The most common phyllotactic patterns can be described using spirals, numbers from the Fibonacci sequence and the golden angle. This rich mathematical structure, along with the experimental reproduction of phyllotactic spirals in physical systems, has led to a view of phyllotaxis focusing on regularity. However all organisms are affected by natural stochastic variability, raising questions about the effect of this variability on phyllotaxis and the achievement of such regular patterns. Here we address these questions theoretically using a dynamical system of interacting sources of inhibitory field. Previous work has shown that phyllotaxis can emerge deterministically from the self-organization of such sources and that inhibition is primarily mediated by the depletion of the plant hormone auxin through polarized transport. We incorporated stochasticity in the model and found three main classes of defects in spiral phyllotaxis – the reversal of the handedness of spirals, the concomitant initiation of organs and the occurrence of distichous angles – and we investigated whether a secondary inhibitory field filters out defects. Our results are consistent with available experimental data and yield a prediction of the main source of stochasticity during organogenesis. Our model can be related to cellular parameters and thus provides a framework for the analysis of phyllotactic mutants at both cellular and tissular levels. We propose that secondary fields associated with organogenesis, such as other biochemical signals or mechanical forces, are important for the robustness of phyllotaxis. More generally, our work sheds light on how a target pattern can be achieved within a noisy background

Метаболизм головного мозга у пациентов с COVID-19 по данным мультивоксельной 1H-МРС: проспективное исследование

INTRODUCTION: Members of the coronavirus family can affect the human central nervous system, causing various neurological complications in patients with SARS-CoV-2. Proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) seems to be a promising technique for assessing the prognosis of persistent neurological manifestations and complications, determining the completeness of a patient’s recovery during long-term follow-up. OBJECTIVE: To study changes in the metabolites profile in the brain with relation to cognitive impairment in patients with COVID-19.MATERIALS AND METHODS: 68 patients with verified COVID-19 and neurological complaints underwent a diagnostic workup, including a psychoneurological assessment and MRI of the brain with multivoxel proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS), starting in the first 2 weeks from the onset of the disease. In 11 patients, a complex examination was repeated 7–8 months after the onset of the disease. The exclusion criteria were acute severe neurological symptoms, age over 65 years, artificial lung ventilation, lung CT score III–IV, as well as information about pre-Covid neuropsychiatric disorders. As a control group, earlier collected data of 10 healthy volunteers (age 30–67 years) were taken from a local database. Statistics: Intergroup differences in the ratios of metabolites peak areas determined by the 1H-MPC method were assessed using the nonparametric Mann-Whitney test with Bonferroni’s correction for multiple comparisons. Values were considered statistically significant at p<0.05. RESULTS: According to 1H-MRS, all patients with COVID-19 showed metabolic changes in the brain: a statistically significant increase in mI/Cr in the white and gray matter and a diffuse decrease in the levels of Cho/Cr in the supraventricular white matter, even in the absence of any changes in structural MRI. DISCUSSOIN: Patients were divided into three subgroups according to the severity of neurological symptoms that arose with the onset of the coronavirus infection. The most pronounced metabolic changes were found in the group with severe neurological manifestations (NM). At follow-up, a gradual recovery of the metabolite profile was noted, but in our sample group complete normalization was not achieved within the specified time frame. CONCLUSION: The obtained data indicate metabolic changes associated with SARS-CoV-2 infection, as well as the prospects for using the 1H-MPC technique in the diagnosis of neurological complications of the new coronavirus infection, including manifestations of a psychoneurological syndrome associated with COVID-19.><0.05.RESULTS: According to 1H-MRS, all patients with COVID-19 showed metabolic changes in the brain: a statistically significant increase in mI/Cr in the white and gray matter and a diffuse decrease in the levels of Cho/Cr in the supraventricular white matter, even in the absence of any changes in structural MRI.DISCUSSOIN: Patients were divided into three subgroups according to the severity of neurological symptoms that arose with the onset of the coronavirus infection. The most pronounced metabolic changes were found in the group with severe neurological manifestations (NM). At follow-up, a gradual recovery of the metabolite profile was noted, but in our sample group complete normalization was not achieved within the specified time frame.CONCLUSION: The obtained data indicate metabolic changes associated with SARS-CoV-2 infection, as well as the prospects for using the 1H-MPC technique in the diagnosis of neurological complications of the new coronavirus infection, including manifestations of a psychoneurological syndrome associated with COVID-19.ВВЕДЕНИЕ: Представители семейства коронавирусов могут воздействовать на центральную нервную систему человека, вызывая различные неврологические осложнения у пациентов с SARS-CoV-2. Перспективной методикой для оценки прогноза стойких неврологических проявлений и осложнений, определения при долгосрочном наблюдении полноты реабилитации пациента представляется протонная магнитно-резонансная спектроскопия (1H-МРС).ЦЕЛЬ: Изучить изменения профиля метаболитов в веществе головного мозга в сопоставлении с когнитивными нарушениями у больных при COVID-19.МАТЕРИАЛЫ И  МЕТОДЫ: 68 пациентам с  верифицированным диагнозом COVID-19 и  неврологическими жалобами выполнен диагностический комплекс, включающий психоневрологическую оценку и  МРТ головного мозга, в  том числе многовоксельную 1H-МРС, начиная с первых 2 недель от начала заболевания. 11 пациентам комплексное обследование было выполнено в динамике, спустя 7–8 месяцев от начала заболевания. Критериями исключения была острая грубая неврологическая симптоматика, возраст старше 65 лет, нахождение на ИВЛ, КТ легких III–IV, а также информация о психоневрологических нарушениях в пре-ковидный период. В качестве группы контроля были взяты данные 10 здоровых добровольцев (возраст 30–67 лет) из локальной базы данных, собранной ранее. Статистика: Межгрупповые различия отношений площадей пиков метаболитов, определяемых методом 1H-МРС, оценивались при помощи непараметрического критерия Манна–Уитни с поправкой Бонферрони на множественность сравнений. Значения считались статистически значимыми при р<0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ: По данным 1H-МРС у всех пациентов с COVID-19 были выявлены метаболические изменения головного мозга: статистически значимое нарастание показателей mI/Cr в белом и сером веществе и диффузное снижение уровней Cho/Cr в суправентрикулярном белом веществе даже при отсутствии каких-либо изменений на структурной МРТ. ОБСУЖДЕНИЕ: Пациенты были разделены на три подгруппы по степени выраженности неврологических симптомов, возникших с началом коронавирусной инфекции. Наиболее выраженные метаболические изменения были выявлены в группе с тяжелыми неврологическими проявлениями (НП). При динамическом контроле отмечается постепенное восстановление профиля метаболитов, но в нашей выборке в указанные сроки полная нормализация не была достигнута. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Полученные данные свидетельствуют о метаболических изменениях при инфицировании SARS-CoV-2, а также перспективности применения методики 1H-МРС в диагностике неврологических осложнений новой коронавирусной инфекции, включая проявления психоневрологического синдрома, ассоциированного с COVID-19. ><0,05.РЕЗУЛЬТАТЫ: По данным 1H-МРС у всех пациентов с COVID-19 были выявлены метаболические изменения головного мозга: статистически значимое нарастание показателей mI/Cr в белом и сером веществе и диффузное снижение уровней Cho/Cr в суправентрикулярном белом веществе даже при отсутствии каких-либо изменений на структурной МРТ.ОБСУЖДЕНИЕ: Пациенты были разделены на три подгруппы по степени выраженности неврологических симптомов, возникших с началом коронавирусной инфекции. Наиболее выраженные метаболические изменения были выявлены в группе с тяжелыми неврологическими проявлениями (НП). При динамическом контроле отмечается постепенное восстановление профиля метаболитов, но в нашей выборке в указанные сроки полная нормализация не была достигнута.ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Полученные данные свидетельствуют о метаболических изменениях при инфицировании SARS-CoV-2, а также перспективности применения методики 1H-МРС в диагностике неврологических осложнений новой коронавирусной инфекции, включая проявления психоневрологического синдрома, ассоциированного с COVID-19

Genome-wide Association Analysis in Humans Links Nucleotide Metabolism to Leukocyte Telomere Length

Leukocyte telomere length (LTL) is a heritable biomarker of genomic aging. In this study, we perform a genome-wide meta-analysis of LTL by pooling densely genotyped and imputed association results across large-scale European-descent studies including up to 78,592 individuals. We identify 49 genomic regions at a false dicovery rate (FDR) 350,000 UK Biobank participants suggest that genetically shorter telomere length increases the risk of hypothyroidism and decreases the risk of thyroid cancer, lymphoma, and a range of proliferative conditions. Our results replicate previously reported associations with increased risk of coronary artery disease and lower risk for multiple cancer types. Our findings substantially expand current knowledge on genes that regulate LTL and their impact on human health and disease.Peer reviewe

Additional file 2: of CNV analysis in the Lithuanian population

Summary of CNVs detected. Also includes CNV annotation results. (XLSX 368 kb