X-Ray spectra of superheavy and quasi-superheavy elements

We discuss the possibility of identifying superheavy elements from the observation of their M-shell x-ray spectra, which might occur during the collision of a superheavy element with a heavy target. The same question is discussed for the possible observation of the x-rays from the quasimolecule (quasi-superheavy element) which is formed during such a heavy-ion collision. It is shown that it is very difficult, if not impossible, to determine any information about the interesting quantum electrodynamical effects from the M-shell x-ray spectra of these quasimolecules.

Interpretation of the anisotropy of M MO radiation in slow I on Au collisions

A comparison between experimental and calculated spectral shape and energy dependence of the M MO x-ray anisotropy in heavy-ion collisions of I on Au is presented. The calculation is performed within the kinematic-dipole model of anisotropy using MO x-rays determined from SCF relativistic correlation diagrams.

Kinematic dipole model for the anisotropy of quasimolecular X-rays

For the angular dependence of quasimolecular X-ray emission in heavy ion colliding systems we present a semiclassical adiabatic model taking into account spontaneous dipole radiation. Using the most characteristic levels from a DFS-correlation diagram we are able to explain the behaviour of the observed anisotropy.

Precision laser spectroscopy of the ground state hyperfine splitting of hydrogenlike ^209 Bi^82+

The first direct observation of a hyperfine splitting in the optical regime is reported. The wavelength of the M1 transition between the F = 4 and F = 5 hyperfine levels of the ground state of hydrogenlike ^209 Bi^82+ was measured to be \lamda_0 = 243.87(4) nm by detection of laser induced fluorescence at the heavy-ion storage ring ESR at GSI. In addition, the lifetime of the laser excited F = 5 sublevel was determined to be \tau_0 = 0.351(16) ms. The method can be applied to a number of other nuclei and should allow a novel test of QED corrections in the previously unexplored combination of strong magnetic and electric fields in highly charged ions.

Respuesta de las células HeLa y EA.hy926 al estrés por hipoxia y radiación ionizante a través de la vía JAK/STAT y la supervivencia celular

El comportamiento biológico de las células cancerosas es influenciado por el microambiente en el que se desarrollan y en este, factores como la angiogénesis o el estímulo de agentes estresores como la hipoxia, se han considerado críticos para su evolución y manejo terapéutico. Uno de los mecanismos moleculares implicados en la respuesta celular frente a estímulos estresores es la activación de vías de señalización intracelulares; en este estudio, se evaluó el estado de la vía JAK/STAT y en ella la expresión/activación de la proteína STAT3 en la línea tumoral (HeLa) y endotelial (EA.hy926), sometidas a hipoxia física y química con mesilato de deferoxamina durante 2, 6 y 24 horas. Adicionalmente, al considerar la importancia de la hipoxia como un agente modificador de la respuesta en el manejo del cáncer utilizando radiaciones ionizantes, se construyeron curvas de supervivencia celular que permitieron evaluar el comportamiento celular frente a estos estímulos. El presente estudio resalta la importancia de la hipoxia como un estímulo que modifica la activación de la proteína STAT3 y la supervivencia de células irradiadas en las dos líneas estudiadas.

Functional studies of the deubiquitinating enzymes USP19, USP4 and UCH-L1

El marcaje de proteínas con ubiquitina, conocido como ubiquitinación, cumple diferentes funciones que incluyen la regulación de varios procesos celulares, tales como: la degradación de proteínas por medio del proteosoma, la reparación del ADN, la señalización mediada por receptores de membrana, y la endocitosis, entre otras (1). Las moléculas de ubiquitina pueden ser removidas de sus sustratos gracias a la acción de un gran grupo de proteasas, llamadas enzimas deubiquitinizantes (DUBs) (2). Las DUBs son esenciales para la manutención de la homeostasis de la ubiquitina y para la regulación del estado de ubiquitinación de diferentes sustratos. El gran número y la diversidad de DUBs descritas refleja tanto su especificidad como su utilización para regular un amplio espectro de sustratos y vías celulares. Aunque muchas DUBs han sido estudiadas a profundidad, actualmente se desconocen los sustratos y las funciones biológicas de la mayoría de ellas. En este trabajo se investigaron las funciones de las DUBs: USP19, USP4 y UCH-L1. Utilizando varias técnicas de biología molecular y celular se encontró que: i) USP19 es regulada por las ubiquitin ligasas SIAH1 y SIAH2 ii) USP19 es importante para regular HIF-1α, un factor de transcripción clave en la respuesta celular a hipoxia, iii) USP4 interactúa con el proteosoma, iv) La quimera mCherry-UCH-L1 reproduce parcialmente los fenotipos que nuestro grupo ha descrito previamente al usar otros constructos de la misma enzima, y v) UCH-L1 promueve la internalización de la bacteria Yersinia pseudotuberculosis.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Radioterapia de salvamento para cáncer de próstata y recaída bioquímica: cinco años de experiencia. Instituto Nacional de Cancerología

Los pacientes con cáncer de próstata con tumores de riesgo bajo e intermedio de recaída pueden ser tratados con cirugía, radioterapia, y en casos seleccionados observación. Los pacientes en nuestro país, son tratados con prostatectomía radical, los cuales tienen una probabilidad de recaída bioquímica del 15% al 40% a 5 años (1,2,3). Metodología: estudio descriptivo, retrospectivo, tipo serie de casos. Se revisaron los registros de todos que recibieron radioterapia de salvamento que ofrece para a aquellos pacientes que ya tienen recaída bioquímica o local después de la Prostatectomia Radical, entre enero de 2003 y diciembre de 2007. Resultado: entre los 40 pacientes elegibles para el análisis, la media de seguimiento fue de 2,17 años, con una desviación estándar de 1,5 años, con un rango de 0 a 58 meses, la media de la edad fue de 66,12 años, con una desviación estándar de 6,63, con un rango entre 50 y 78 años. Todos los pacientes le realizaron prostatectomía. La media de supervivencia libre de enfermedad con intervalos de confianza del 95% fue de 4,58 años (2,24 a 4,92 años). Discusión: analizados los resultados en éste grupo de pacientes con cáncer de próstata sometidos a prostatectomía radical y radioterapia como terapia de salvamento, con un seguimiento promedio de 2,17 años, observamos que los resultados obtenidos en el presente estudio son inferiores a los registrados en otros reportes en la literatura (16-20).

Caracterización de los pacientes con catéter venoso central en un hospital universitario de cuarto nivel en Bogotá 2011 - 2013

Introducción: La utilización de catéteres venosos centrales (CVC) en la unidad de cuidado intensivo tiene gran importancia y amplio uso, son fuente de apoyo para la realización de varia actividades, pero con un gran potencial de complicaciones, por lo cual es fundamental conocer todos los aspectos relacionados con su uso, para así poder controlarlas. Métodos: Realizamos un estudio descriptivo de corte transversal con el objetivo de caracterizar los pacientes que requirieron CVC en el Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá durante junio de 2011 y mayo de 2013, describimos sus complicaciones asociadas tanto mecánicas como infecciosas, determinamos la tasa de bacteriemia, gérmenes causales y sus patrones de resistencia. Resultados: Se colocaron 2.286 CVC, el 52,9% en hombres, la media de edad fue 58,9 años. El total de las complicaciones ascienden al 4,5%, infecciosas 4,0% y mecánicas 0,6%. Dentro de las mecánicas solo encontramos inmediatas, no tardías. Con respecto a las infecciosas encontramos infección del sitio de inserción y bacteriemia. Se documentó una tasa de bacteriemia de 3,4 por 1000-días catéter en 2013, en disminución con respecto a 2012 (3,9) y 2011 (4,4). El microorganismo mas frecuentemente aislado fue el Staphylococcus Coagulasa Negativo con patrón usual de resistencia. Conclusión: Las complicaciones asociadas al uso de CVC en el HUFSFB, se presentan en menor frecuencia a las descritas internacionalmente; la tasa de bacteriemia asociada al CVC ha disminuido año tras año, posiblemente asociado al cuidado mas estricto posterior a la implementación de protocolos de manejo.

Actitudes hacia el VIH/SIDA, el cáncer y la enfermedad de Alzheimer

Esta revisión de la literatura tuvo como objetivo describir las actitudes hacia el VIH/SIDA, el cáncer y la Enfermedad de Alzheimer desde el modelo tripartito. Se revisaron 109 artículos publicados entre 2005 y 2015 en algunas bases de datos especializadas y herramientas de análisis de impacto. También se incluyeron fuentes secundarias ampliándose la búsqueda a los últimos 20 años (1995-2015). Los resultados mostraron que la mayoría de los estudios realizados sobre las actitudes hacia estas tres enfermedades son de tipo cuantitativo y la información se analizó con base en los componentes del modelo tripartito. Algunos aspectos sociodemográficos como el sexo y la edad están asociados con las actitudes hacia las tres enfermedades y predominan las creencias erróneas sobre ellas respecto a sus causas, curso y tratamiento. También predominan actitudes negativas hacia las tres enfermedades y las conductas e intenciones conductuales son diversas hacia cada una de ellas. No se hallaron antecedentes empíricos del estudio de la estructura de las actitudes propuesta por el modelo tripartito hacia las tres enfermedades. La Salud Pública ha liderado la investigación con base en el modelo de conocimientos, actitudes y prácticas propuesto por la OMS.

Nanotecnologia e a sua aplicação à terapêutica oncológica

A nanotecnologia, e a sua aplicação na área da biomedicina, em particular na terapêutica e diagnóstico oncológico, tem sido alvo de um desenvolvimento exponencial, com impacto profundo no que respeita a cuidados de saúde. O cancro é uma das doenças que afecta mais pessoas a nível mundial, com elevados índices de mortalidade, níveis de sofrimento físico e emocional e, encargos para o doente, família e sociedade. É uma doença complexa, e a prática clínica convencional constitui um paradigma, na medida em que se revela insuficiente e extremamente agressiva, expondo o doente a medicamentos citotóxicos, não específicos, com elevada toxicidade sistémica e efeitos adversos. A Nanomedicina, e a exploração das propriedades únicas das nanopartículas, apresenta a potencialidade de melhorar a capacidade de detecção e diagnóstico do cancro e, aumentar a especificidade e efectividade no tratamento das células tumorais. No entanto, o recurso a nanotecnologias continua a ser alvo de alguma controvérsia e cepticismo por parte de alguns elementos das comunidades científicas e académica. Com nanoprodutos já aprovados e utilizados em prática clínica e muitos outros em desenvolvimento e investigação em ensaios clínicos, a realização deste trabalho tem como objectivo compreender os conceitos de nanotecnologia e Nanomedicina, perceber o estado da arte, ponderando as vantagens e desvantagens da abordagem “nano” e a sua real aplicação à terapêutica oncológica.

Molecular modelling studies of binding of DACD derivatives into G-Quadruplex DNA: comparison of force field and quantum polarized ligand docking methods

The DNA G-qadruplexes are one of the targets being actively explored for anti-cancer therapy by inhibiting them through small molecules. This computational study was conducted to predict the binding strengths and orientations of a set of novel dimethyl-amino-ethyl-acridine (DACA) analogues that are designed and synthesized in our laboratory, but did not diffract in Synchrotron light.Thecrystal structure of DNA G-Quadruplex(TGGGGT)4(PDB: 1O0K) was used as target for their binding properties in our studies.We used both the force field (FF) and QM/MM derived atomic charge schemes simultaneously for comparing the predictions of drug binding modes and their energetics. This study evaluates the comparative performance of fixed point charge based Glide XP docking and the quantum polarized ligand docking schemes. These results will provide insights on the effects of including or ignoring the drug-receptor interfacial polarization events in molecular docking simulations, which in turn, will aid the rational selection of computational methods at different levels of theory in future drug design programs. Plenty of molecular modelling tools and methods currently exist for modelling drug-receptor or protein-protein, or DNA-protein interactionssat different levels of complexities.Yet, the capasity of such tools to describevarious physico-chemical propertiesmore accuratelyis the next step ahead in currentresearch.Especially, the usage of most accurate methods in quantum mechanics(QM) is severely restricted by theirtedious nature. Though the usage of massively parallel super computing environments resulted in a tremendous improvement in molecular mechanics (MM) calculations like molecular dynamics,they are still capable of dealing with only a couple of tens to hundreds of atoms for QM methods. One such efficient strategy that utilizes thepowers of both MM and QM are the QM/MM hybrid methods. Lately, attempts have been directed towards the goal of deploying several different QM methods for betterment of force field based simulations, but with practical restrictions in place. One of such methods utilizes the inclusion of charge polarization events at the drug-receptor interface, that is not explicitly present in the MM FF.

A new source of suprathermal O+ions near the dayside polar cap boundary

A new dayside source of O+ ions for the polar magnetosphere is described, and a statistical survey presented of upward flows of O+ ions using 2 years of data from the retarding ion mass spectrometer (RIMS) experiment on board DE 1, at geocentric distances below 3 RE and invariant latitudes above 40°. The flows are classified according to their spin angle distributions. It is believed that the spacecraft potential near perigee is generally less than +2 V, in which case the entire O+ population at energies below about 60 eV is sampled. Examples are given of field-aligned flow and of transversely accelerated “core” O+ ions; in the latter events a large fraction of the total O+ ion population has been transversely accelerated, and in some extreme cases all the observed ions (of all ion species) have been accelerated, and no residual cold population is observed (“toroidal” distributions). However, by far the most common type of O+ upflow seen by DE RIMS lies near the dayside polar cap boundary (particularly in the prenoon sector) and displays an asymmetric spin angle distribution. In such events the ions carry an upward heat flux, and strong upflow of all species is present (H+, He+, O+, O++, and N+ have all been observed with energies up to about 30 eV, but with the majority of ions below about 2 eV); hence, these have been termed upwelling ion events. The upwelling ions are embedded in larger regions of classical light ion polar wind and are persistently found under the following conditions: at geocentric distances greater than 1.4 RE; at all Kp in summer, but only at high Kp in winter. Low-energy conical ions (<30 eV) are only found near the equatorial edge of the events, the latitude of which moves equatorward with increasing Kp and is highly correlated with the location of field-aligned currents. The RIMS data are fully consistent with a “mass spectrometer effect,” whereby light ions and the more energetic O+ ions flow into the lobes and mantle and hence the far-tail plasma sheet, but lower-energy O+ is swept across the polar cap by the convection electric field, potentially acting as a source for the nightside auroral acceleration regions. The occurrence probability of upwelling ion events, as compared to those of low-altitude transversely accelerated core ions and of field-aligned flow, suggests this could be the dominant mechanism for supplying the nightside auroral acceleration region, and subsequently the ring current and near-earth plasma sheet, with ionospheric O+ ions. It is shown that the total rate of O+ outflow in upwelling ion events (greater than 10^25 s^{−1}) is sufficient for the region near the dayside polar cap boundary to be an important ionospheric heavy ion source.

Culture bag systems for clinical applications of adult human neural crest-derived stem cells

Introduction Facing the challenging treatment of neurodegenerative diseases as well as complex craniofacial injuries such as those common after cancer therapy, the field of regenerative medicine increasingly relies on stem cell transplantation strategies. Here, neural crest-derived stem cells (NCSCs) offer many promising applications, although scale up of clinical-grade processes prior to potential transplantations is currently limiting. In this study, we aimed to establish a clinical-grade, cost-reducing cultivation system for NCSCs isolated from the adult human nose using cGMP-grade Afc-FEP bags. Methods We cultivated human neural crest-derived stem cells from inferior turbinate (ITSCs) in a cell culture bag system using Afc-FEP bags in human blood plasma-supplemented medium. Investigations of viability, proliferation and expression profile of bag-cultured ITSCs were followed by DNA-content and telomerase activity determination. Cultivated ITSCs were introduced to directed in vitro differentiation assays to assess their potential for mesodermal and ectodermal differentiation. Mesodermal differentiation was determined using an enzyme activity assay (alkaline phosphatase, ALP), respective stainings (Alizarin Red S, Von Kossa and Oil Red O), and RT-PCR, while immunocytochemistry and synaptic vesicle recycling were applied to assay neuroectodermal differentiation of ITSCs. Results When cultivated within Afc-FEP bags, ITSCs grew three-dimensionally in a human blood plasma-derived matrix, thereby showing unchanged morphology, proliferation capability, viability and expression profile in comparison to three dimensionally-cultured ITSCs growing in standard cell culture plastics. Genetic stability of bag-cultured ITSCs was further accompanied by unchanged telomerase activity. Importantly, ITSCs retained their potential to differentiate into mesodermal cell types, particularly including ALP-active, Alizarin Red S-, and Von Kossa-positive osteogenic cell types, as well as adipocytes positive in Oil Red O assays. Bag culture further did not affect the potential of ITSCs to undergo differentiation into neuroectodermal cell types coexpressing β-III-tubulin and MAP2 and exhibiting the capability for synaptic vesicle recycling. Conclusions Here, we report for the first time the successful cultivation of human NCSCs within cGMP-grade Afc-FEP bags using a human blood plasma-supplemented medium. Our findings particularly demonstrate the unchanged differentiation capability and genetic stability of the cultivated NCSCs, suggesting the great potential of this culture system for future medical applications in the field of regenerative medicine.