Biomedicina

Petrović Hana, III razred, XIII beogradska gimnazija

Mentori:
Popović Ljubica, Hemijski fakultet – UB
Nikola Terzić, Hemijski fakultet – UB
Ivan Radojević, VMA

Neuroblastom je maligni tumor koji nastaje iz nezrelih nervnih ćelija (neuroblasta) simpatičkog nervnog sistema, najčešće u nadbubrežnim žlezdama, trbuhu ili grudnom košu kod dece mlađe od 5 godina. Problem u tretmanu je visoka stopa metastaza i rezistencija na hemoterapiju, što dovodi do manje šanse preživljavanja u naprednim stadijumima uprkos terapiji. Arginin predstavlja esencijalnu aminokiselinu ključnu za proliferaciju malignih ćelija. Arginaza je enzim koji katalizuje hidrolizu arginine u L-ornitin i ureu, iscrpljujući nivoe arginina. Međutim, ornitin dekarboksilaza (ODC) je enzim koji dalje konvertuje L-ornitin u putrescin, prekursor poliamina neophodnih za ćelijski rast, a hidroksilamin deluje kao njegov potencijalni inhibitor. Cilj ovog rada jeste ispitivanje uticaja arginaze, hidroksilamina, kao i njihovog kombinovanog dejstva na vijabilnost neuroblastoma ćelija. Pretpostavljeno je da će arginaza imati inhibitorni efekat na rast ćelija smanjenjem koncentracije arginina, i da će njihova kombinacija pokazati sinergiju blokadom ODC, odnosno blokadom sinteze poliamina. Arginaza je izolovana homogenizacijom goveđe jetre, taloženjem amonijum-sulfatom i gel filtracijom, sa aktivnošću potvrđenom Erlihovim reagensom i rađenom elektroforezom. Vijabilnost ćelija testirana je pomoću MTT eseja. Dobijeni rezultati pokazuju da je uzorak sa većom aktivnošću (0,2IU) redukovao vijabilnost na 36%, dok je niža doza (0,1IU) redukovala na 93%, pokazujući statistički značajnu razliku inhibicije rasta. Kombinacija arginaze i hidroksilamina dodatno smanjila vijabilnost na 61%, dok sam hidroksilamin nije inhibirao rast. Rezultati su saglasni sa hipotezom, ali ne potvrđuju je direktno. Potrebno je utvrđivanje mogućnosti da hidroksilamin inhibira rast neuroblastoma ćelija tek nakon hidrolize arginina arginazom, jer će povećani L-ornitin omogućiti njegovo delovanje kao inhibitora ODC. Zaključeno je da arginaza inhibira rast ćelija neuroblastoma preko iscrpljivanja arginina sa efektom zavisnim od doze, a sinergija sa hidroksilaminom ukazuje na potencijalnu blokadu poliaminskog puta, naglašavajući potencijal kombinovane terapije.

Kukić Milica, III razred, XIII beogradska gimnazija

Mentori:
Terzić Nikola, Hemijski fakultet – UB
Stanković Lena, Tehnološko-metalurški fakultet – UB

Kardiovaskularne bolesti predstavljaju vodeći uzrok smrtnosti kod osoba srednjih godina i starijih ljudi. To potvrđuje da je, i pored mnogobrojnih istraživanja o prevenciji kardiovaskularnih bolesti, i dalje potrebno fokusirati se na istraživanja u ovoj oblasti. Cilj ovog projekta je primeniti modele mašinskog učenja (ML) na javno dostupnom skupu podataka za predikciju da li ispitanik boluje od kardiovaskularnog (KV) oboljenja (klasa 1) ili ne (klasa 0). Odabrani skup podataka se sastoji od 253 680 ispitanika i 22 promenljive,  sa odnosom neoboloelih i obolelih 9:1. Stoga, fokus je na primeni tehnika za balansiranje klasa, kako bi različitim tehnikama dali veći značaj manjinskoj klasi (balansiranje ili ponderisanje) ili dopunili skup podataka novim veštački sintetisanim pripadnicima manjinske klase obolelih (Synthetic Minority Over-sampling Technique – SMOTE). Ove tehnike primenjene su u četiri različita modela: Stablo odlučivanja (Decision Tree – DT), Logistička regresija, XGBoost, Metoda potpornih vektora (Support Vector Machine – SVM). Parametri korišćeni za merenje performansi modela su accuracy, recall, precision, F1-score i P4 matriks. Rezultati pokazuju da je u ovom slučaju bitno raditi sa izbalansiranim podacima, zbog dobijene mnogo veće osetljivosti modela. Zbog mogućnosti interpretacije, korišćena je Logistička regresija, koja pokazuje koliko svaki parametar utiče na pojavu kardiovaskularnog oboljenja. Odatle je zaključeno da osobe sa lošijim opštim zdravljem imaju znatno veće šanse za razvoj KV oboljenja: oni u najlošijoj kategoriji imaju 12,413 puta veće šanse u odnosu na referentnu kategoriju (ispitanici sa najboljim opštim zdravljem). Model pokazuje da muškarci imaju 2,094 puta veće šanse za KV oboljenje u poređenju sa ženama. Moždani udar 2,968 puta povećava verovatnoću oboljevanja, dok prisustvo povišenog pritiska udvostručuje rizik od KV oboljevanja. Kada je u pitanju starost ispitanika, model pokazuje da se sa svakom višom kategorijom starosti, šanse KV oboljevanja uvećavaju za 30,3%.

Grubišić Mila, IV razred, XIV beogradska gimnazija

Mentori:
Vukov Milica, Medicinski fakultet – UB
Terzić Nikola, Hemijski fakultet – UB

Neuroblastom je visoko agresivan tumor kod dečijeg uzrasta čiji izazovi u terapiji podstiču istraživanje novih biološki aktivnih molekula i kombinacija sa potencijalno poboljšanim dejstvom. Melitin, glavni peptid pčelinjeg otrova (Apis mellifera), pokazuje snažno citotoksično dejstvo narušavanjem integriteta ćelijske membrane. Royalactin, glavni protein matičnog mleča i ključni regulator diferencijacije matice pčele, ispoljava različite efekte na ćelijski rast i metabolizam. Cilj ovog rada bio je ispitivanje da li kombinacija ova dva proteina može pojačati antikancerogeno dejstvo na ćelije humanog neuroblastoma SH-SY5Y. Melitin i royalactin izolovani su gel-filtracionom hromatografijom, dok su prisustvo i čistoća proteina potvrđeni UV-Vis spektrofotometrijom i elektroforezom. Frakcija royalactina dobijena iz matičnog mleča nije predstavljala čisto izolovan protein, već mešavinu rastvorljivih proteina (MRJP1 i manje MRJP frakcije) u kojoj je royalactin dominantna komponenta, pa se pretpostavlja da su uočeni efekti prvenstveno posledica royalactina. Test hemolize potvrdio je biološku aktivnost melitina, a Bredford test korišćen je za određivanje koncentracije proteina u frakciji royalactina. Vijabilnost ćelija procenjena je MTT esejem nakon tretmana različitim koncentracijama pojedinačnih proteina i njihovih kombinacija. Rezultati pokazuju dvojak odgovor ćelija. Kombinacija 1.8 µg/mL melitina i 10 µg/mL frakcije royalactina dovela je do gotovo potpune eliminacije ćelija (~2%), ukazujući na snažnu sinergijsku citotoksičnost. Suprotno tome, kombinacije melitina sa 5 µg/mL frakcije royalactina održale su visoku vijabilnost (91–95%), što upućuje na antagonistički efekat u kojem royalactin ublažava citotoksično dejstvo melitina. Dobijeni podaci potvrđuju početnu hipotezu o mogućoj sinergiji, ali ističu da ishod zavisi od preciznog odnosa koncentracija ova dva proteina. Za procenu selektivnosti i potencijalne terapijske primene, neophodno je sprovesti ispitivanja i na modelima zdravih, netumorskih ćelija.