Heterogeneity of population of microorganisms grown in presence of iron oxide maghemite nanoparticles

In this work γ-Fe2O3 MNPs were obtained by laser target evaporation and water based suspensions were prepared. Maximum permissive dose of iron in water (MPD) is 0.3 mg/L. It was found that 100 MPD dose of iron induces formation of non-typical colonies after 72 or 96 hours exposition: against a background of small black colonies large white colonies appeared due to a disruption in tyrosine synthesis. Multiple re-cloning of the white colonies grown with MNPs showed that they retained their properties both under standard conditions (temperature of 24 °C) and at the temperatures up to 37o C. E.nigrum grown with MNPs demonstrated very scant extension of small colonies at the cultivation temperature of 24o C, their growth was completely blocked at 37°C. Significant changes in the structure of the population were noted. First of all, large cells with pronounced aggregation were observed among the black colonies. These aggregates consisted of large cells connected to each other by matrix. In the white colonies the appearance of very long threadlike cells connecting different groups of the cells establishing an intercellular communication was evident. Fe2O3 MNPs induce an increase in the heterogeneity of the population, expressed as a change in morpho-physiological states. © 2018 The Authors, published by EDP Sciences.The work was supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (project No. 3.6121.210 )7 and R FFI №16-34-015 92 grant s. e tW hank R ndrA ade, Iu. Novoselova and I.V. Beketov for special support. Selected measurements were made at ISG KER services UPV/EHU

Changes in morphotype in the population of E.coli in the presence of metal containing nanoparticles

The level of variability of the E.coli morphotype under the influence of iron oxide nanoparticles (MNPs) depending on their concentration was studied as well as the adaptive capabilities of the microbial population under growth conditions was evaluated.The presence of γ-Fe2O3 nanoparticles in the cultivation fluid affects the cultural and morphological properties of the microbial population of E.coli in the process of its development. The appearance of new morphotypes of colonies and cells can be considered as a manifestation of an adaptive mechanism. A change in the morphology of the microbial cell with a high concentration of MNPs leads to abnormal growth and disruption of the division process. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.MAT2017-83631-C3In part this research was supported by the Spanish Government under project MAT2017-83631-C3. We thank I.V. Beketov and O.M. Samatov for special support

Influence of metal containing nanocomposites on the kinetics of microbial population development

Magnetic nanoparticles are promising nanomaterials for biomedical applications. Studies have been conducted to study the effect of iron-containing nanoparticles at concentrations of 1.0 and 10.0 maximum tolerated dose for total iron on the growth and development of the microbial population of E.coli. On the basis of the obtained results, it was found that nanoparticles affect the growth characteristics of E.coli, related to human gram-negative prokaryotic microflora. The level of biological activity of nanoparticles depends on their concentration. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.Russian Science Foundation, RSF: 18-19-00090In part this research was funded by the Russian Science Foundation, grant number 18-19-00090

Interdisciplinary project-based learning: technology for improving student cognition

The article studies a way of enhancing student cognition by using interdisciplinary project-based learning (IPBL) in a higher education institution. IPBL is a creative pedagogic approach allowing students of one area of specialisation to develop projects for students with different academic profiles. The application of this approach in the Ural State University of Economics resulted in a computer-assisted learning system (CALS) designed by IT students. The CALS was used in an analytical chemistry course with students majoring in Commodities Management and Expertise (‘expert’ students). To test how effective the technology was, the control and experimental groups were formed. In the control group, learning was done with traditional methods. In the experimental group, it was reinforced by IPBL. A statistical analysis of the results, with an application of Pearson χ 2 test, showed that the cognitive levels in both IT and ‘expert’ experimental groups improved as compared with the control groups. The findings demonstrated that IPBL can significantly enhance learning. It can be implemented in any institution of higher or secondary education that promotes learning, including the CALS development and its use for solving problems in different subject areas

МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ С КОНТРАСТНЫМ УСИЛЕНИЕМ КАК МЕТОД ВИЗУАЛИЗАЦИИ АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ СТЕНКИ АОРТЫ

The article describes patterns of paramagnetic contrast enhanced MR tomographic imaging of atherosclerotic lesions of aorta in patients with extensive atherosclerosis and previous acute myocardial infarction.The purpose. We have analyzed MR tomographic imaging features of atherosclerotic lesions of the aorta, with a paramagnetic contrast enhancement, in patients with extensive atherosclerosis and old acute myocardial infarction (AMI).Materials and methods. The patients population comprised 24 patients with multiple atherosclerosis and old transmural AMI of the left ventricle. As control group eight patients with tumor pathology of the thorax were employed, without evidence of clinically significant atherosclerosis, of the same age range. All patients underwent contrast-enhanced study (paramagnetic in standard dose of 0,1 mmol / kg BW) and index of enhancement (IE) of T1-weighted images was calculated as the ratio of intensities over the aortic wall on contrast and initial MRI studies.Results and discussion. In patients with extensive atherosclerosis and old AMI IE of the atherosclerotic lesions in the aortic wall in all cases was over 1,14 (mean 1,19±0,06), far more than increasing of intensity in the control group. Types of accumulation of contrast paramagnetic was assigned as a local or diffuse accumulation syndrome, depending on the length and circularity of the lesions. In the control group no significant accumulation of contrast paramagnetic material in the aortic wall was observed, IE did not exceed 1.04 (mean 1,01±0,02).Conclusion. Contrast-enhanced MRI allows to visually and quantitatively assess pathology of aortic wall in atherosclerosis.В статье представлена картина МР-томографической визуализации атеросклеротических изменений аорты у пациентов с распространенным атеросклерозом и перенесенным острым инфарктом миокарда при контрастировании парамагнетиком.Цель. Изучить картину МР-томографической визуализации атеросклеротических поражений аорты при парамагнитном контрастировании у пациентов с распространенным атеросклерозом и перенесенным острым инфарктом миокарда (ОИМ).Материалы и методы. В исследование были включены 24 пациента с распространенным атеросклерозом и перенесенным трансмуральным ОИМ левого желудочка. В качестве контрольных обследованных в исследование включены восемь пациентов с опухолевой патологией органов грудной клетки (ОГК) без признаков клинически значимого атеросклероза того же возрастного диапазона. Всем пациентам проведено контрастированое исследование с введением парамагнетика в стандартной дозе 0,1 ммоль/1 кг массы тела и рассчитан индекс усиления Т1-взв. изображения как отношение интенсивности области стенки аорты на контрастированном и исходном МРТ-исследовании.Результаты. У пациентов с распространенным атеросклерозом и перенесенным ОИМ наблюдалось достоверно превосходящее показатели контрольных лиц усиление интенсивности сигнала в атеросклеротически измененной стенке аорты при введении контраста-парамагнетика, значение ИУ во всех случаях было больше 1,14 (среднее значение – 1,19±0,06). Характер накопления контраста-парамагнетика в зависимости от протяженности и циркулярности поражения визуализируется как локально-очаговый либо диффузно-распространенный тип аккумуляции. В контрольной группе было отмечено отсутствие значимого накопления контраста парамагнетика в стенке аорты, ИУ не превышал 1,04 (среднее значение – 1,01±0,02).Заключение. Контрастированная МРТ позволяет визуально и количественно оценить патологическое поражение аортальной стенки при атеросклерозе

Роль неспецифического протеолиза в развитии альтеративных изменений легочной ткани при использовании электронных сигарет

In recent years, the number of electronic cigarettes (ES) users has been growing steadily around the world. ES heat and vaporize components of a mixture of propylene glycol, vegetable glycerin, nicotine, and flavors. Reports of severe forms of lung injury caused by the use of ES, some of which have resulted in death, urge studying the pathogenetic mechanisms of such complications. One of the mechanisms is the activation of nonspecific proteolysis accompanied by the destruction of connective tissue components of the blood-air barrier.Aim of the study. To study the dynamics of the proteinase-inhibitor system indicators and its role in the morphological changes of lung tissue in experimental modeling of the effects of ES.Methods. Experimental studies were performed in 24 white male Wistar rats weighing 160 – 180 g. ES use of was simulated by intermittent exposure to smoke mixture vapors using a POD system connected to a two-channel compressor.Results. Analysis of the state of the nonspecific proteinase inhibitory system in rat broncho-alveolar lavage and blood serum and the results of morphological studies indicate activation of trypsin-like proteinases and depletion of the local antitryptic potential, leading to biochemical changes with subsequent structural changes in lung tissue. The latter are characterized by congestion, leukocyte infiltration, and stromal proliferation. In addition, exposure to nicotine-containing mixtures has been shown to affect the proteinase inhibitory system and blood serum composition, which is associated with a compensatory increase in antitrypsin activity.Conclusion. The results of the study indicate the activation of trypsin-like proteinases in broncho-alveolar lavage, which have a damaging effect on lung tissue, leading to disturbances in tissue hemodynamics, extravasation of leukocytes, remodeling and thickening of the blood-air barrier.В последние годы число людей, использующих электронные сигареты (ЭС), неуклонно растет во всем мире. Действие ЭС основано на нагревании и испарении компонентов смеси, содержащей пропиленгликоль, растительный глицерин, никотин и ароматизаторы. По данным некоторых исследований сообщается не только о тяжелых формах повреждения легких, вызванных использованием ЭС, но и смертельных исходах, что обусловливает целесообразность проведения исследований, посвященных изучению патогенетических механизмов развития таких осложнений. Одним из механизмов является активация неспецифического протеолиза, сопровождающегося деструкцией соединительнотканных компонентов гематоальвеолярного барьера.Целью исследования явилось изучение динамики показателей протеиназ-ингибиторной системы, а также ее роли в развитии морфологической альтерации легочной ткани при экспериментальном моделировании воздействия ЭС.Материалы и методы. Экспериментальные исследования проведены на белых крысах-самцах (n = 24) линии Wistar массой тела 160–180 г. Моделирование использования ЭС проводилось путем интервального воздействия испарений курительных смесей с использованием POD-системы, подключенной к двухканальному компрессору.Результаты. Данные анализа состояния неспецифической протеиназ-ингибиторной системы в бронхоальвеолярном смыве и сыворотке крови у крыс, а также результаты морфологических исследований свидетельствуют об активации трипсиноподобных протеиназ и истощении локального антитриптического потенциала, вызывающих биохимическую альтерацию с последующим развитием структурных изменений тканей легких. Последние характеризуются развитием застойных явлений, лейкоцитарной инфильтрацией, а также разрастанием стромы. Кроме того, при воздействии содержащих никотин смесей наблюдались изменения состояния протеиназ-ингибиторной системы, а на системном уровне – сыворотки крови. Последние характеризуются компенсаторным повышением антитриптической активности.Заключение. Таким образом, результаты исследования свидетельствуют об активации трипсиноподобных протеиназ в бронхоальвеолярном смыве, оказывающих повреждающее воздействие на ткань легких, вследствие которого развиваются нарушения тканевой гемодинамики, экстравазация лейкоцитов, ремоделирование и утолщение гематоальвеолярного барьера

Интенсивность хемилюминесценции, состояние антиоксидантной системы и окислительная модификация белков плазмы крови при развитии рецидива рака яичников

The state of antioxidant system (the activity of catalase and ceruloplasmine), the intensity of chemiluminescence, and oxidative modification of proteins were studied in blood plasma of 61 patients with ovarian cancer (cystadenocarcinoma) III–IV stage in state of remission and ones with a local recurrent tumor. The dynamics of these indices was analyzed in dependence of recurrent tumor vascularization. The statistically significant changes of the activity of some links of antioxidant system were found, as well as chemiluminescence intensity increase in blood plasma. The level of oxidative modificated protein molecules was raised, the most expressed for products of the main character (530 nm). The dynamics of level of carbonyl derivatives of the neutral and main character (370 and 530 nm) was opposite directed during intensification of recurrent tumour vascularization and increase in speed of blood-groove in a recurrent tumorУ 61 больной раком яичников (цистаденокарцинома) III–IV стадий в состоянии ремиссии и с локальным рецидивом ис- следованы в плазме крови интенсивность хемилюминесценции, состояние ряда звеньев антиоксидантной системы (активность каталазы, церулоплазмина) и уровень окислительной модификации белков общепринятыми спектрофотометрическими методами. Проанализирована динамика изученных показателей в крови больных с рецидивом в зависимости от интенсивности кровотока в рецидивной опухоли. Обнаружено достоверное изменение активности некоторых звеньев антиоксидантной системы, усиление хемилюминесценции плазмы крови. Показано увеличение степени окисленности белковых молекул, наиболее выраженное для продуктов основного характера (530 нм). По мере прогрессирования онкологического процесса при формировании рецидивной опухоли, усилении ее васкуляризации и увеличении скорости кровотока наблюдается противоположно направленная динамика уровня карбонильных производных нейтрального и основного характера (370 и 530 нм

ВАРИАНТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕРАПИИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Recently many new approaches for repurposing or repositioning of the clinically used drugs have been developed. Drug repurposing  allows not only to use known schemes for the synthesis of  biologically active compounds, but also to avoid multiple studies that  are necessary for drug approval process – analysis of  pharmacokinetics, carcinogenicity, acute and chronic toxicity,  including cardiotoxicity, nephrotoxicity, allergenicity etc. It makes  possible to reduce the number of experimental studies as well as  costs of investigations. In cancer research drug repurposing includes screening for medicines used nowadays for the treatment of patients with non-cancer diseases which possess anticancer activity or able to enhance the effects of the standard anticancer chemotherapy, and  search for new applications of known anticancer drugs for the  treatment of different cancer types. Scientific rationale for the search of the compounds with potential anticancer properties among drugs  with different applications is based on the multiple cross-talks of  signaling pathways, which can inhibit cell proliferation. Modern  advances in genomics, proteomics and bioinformatics, development  of permanently improving databases of drug molecular effects and  high throughput analytical systems allow researchers to analyze  simultaneously a large bulk of existing drugs and specific molecular targets. This review describes the main approaches and  resources currently used for the drug repurposing, as well as a  number of examples.В настоящее время появились новые программы по перепрофилированию или перепозиционированию лекарственных средств, используемых в медицинской практике.  Перепрофилирование препаратов позволяет не только использовать отработанные схемы  синтеза биологически активных соединений, но и избежать проведения исследований,  необходимых для внедрения новых лекарственных препаратов в медицинскую практику, по  фармакокинетике, канцерогенности, острой и хронической токсичности, в том числе  кардиотоксичности, нефротоксичности, аллергенности и т.д. Это создает возможность сократить объем необходимых исследований и снизить затраты на них. В онкологии  программы перепрофилирования лекарственных средств включают как поиск препаратов,  обладающих противоопухолевой активностью или потенцирующих действие  противоопухолевых препаратов, среди известных и широко применяемых лекарственных  средств, используемых для лечения неонкологических заболеваний, так и анализ  возможности использования уже известных противоопухолевых препаратов для лечения  каких-либо новых нозологических форм заболевания. Основанием для поиска  противоопухолевых свойств среди препаратов иного назначения является тот факт, что  сигнальные пути в клетке характеризуются большим количеством перекрестных  взаимодействий и некоторые из них могут ингибировать пролиферацию опухолевых клеток.  Современные достижения геномики, протеомики, биоинформатики, появление объемных баз данных по молекулярным эффектам лекарственных препаратов, мощных аналитических систем и их постоянное совершенствование уже позволяет исследователям  одновременно проанализировать большое количество существующих препаратов в  применении к конкретной молекулярной мишени. В обзоре рассмотрены основные подходы  и ресурсы, использующиеся в настоящее время для перепрофилирования лекарственных  препаратов, а также приведен ряд примеров