Introdução: Caderinas e integrinas são importantes para a manutenção da integridade tecidual e transdução de sinal durante o desenvolvimento da pele. A distribuição destas moléculas no desenvolvimento da pele humana foi investigada e associada com os marcadores de diferenciação, Citoqueratinas (CK) e involucrina (INV). Método: Usando a técnica de imunoistoquímica foram investigadas as proteínas E- e P- caderinas, integrinas beta- 1 e -4, CK 10, CK 14 e INV em fragmentos de pele de várias regiões corpóreas de 7 fetos humanos (semana gestacional de 4 a 24, todos pesando até 500 g). Resultados: Na fase inicial do desenvolvimento, integrinas beta-1 e -4 and E- and P- caderinas estavam presentes na membrana plasmática das células epiteliais em todos as camadas do epitélio. CK14 e CK10 foram observadas em todas as camadas epiteliais e a INV fracamente detectada em células da camada mais superficial. Em estágios mais avançados, integrinas foram detectadas em todas as camadas epiteliais, com expressão polarizada principalmente na camada basal. E- caderina foi detctada em todas as camadas, menos no estrato cornificado e a P- caderina foi observada em camadas mais profundas do epitélio. CK14 estava presente na camada basal, CK 10 no estrato suprabasal e a INV foi observada no estrato cornificado. Conclusão: Caderinas e integrinas são essenciais para o desenvolvimento da pele, sendo espacialmente e temporalmente regulados. Suas expressões são relatas com a expressão da maturação de marcadores da epiderme. / Introduction: Cadherins and integrins are important for maintenance of tissue integrity and in signal transduction during skin development. Distribution of these molecules in human skin development was investigated and associated with markers of differentiation, cytokeratins (CK) and involucrin (INV). Methods: Using immunohistochemistry expression of E- and P- cadherins, integrins beta-1 and -4, CK10, CK 14 and INV was assessed in skin fragments of 7 human fetuses (gestacional weeks ranged from 4 to 24, all weighing up to 500 g). Results: At initial phases of development, integrins beta-1 and -4 and E- and P- cadherins were present on epithelial cell membranes in all layers. CK 14 and CK 10 were expressed in all epithelial layers and INV weakly detected in the superficial layer. In more advanced stages, integrins were detected in all layers, but a marked polarized expression was seen in basal layer. E- cadherin was detected in all layers, but the cornified stratum and P- cadherin were observed in the lower layers. CK 14 was expressed in layer, CK 10 in suprabasal stratum and INV was observed in cornified layer. Conclusions: Cadherins and integrins are essential for skin development, being spatially and temporally regulated. Their expression is related with the expression of maturation markers of the epidermis.

Introdução: Caderinas e integrinas são importantes para a manutenção da integridade tecidual e transdução de sinal durante o desenvolvimento da pele. A distribuição destas moléculas no desenvolvimento da pele humana foi investigada e associada com os marcadores de diferenciação, Citoqueratinas (CK) e involucrina (INV). Método: Usando a técnica de imunoistoquímica foram investigadas as proteínas E- e P- caderinas, integrinas beta- 1 e -4, CK 10, CK 14 e INV em fragmentos de pele de várias regiões corpóreas de 7 fetos humanos (semana gestacional de 4 a 24, todos pesando até 500 g). Resultados: Na fase inicial do desenvolvimento, integrinas beta-1 e -4 and E- and P- caderinas estavam presentes na membrana plasmática das células epiteliais em todos as camadas do epitélio. CK14 e CK10 foram observadas em todas as camadas epiteliais e a INV fracamente detectada em células da camada mais superficial. Em estágios mais avançados, integrinas foram detectadas em todas as camadas epiteliais, com expressão polarizada principalmente na camada basal. E- caderina foi detctada em todas as camadas, menos no estrato cornificado e a P- caderina foi observada em camadas mais profundas do epitélio. CK14 estava presente na camada basal, CK 10 no estrato suprabasal e a INV foi observada no estrato cornificado. Conclusão: Caderinas e integrinas são essenciais para o desenvolvimento da pele, sendo espacialmente e temporalmente regulados. Suas expressões são relatas com a expressão da maturação de marcadores da epiderme. / Introduction: Cadherins and integrins are important for maintenance of tissue integrity and in signal transduction during skin development. Distribution of these molecules in human skin development was investigated and associated with markers of differentiation, cytokeratins (CK) and involucrin (INV). Methods: Using immunohistochemistry expression of E- and P- cadherins, integrins beta-1 and -4, CK10, CK 14 and INV was assessed in skin fragments of 7 human fetuses (gestacional weeks ranged from 4 to 24, all weighing up to 500 g). Results: At initial phases of development, integrins beta-1 and -4 and E- and P- cadherins were present on epithelial cell membranes in all layers. CK 14 and CK 10 were expressed in all epithelial layers and INV weakly detected in the superficial layer. In more advanced stages, integrins were detected in all layers, but a marked polarized expression was seen in basal layer. E- cadherin was detected in all layers, but the cornified stratum and P- cadherin were observed in the lower layers. CK 14 was expressed in layer, CK 10 in suprabasal stratum and INV was observed in cornified layer. Conclusions: Cadherins and integrins are essential for skin development, being spatially and temporally regulated. Their expression is related with the expression of maturation markers of the epidermis.

Introdução: A incidência de baixa estatura devido a deficiência do hormônio do crescimento (DGH) ocorre em 1:4.000-10.000 nascidos vivos. Diversos fatores de transcrição são necessários para a diferenciação dos cinco tipos de células produtoras de 6 hormônios hipofisários. Mutações nos fatores de transcrição HESX1, GLI2, LHX3, LHX4, SOX2, SOX3, PROP1 e POU1F1 foram descritas em pacientes com deficiência hormonal hipofisária isolada ou múltipla associada ou não a outras malformações. Mutações no gene OTX2, um fator de transcrição responsável pela formação da vesicula ocular e pela hipófise, podem causar malformações oculares tais como anoftalmia e microftalmia, isoladamente ou em associação com DGH isolado (DGHI) ou deficiência hipofisária hormonal múltipla (DHHM). Recentemente, dois pacientes não relacionados com DHHM e neuroipófise ectópica, sem anormalidades oculares foram descritos com mutações em heterozigose no OTX2 sugerindo um papel deste gene na etiologia do hipopituitarismo sem outras características sindrômicas. Objetivo: O objetivo desse trabalho foi o de analisar o gene OTX2 em pacientes com DGHI ou DHHM e correlacionar os achados moleculares com o fenótipo. Pacientes: Foram estudados 125 pacientes com DHHM (6 filhos de pais consangüíneos e 33 com parentes com baixa estatura) e 33 com DGHI (7 filhos de pais consangüíneos e 8 com parentes com baixa estatura). Materiais e métodos: Amostras de DNA dos pacientes foram submetidas à reação de polimerização em cadeia utilizando-se primers intrônicos desenhados para amplificar os 3 exons e as regiões flanqueadoras do gene OTX2. Os produtos de PCR foram purificados e sequenciados pelo método de Sanger. Resultados: Uma nova variante alélica c.689A>T, p.H230L em heterozigose no exon 5 foi encontrado em um único paciente com deficiência de GH, TSH, LH/FSH e ACTH associada a neuroipófise ectópica, sem malformação ocular. A histidina na posição 230 é altamente conservada em todas as espécies de vertebrados, e a análise in silico prediz um efeito prejudicial à estrutura da proteína. A análise da variante na família revelou 8 parentes não afetados como portadores heterozigotos, sugerindo uma doença autossômica dominante com padrão de penetrância incompleta. Esta variante não foi encontrada em 400 alelos de 200 controles brasileiros, porém foi descrito como polimorfismo no banco de dados de SNP em uma população européia americana, com incidência de 1 alelo T, entre 8600 alelos, sendo assim considerado raro. Encontramos também outras quatro variantes alélicas na casuística (c.98-70C> A; c.420G> C, p.P148P; c.435C> T, p.S145S; C * 10G> A), não conservadas entre as espécies. Duas delas levando a troca silenciosa de amino ácidos, sem efeito deletério no sítio exonic splice enhancer. Conclusão A nossa coorte de 158 pacientes é a maior população rastreada para mutações no OTX2 e a detecção de uma variante suspeita em heterozigose em um único paciente portador de hipopituitarismo e neuroipófise ectópica sugere que mutações no OTX2 são uma causa rara de DHHM ou DGHI sem malformação ocular na população estudada. O achado molecular da variante c.689A>T, p.H230L em heterozigose, com padrão de penetrância incompleta é consistente com a observação de que as características fenotípicas de camundongos heterozigotos com perda de função do Otx2 são fortemente influenciados pela background genético, não podendo dessa forma, descartar que outros moduladores genéticos possam ser responsáveis pela penetrância incompleta nessa família. Essa hipótese deverá ser investigada pela análise do exoma do paciente e seus familiares. O fato de a variante estar localizada numa região altamente conservada entre as espécies, sugere que a mesma seja causadora do fenótipo em questão, porém serão necessários os estudos funcionais de transfecção transitória para determinar se se trata de perda de função ou efeito negativo dominante de genes alvos expressos no ectoderme oral ou neural / Introduction: The incidence of short stature due to growth hormone deficiency (GHD) occurs in 1:4.000-10.000 live births. Several transcription factors are required for differentiation of five types of cells producing 6 pituitary hormones. Mutations in the transcription factors HESX1, GLI2, LHX3, LHX4, SOX2, SOX3, PROP1 and POU1F1 have been described in patients with isolated pituitary hormone deficiency or multiple associated or not with other malformations. Mutations in OTX2, a transcription factor responsible for the formation of the eye vesicle and the pituitary gland, can cause ocular malformations such as anophthalmia and microphthalmia, alone or in association with isolated GHD (IGHD) or combined pituitary hormone deficiency (CPHD). Recently, two unrelated patients with CPHD and ectopic neurohypophysis without ocular abnormalities were described with heterozygous mutations in OTX2 suggesting a role of this gene in the etiology of hypopituitarism without other syndromic features. Objective: The aim of this study was to analyze the OTX2 gene in patients with GHD or CPHD and correlate the molecular findings with the phenotype. Patients: We studied 125 patients with CPHD (6 children of consanguineous parents and 33 relatives with short stature) and 33 with IGHD (7 children of consanguineous parents and 8 relatives with short stature). Materials and methods: DNA samples from the patients were subjected to polymerase chain reaction using intronic primers designed to amplify the 3 exons and flanking regions of the gene OTX2. The PCR products were purified and sequenced by the Sanger method. Results: A new heterozygous allelic variant c.689A> T, p.H230L in exon 5 was found in one patient with deficiencies of GH, TSH, LH / FSH and ACTH associated with ectopic neurohypophysis without ocular malformation. The histidine at position 230 is strongly conserved in all vertebrate species, and in silico analysis predicts a detrimental effect on protein structure. The analysis of the variant in the family revealed eight unaffected relatives as heterozygous carriers, suggesting an autosomal dominant pattern with incomplete penetrance. This variant was not found in 400 alleles of 200 Brazilian controls, but it was described as a polymorphism in the SNP database in a European American population, with an incidence of 1 T allele among 8600 alleles, and therefore considered rare. We also found four other allelic variants in the samples (c.98-70C> A; c.420G> C, p.P148P; c.435C> T, p.S145S; C * 10G> A), not conserved between species. Two of them leading to a silent amino acid exchange, without deleterious effect in the exonic splice enhancer site. Conclusion Our cohort of 158 patients is the largest population screened for mutations in OTX2 and the detection of a suspected heterozygous variant in one patient with hypopituitarism and ectopic neurohypophysis suggests that OTX2 mutations are a rare cause of CPHD/IGHD without ocular malformation in the studied population. The molecular finding of a heterozygous variant c.689A> T, p.H230L, with incomplete penetrance pattern is consistent with the observation that the phenotypic characteristics of mice with heterozygous loss of function of Otx2 are strongly influenced by genetic background, suggesting that other genetic modulators may be responsible for the incomplete penetrance in this family. This hypothesis should be investigated by analysis of exoma in the patient and their family. The fact that the variant is located in a region highly conserved among species suggests that it is causing the phenotype in question, but it will require the functional studies with transient transfections to determine whether it is the loss of function or effect of dominant negative target genes expressed in neural or oral ectoderm

Introdução: A incidência de baixa estatura devido a deficiência do hormônio do crescimento (DGH) ocorre em 1:4.000-10.000 nascidos vivos. Diversos fatores de transcrição são necessários para a diferenciação dos cinco tipos de células produtoras de 6 hormônios hipofisários. Mutações nos fatores de transcrição HESX1, GLI2, LHX3, LHX4, SOX2, SOX3, PROP1 e POU1F1 foram descritas em pacientes com deficiência hormonal hipofisária isolada ou múltipla associada ou não a outras malformações. Mutações no gene OTX2, um fator de transcrição responsável pela formação da vesicula ocular e pela hipófise, podem causar malformações oculares tais como anoftalmia e microftalmia, isoladamente ou em associação com DGH isolado (DGHI) ou deficiência hipofisária hormonal múltipla (DHHM). Recentemente, dois pacientes não relacionados com DHHM e neuroipófise ectópica, sem anormalidades oculares foram descritos com mutações em heterozigose no OTX2 sugerindo um papel deste gene na etiologia do hipopituitarismo sem outras características sindrômicas. Objetivo: O objetivo desse trabalho foi o de analisar o gene OTX2 em pacientes com DGHI ou DHHM e correlacionar os achados moleculares com o fenótipo. Pacientes: Foram estudados 125 pacientes com DHHM (6 filhos de pais consangüíneos e 33 com parentes com baixa estatura) e 33 com DGHI (7 filhos de pais consangüíneos e 8 com parentes com baixa estatura). Materiais e métodos: Amostras de DNA dos pacientes foram submetidas à reação de polimerização em cadeia utilizando-se primers intrônicos desenhados para amplificar os 3 exons e as regiões flanqueadoras do gene OTX2. Os produtos de PCR foram purificados e sequenciados pelo método de Sanger. Resultados: Uma nova variante alélica c.689A>T, p.H230L em heterozigose no exon 5 foi encontrado em um único paciente com deficiência de GH, TSH, LH/FSH e ACTH associada a neuroipófise ectópica, sem malformação ocular. A histidina na posição 230 é altamente conservada em todas as espécies de vertebrados, e a análise in silico prediz um efeito prejudicial à estrutura da proteína. A análise da variante na família revelou 8 parentes não afetados como portadores heterozigotos, sugerindo uma doença autossômica dominante com padrão de penetrância incompleta. Esta variante não foi encontrada em 400 alelos de 200 controles brasileiros, porém foi descrito como polimorfismo no banco de dados de SNP em uma população européia americana, com incidência de 1 alelo T, entre 8600 alelos, sendo assim considerado raro. Encontramos também outras quatro variantes alélicas na casuística (c.98-70C> A; c.420G> C, p.P148P; c.435C> T, p.S145S; C * 10G> A), não conservadas entre as espécies. Duas delas levando a troca silenciosa de amino ácidos, sem efeito deletério no sítio exonic splice enhancer. Conclusão A nossa coorte de 158 pacientes é a maior população rastreada para mutações no OTX2 e a detecção de uma variante suspeita em heterozigose em um único paciente portador de hipopituitarismo e neuroipófise ectópica sugere que mutações no OTX2 são uma causa rara de DHHM ou DGHI sem malformação ocular na população estudada. O achado molecular da variante c.689A>T, p.H230L em heterozigose, com padrão de penetrância incompleta é consistente com a observação de que as características fenotípicas de camundongos heterozigotos com perda de função do Otx2 são fortemente influenciados pela background genético, não podendo dessa forma, descartar que outros moduladores genéticos possam ser responsáveis pela penetrância incompleta nessa família. Essa hipótese deverá ser investigada pela análise do exoma do paciente e seus familiares. O fato de a variante estar localizada numa região altamente conservada entre as espécies, sugere que a mesma seja causadora do fenótipo em questão, porém serão necessários os estudos funcionais de transfecção transitória para determinar se se trata de perda de função ou efeito negativo dominante de genes alvos expressos no ectoderme oral ou neural / Introduction: The incidence of short stature due to growth hormone deficiency (GHD) occurs in 1:4.000-10.000 live births. Several transcription factors are required for differentiation of five types of cells producing 6 pituitary hormones. Mutations in the transcription factors HESX1, GLI2, LHX3, LHX4, SOX2, SOX3, PROP1 and POU1F1 have been described in patients with isolated pituitary hormone deficiency or multiple associated or not with other malformations. Mutations in OTX2, a transcription factor responsible for the formation of the eye vesicle and the pituitary gland, can cause ocular malformations such as anophthalmia and microphthalmia, alone or in association with isolated GHD (IGHD) or combined pituitary hormone deficiency (CPHD). Recently, two unrelated patients with CPHD and ectopic neurohypophysis without ocular abnormalities were described with heterozygous mutations in OTX2 suggesting a role of this gene in the etiology of hypopituitarism without other syndromic features. Objective: The aim of this study was to analyze the OTX2 gene in patients with GHD or CPHD and correlate the molecular findings with the phenotype. Patients: We studied 125 patients with CPHD (6 children of consanguineous parents and 33 relatives with short stature) and 33 with IGHD (7 children of consanguineous parents and 8 relatives with short stature). Materials and methods: DNA samples from the patients were subjected to polymerase chain reaction using intronic primers designed to amplify the 3 exons and flanking regions of the gene OTX2. The PCR products were purified and sequenced by the Sanger method. Results: A new heterozygous allelic variant c.689A> T, p.H230L in exon 5 was found in one patient with deficiencies of GH, TSH, LH / FSH and ACTH associated with ectopic neurohypophysis without ocular malformation. The histidine at position 230 is strongly conserved in all vertebrate species, and in silico analysis predicts a detrimental effect on protein structure. The analysis of the variant in the family revealed eight unaffected relatives as heterozygous carriers, suggesting an autosomal dominant pattern with incomplete penetrance. This variant was not found in 400 alleles of 200 Brazilian controls, but it was described as a polymorphism in the SNP database in a European American population, with an incidence of 1 T allele among 8600 alleles, and therefore considered rare. We also found four other allelic variants in the samples (c.98-70C> A; c.420G> C, p.P148P; c.435C> T, p.S145S; C * 10G> A), not conserved between species. Two of them leading to a silent amino acid exchange, without deleterious effect in the exonic splice enhancer site. Conclusion Our cohort of 158 patients is the largest population screened for mutations in OTX2 and the detection of a suspected heterozygous variant in one patient with hypopituitarism and ectopic neurohypophysis suggests that OTX2 mutations are a rare cause of CPHD/IGHD without ocular malformation in the studied population. The molecular finding of a heterozygous variant c.689A> T, p.H230L, with incomplete penetrance pattern is consistent with the observation that the phenotypic characteristics of mice with heterozygous loss of function of Otx2 are strongly influenced by genetic background, suggesting that other genetic modulators may be responsible for the incomplete penetrance in this family. This hypothesis should be investigated by analysis of exoma in the patient and their family. The fact that the variant is located in a region highly conserved among species suggests that it is causing the phenotype in question, but it will require the functional studies with transient transfections to determine whether it is the loss of function or effect of dominant negative target genes expressed in neural or oral ectoderm

The inner ear, the sensory organ responsible for hearing and balance, contains specialized sensory and non-sensory epithelia arranged in a highly complex threedimensional structure. To achieve this complexity, a tight coordination between morphogenesis and cell fate specification is essential during otic development. Tisúes surrounding the otic primordium, and more particularly the adjacent segmented hindbrain, have been implicated in specifying structures along the anteroposterior and dorsoventral axes of the inner ear. In this work we have first characterized the generation and axial specification of the otic neurogenic domain, and second, we have investigated the effects of the mutation of kreisler/MafB -a gene transiently expressed in the rhombomeres 5 and 6 of the developing hindbrain- in early otic patterning and cell specification. We show that kr/kr embryos display an expansion of the otic neurogenic domain, due to defects in otic patterning. Although many reports have pointed to the role of FGF3 in otic regionalization, we provide evidence that FGF3 is not sufficient to govern this process. Neither Krox20 nor Fgf3 null mutant embryos, in which Fgf3 is either downregulated or absent in r5 and r6, present ectopic otic neuroblasts in the otic primordium. However, Fgf3-/-Fgf10-/- double mutants show a phenotype very similar to kr/kr embryos: they present ectopic neuroblasts along the AP and DV otic axes. Finally, and remarkably, partial rescue of the kr/kr phenotype is obtained when Fgf3 or Fgf10 are ectopically expressed in the hindbrain of kr/kr embryos. These results highlight a compensatory mechanism between FGFs, and the importance of hindbrain-derived signals in instructing otic patterning and the establishment of the neurogenic domain.

Orientador: Lourenço Sbragia Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_FrancesLilianLanhellas_M.pdf: 3789177 bytes, checksum: e9b1048e4d4f077e540d297c2a998419 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Gastrosquise é um defeito congênito da parede abdominal anterior no qual as alças intestinais ficam herniadas e em contato com o líquido amniótico (LA). Assim, a exposição ao LA resulta em várias disfunções intestinais pós-natal. Para reduzir o tempo de exposição ao LA em modelo animal, usou-se um hidrogel de N-isopropilacrilamida (NIPAAm) copolimerizado com ácido acrílico (Aac), que rapidamente intumesce na presença de LA. O hidrogel foi usado para cobrir as alças expostas até o fim da gestação. A gastrosquise foi induzida em fetos de ratas fêmeas da raça Sprague-Dawley através de um corte paramediano à direita do cordão umbilical para exposição parcial das alças com 18,5 dias de gestação. Os fetos foram separados em quatro grupos: controle (C), apenas gastrosquise (G), gastrosquise + cobertura das alças com adesivo de fibrina - Beriplast® (GA) e gastrosquise + cobertura das alças com adesivo de fibrina e aderido um pedaço de hidrogel seco (GAH). Os animais foram colhidos por cesárea com 21,5 dias de gravidez e o hidrogel foi cuidadosamente removido. Os fetos e as alças intestinais foram pesados e análise morfométrica foi realizada. Resultados mostraram que o hidrogel após intumescimento pesou 34X que seu peso seco; ele possui carga elétrica assim como a maioria das proteínas presentes no LA e sua retirada não provocou lesão à camada serosa do intestino exposto como visto na MEV. A comparação dos grupos C e GAH com os grupos G ou GA mostrou que o peso, o diâmetro, a espessura das camadas e da parede intestinais foi significativamente menor nos grupos C e GAH quando comparados aos grupos G e GA indicando processo inflamatório. Sendo assim, a aplicação do hidrogel aderido pelo adesivo de fibrina mostrou servir como uma efetiva proteção das alças herniadas, com uma redução significante da inflamação na gastrosquise. / Abstract: Gastroschisis is a congenital defect of the anterior abdominal wall which leads the fetal bowel to herniate into the amniotic cavity. There, exposition to amniotic fluid (AF), results in severe postnatal intestinal dysfunction. In order to reduce exposition time to AF in an animal model, has used a hydrogel of N-isopropylacrylamide (NIPAAm) copolymerized with acrylic acid (Aac), which undergoes rapid swelling in the amniotic fluid. The hydrogel was used to coat the bowel hernia until pregnance is completed. Gastroschisis was induced in the fetuses of female Sprague-Dawley rats by partial evisceration of the bowel through a right paramedian opening of the abdominal wall in day 18,5 of pregnancy. The fetuses were separated in four groups: control (C), gastroschisis alone (G), gastroschisis + coating of the bowel hernia with fibrin adhesive -Beriplast® (GA) and gastroschisis + coating of the bowel hernia with fibrin adhesive topped by a piece of adhered dry hydrogel (GAH). Animals were harvested by cesarean section at day 21.5 of pregnancy and the hydrogel was carefully removed. Fetuses and intestinal tract were weighed and morphometric analysis was performed. Results showed that the hydrogel weight was 34X heavier than its dry weight; its electric charge and also the AF charge were negative and there was no damage to serosa layer of the intestine exposed. Comparison of the C and GAH groups with G and GA showed that the bowel weight, diameter, the layers and wall thickness was significantly reduced in C and GAH compared to G and GA. Thus, application of the hydrogel bound onto the fibrin adhesive was shown to provide an effective protection of the herniated bowel, with a significant reduction of inflammation in gastroschisis. / Mestrado / Pesquisa Experimental / Mestre em Cirurgia