Influence of Gamma-Ray Emission on the Isotopic Composition of Clouds in the Interstellar Medium

We investigate one mechanism of the change in the isotopic composition of cosmologically distant clouds of interstellar gas whose matter was subjected only slightly to star formation processes. According to the standard cosmological model, the isotopic composition of the gas in such clouds was formed at the epoch of Big Bang nucleosynthesis and is determined only by the baryon density in the Universe. The dispersion in the available cloud composition observations exceeds the errors of individual measurements. This may indicate that there are mechanisms of the change in the composition of matter in the Universe after the completion of Big Bang nucleosynthesis. We have calculated the destruction and production rates of light isotopes (D, 3He, 4He) under the influence of photonuclear reactions triggered by the gamma-ray emission from active galactic nuclei (AGNs). We investigate the destruction and production of light elements depending on the spectral characteristics of the gamma-ray emission. We show that in comparison with previous works, taking into account the influence of spectral hardness on the photonuclear reaction rates can increase the characteristic radii of influence of the gamma-ray emission from AGNs by a factor of 2-8. The high gamma-ray luminosities of AGNs observed in recent years increase the previous estimates of the characteristic radii by two orders of magnitude. This may suggest that the influence of the emission from AGNs on the change in the composition of the medium in the immediate neighborhood (the host galaxy) has been underestimated.Comment: 13 pages, 13 figures, 3 table

Role of the Nuclear and Electromagnetic Interactions in the Coherent Dissociation of the Relativistic 7^7Li Nucleus into the 3^3H + 4^4He Channel

The differential cross section in the transverse momentum $Q$ and a total cross section of $(31\pm4)$ mb for the coherent dissociation of a 3-A-GeV/$c$ $^7$Li nucleus through the $^3$H$+^4$He channel have been measured on emulsion nuclei. The observed $Q$ dependence of the cross section is explained by the predominant supposition of the nuclear diffraction patterns on light (C, N, O) and heavy (Br, Ag) emulsion nuclei. The contributions to the cross section from nuclear diffraction ($Q\le400$ MeV/$c$) and Coulomb $(Q\le50$ MeV/$c$) dissociations are calculated to be 40.7 and 4 mb, respectively.Comment: ISSN 0021-3640, Pleiades Publishing, Ltd., 200

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

Statistical Mechanics and the Physics of the Many-Particle Model Systems

The development of methods of quantum statistical mechanics is considered in light of their applications to quantum solid-state theory. We discuss fundamental problems of the physics of magnetic materials and the methods of the quantum theory of magnetism, including the method of two-time temperature Green's functions, which is widely used in various physical problems of many-particle systems with interaction. Quantum cooperative effects and quasiparticle dynamics in the basic microscopic models of quantum theory of magnetism: the Heisenberg model, the Hubbard model, the Anderson Model, and the spin-fermion model are considered in the framework of novel self-consistent-field approximation. We present a comparative analysis of these models; in particular, we compare their applicability for description of complex magnetic materials. The concepts of broken symmetry, quantum protectorate, and quasiaverages are analyzed in the context of quantum theory of magnetism and theory of superconductivity. The notion of broken symmetry is presented within the nonequilibrium statistical operator approach developed by D.N. Zubarev. In the framework of the latter approach we discuss the derivation of kinetic equations for a system in a thermal bath. Finally, the results of investigation of the dynamic behavior of a particle in an environment, taking into account dissipative effects, are presented.Comment: 77 pages, 1 figure, Refs.37

Гипоксические белки VEGF A и CA IX и резистентность клеток сарком мягких тканей к химиопрепаратам: пилотный опыт ex vivo анализа

Introduction. The identification of predictive factors is a cornerstone task of modern oncology. The development of new targeted drugs determines the need for prediction of chemosensitivity of each patient to the prescribed therapy, in this regard, the search for biomarkers of predictive response to therapy is actively conducted.The study objective to investigate the relationship between tumor cell resistance and the expression levels of CA IX (carbonic anhydrase IX) and VEGF A (vascular endothelial growth factor А) in patient-derived cultures of soft tissue sarcomas.Materials and methods: ex vivo soft tissue sarcoma cell culture, resazurin test, immunoblotting.Results. We obtained 46 ex vivo samples of soft tissue sarcoma cultures for which chemosensitivity to doxorubicin, ifosfamide, docetaxel, gemcitabine, and their combinations was assessed by the resazurin cytotoxicity test. We analyzed the relationship between the expression of hypoxic proteins VEGF A and CA IX and the resistance to drugs. A correlation between the CA IX expression in hypoxia and cell resistance to ifosfamide and its combination with doxorubicin was found. Soft tissue sarcomas with high VEGF A index were resistant to doxorubicin, docetaxel, and its combination with gemcitabine (p <0.05).Conclusion. The data obtained on patient-derived cultures indicate the relationship between hypoxic signaling and resistance of soft tissue sarcomas to chemotherapeutics.Введение. Поиск предиктивных факторов является краеугольной задачей современной онкологии. Разработка большого числа новых таргетных препаратов определяет необходимость четкого предсказания хемочувствительности конкретного пациента к назначаемой терапии. В связи с этим активно ведется поиск биомаркеров прогноза ответа на терапию.Цель исследования – изучение взаимосвязи между резистентностью опухолевых клеток и уровнем экспрессии CA IX (карбоангидразы IX) и VEGF A (фактора роста эндотелия сосудов А) в ex vivo культурах сарком мягких тканей.Материалы и методы. В исследование были включены ex vivo культуры сарком мягких тканей, использованы резазуриновый тест, иммуноблоттинг.Результаты. Получено 46 ex vivo образцов культур сарком мягких тканей, для которых с помощью резазуринового теста на цитотоксичность определена хемочувствительность к доксорубицину, ифосфамиду, доцетакселу, гемцитабину и их комбинациям. Проведен анализ связи экспрессии гипоксических белков VEGF A и CA IX с резистентностью к химиопрепаратам. Обнаружена корреляция уровня экспрессии CA IX в гипоксии с резистентностью клеток к ифосфамиду и его комбинации с доксорубицином. Образцы сарком мягких тканей, обладающие высоким индексом VEGF A, были резистентны к доксорубицину, доцетакселу и его комбинации с гемцитабином (p <0,05).Заключение. Полученные на ex vivo культурах данные свидетельствуют о взаимосвязи гипоксического сигналинга и резистентности сарком мягких тканей к химиотерапии