2024
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2024 за Дата публікації
Зараз показуємо 1 - 20 з 20
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Systems for genetic assessment of the impact of environmental factors(ВПІ КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Kislyak, S. V.; Duhan, O. M.; Yalovenko, O. I.One of the most important components of environmental protection is the development of hygiene standards aimed at shielding the human population from the adverse effects of environmental pollution. The European and American Chemical Societies have reported approximately 800,000 chemicals, with no available information on potential risks to human genetic health and negative environmental impact. Given the exponential increase in chemical compounds generated by humanity in various industries, the issue of effectivly identifying and accounting for various genetic and carcinogenic hazards is particularle relevant. The assessment of potential genotoxicity of environmental factors is an integral part of genetic safety assessment for both prokaryotic and eukaryotic organisms, including humans. The evaluation of the genetic activity of chemical compounds is a fundamentsl requirement for their comprehensive toxicological assessment. From the perspective of genetic and epigenetic mechanisms of influence, our review considers standard methods for detecting and assessing the potential genetic hazard associated with environmental factors. These methods are part of a standard, generally accepted test system battery. Additionally, the review covers some modern experimental methods that are not widely accepted today. A detailed analysis of approaches to the assessment of potential genetic mutagenic activity was carried out, presenting their main advantages and disadvantages. Taking into account the recommendations issued by the Organisation for Economic Co-operation and Development on testing hazardous chemical compounds that may affect human health, an attempt was made to find optimal approaches to solving the task of predicting genetic effects and their consequences for humans.Документ Відкритий доступ Selective-integrative technology for the separation of colostrum into components and the possibilities of obtaining protein substances from different sources(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Ivanov, E. G.; Goltvyansky, A. V.; Bozhkov, A. I.; Gromovoy, T. Yu.Проблематика. Отримання біологічно активних природних сполук, які беруть участь у регуляції метаболізму, є важливим зав- данням біотехнології. Унікальним природним джерелом різноманітних біологічно активних сполук є молозиво. Однак надзви- чайно висока природна варіабельність складу молозива не відповідає існуючим вимогам до стандартизації фармацевтичних препаратів. Мета. Розробити метод поділу молозива на основні компоненти (ліпіди, казеїн і білкові фракції), тим самим зменшити варіабель- ність складу молозива, отримати декілька цільових продуктів і показати можливість отримання нових білкових речовин із різних джерел. Методика реалізації. Поділ молозива здійснювали шляхом центрифугування та мембранної фільтрації. Для отримання біл- кових речовин із різних джерел використовували рослинні білки (соняшник) і молочні білки. Для визначення складу білків, вуглеводів і нуклеїнових кислот застосовували мас-спектрометрію, центрифугування та мембранну фільтрацію. Результати. Показано, що запропонований метод отримання основних речовин із молозива значно зменшує мінливість їхнього складу порівняно з цільним молозивом. Ефективність осадження білків у концентрованих білкових розчинах шляхом центрифу- гування та ультрафільтрації залежить від концентрації білка. Крім того, утворення неспецифічних білкових агрегатів у центри- фужному полі дає змогу отримувати білкові речовини із різних природних джерел, що є актуальним для функціонального харчу- вання. Висновки. Запропонована селективно-інтегративна технологія отримання різноманітних субстанцій із молозива значно зменшує високу варіабельність складу молозива. Вона підвищує ефективність поділу компонентів на ліпідну, казеїнову фракції, фракцію низькомолекулярних білків та ультрафільтрат, а також дає змогу отримувати білкові речовини з різних джерел.Документ Відкритий доступ Сучасні методи отримання імунних дендритних клітин із протипухлинним потенціалом(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Гольцев, А. М.; Бондарович, М. О.; Гаєвська, Ю. О.; Дубрава, Т. Г.; Бабенко, Н. М.; Останков, М. В.Дендритні клітини (ДК) ініціюють і формують як вроджені, так і адаптивні імунні відповіді. Вони спеціалізуються на представленні антигена наївним Т-клітинам, тим самим керують імунними відповідями Т-клітин і відіграють важливу роль у підтримці протипухлинного імунітету. В організмі людини і тварин ці клітини містяться в невеликій кількості, з чим пов’язані деякі труднощі при їх отриманні. Саме тому актуальним є питання отримання ДК із протипухлинними властивостями в умовах in vitro з клітин-попередників для подальшого використання в клінічній практиці або експерименті. Робота присвячена узагальненню досліджень щодо отримання імунних ДК із клітинпопередників для застосування в протипухлинній терапії. Аналіз літературних джерел показав, що як клітини-попередники імунних ДК можуть виступати моноцити периферичної крові, мононуклеари кісткового мозку, кордової крові. Протоколи, які використовуються для отримання незрілих ДК із клітин-попередників, передбачають додавання в культуру різних комбінацій цитокінів, включаючи гранулоцитарно-макрофагальний колонієстимулювальний фактор, інтерлейкін-4 тощо. Широке розмаїття цитокінів і умов, здатних впливати на диференціацію та функціональну активність ДК, обумовлює надзвичайну їх гетерогенність за фенотиповими і функціональними характеристиками. Як джерела пухлинного антигена для виробництва вакцини на основі ДК використовують пухлинні лізати, окремі пухлинні білки, пептиди, пухлинні клітини в стані імуногенного апоптозу. В статті розглянуті як окремі етапи отримання імунних ДК, індукція формування з клітин-попредників незрілих ДК, подальше їх дозрівання, кріоконсервування цих клітин. Глибоке розуміння параметрів отримання імунних ДК має вирішальне значення для створення вакцин на основі ДК із максимальним проявом ними протипухлинних властивостей.Документ Відкритий доступ Electrical energy generation by microbial fuel cells with microalgae on the cathode(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Koltysheva, D. S.; Shchurska, K. O.; Kuzminskyi Ye. VBackground. The possibility of converting organic compounds into electrical energy in microbial fuel cells (MFCs) makes MFCs a promising eco-friendly technology. However, the use of platinum or hexacyanoferrates may increase costs or lead to secondary environmental pollution. The use of microalgae in the cathode chamber is a promising solution to these problems. Objective. We aimed to establish the dependence of electrical energy generation and the efficiency of the application of a specific type of algae on the type and mode of lighting. Methods. In the study, two-chamber H-type MFC with salt bridge was used. Fermented residue after methanogenesis was used as inoculum in the anode chamber, and microalgae cultures Chlorella vulgaris, Desmodesmus armatus, and Parachlorella kessleri were used as inoculum in the cathode chamber. Results. MFCs with microalgae demonstrate the ability to generate current under different light sources. The maximum voltage for the MFC with an anode biofilm and with microalgae in the cathode chamber is 13–15% lower compared to the MFC with an abiotic cathode (840 ± 42 mV). The maximum current is 2–6% lower than the control (480 ± 24 млA) for the MFC with Chlorella vulgaris and the MFC with Parachlorella kessleri, and 8% higher for the MFC with Desmodesmus armatus compared to the MFC with an abiotic cathode. The MFCs with microalgae are capable of generating electrical energy for an extended period. Conclusions. With a pre-grown anodic biofilm, both the current and voltage maintain relative stability when the light source is changed. The potential use of solar lighting broadens the applicability of the MFCs with microalgae, as it eliminates the need for additional costs associated with artificial light sources.Документ Відкритий доступ Toxicity factors of magnetite nanoparticlesand methods of their research(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Vazhnichaya, E. M.; Semaka, O. V.; Lutsenko, R. V.; Bobrova, N. O.; Kurapov, Yu. A.Among nanoparticles (NPs) of metal oxides, magnetite NPs are the most well-known. The need for regula- tions related to the safety of magnetite NPs requires a deep understanding of their toxicological paradigm. The purpose of the presented review is to analyze the methods of studying the magnetite NPs toxicity and to summarize their toxicity factors based on the literature data. Literature sources were searched in the PubMed database, and 99 works were selected, supplemented with articles from other databases in some cases. It is shown that the study of the magnetite NPs toxicity became widespread during the last decade, reflecting the expansion of the list of synthesized magnetic NPs and the awareness that the prospects for their use depend on the safety of the created nanomaterial. The safety assessment of magnetite NPs on cell lines is the most popular. Primitive and more highly organized animals can be used to evaluate various aspects of the magne- tite NPs toxicity. The toxicity factors of magnetite NPs depend on their characteristics (core composition, coating, size, and shape) and the mode of application (concentration, dose, exposure, type of cells, or ani- mal model). One of the main mechanisms of nanomagnetite toxicity is the interference with iron metabolism and increased generation of reactive oxygen species leading to the disruption of cell proliferation, viability, and metabolism. Thus, the toxicity of magnetite NPs is studied by various methods and at different levels of living systems. Understanding the mechanisms of nanotoxicity should contribute to the targeted design of safe magnetic NPs.Документ Відкритий доступ Розробка й апробація багатовимірної моделі клінічної ефективності технологій лікування пацієнтів із легким перебігом COVID-19, асоційованого із супутніми захворюваннями(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Яковенко О. К.; Соловйов С. О.; Сметюх М. П.; Ханін О. Г.; Ходош Е. М.; Дзюблик Я. О.; Суртаєва Н. В.Проблематика. Сьогодні коронавірусна хвороба (COVID-19) залишається актуальною проблемою системи охорони здоров’я України, що вимагає подальших зусиль для розробки ефективних підходів до лікування, особливо в пацієнтів із наявністю супутньої (коморбідної) патології. Мета. Розробка й апробація багатовимірної моделі ефективності терапії легких форм COVID-19 у пацієнтів із супутніми захворюваннями на прикладі застосування амінокапронової кислоти (АКК) порівняно з нірматрелвіром/ритонавіром і симптоматичною терапією. Методика реалізації. Моделювання базувалося на результатах клінічного дослідження трьох груп хворих на легку форму COVID-19, асоційовану з коморбідними станами, в яких у динаміці оцінювалися клінічні симптоми та якість життя шляхом анкетування за стандартизованим опитувальником. Для аналізу динаміки клінічних симптомів, виявлення загальних закономірностей та їхнього взаємозв’язку з якістю життя застосовували регресійний аналіз. Результати. Моделювання динаміки окремих клінічних симптомів дало змогу дослідити тенденції одужання пацієнтів із легкою формою COVID-19, асоційованою із супутніми захворюваннями, при застосуванні різних лікарських засобів. Використання АКК сприяло зникненню основних симптомів значно швидше, ніж інші підходи до лікування. Регресійний аналіз проілюстрував, що кашель, біль у горлі та загальна втома мають найбільший негативний вплив на якість життя пацієнтів. Ці симптоми є важливими факторами погіршення фізичного та психологічного здоров’я й обмежують активність пацієнтів під час перебігу захворювання. Висновки. Уперше запропоновано комплексну багатовимірну модель, яка бере до уваги як динаміку окремих клінічних симптомів, так і якість життя пацієнта. Розроблену модель апробовано із застосуванням ретроспективних даних проведеного клінічного дослідження пацієнтів із легким пербігом COVID-19 і наявністю супутніх захворювань. Багатовимірне моделювання клінічної ефективності застосування АКК, нірматрелвіру/ритонавіру чи тільки симптоматичного лікування показало раціональність застосування АКК порівняно з іншими методами лікування. Моделювання з урахуванням якості життя надало системне розуміння взаємозв’язку між сукупністю клінічних симптомів і загальним станом пацієнта, сприяючи раціональному підходу до лікування та догляду.Документ Відкритий доступ Intensification of the biohydrogen production process(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Golub, N. B.; Zubchenko, L. S.; Demianenkо, I. V.; Zhang, Y.; Seminska, N. V.Background. In the last decades, humanity has faced the challenge of finding new ways to obtain renewable, environmentally friendly energy carriers. Hydrogen is one of such energy carriers; however, the current methods of its production require fossil fuels and are accompanied by significant CO2 emissions. Consequently, the energy costs needed to obtain hydrogen by electrolysis exceed the amount of energy produced by burning the hydrogen. Simultaneously, the hydrogen yields for alternative ways, such as fermentation, remain low. Objective. The aim of the work is the development of approaches to intensify the biohydrogen obtaining process from agricultural waste. Methods. An increase in hydrogen yield was achieved using specifically grown microorganisms of the Clostridium spp. A combination of the waste fermentation process with the production of hydrogen in a microbial fuel cell (MFC), which was fed with the liquid fraction after fermentation, was employed. Results. The yield of hydrogen depends on the component composition of the raw material. Higher lignin content in the raw material reduces the yield of hydrogen. The addition of Clostridium spp. to the natural consortium in the amount of 10% of the total inoculum led to an increase in hydrogen yield. The combination of two processes – fermentation and hydrogen production in a MFC – increased the yield of hydrogen by 1.7 times, along with a higher degree of organic raw materials utilization. Conclusions. The additional introduction of Clostridium spp. to the hydrogen-producing consortium leads to a 7–10% increase in the yield of hydrogen, depending on the composition of the raw material. The yield of hydrogen obtained in the fermentation process for the substrate containing corn silage is 12 +- 1% higher than for the wheat straw. In general, the combination of the fermentation and hydrogen production in the MFC in a two-stage process leads to an overall increase in the yield of hydrogen by 60 +- 5%.Документ Відкритий доступ Роль активних форм кисню в реалізації протипухлинної дії нанокомплексів на основі наночастинок GdEuVO4 І холестерину(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Гольцев, А. М.; Бондарович, М. О.; Гаєвська, Ю. О.; Бабенко, Н. М.; Дубрава, Т. Г.; Останков, М. В.Проблематика. Експериментальне вивчення протипухлинної дії нанокомплексів (НК), що склада- ються з наночастинок GdYEuVO4 і холестерину, свідчить про доцільність їх використання в онколо- гічній практиці. Механізм реалізації протипухлинної дії НК може бути пов’язаний з утворенням під їхнім впливом активних форм кисню (АФК), які зумовлюють загибель пухлинних клітин. Мета. Вивчення прооксидантних і протипухлинних властивостей НК, що складаються з наночасти- нок GdYEuVO4 і холестерину, в системі in vitro. Методика реалізації. Експерименти проводили на клітинах асцитної аденокарциноми Ерліха (АКЕ), які перещеплювали внутрішньочеревно мишам лінії BALB/c. На 7-му добу розвитку АКЕ клітини виділяли та in vitro обробляли НК протягом 3 год. Контролем були клітини, не оброблені НК. Фор- мування внутрішньоклітинних АФК визначали методом проточної цитометрії з використанням на- бору Fluorometric Intracellular ROS Kit, рівень метаболічної активності клітин АКЕ ‟ за допомогою МТТ-тесту колориметричним методом, кількість клітин у стані апоптозу або некрозу оцінювали з використанням проточної цитометрії та набору реагентів FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I. Результати. Інкубація клітин АКЕ з НК приводить до більш ніж трикратного посилення порівняно з контролем формування АФК. Під впливом НК також відбувається майже двократне пригнічення метаболічної активності клітин АКЕ, що супроводжувалося зменшенням на 25 % кількості життєздат- них клітин АКЕ. Показано, що НК належать до тих унікальних сполук, які одночасно можуть ви- кликати кілька видів загибелі клітин, але загибель пухлинних клітин після обробки НК відбувалася переважно унаслідок некрозу. Висновки. Цитотоксична дія НК відносно клітин АКЕ реалізується за рахунок їхніх прооксидантних властивостей. Отримані результати можуть бути враховані при створенні нових стратегій терапії зло- якісних новоутворень.Документ Відкритий доступ Designing a multi-epitope vaccine candidate to MERS-CoV: an in silico approach(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Majeed, M. N.; Iqbal, A.; Murtaza, N.; Herrera-Zúñiga, L. D.; Siddique, S.; Raza, M.; Hussain, M.; Sajid, M.Проблематика. Коронавірус Близькосхідного респіраторного синдрому (MERS-CoV), асоційований із важкими респіраторними захворюваннями, походить із регіону Близького Сходу. Вірус передається від тварин до людини, при цьому основним резервуа- рним хазяїном є одногорбий верблюд. Високий рівень смертності від вірусу спонукав до розроблення вакцин і терапевтичних засобів. Мета. Із застосуванням in silico підходу розробити потенційну вакцину проти MERS-CoV, зосереджуючись на білку M як антигені. Методика реалізації. Послідовність білка M у форматі FASTA використовувалася для прогнозування епітопів B-клітин і епітопів головного комплексу гістосумісності I і II класу. З цих передбачуваних епітопів були обрані найкращі. До складу вакцини- кандидата входять епітопи, лінкери та мітки. Послідовність конструкції вакцини-кандидата, що складається з 390 амінокислот, було зворотно транскрибовано, оптимізовано і вставлено в плазміду з метою клонування та експресії за допомогою SnapGene. Innov Biosyst Bioeng, 2024, vol. 8, no. 3 17 Тривимірну структуру вакцини-кандидата було доковано з рецептором TLR-4. Моделювання молекулярної динаміки докованого комплексу було виконано за допомогою GROMACS gmx, версія 2021.4. Результати. За допомогою комп’ютерного моделювання й аналізу розроблено нову вакцину-кандидата із перспективними структурними та функціональними властивостями. Наші результати свідчать про те, що розроблена вакцина-кандидат має потенціал викликати сильну імунну відповідь. Висновки. Застосований in silico підхід пропонує до розгляду перспективну вакцину-кандидата проти MERS-CoV, яка здатна викликати як гуморальну, так і клітинну імунну відповідь. Цей кандидат має потенціал забезпечити захист широкого спектру від MERS-CoV.Документ Відкритий доступ Recognition and categorization of blood groups by machine learning and image processing method(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Mustafa F. MahmoodBackground. Red blood cells are one of the components of blood. Blood is an important fluid in the human body. Knowing the blood groups is essential in blood transfusion operations, which depend on fixed conditions to avoid fatal errors. The method that is used to determine the blood groups is a traditional method that relies on medical laboratory technicians, as it is subject to human errors. Objective. This paper aims to design and implement a prototype to detect and classify blood groups to avoid human error in blood group detection. The proposed system employs image processing and machine learning algorithms for blood group detection and classification. Methods. The system consists of three stages. First, samples were collected from volunteers. Second, images of the samples were captured using a camera. Third, the images were analyzed using two methods: image processing via MATLAB and machine learning algorithms via Orange, for blood group detection and classification. Results. The accuracy in processing images using the MATLAB program reached 100%, with processing time ranged from 1.5 to 1.6 seconds. Additionally, using machine learning with neural networks in the Orange program, the accuracy was 99.7%, with training times of 13.7 seconds and testing times of 1.2 seconds. Neural networks outperformed other models, as shown in the experimental results. The study concluded that automated blood type detection using image processing and machine learning methods is effective and feasible compared to manual methods. The proposed system outperformed previous studies in terms of accuracy, processing time, training time, and testing time using both methods. Conclusions. This study underscores the urgent need for precise blood type determination before emergency blood transfusions, which currently relies on manual inspection and is susceptible to human errors. These errors have the potential to endanger lives during blood transfusions. The main goal of the research was to develop an approach that combines image processing and machine learning to accurately classify blood groups.Документ Відкритий доступ Fluorescence-based study of oligonucleotide interactions with recombinant proteins: insulin, interferon α2-β, somatotropin, and their receptors(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Nuzhnyi, O.; Nikolaiev, R.; Tkachuk, Z.Проблематика. Олігонуклеотиди (OLNs) здатні брати участь у широкому спектрі різноманітних білок-лігандних взаємодій і ви- конують значну кількість клітинних функцій, утворюючи структури, які дають їм змогу специфічно взаємодіяти з ДНК, РНК і білками, що є важливим аспектом біологічних процесів. Успіхи у вивченні цих різноманітних взаємодій можуть сприяти розробці нових технологій лікування різних захворювань. Механізм взаємодії між білками та OLNs є складним і все ще потребує деталь- ного вивчення. Необхідні подальші дослідження, щоб повністю розкрити цей процес і забезпечити краще розуміння взаємодії між цими біомолекулами. Мета. Синтезувати, очистити та дослідити взаємодію OLNs із рекомбінантними сигнальними білками інтерфероном 2- та інсуліном з їхніми рецепторами і соматропіном, оцінивши міцність зв’язку за допомогою флуоресцентної спектроскопії. Методика реалізації. Взаємодію аналізували за допомогою рівняння Штерна–Вольмера в загальній і модифікованій формах і рівняння Хілла. OLNs синтезували методом твердофазового фосфорамідиту з очищенням твердофазовою екстракцією та по- дальшою перевіркою на спектрофотометрі. Результати. Флуорометричне титрування показало, що OLNs зв’язуються з білками в середній зоні афінності, утворюючи не- флуоресцентні комплекси, з найбільш активною взаємодією з короткими OLNs. Виявлено позитивне кооперативне зв’язування інтерферону з G20 і T20 та негативне кооперативне зв’язування інсуліну з C20 і A20. Також було показано негативне коопера- тивне зв’язування STP із C20. Висновки. Дослідження продемонструвало взаємодію між OLNs і рекомбінантними сигнальними білками й рецепторами за до- помогою різних механізмів зв’язування, що потенційно може впливати на їх конформацію та біологічну активність. Ці результати мають значення для терапевтичного використання OLNs у контексті сигнальних білків і рецепторів.Документ Відкритий доступ Evaluating the interaction between silicon surface and microorganisms in various solvents under the influence of a static magnetic field using fractal analysis(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Marynchenko, L. V.; Nizhelska, O. I.; Shirinyan, A. S.; Gorchakova, N. O.Проблематика. Особливості взаємодії мікроорганізмів із поверхнею важливі з точки зору функціональності цієї поверхні (напри- клад, імплантів, чіпів, електродів з біоплівкою для продукування електричного струму). Впорядкованість органічних частинок і клітин на різних поверхнях може бути оцінена за допомогою визначення фрактальної розмірності й лакунарності та свідчити про структурний стан або ефективність системи. Мета. Дослідження впливу розчинників і статичного магнітного поля на текстуру суспензій мікроорганізмів, що висохли на поверхні кремнію різних типів, та числова оцінка розмірності утворених структур на основі фрактального аналізу. Методика реалізації. Суспензію клітин після перемішування наносили на поліровану знежирену поверхню пластинок кремнію, розташованих горизонтально, і залишали до повного висихання. В статичному магнітному полі (МП) індукцією 0,17 Тл лінії ін- дукції були перпендикулярні до поверхні зразка. Мікрозображення висохлих клітин обробляли в програмі ImageJ і виконували фрактальний аналіз за допомогою додатка FracLac методом “Box counting”. Результати. Виявлено суттєві відмінності в самоорганізації різних типів клітин мікроорганізмів під час сушіння на поверхнях кремнію за дії магнітного поля та в різних розчинниках. Тенденцією для різних типів мікроорганізмів було утворення псевдо - фрактальних фігур і збільшення середньої фрактальної розмірності D за дії магнітного поля. Зі збільшенням D знижувалась лакунарність L. Однак, якщо дріжджі перебували у фізрозчині, то псевдофрактальні фігури утворювались і за відсутності МП. Висновки. За допомогою аналізу фрактальної розмірності псевдофрактальних фігур, які складаються з клітин мікроорганізмів, на поверхні кремнієвої пластини за впливу МП можна оцінити функціональність клітин, що взаємодіють із поверхнею, а також якість цієї поверхні.Документ Відкритий доступ Моделювання in vitro впливу метаболітів лактобактерій на системну відповідь організму при кишковій вірусній інфекції(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Соловйов, С. О.; Трохименко, О. П.; Поліщук, В. Ю.; Піць, В. В.; Василенко, В. Ю.; Василенко, Є. Ю.; Голь, І. О.; Симчук, А. А.; Костюк, О. В.Проблематика. Вірусні інфекції залишаються вагомою причиною захворюваності та смертності насе- лення в усьому світі. Відсутність ефективних етіотропних препаратів для лікування вірусних гастро- ентеритів підкреслює актуальність різних форм комбінованої терапії, включаючи збалансоване хар- чування та застосування пробіотиків. Мета. Верифікація in vitro гіпотези про вплив метаболітів пробіотичних штамів лактобактерій на си- стемну відповідь організму при кишковій вірусній інфекції. Методика реалізації. Об’єктами дослідження були фільтрати культуральних рідин пробіотичних шта- мів лактобактерій Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis LE та L. rhamnosus LB3. Як біологічні системи використано культури клітин Namalwa, HEp-2, а також вірус везикулярного стоматиту. В досліджен- ні виконувався спектрофотометричний і цитофлюориметричний аналіз. Результати. Виявлено відсутність прямого протизапального ефекту в зразків фільтратів культураль- них рідин лактобактерій. Найбільш виражені властивості ко-індуктора інтерферону проявляє фільт- рат культуральної рідини лактобактерій штаму L. delbrueckii subsp. lactis LE. Аналіз проліферативного індексу (ПІ) клітин культури HEp-2 за різних впливів виявив, що при інкубації клітин із фільтратом культуральної рідини лактобактерій (LE) ПІ зростає для молодих клітин, зменшуєтьсяя для серед- ньозрілих клітин і зростає для пізньозрілих клітин. Комбінований вплив фактора некрозу пухлин альфа та фільтрату культуральної рідини лактобактерій LE відзначався стимуляцією ПІ середньозрі- лих клітин і значним пригніченням ПІ пізньозрілих клітин. Висновки. Синергічна дія фільтратів культуральних рідин лактобактерій і фактора запалення сприя- тиме прискореній елімінації з кишківника пізньозрілих і уражених клітин та стимулюватиме до про- ліферації молоді та середньозрілі клітини на їх заміну, що сприятиме регенерації епітелію кишків- ника та прискорить одужання. Разом із тим пробіотичні штами лактобактерій можуть сприяти під- силенню інтерфероногенних властивостей вірусів-збудників гастроентеритів і в кінцевому результаті стимулюватимуть формування специфічного імунітету при цих захворюваннях.Документ Відкритий доступ Effect of magnetic field and magnetic nanoparticleson choice of endothelial cell phenotype(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Gorobets, S. V.; Gorobets, O. Yu.; Rachek, K. O.; Ryazanova, A. M.Проблематика. Ендотеліальні клітини як учасники ангіогенезу вибирають свій фенотип як кінчикові клітини (провідні, мігруючі) або клітини стебла (наступні). Експериментально виявлено та теоретично змодельовано, що швидкі коливання конц ентрації кальцію всередині клітини відіграють ключову роль у контролі вибору фенотипу та можливої архітектури судин. Крім того, відо- мо, що внутрішньоклітинна концентрація кальцію в ендотеліальних клітинах регулюється механічним напруження зсуву мем- брани, спричиненим кровотоком, який контролює механочутливі канали іонів кальцію. Розроблено експериментальні методи ке- рування механочутливими іонними каналами в зовнішніх магнітних полях із застосуванням магнітних наночастинок, що вплива- ють на магнітні наночастинки, штучно прикріплені до клітинних мембран. Мета. Порушується ключове питання щодо можливості контрольованого вибору фенотипу ендотеліальних клітин у зовнішніх магнітних полях за рахунок наявності штучних або біогенних магнітних наночастинок, вбудованих у клітинну мембрану. Методика реалізації. Розраховано магнітне напруження зсуву мембрани внаслідок впливу зовнішнього магнітного поля на маг- нітні наночастинки, вбудовані в мембрану клітини, яке контролює механочутливі іонні канали кальцію. Здійснено числове моде- лювання коливань внутрішньоклітинної концентрації кальцію в ендотеліальних клітинах та визначення їхнього кінцевого фено- типу з урахуванням міжклітинної комунікації. Для числового моделювання використано мову програмування python та пакети scipy, py-pde, matplotlib мови програмування python. Результати. Розраховано діапазони індукції та частоти однорідного обертового магнітного поля, а також величину градієнта і частоту неоднорідного осцилюючого магнітного поля для управління амплітудою та частотою коливань внутрішньоклітинної концентрації кальцію в ендотеліальних клітинах, а також вибором їх фенотипу. Висновки. Вибір фенотипу ендотеліальними клітинами може бути керований в однорідному обертовому зовнішньому магнітному полі, а також в неоднорідному осцилюючому магнітному полі, що відкриває шлях до керування ангіогенезом і архітектурою судин.Документ Відкритий доступ Antimicrobial activity of composite preparations based on biosurfactants and heterocyclic amino-containing 1,4-naphtoquinone derivatives(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Polish, N. V.; Marintsova, N. G.; Zhurakhivska, L. R.; Komarovska-Porokhnyavets, O. Z.; Lubenets, V. I.; Pokynbroda, T. Ya.; Karpenko, О. V.Проблематика. Розроблення високоефективних та екологічно безпечних композиційних препаратів з антимікробною активністю є актуальною проблемою біотехнології та фармації. Мета. Визначення антимікробної активності нових композиційних препаратів на основі рамноліпідів із гетероциклічними аміно- вмісними похідними 1,4-нафтохінону щодо тест-бактерій Escherichia coli B-906, Staphylococcus aureus 209-P, Mycobacterium luteum B-917 і грибів Candida tenuis UCM Y-70, Aspergillus niger UCM F-1119. Методика реалізації. Дослідження in vitro антимікробної дії гетероциклічних аміновмісних похідних 1,4-нафтохінону, біосурфак- тантів і композиційних препаратів на їх основі щодо культур бактерій Escherichia coli B-906, Staphylococcus aureus 209-P, Mycobacterium luteum B-917 і грибів Candida tenuis UCM Y-70, Aspergillus niger UCM F-1119 шляхом дифузії речовини в агар на твердому живильному середовищі та методом серійних розведень. Прогнозування токсичності гетероциклічних аміновмісних похідних 1,4-нафтохінону з використанням методології in silico за допомогою програмного забезпечення ProTox-II. Результати. Встановлено, що 2-хлоро-3-((1-метил-1H-піразол-3-іл)аміно)нафтален-1,4-діон 3.2 та 2-хлоро-3-((3-(п-толіл)-1Н- піразол-5-іл) аміно) нафтален-1,4-діон 3.3 виявляють антимікробну активність щодо тестових мікроорганізмів, а в їх композицій- них препаратах із рамноліпідами-біосурфактантами антимікробна дія підсилюється. За результатами розрахункової оцінки cпрогнозовано, що досліджені гетероциклічні аміновмісні похідні 1,4-нафтохінону можна віднести до IV класу токсичності. Висновки. Визначено, що антимікробна активність композиційних препаратів 2-хлоро-3-((1-метил-1H-піразол-3-іл)аміно)нафта- лен1,4-діону 3.2 та 2-хлор-3-(3-(3-(р-толіл)-1H-піразол-5-іл)аміно)нафталін-1,4-діону 3.3 із рамноліпідами підвищилась порівняно із синтезованими препаратами.Документ Відкритий доступ Cytodestructive effects of photodynamic exposure in primary cultures of malignant glioma cells(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Rozumenko, V. D.; Liubich, L. D.; Staino, L. P.; Egorova, D. M.; Dashchakovsky, A. V.; Malysheva, T. A.Background. Photodynamic therapy (PDT) is a promising adjuvant method for the treatment of malignant gliomas (MG), including tumors with continued growth and tumor recurrences. For the clinical application of PDT, it is important to substantiate the effectiveness of the cytodestructive effect of the combined use of laser irradiation (LI) and photosensitizer (PS). Objective. To evaluate the cytodestructive effects of photodynamic exposure with the use of PS chlorine E6 on primary MG cell cultures. Methods. Primary cell cultures were obtained from samples of biopsy material from patients (n 6) with a verified diagnosis: 3 primary tumors (1 case of diffuse astrocytoma, NOS (G3), 1 – glioblastoma (GB), NOS (G4), 1 – gliosarcoma (G4)) and 3 – with continued tumor growth (1 – diffuse astrocytoma, NOS (G3), 1 – oligodendroglioma, NOS (G3) and 1 – GB, NOS (G4). Groups of cell cultures included: 1) control – cultured in a standard nutrient medium and experimental; 2) cultured with the addition of chlorine E6 (2.0 g/ml); 3) cultivated without the addition of PS and subjected to LI; 4) cultivated with the addition of chlorine E6 and subsequent exposure to LI. After 24 h, morphological and morphometric studies were carried out. Results. The primary MG cultures were characterized by different growth dynamics; mitotic activity of tumor cells varied from the highest rate in the culture of primary GB to lower values – in cultures of recurrent GB and primary astrocytoma and gliosarcoma, and the lowest – in cultures of continued growth of astrocytoma and oligodendroglioma after combined treatment. Direct exposure to chlorine E6 and LI reduced the total number of cells in the culture and their mitotic activity. The greatest cytodestructive effect was achieved with the combined effect of chlorine E6 and LI: the effective dose in the case of primary astrocytoma cells is 10 J/cm2 in pulse mode; for cells of primary GB and gliosarcoma, recurrent astrocytoma and oligodendroglioma, the effective dose is 25 J/cm2 in pulsed mode. In the case of GB cells, continued growth, a dose of 25 J/cm2 is effective for both continuous and pulsed modes of LI. Conclusions. Primary cell cultures of MG obtained directly from tumor tissue are an adequate model for evaluating the effectiveness of the cytodestructive effect of the combined use of LI and PS for PDT.Документ Відкритий доступ Effect of acids on biomass growth and development of Chlorella vulgaris culture(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Vdovychenko, A. A.; Golub, N. B.; Zieliński, M.; Levtun, I. I.Background. Influence of dissolved nitrogen and sulfur oxides, as components of flue gases, on the cultivation of microalgae Chlorella vulgaris. Objective. To study biomass production and changes in cells of the microalgae Chlorella vulgaris with the introduction of nitrogen and sulfate acids tor simulate the effects of dissolved nitrogen and sulfur oxides, aiming to develop biotechnology for the utilization of gas emissions by microalgae. Methods. The effect of the constant introduction of small concentrations of nitrogen (up to 0.47%) and sulfate (up to 1.5%) acids on the development of Chlorella vulgaris cultures, pH changes in the cultural environment, and biomass growth were studied. Results. The utilization of gaseous emissions by Chlorella vulgaris depends on the content of nitrogen and sulfur oxides that are constantly supplied to the cultivation medium, the initial biomass concentration, and pH. It was determined that for an initial cells concentration of (85 5) 104 cells/ml in the culture medium, the threshold values of acids that do not cause significant changes in the cultivation process are 0.1% H2SO4 and 0.19% HNO3. At a sulfuric acid concentration of 0.2%, the culture cells become discolored. Conclusions. It is shown that with a constant supply of sulfuric or nitric acids above the threshold values of 0.1% H2SO4 and 0.19% HNO3, the pH of the culture medium decreases, leading to the suspension of development and the death of the Chlorella vulgaris culture. Therefore, controling these parameters will improve the ecological state of the environment and form the basis for developing biotechnology for the utilization of gas emissions by microalgae.Документ Відкритий доступ Effects of acute alcohol intoxication on testicular DNA stability, gene expression of cytochromes CYP3A and CYP2E1, and serum pool of free amino acids in rats(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Bondarenko, L. B.; Shayakhmetova, G. M.; Kharchenko, O. I.; Kalachinskaya, M. M.; Serhiichuk, N. M.; Kovalenko, V. M.; Besarab, O. B.Background. Alcohol's toxic effects on the organism is a long-known medical problem. Alcohol's damaging effect is the end result of the complex interplay between ethanol metabolism, inflammation and innate immunity. Previously, we studied the long-term consequences of chronic alcoholism and demonstrated that especially profound changes were in testes on the level of proteome and genome. Objective. This work aimed to study short-term acute alcohol intoxication (AAI) effects for rat testis DNA fragmentation, cytochromes CYP3А and CYP2Е1 genes expression, and serum pool of free amino acids in rats. Methods. Wistar albino male rats were divided into 2 groups (8 animals in each group): 1 – Control (intact rats), and 2 – AAI (rats with short-term acute alcohol intoxication). AAI was induced by repeated administration per os 40% ethanol solution in a dose 7 ml/kg body weight, for 7 days. Contents of amino acids in serum, testes mRNA CYP2E1 and CYP3A2 expression, and DNA fragmentation were evaluated. Results. In our experiments, the development of acute alcohol intoxication (AAI) led to increased DNA fragmentation processes in the testes of adult rats compared to the control group. Additionally, in the serum of ethanol-treated rats, the levels of histidine increased by 1.67 times and glutamine by 1.13 times in correlation with this pathology. Conversely, the levels of valine, phenylalanine, as well as non-essential and essential amino acids, decreased. Furthermore, there was a statistically significant increase in the expression of CYP2E1 and CYP3A2 genes in rat testes under the conditions of AAI. Conclusions. In conclusion, investigation of rats' short-term alcohol administration effects permitted us to obtain the picture of complex metabolomic changes at the different levels. The main outcome of rats shortterm ethanol administration in our experiments seems to be to some extent similar to changes described for rats with chronic alcohol consumption. Our results demonstrated profound changes in testes affecting the state of the genome, transcription processes and the exchange of amino acids and proteins. We suggest that the revealed testicular metabolic disorders could have negative implications on cellular regulation of spermatogenesis even under short-term ethanol exposure.Документ Відкритий доступ Effect of fullerene C60 on tomato plants(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Buziashvili, A.; Prylutska, S.; Yemets, A.Background. Fullerenes, one of the allotropic forms of carbon, are the focus of intensive research in nanobiotechnology. Due to their unique physicochemical properties, there is growing interest in using them to enhance plant productivity and provide protection against various stresses. However, data on the effects of fullerenes on different plants are often contradictory. Objective. To investigate the effect of colloidal water-soluble fullerene C60 on various stages of tomato development. Methods. The study examined the influence of fullerene C60 (0–50 µg/ml) on the seed germination of the Money Maker cv. and the growth and development of seedlings and adult plants. For this purpose, morphophysiological parameters such as shoot and root length, number of lateral and adventitious roots, fresh weight, accumulation of photosynthetic pigments, and nitric oxide (II) were assessed. Results. Both positive and some phytotoxic effects of fullerene C60 on tomatoes were observed. Specifically, inhibition of seedling growth and a decrease in chlorophyll b and carotenoid content in adult plants were noted. Positive effects included an increased seed germination rate, higher fresh weight, greater length and number of adventitious roots in tomatoes grown in the presence of fullerene C60, and a higher nitric oxide (II) content in adult plants, which may contribute to enhanced stress resistance. Conclusions. Fullerene C60 at a concentration of 25 μg/ml has a predominantly positive effect on tomato development and may be considered a promising nanomaterial for plant biotechnology.Документ Відкритий доступ Design and development of novel herbal suppository formulation for prostatitis treatment(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Golembiovska, O.; Dmytrenko, O.; Galkin, A.Background. Prostatitis is a common inflammatory condition of the prostate gland, often treated with antibiotics and anti-inflammatory drugs, which may have limited efficacy and side effects. Herbal therapies offer a promising alternative due to their natural anti-inflammatory properties. Objective. This study aims to design, develop, and evaluate physicochemical, biopharmaceutical and microbiological properties of novel herbal suppository formulations for the treatment of prostatitis, optimizing their biopharmaceutical profiles. Methods. Excipients were selected to form suppositories with herbal ingredients known for their antiinflammatory effects, specifically lovage, saw palmetto, and calendula CO2 extracts. The formulations were assessed based on key quality parameters, including organoleptic characteristics, average mass, melting point, deformation time, disintegration time, microbiological purity, and pH, ensuring compliance with European Pharmacopoeia (Ph. Eur.) standards. Biopharmaceutical studies compared the release profiles of active compounds from different suppository bases. Results. Suppositories based on Witepsol® H15 exhibited satisfactory organoleptic properties, appropriate melting points, and acceptable deformation and disintegration times. The pH levels were within the required range, and microbiological tests confirmed purity. Biopharmaceutical evaluations showed that Witepsol® H15 suppositories had the most appropriate release rates of active compounds compared to those made with other bases. Conclusions. The novel herbal suppositories developed in this study show promise for managing prostatitis based on preliminary evaluations of their physicochemical, microbiological, and biopharmaceutical properties. Further clinical studies are required to confirm their efficacy and safety.