Biomedicina

Implementacija i optimizacija modela bakterijske konjugacije zasnovanog na ćelijskom automatu – TALOS

Luka Velimirov*, Sofija Banjanin**

*IV razred, Gimnazija "Uroš Predić", Pančevo; **III razred, Zrenjaninska gimnazija, Zrenjanin[poster]

S obzirom na to da antibiotska rezistencija postaje sve veći problem u medicinskim naukama, pronalazak metoda za predviđanje antibiotske rezistencije preciznije bi objasnio taj proces i omogućio bi efikasnije tretmane za borbu protiv oboljenja izazavnih bakterijama. Bakterije antibiotsku rezistenciju mogu steći ili kroz genetičke mutacije ili horizontalnim transferom gena. Pojava antibiotske rezistencije je visoko nepredvidiv proces zbog velikog broja stepena slobode, zbog čega je većina načina za precizno predviđanje antibiotske rezistencije predstavljeno matematičkim modelima i njihovim implementacijama. Jedan matematički model koji obuhvata i jedan i drugi način sticanja antibiotske rezistencije je analiziran, implementiran i optimizovan u sklopu ovog rada. Rezultat implementacije ovog modela je open-source softver TALOS, koji virtuelno simulira razvoj bakterijskih kolonija i emergenciju antibiotske rezistencije unutar njih, kao i interakcije antibiotika sa tim bakterijskim kolonijama. U ovom softveru su izvršene simulacije, čiji su rezultati upoređeni sa rezultatima dobijenim u laboratoriji, kao i sa drugim modelima. Na ovaj način je utvrđena preciznost TALOS-a.

Uticaj zagađenja opušcima cigareta na populacije bakterija u zemljištu

Marija Đukić*

*II razred, Užička gimnazija, Užice[poster]

Ispitivan je uticaj zagađenja opušcima cigareta na najrasprostranjenije mikroorganizme u zemljištu, poredeći dejstvo supstanci oslobođenih iz opušaka standardnih cigareta i iz opušaka iQOS Heets cigareta nakon njihovog odlaganja u prirodu na bakterijske populacije u zemljištu. Simulirajući prirodne uslove (sunčevu radijaciju i kišu), opušci su prvo ozračeni UV lampom (λ=275 nm) u različitim intervalima zračenja, i nakon toga potopljeni u rastvor dH2O koji je titrovan do pH 5 sumpornom kiselinom. Pripremljenim ekstraktima je prelivena zemlja uzorkovana iz okoline IS Petnice, i potom je praćena promena na različitim populacijama bakterija izolovanih iz te zemlje. Dobijeni rezultati pokazuju da se različite populacije bakterija smenjuju u zavisnosti od vrste opušaka (standardni ili Heets), kao i u zavisnosti od perioda zračenja. Zaključeno je da se u zemljište nakon odlaganja opušaka ispuštaju različite supstance i različite koncentracije tih supstanci standardnih i Heets cigareta, kao i dužina zračenja opušaka ima značajan uticaj na to koja supstanca će se osloboditi iz opuška u prirodnu sredinu.

Povećanje membranske permeabilnosti uzrokovane timolom povećava osetljivost E. coli na aminoglikozide

Marko Barić*

*III razred, Srednja medicinska škola, Subotica[poster]

Sve je veće interesovanje za upotrebu antimikrobnih supstanci ekstrahovanih iz biljaka u formi esencijalnih ulja, koje bi mogle da posluže kao alternativni izvor novih lekova. Esencijalna ulja ekstrahovana iz biljaka koja pokazuju najveću antimikrobnu aktivnost jesu ona koja sadrže u velikim koncentracijama fenolne komponente kao na primer timol. Cilj ovog rada bio je da se ispita uticaj timola na membransku permeabilnost kod E. coli i antibiotsku osetljivost. Konfokalnom mikroskopijom ispitana je permeabilnost plazmatske membrane, a uticaj timola na antibiotsku toleranciju ispitan je postavljanjem antibiogram testa, a dobijeni rezultati ukazuju na povećanu permeabilnost ćelijske membrane, kao i povećanu osetljivost tretiranih bakterija na aminoglikozide.

Uticaj nespavanja na fiziološke, emotivne i kognitivne sposobnosti polaznika IS Petnica

Natalija Jojić*, Milica Damnjanović**

*II razred, Gimnazija "Bora Stanković", Niš; **IV razred, Gimnazija u Kruševcu, Kruševac[poster]

Manjak sna je postao relevantan zdravstveni problem modernog društva i može biti posledica načina života ili nekih poremećaja sna. Uobičajeni simptomi vezani za nespavanje su smanjen performans mnogih psihomotornih funkcija uključujući kratkotrajnu memoriju, vreme reakcije, pojačanu anksioznost i loše raspoloženje. Istraživanja su pokazala da u uslovima stresa dolazi do povećanja aktivnosti salivarne alfa amilaze, te se ona može koristiti kao jedan od markera stresa. Kardiovaskularna regulacija se znatno menja tokom sna. Epidemiološke studije su pokazale da je kratak san povezan sa povećanom učestalošću kardiovaskularnih bolesti kao što je koronarna arterijska bolest, hipertenzija i aritmija. Cilj projekta je utvrditi kako nespavanje polaznika IS Petnica utiče na njihove fiziološke, biohemijske i psihološke funkcije tokom boravka u Petnici, na osnovu broja sati provedenih spavajući. Dvadeset dobrovoljaca bilo je odabrano na osnovu upitnika o prethodnim navikama u spavanju. Promene su se beležile na osnovu sati provedenih spavajući koje je svaki ispitanik ponaosob prijavio. Određivane su vrednosti arterijskog krvnog pritiska i pulsa konvencijalnim metodama, kao i aktivnost salivarne alfa amilaze DNS metodom. Za potrebe procenjivanja uspešnosti ažuriranja koristo se n-back zadatak. Na osnovu deskriptivnih mera, ispitanici su imali najbolji učinak na zadatku ažuriranja prilikom drugog merenja, koje se statistički značajno razlikuje u odnosu na učinak u prvom i trećem merenju. Razlika između učinka tokom prvog i trećeg merenja nije statistički bila značajna. Analizom dobijenih vrednosti arterijskog krvnog pritiska i pulsa, kao i aktivnosti salivarne alfa amilaze nije dobijena statistički značajna razlika između vrednosti izmerenih prvog i drugog dana, kao ni između prvog i trećeg i drugog i trećeg merenja.

Ispitivanje uticaja diltiazema i nifedipina na embriogenezu, srčani rad i antioksidativne enzime embriona zebrica (Danio rerio)

Aleksandar Jokić*

*IV razred, Gimnazija, Vrnjačka Banja[poster]

Prisustvo farmaceutskih proizvoda je pokazano u površinskim vodama širom sveta. Zagađenje ovom vrstom otpada predstavlja potencijalni rizik za vodene ekosisteme pri čemu promene koje će nastati uveliko zavise od koncentracije samog polutanta. U ovom radu je ispitivan uticaj blokatora kalcijumovih kanala, diltiazema i nifedipina, na embriogenezu i srčani rad emrbiona zebrica (Danio rerio) kao i njihov uticaj na ukupnu koncentraciju proteina i aktivnost enzima superoksid dismutaze (SOD). Embrioni zebrica bili su izloženi različitim dozama lekova (1, 0,75, 0,5, 0,25 µg/L) u nonaplikatu i posmatrani pod invertnim mikroskopom na 24 i 48 sati. Određivanje ukupne koncentracije proteina je vršeno pomoću Bradford-ove metode dok je aktivnost SOD određena spektrofotometrijski, merenjem autooskidacije adrenalina. Analiza srčanog ritma je rađena pomoću programa Heart Rate Calculator i ImageJ. Rezultati pokazuju da nifedipin i diltiazem u ovim koncentracijama ne utiču na embriogenezu dok oba leka utiču na povećanje ukupne koncentracije proteina. Takođe, rezultati ukazuju da nifedipin i diltiazem smanjuju broj otkucaja srca kod tretiranih embriona u odnosu na kontrolnu grupu. Pokazalo se da nifedipin utiče na povećanje aktivnosti SOD. Rezultati ovog istraživanja su među prvima pokazali kakvo dejstvo blokatori kalcijumovih kanala, nifedipin i diltiazem, imaju na embrione zebrica.

Uticaj inhibicije Rag GTPaza gliciretinskom kiselinom na mTORC1 u MG ćelijskoj liniji humanog osteosarkoma i CRL2066 ćelisjkoj liniji kancera pluća

Anđela Petrović*

*III razred, XIII beogradska gimnazija, Beograd[poster]

mTORC1 predstavlja proteinski kompleks sa mnogobrojnim ulogama, kao što su regulisanje sinteze proteina, biogeneze ribozoma, anabolizma proteina i unosa nutrijenata kao i kontrola autofagije i odgovora na unutrašnji stres. Jedan od signalnih puteva preko kog se navedene uloge ostvaruju jeste signalni put aminokiselina i nutrijenata u lizozomu. mTORC1 se vezuje za lizozom uz pomoć Rag GTPaza čiji je zadatak da menjaju GDP/GTP stanje i omoguće aktivaciju kompleksa. Ranijim istraživanjima na Drosophilia melanogaster, utvrđeno je da usled smanjenja količine aminokiselina dolazi i do smanjenja veličine ćelije, slično kao i pri mutiranju TOR gena. Takođe, u istraživanju u kom su ćelije tretirane urzolinskom kiselinom, konfokalnom imunofluorescencijom je primećeno da je izostala relokalizacija mTORC1 kompleksa iz citoplazme na membranu lizozoma, što je ključno za njegovu aktivaciju i čime se aktivnost mTORC1 povezuje sa aktivnošću Rag GTPaza. U ovom radu je ispitivan uticaj inhibicije Rag GTPaza gliciretinskom kiselinom ekstrahovanom iz suvog korena sladića Glycyrrhiza glabra i uticaj te inhibicije na aktivnost mTORC1 kompleksa u ćeliji. Ispitivan je efekat različitih koncentracija gliciretinske kiseline na ćelije sa ili bez dodatka aminokiseline leucin, kao i sa ili bez dodatka insulina. MTT analizom merenja vijabiliteta ćelija pokazano je da se vijabilitet ćelija osteosarkoma i kancera pluća proporcionalno smanjuje pri tretmanu sa 30 µM, 40 µM i 50 µM gliciretinskom kiselinom i utvrđen je međusobni odnos vijabiliteta ćelija tretiranih različitim koncentracijama. Ovi rezultati mogu biti značajni pri borbi protiv kancerskih ćelija, kao i za kontrolisanje autofagije i translacije. Takođe, dovođenjem u vezu sa prethodnim istraživanjima, poznavanjem mehanizma delovanja i polovine maksimalne inhibitorne koncentracije (eng. the half maximal inhibitory concentration, IC50) moguće je dalje proučavati dejstvo gliciretinske kiseline.

Rukovodilac programa: Ivan Milenković