Вiopolymers and Cell, 2019, № 1

Phylogenetic analysis of two Ukrainian isolates of Wheat streak mosaic virus

Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT

Phylogenetic analysis of two Ukrainian isolates of Wheat streak mosaic virus Mishchenko, L.T.; Dunich, A.A.; Skrypkina, I.Ya.; Kozub, N.O. The study of molecular characteristics and, in particular, the nucleotide (nt) and amino acid (aa) sequences of the viral genomes, is necessary to know the changes in their geographical range, phylogenetic relationships, viruses’ evolution, and their emergence as new epidemics. Aim. Phylogenetic analysis of the coat protein (CP) gene sequences of two new Ukrainian isolates of Wheat streak mosaic virus: Ukraine-Mal-18 and Ukraine-Ep-18. Results. The nucleotide sequences of 676 nt region of the CP gene of two Ukrainian WSMV isolates were compared with the sequences of 72 WSMV isolates/strains from GenBank. The phylogenetic analysis showed that the Ukrainian WSMV isolates cluster with the clade B or WSMV-ΔE isolates (originating from Europe and Asia) and have a typical for this clade triplet deletion at the position 8412-8414 nt in the CP gene. The isolate Ukraine-Mal-18 has the highest level of the sequence identity (93.5%-95.9% nt and 93.6-95.0% aa) with the clade B isolates. The Ukraine-Ep-18 isolate shares 89.2%-91.4% (nt) and 88.6-87.1% (aa) identity with the clade B isolates. Additionally, both Ukrainian WSMV isolates have a number of unique aa substitutions in the central CP gene domain. Conclusions. Ukrainian WSMV isolates belong to the clade B. But Ukraine-Mal-18 and Ukraine-Ep-18 have some differences from other members of the clade: i) a higher divergence compared to other B isolates (the Ukraine-Mal-18 has 12 aa substitutions, the Ukraine-Ep-18 has 25 aa substitutions, whereas the other clade B isolates have no more than 2 aa substitutions); ii) have aa substitution identical with the B1 non-crop isolates of this virus, many aa substitutions are in the same motifs as the substitutions of B1 grass WSMV isolates.; Дослідження молекулярних характеристик, зокрема, нуклеотидних (нт) та амінокислотних (аа) послідовностей вірусних геномів, є необхідним для з’ясування змін у географічному ареалі, філогенетичних зв’язків, еволюції вірусів та їх появи у вигляді епідемій. Мета. Філогенетичний аналіз гену капсидного білка (СР) двох нових українських ізолятів вірусу смугастої мозаїки пшениці (ВСМП) Ukraine-Mal-18 та Ukraine-Ep-18. Методи: імуноферментий аналіз, виділення тотальної РНК із рослинного матеріалу, полімеразна ланцюгова реакція зі зворотною транскрипцією, сиквенування, філогенетичний аналіз. Результати. Послідовності гену СР розміром 676 нт двох українських ізолятів ВСМП порівнювали із послідовностями 72 ВСМП ізолятів/штамів із бази даних GenBank. Філогенетичний аналіз показав, що українські ізоляти входять до клади В або WSMV-ΔE (походять із Європи та Азії) та мають типову для цієї клади делецію триплету у позиціях 8412-8414 нт у гені СР. Ukraine-Mal-18 має найвищий відсоток ідентичності за нуклеотидною послідовністю 93,5%-95,9%, за амінокислотною – 93,6-95,0% із ізолятами клади В. Ізолят Ukraine-Ep-18 із ізолятами клади В має ідентичність 89,2-91,4% (нт) та 88,6%- 87,1% (аа). Крім того, у двох українських ізолятів відмічено низку унікальних аа заміщень в центральній ділянці гену СР. Висновки. Українські ВСМП ізоляти входять до клади В. Але Ukraine-Mal-18 та Ukraine-Ep-18 мають деякі відмінності від них: і) вищу дивергенцію, ніж інші ізоляти групи В (Ukraine-Mal-18 має 12 аа заміщень, Ukraine-Ep-18 має 25 аа заміщень, а інші ізоляти клади В мають 0-2 аа заміщення); іі) мають аа заміщення, ідентичні із непшеничними ізолятами групи В1 цього вірусу, багато аа заміщень знаходяться в тих самих ділянках гену СР, що і заміщення трав’яних В1 ізолятів ВСМП.; Исследование молекулярных характеристик, в частности, нуклеотидных (нт) и аминокислотных (аа) последовательностей вирусных геномов, необходимо для выяснения изменений географическогоареала, филогенетических связей, эволюции вирусов и их появления в виде эпидемий. Цель. Филогенетический анализ гена капсидного белка (СР) двух новых украинских изолятов вируса полосатой мозаики пшеницы (ВПМП) Ukraine-Mal-18 и Ukraine-Ep-18. Методы. Иммуноферментный анализ, выделение тотальной РНК из растительного материала, полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией, сиквенирование, филогенетический анализ. Результаты. Последовательности гена СР размером 676 нт двух украинских изолятов ВПМП сравнивали с последовательностями 72 ВПМП изолятов / штаммов из базы данных GenBank. Филогенетический анализ показал, что украинские изоляты входят в кладу В или WSMV-ΔE (происходят из Европы и Азии) и имеют типичную для этой клады делецию триплета в позициях 8412-8414 нт в гене СР. Ukraine-Mal-18 имеет наиболее высокий процент идентичности по нуклеотидной последовательности 93,5%-95,9% и аминокислотной – 93,6-95,0% с изолятами клады В. Изолят Ukraine-Ep-18 с изолятами клады B имеет идентичность 89,2-91,4 % (нт) и 88,6% - 87,1% (аа). Кроме того, у двух украинских изолятов отмечен ряд уникальных аа замен в центральном участке гена СР. Выводы. Украинские ВПМП изоляты входят в кладу В. Но Ukraine-Mal-18 и Ukraine-Ep-18 имеют некоторые отличия от них: i) выше дивергенцию, чем другие изоляты В группы (Ukraine-Mal-18 имеет 12 аа замен, Ukraine-Ep-18 имеет 25 аа замен, а другие изоляты клады В имеют от 0 до 2 аа замен); ii) имеют аа замены, идентичны непшеничным изолятам группы В1 этого вируса, много аа замен расположены в тех же участках гена СР, что и замены травяных В1 изолятов ВПМП.

Expression of cancer-associated genes in prostate tumors at mRNA and protein levels

Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT

Expression of cancer-associated genes in prostate tumors at mRNA and protein levels Gerashchenko, G.V.; Grygoruk, O.V.; Rosenberg, E.E.; Bondarenko, Yu.M.; Kashuba, E.V.; Kashuba, V.I. Aim. To analyze an expression pattern of the cancer-associated genes in prostate tumors at mRNA and protein levels and find putative association between the expression of these genes and the genes, controlling epithelial to mesenchymal cell transition (EMT), the markers of prostate cancer and stromal elements. Methods. Relative expression of genes was assessed by a quantitative PCR in 29 prostate cancer tissue samples (T) of different Gleason score (GS) and tumor stage, 29 paired conventionally normal prostate tissue (CNT) samples and in 14 samples of prostate adenomas (A). Immunohistochemistry (IHC) was used to assess protein expression. Results. We found significant differences (p<0.05) in RE of three genes (FOS, PLAU, EPDR1) between the T, N and A groups. FOS was induced in T and CNT, compared with A whereas PLAU and EPDR1 were decreased. Noteworthy, RE of the five genes (FOS, EFNA5, TAGLN, PLAU and EPDR1) changed significantly, depending on GS (p<0.05) in T, compared to the A and/or CNT groups. Moreover, according to the K-means clustering, RE of the FOS, PLAU and EDPR1 genes varied in the tumor groups, consisting of cancers with different GS. The FOS protein signal was higher in adenocarcinomas, compared to hyperplasia. The same trend was demonstrated by q-PCR. FOS expression increased upon the tumor development i.e. was higher in the tumors at stage 3-4. PLAU expression was decreasing meanwhile, as was shown by q-PCR and IHC. Conclusions. IHC data allowed us to understand the high levels of RE dispersion. Mainly, it is due to the expression in other cell types, and not in the prostate gland cells. For the meaningful clustering, prognosis and also for the creation of specific biomarker panels, these two methods should be adequately merged.; Мета. Проаналізувати патерни експресії пухлино-асоційованих генів на рівнях мРНК та протеїнів та вивчити можливу асоціацію між експресією цих генів та генів, що контролюють епітеліально-мезенхимальний перехід, маркерів раку передміхурової залози та стромальних елементів. Методи. Відносні рівні експресії (ВЕ) генів були встановлені за допомогою кількісної ПЛР (кПЛР) у 29 зразках аденокарцином передміхурової залози (П) з різними ступенями Глісона (СГ) та стадіями захворювання, 29 парних умовно-нормальних тканин передміхурової залози (Н) та 14 зразках аденом (А). Імуногістохімія (ІГХ) була використана для встановлення рівнів експресії протеїнів. Результати. Виявлено значні відмінності ВЕ (p<0.05) для трьох генів (FOS, PLAU, EPDR1) між групами П, Н та А. FOS має підвищені рівні ВЕ у групах П та Н у порівнянні з А, тоді як PLAU та EPDR1 навпаки знижені рівні ВЕ у цих групах. Примітно, що п’ять генів (FOS, EFNA5, TAGLN, PLAU та EPDR1) мають зміни ВЕ в залежності від СГ у П у порівнянні з А та/або Н. Крім того, згідно кластеризації за методом К-центрів FOS, PLAU та EDPR1 мають різноманітні рінві ВЕ у групах аденокарцином з різними СГ. Білок FOS має підвищений сигнал у аденокарциномах у порівнянні з аденомами. Ті ж зміни продемонстровані й кПЛР. Експресія FOS підвищується при розвитку пухлин, тобто, вона є вищою у пухлинах з 3-4 стадією. Експресія PLAU навпаки знижується, як було показано кПЛР та ІГХ методами. Висновки. Дані IГХ дозволили зрозуміти високий рівень дисперсії ВЕ. В основному це пов'язано з експресією генів у інших типах клітин, а не тільки в клітинах передміхурової залози. Для успішної кластеризації, потенційного прогнозу та створення специфічних панелей біомаркерів ці два методи повинні бути адекватно об'єднані.; Цель. Проанализировать паттерны экспрессии опухоль-ассоциированных генов на уровнях мРНК и белка и исследовать возможную ассоциацию между экспрессией этих генов и генов, которые контролируют эпителиально-мезенхимальных переход, маркеров рака простаты и стромальных элементов. Методы. Уровни относительной экспрессии (ОЭ) генов были установлены с помощью количественной ПЦР (кПЦР) в 29 образцах аденокарцином простаты (О) с различными степенями Глиссона (СГ) и стадиями заболевания, 29 парных условно-нормальных тканей простаты (Н) и 14 образцах аденом (А). Иммуногистохимия (ИГХ) была использована для установления уровней экспрессии белков. Результаты. Обнаружены значимые отличия ОЭ (p<0.05) для трех генов (FOS, PLAU, EPDR1) между группами О, Н и А. Для гена FOS выявлены повышенные урони ОЭ в группах О и Н по сравнению с А, тогда как для PLAU и EPDR1 наоборот обнаружены сниженные урони ОЭ в этих группах. Следует отметить, что пять генов (FOS, EFNA5, TAGLN, PLAU та EPDR1) имеют отличия ОЭ в зависимости от СГ в О по сравнению с А и/или Н. Кроме того, согласно данным кластеризации по методу К-центров FOS, PLAU та EDPR1 имеют различные ОЭ в группах аденокарцином с разными СГ. Белок FOS имеет повышение сигнала в аденокарциномах по сравнению с аденомами. Такие же изменения показал и кПЦР анализ. Экспрессия FOS повышается в процессе развития опухолей простаты, то есть она выше в опухолях 3-4 стадии. Экспрессия PLAU наоборот снижается, как было показано кПЦР и ИГХ методами. Выводы. Данные ИГХ позволили понять причину высокой дисперсии ОЭ. В основном это связано с наличием экспрессии генов в разных типах клеток, а не только в клетках простаты. Для успешной кластеризации, потенциального прогноза и создания специфических панелей биомаркеров эти два метода должны быть адекватно объединены для анализа.

Use of lectins as vector molecules for delivery of drugs to cells and tissues. Report 2.

Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT

Use of lectins as vector molecules for delivery of drugs to cells and tissues. Report 2. Antonyuk, V.O.; Skorohyd, N.R.; Lozynskyi, A.V.; Antonyuk, R.V.; Lesyk, R.B.; Stoika, R.S. Aim.To determine cytotoxic effects towards a tumor cells culture of the heterocyclic derivative conjugated with lectins of different carbohydrate specificity. Methods. Conjugation of lectins (Pea seeds (PSA), peanuts (PNA) and erythroagglyutinin from bean seeds (PHA-E) with thiopyrano[2,3-d]thiazole Les-1895, biotesting these conjugates in the cell culture. Results. The conjugates of Les-1895 with specific lectins posses increased cytotoxic effects towards Jurkat cells — by 23 % for PSA-Les-1895, 34 % for PNA-Les-1895, and by 12 % for PHA-E-Les-1895. IC50 of Les-1895 conjugates was ≈ 10 μg/ml, whereas at using free Les-1895 – it was ≈ 30 μg/ml. The PNA and PHA-E conjugates with Les-1895 suppressed the viability of HCT 116 cells more considerably than the PSA conjugate. A cytotoxic action of PNA (IC50 = 4 μg/ml) and PHA-E (IC50 = 3 μg/ml) conjugates was more pronounced than the effect of free Les-1895 (IC50 = 10 μg/ml) or intact lectins. The conjugation of Les-1895 with human serum albumin (HSA) increased the water solubility, however, such conjugation decreased the cytotoxic effect towards Jurkat cells by 40 %. The pseudonormal cells line HEK 293 was less sensitive to the action of native lectins — PSA, PNA and PHA-E as well as to the action of conjugates of these lectins. Conclusions. Conjugation of Les-1895 with specific lectins enhanced a cytotoxic effect. The obtained results suggest a possibility of the addresed delivery of biologically active compounds to specific cells of tissues and organs of the human body.; Мета. Визначення на культурі клітин біологічної активності кон’югатів сполуки з протипухлинною активністю з лектинами різної вуглеводної специфічності, де кон’югати використовували як векторні молекули для адресної доставки цих речовин. Методи. Кон’югування лектинів (насіння гороху (PSA), арахісу (PNA) та еритроаглютиніну з насіння квасолі звичайної (PHA-E) з похідним тіопірано[2,3-d]тіазолу Les-1895). Біотестування цих кон’югатів на культурі клітин різного походження Результати. Кон’югування сполуки Les-1895 з лектинами призводить до збільшення її цитотоксичних ефектів щодо клітин Jurkat на 23 % для PSA-Les-1895, на 34 % — для PNA-Les-1895 і на 12 % — для PHA-E-Les-1895. IC50 для кон’юґатів Les-1895 було ≈ 10 мкг/мл, тоді як для нативного Les-1895 ≈ 30 мкг/мл. Кон’югати Les-1895 з PNA та PHA-E пригнічують життєздатність клітин лінії HCT 116 значно сильніше, ніж аналогічний кон’югат з PSA. Цитотоксична дія кон’югатів з PNA (IC50 = 4 мкг/мл) і PHA-E(IC50 = 3 мкг/мл) на ці клітини була сильнішою, ніж дія вільного Les-1895 (IC50 = 10 мкг/мл) та інтактних лектинів. Приєднання Les-1895 до альбуміну сироватки крові людини (HSA) підвищує розчинність Les-1895 у воді, однак, на відміну від кон’югатів Les-1895 з лектинами, знижує на 40 % цитотоксичний ефект утвореного кон’югату, зокрема, для клітин лінії Jurkat. Псевдонормальні клітини лінії HEK 293 виявилися мало чутливими до дії нативних лектинів PSA, PNA і PHA-E та до кон’юґатів цих лектинів. Висновки. Кон’югування сполуки Les-1895 із специфічними лектинами посилює цитотоксичний ефект. Одержані результати є важливими для моделювання адресної доставки біологічно активних речовин в специфічні клітини тканин організму.; Цель. Определение на культуре клеток биологической активности конъюгатов соединения с противоопухолевой активностью с лектинами различной углеводной специфичности, где конъюгаты использовали в качестве векторных молекул для адресной доставки этих веществ. Методы. Конъюгирование лектинов (семян гороха (PSA), арахиса (PNA) и эритроагглютинина из семян фасоли обыкновенной (PHA-E) из производным тиопирано[2,3-d]тиазола Les-1895). Биотестирование этих конъюгатов на культуре клеток различного происхождения. Результаты. Конъюгирование соединения Les-1895 с лектинами приводит к увеличению цитотоксических эффектов конъюгата для клеток Jurkat на 23 % для PSA-Les-1895, на 34 % — для PNA-Les-1895 и на 12 % — для PHA-E-Les -1895. IC50 для конъюгатов Les-1895 было ≈ 10 мкг/мл, тогда как для нативного Les-1895 ≈ 30 мкг/мл. Конъюгаты Les-1895 с PNA и PHA-E подавляют жизнеспособность клеток линии HCT 116 значительно сильнее, чем аналогичный конъюгат с PSA. Цитотоксическое действие конъюгатов c PNA (IC50 = 4 мкг/мл) и PHA-E (IC50 = 3 мкг/мл) на эти клетки было сильнее, чем действие свободного Les-1895 (IC50 = 10 мкг/мл) и интактных лектинов. Присоединение Les-1895 к альбумину сыворотки крови человека (HSA) повышает растворимость Les-1895 в воде, однако, в отличие от конъюгатов Les-1895 с лектинами, цитотоксический эффект образованного конъюгата снижается на 40 %, в частности, для клеток линии Jurkat. Псевдонормальные клетки линии HEK 293 оказались мало чувствительными к действию нативных лектинов PSA, PNA и PHA-E и к действию конъюгатов этих лектинов. Выводы. Конъюгирование Les-1895 со специфическими лектинами усиливает цитотоксический эффект. Полученные результаты показывают возможность адресной доставки биологически активных веществ в специфические клетки, ткани и органы тела человека.

The STAT5 transcription factor in B-cells of patients with chronic lymphocytic leukemia

Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT

The STAT5 transcription factor in B-cells of patients with chronic lymphocytic leukemia Matvieieva, A.S.; Kovalevska, L.M.; Ivanivska, T.S.; Klein, E.; Kashuba, E.V. Aim. To find out the cause of inhibition of the IL2-STAT5 signaling pathway in chronic lymphocytic leukemia (CLL) cells. Methods.CLL cells were isolated from peripheral blood, using gradient centrifugation on a ficoll-verografin mixture. Expression of the STAT1-6 genes at the mRNA level was analyzed, using the Oncomine database. Expression, phosphorylation status and cellular localization of the STAT5 protein were studied by fluorescence microscopy, using specific antibodies. Results.Unlike B-cells of healthy donors, expression of the STAT5A protein was low in the patient CLL cells. As we have previously shown, the IL-2-STAT5 (JAK-STAT5) signaling pathway is inhibited in CLL cells. Now we demonstrated a low level of phosphorylation of the STAT5 protein, or a complete lack of phosphorylation in CLL cells. The STAT5A protein shows cytoplasmic localization, indicating the absence of complexes in the nucleus that activate/repress transcription of the STAT5-dependent genes. Conclusions. Inhibition of the IL-2-STAT5 pathway in CLL cells is caused by a lack of the STAT5 proteins phosphorylation and/or the absence of the active STAT5A transcription complexes in the nucleus of CLL cells.; Мета. Встановити причину блокування сигнального шляху IL2-STAT5 у клітинах крові хворих на хронічний ліфмолейкоз (ХЛЛ). Методи. Клітини ХЛЛ виділяли з периферичної крові пацієнтів, хворих на ХЛЛ, за допомогою центрифугування у градієнтіфікол-верографін. Експресію генів STAT1-6 на рівні мРНК аналізували за допомогою бази даних Oncomine. Експресію, статус фосфорилювання і клітинну локалізацію білка STAT5 вивчали методом флуоресцентної мікроскопії з використаннім специфічних антитіл. Результати. Навідмінувід В-клітин здорових людей, експресія білка STAT5А була низькою у клітинах хворих на ХЛЛ. Як нами було встановлено раніше, сигнальний шлях IL-2-STAT5 (JAK-STAT5) інгібовано у клітинах ХЛЛ. Нами було показано низький рівень фосфорилювання білків STAT5, або повну відсутність фосфорильованої форми протеїнів в лейкемічних клітинах. Протеїн STAT5А показує цитоплазматичну локалізацію, що вказує н авідсутність у ядрікомплексів, активуючих транскрипцію генів, залежних від фактора транскрипції STAT5. Висновки. Інгибування сигнального клітинного шляху IL-2-STAT5 в клітинах крові хворих на ХЛЛ реалізується за рахунок гіпофосфорилювання протеїнів STAT5 та/або відсутності активних комплексів транскрипції STAT5А у ядрі лейкемичних клітин.; Цель. Установить причину блокирования сигнального пути IL2-STAT5 в клетках крови больных хроническим лимфолейкозом (ХЛЛ). Методы. Лейкемические клетки выделяли из периферической крови с помощью центрифугирования в градиенте плотности фиколл-верографин. Экспрессию генов STAT1-6 на уровне мРНК анализировали с помощью базы данных Oncomine. Экспрессию, статус фосфорилирования и клеточную локализацию белка STAT5 изучали методом флуоресцентной микроскопии с использованием специфических антител. Результаты. В отличие от В-клеток здоровых людей, экспрессия белка STAT5А была низкой в клетках больных ХЛЛ. Как нами было установлено ранее, сигнальный путь IL-2-STAT5 (JAK-STAT5) ингибирован в клетках ХЛЛ. Намибылпоказаннизкийуровеньфосфорилированиябелков STAT5 или полное отсутствие фосфорилированной формы протеинов в лейкемических клетках. Протеин STAT5А показывает цитоплазматическую локализацию, что указывает на отсутствие в ядре комплексов, активирующих транскрипцию генов, зависимых от фактора транскрипции STAT5. Выводы. Ингибирование сигнального клеточного пути IL-2-STAT5 в клетках крови больных ХЛЛ происходит за счёт гипофосфорилирования белков STAT5 и/или отсутствия активных комплексов транскрипции STAT5А в ядре лейкемических клеток.