Application of DNA from mushroom Pleurotus ostreatus for cancer biotherapy: a pilot study

Aim: In present work, the attempt to study immunomodulatory activity and biotherapeutical potential of DNA isolated from the fruit body of P. ostreatus was made. Methods: The efficacy of biotherapeutic application of mushroom DNA was evaluated on the BALB/c mice with subcutaneously transplanted Ehrlich carcinoma. The effect of Pleurotus ostreatus DNA on NK activity was studied in vitro using nonspecific cytotoxicity assay. Results: Application of mushroom DNA resulted in augmentation of NK cytotoxic activity in vitro and significant increase of the life span of mice with solid Ehrlich carcinoma. Conclusion: The observed effects of P. ostreatus DNA administration can be probably explained by the presence of immunostimulatory unmethylated CpG motifs in DNA.Цель: в данной работе сделана попытка исследовать иммуномодулирующее влияние ДНК из плодового тела гриба Pleurotus ostreatus на активность NK-клеток, а также возможность ее применения в экспериментальной биотерапии опухолей. Методы: эффективность терапевтического применения грибной ДНК изучали у мышей линии BALB/c с подкожно трансплантированной карциномой Эрлиха. Влияние ДНК Р. ostreatus на активность NK-клеток исследовали in vitro с помощью теста неспеинфической цитотоксичности. Результаты: установлено, что интраперитонеальное введение ДНК повышает цитотоксическую активность NK-клеток in vitro и значительно повышает выживаемость мышей с солидной карциномой Эрлиха. Выводы: наблюдаемые эффекты, вероятно, можно объяснить наличием в составе ДНК из Р ostreatus иммуностимулирующих неметилированных CpG-мотивов

ДОСЛІДЖЕННЯ ЦИТОТОКСИЧНОЇ ДІЇ МОЛОЧНОЇ СИРОВАТКИ ПІСЛЯ ЕЛЕКТРОІСКРОВОГО ОБРОБЛЕННЯ НА КУЛЬТУРАХ РУХЛИВИХ КЛІТИН

The article is dedicated to studying cytotoxicity of milk whey before and after electrical discharge treatment and dry whey enriched with magnesium and manganese particles in result of electrical discharge dispersion of metal granules in its environment. The study was performed with the use of alternative method in vitro on biological test objects: suspension culture of bull spermatozoa. Estimate of the cytotoxic activity was performed according to It toxicity index on АТ-05 analyzer (Russia).  The article presents results of physicochemical research and dispersion analysis of milk whey before and after electrical discharge treatment. Toxicity indexes of dry demineralized whey and whey enriched with magnesium and manganese as a result of electrical discharge treatment were established to constitute 87,9 and 93,9 % respectively. Conclusion was made that studied samples of dry whey belong to 4 class of threat and therefore are not toxic.  Статья посвящена изучению цитотоксического действия молочной сыворотки до и после электроискровой обработки, а также сухой сыворотки, обогащенной частицами магния и марганца в результате электроискрового диспергирования гранул металлов в ее среде. Исследования проводили с использованием альтернативного метода in vitro на биологических тест-объектах – суспензионной культуре сперматозоидов быка. Оценку цитотоксичности осуществляли по индексу токсичности  на  анализаторе  АТ-05 (Россия).В статье представлены результаты физико-химических исследований и дисперсного анализа молочной сыворотки до и после электроискровой обработки. Определены индексы токсичности образцов сухой деминерализованной сыворотки и обогащенной магнием и марганцем в результате электроискровой обработки, составляющие 87,9 и 93,9 % соответственно. Сделан вывод, что исследуемые образцы сыворотки относятся к 4 классу опасности и являются нетоксичными.Стаття присвячена вивченню цитотоксичної дії молочної сироватки до і після електроіскрового оброблення та сухої сироватки, збагаченої частинками магнію і мангану внаслідок електроіскрового диспергування гранул металів в її середовищі. Дослідження проводили з використанням альтернативного методу in vitro на біологічних тест-об’єктах – суспензійній культурі сперматозоїдів бика. Оцінку цитотоксичної дії здійснювали за індексом токсичності It на аналізаторі АТ-05 (Росія). У статті представлено результати фізико-хімічних досліджень і дисперсного аналізу молочної сироватки до та після електроіскрового оброблення. Визначено індекси токсичності зразків сухої демінералізованої сироватки та збагаченої магнієм і манганом внаслідок реалізації електроіскрового оброблення, що становлять 87,9 і 93,9 % відповідно. Зроблено висновок, що досліджувані зразки сухої сироватки належать до 4 класу небезпеки й є нетоксичними. &nbsp

Modulation of ROS/NO production by murine peritoneal macrophages in response to bacterial CPG DNA stimulation

Aim: To investigate the features of metabolic activation induced by bacterial CpG DNA (bCpG DNA) in peritoneal macrophages (PMjs). Methods: Electron paramagnetic resonance spin-trapping technique using respective spin traps was applied to study the generation rate of reactive oxygen species and NO production by PMjs of BALB/c mice. Results: For the first time the capability of bCpG DNA isolated from Bacillus subtilis GP1-807-03 culture medium to elevate activity of NADP·H oxidase and inducible NO synthase in PMjs of normal and tumor-bearing mice have been demonstrated. The main differences in superoxide anion generation rate and production of NO by PMjs of normal mice and mice with transplanted solid Ehrlich carcinoma were showed. The effects of bCpG DNA stimulation in vitro on ROS and NO production by PMjs depended on concentration and time exposure with bCpG DNA. Furthermore, response of PMjs from tumor-bearing mice on bCpG DNA stimulation was delayed as compared to PMjs of normal mice. Conclusion: The present findings suggest that bCpG DNA have modulatory effect on ROS/NO production by PMjs from normal and tumor-bearing animals.Цель: изучить особенности метаболической активации перитонеальных макрофагов (ПМФ) в ответ на воздействие, вызванное CpG ДНК бактериального происхождения. Методы: для исследования скорости генерирования радикальных форм кислорода (РФК) и продукции оксида азота (NO) ПМФ мышей линии BALB/c был применен метод электронного парамагнитного резонанса с использованием спиновых ловушек. Результаты: впервые в эксперименте продемонстрирована способность бактериальной CpG ДНК, выделенной из культуральной жидкости Bacillus subtilis GP1-807-03, повышать активность НАДФ·Н-оксидазы и индуцибельной NO-синтазы ПМФ у мышей с солидной карциномой Эрлиха и интактных мышей. Отмечены различия в скорости генерирования супероксидных радикал-анионов и уровне продуцирования NO ПМФ у животных с карциномой Эрлиха по сравнению с контрольными животными, что выражалось в замедлении ответа на воздействие бактериальной CpG ДНК. Выявлена концентрационная и временная зависимость влияния бактериальной CpG ДНК in vitro на продукцию РФК и NO ПМФ. Выводы: полученные данные свидетельствуют о том, что бактериальная CpG ДНК обладает модулирующим влиянием на продукцию РФК и NO ПМФ in vitro и in vivo

Применение магнитомеченых клеток S. cerevisiae как биосорбента на очистных сооружениях

Досліджено сорбційну здатність магнітокерованого біосорбенту — клітин дріжджів Saccharomyces cerevisiae — стосовно вилучення іонів заліза (ІІ). Дослідження проводили на модельних розчинах і зразках стічних вод з м. Славутич (Чернігівська обл.). Магнітокерований біосорбент отримували модифікуванням хлібопекарських дріжджів Saccharomyces cerevisiae наночастинками магнетиту. Модифікування проводили механічним і багатовихровим магнітогідродинамічним перемішуванням суспензії дріжджів з наночастинками магнетиту. У статті наведено ізотерми сорбції магнітоміченими дріжджами іонів заліза (ІІ), а також електрокінетичний потенціал отриманих біосорбентів. Показано, що сорбційна ємність магнітомічених клітин дріжджів з наночастинками магнетиту, прикріпленими за допомогою багатовихрового магнітогідродинамічного перемішування, стосовно іонів заліза не знижується порівняно з біосорбентом, виготовленим за допомогою механічного перемішування. Знайдено електрокінетичний потенціал отриманих комплексів магнітокерованих біосорбентів до біосорбції катіонів заліза Fe(ІІ). Виявлено, що зі зменшенням електрокінетичного потенціалу суспензії магнітокерованого біосорбенту зменшується його сорбційна ємність.This paper studies the sorption capacity of magnetically labeled biosorbents — yeast cells Saccharomyces cerevisiae — to remove iron ions (II). The study is conducted on model solutions and wastewater samples from Slavutych, Chernihiv region. We obtain magnetically treated biosorbents by modifying Saccharomyces cerevisiae baker yeast by magnetite nanoparticles. We perform modification by mechanical and multivertex magnetohydrodynamic mixing (MHDM) of yeasts’ suspensions with magnetite nanoparticles. This paper presents the sorption isotherms of Fe(II) ions by magnetically labeled yeasts and electrokinetic potential of obtained biosorbents. We show that the sorption capacity of magnetically labeled yeast cells with magnetite nanoparticles, attached with multivertex MHDM, regarding iron ions is not reduced compared with biosorbents produced by mechanical mixing. We uncover the electrokinetic potential of magnetically labeled biosorbents before biosorption of Fe(II) cations. In addition, we reveal that the decrease of electrokinetic potential of magnetically labeled biosorbents suspension causes the reduction of its sorption capacity.Исследована сорбционная способность магнитоуправляемого биосорбента — клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae — относительно извлечения ионов железа (II). Исследования проводили на модельных растворах и образцах сточных вод г. Славутич (Черниговской обл.). Магнитоуправляемый биосорбент получали модифицированием хлебопекарных дрожжей Saccharomyces cerevisiae наночастицами магнетита. Модифицирование проводили механическим и многовихревым магнитогидродинамическим перемешиванием суспензии дрожжей с наночастицами магнетита. В статье представлены изотермы сорбции магнитомечеными дрожжами ионов железа (II), а также электрокинетический потенциал полученных биосорбентов. Показано, что сорбционная емкость магнитомеченых клеток дрожжей с наночастицами магнетита, прикрепленными с помощью многовихревого магнитогидродинамического перемешивания, относительно ионов железа не снижается по сравнению с биосорбентом, изготовленным с помощью механического перемешивания. Найден электрокинетический потенциал полученных комплексов магнитоуправляемых биосорбентов к биосорбции катионов железа Fe(II). Выяснено, что с уменьшением величины электрокинетического потенциала суспензии магнитоуправляемого биосорбента уменьшается его сорбционная емкость

A Targeted and Adjuvanted Nanocarrier Lowers the Effective Dose of Liposomal Amphotericin B and Enhances Adaptive Immunity in Murine Cutaneous Leishmaniasis

Background: Amphotericin B (AmB), the most effective drug against leishmaniasis, has serious toxicity. As Leishmania species are obligate intracellular parasites of antigen presenting cells (APC), an immunopotentiating APC-specific AmB nanocarrier would be ideally suited to reduce the drug dosage and regimen requirements in leishmaniasis treatment. Here, we report a nanocarrier that results in effective treatment shortening of cutaneous leishmaniasis in a mouse model, while also enhancing L. major specific T-cell immune responses in the infected host. Methods: We used a Pan-DR-binding epitope (PADRE)-derivatized-dendrimer (PDD), complexed with liposomal amphotericin B (LAmB) in an L. major mouse model and analyzed the therapeutic efficacy of low-dose PDD/ LAmB vs full dose LAmB. Results: PDD was shown to escort LAmB to APCs in vivo, enhanced the drug efficacy by 83% and drug APC targeting by 10-fold and significantly reduced parasite burden and toxicity. Fortuitously, the PDD immunopotentiating effect significantly enhanced parasite-specific T-cell responses in immunocompetent infected mice. Conclusions: PDD reduced the effective dose and toxicity of LAmB and resulted in elicitation of strong parasite specific T-cell responses. A reduced effective therapeutic dose was achieved by selective LAmB delivery to APC, bypassing bystander cells, reducing toxicity and inducing antiparasite immunity

Modulation of macrophage cytokine profiles during solid tumor progression: susceptibility to Candida albicans infection

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>In order to attain a better understanding of the interactions between opportunist fungi and their hosts, we investigated the cytokine profile associated with the inflammatory response to <it>Candida albicans </it>infection in mice with solid Ehrlich tumors of different degrees.</p> <p>Methods</p> <p>Groups of eight animals were inoculated intraperitoneally with 5 × 10⁶<it>C. albicans </it>7, 14 or 21 days after tumor implantation. After 24 or 72 hours, the animals were euthanized and intraperitoneal lavage fluid was collected. Peritoneal macrophages were cultivated and the levels of IFN-γ, TNF-α, IL-12, IL-10 and IL-4 released into the supernatants were measured by ELISA. Kidney, liver and spleen samples were evaluated for fungal dissemination. Tumor-free animals and animals that had only been subjected to <it>C. albicans </it>infection were used as control groups.</p> <p>Results</p> <p>Our results demonstrated that the mice produced more IFN-γ and TNF-α and less IL-10, and also exhibited fungal clearance, at the beginning of tumor evolution. With the tumor progression, this picture changed: IL-10 production increased and IFN-γ and TNF-α release decreased; furthermore, there was extensive fungal dissemination.</p> <p>Conclusion</p> <p>Our results indicate that solid tumors can affect the production of macrophage cytokines and, in consequence, affect host resistance to opportunistic infections.</p

Justification for a rational scheme of a heat pump heating system

Аналітично пронаналізовані різноманітні багатоступеневі схеми застосування теплового насосу в системі опалення й обгрунтован вибір найбільш раціональних варіантів та значень проміжних температур нагріву хладагента.The prospect of application of heat pumps (HS) in the field of heating and cooling is due, on the one hand, the need to burn on modern combined heat and power (CHP) boilers and fossil fuels, whose reserves in the world is constantly shrinking. On the other hand, fuel combustion is accompanied by significant air emissions of harmful gases - nitrogen oxides, carbon dioxide, carbon monoxide, sulfur oxides, and many others, it has a significant impact on the environment, living organisms, climate and atmosphere. Heat pump heating systems represent one of the most effective alternative means of solving the problem. heating systems based on heat pumps in most cases, are even more effective than by individual power plants and boilers. Heat pumps are widely used for heating of residential and office buildings in Sweden, Germany, the United States and other countries with similar climatic conditions with Ukraine. However, for each heat pump heating system, there is a limit of heating the coolant temperature at which the system consumes the same amount of energy (in terms of conventional fuel), and that the boiler unit, and the subsequent increase in load heat pump is more energy-intensive than the boiler. As a result, use bivalent heating systems, which are a combination of heat pump and boiler to be connected at the moments of peak loads. But when using dual mode heating circuit must be used expensive boilers with capacity not less than 60% of the total load, which is economically disadvantageous. In addition, the price of gas has a strong tendency to continuous improvement. Therefore, it was suggested and analytically substantiated this way increase the efficiency of the heat pump, as an increased number of heat pumps which refrigerant sequentially heated to the desired temperature. Thus, using an automated methodology developed, it analyzed and determined that the most efficient intermediate refrigerant heating temperature for the two-stage heat pump heating systems is the temperature 40 ... 45 ° C. When this conditional fuel economy up to 12% in comparison with a boiler, or for a single stage HS high thermal load in heating mode and removes the need to use a gas boiler peak. In addition, it was determined that the most energy efficient circuit is a heat pump system with three-stage intermediate refrigerant temperature values 30 ° C and 60 ° C, which provides the most uniform distribution of the load on the compressors.Аналитически проанализированы различные многоступенчатые схемы применения теплового насоса в системе отопления и обоснован выбор наиболее рациональных вариантов и значений промежуточных температур нагрева хладагента

Ultrastructural and electron energy-loss spectroscopic analysis of an extracellular filamentous matrix of an environmental bacterial isolate.

Strain F8, a bacterial isolate from 'river snow', was found to produce extracellular fibres in the form of a filamentous network. These extracellular filaments, which were previously shown to be composed of DNA, have been studied for the first time by ultrastructural and electron energy-loss spectroscopy in the present work. 'Whole mount' preparations of strain F8 indicate these polymers are ultrastructurally homogeneous and form a network of elemental filaments, which have a width of 1.8-2.0 nm. When incubated at pH 3.5 with colloidal cationic ThO(2) tracers they become intensely stained (electron dense), affording direct evidence that the fibres are negatively charged and thus acidic chemically. Elemental analysis of the extracellular filaments by Energy-filtered Transmission Electron Microscopy revealed phosphorus to be the main element present and, because pretreatment of F8 cells with DNase prevented thorium labelling, the fibres must be composed of extracellular DNA (eDNA). Neither ultrathin sections nor 'whole mount negative stain' caused DNA release by general cell lysis. Additionally, cells infected with phages were never observed in ultrathin sections and phage particles were never detected in whole mount samples, which rules out the possibility of phages being directly involved in eDNA release