A homocistinúria clássica é um erro inato do metabolismo, bioquimicamente caracterizado pela deficiência da enzima cistationina β-sintase, o que promove um bloqueio na via de transulfuração da homocisteína e, consequente acúmulo tecidual desse aminoácido. Clinicamente, os pacientes apresentam retardo mental, déficit cognitivo, crises convulsivas, alterações vasculares, esqueléticas, oculares, hepáticas, e pulmonares, cuja fisiopatologia não está totalmente elucidada. O objetivo geral da presente tese foi avaliar o efeito da hiper-homocisteinemia severa sobre parâmetros inflamatórios (citocinas, quimiocinas, óxido nítrico, proteínas de fase aguda e contagem diferencial de leucócitos) e outros parâmetros relacionados, tais como o sistema da coagulação, o estresse oxidativo e, as vias de sinalização da Akt e GSK-3β no cérebro e/ou sangue de ratos. Além disso, investigamos o efeito do estresse oxidativo em pulmão de ratos submetidos à hiper-homocisteinemia severa. A hiperhomocisteinemia aguda aumentou as citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β e IL-6), a quimiocina CCL2 (MCP-1) e os níveis de nitritos no hipocampo e no córtex cerebral de ratos. Os níveis de TNF-α e IL-6 também aumentaram no soro de ratos submetidos à administração aguda de homocísteina. A percentagem de neutrófilos e monócitos aumentou no sangue após a administração aguda de homocisteína; entretanto, não observamos alterações nos níveis das proteínas de fase aguda (PCR e α1- glicoproteína ácida). A hiper-homocisteinemia crônica severa também aumentou as citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1β e IL-6), a quimiocina CCL2 (MCP-1) e os níveis de prostaglandina E2 no hipocampo e/ou soro de ratos. Os níveis de nitritos aumentaram no hipocampo, mas verificamos uma diminuição em seus níveis no soro após a hiper-homocisteinemia crônica. O imunoconteúdo citoplasmático e nuclear da subunidade p65 do NF-κB e a atividade da acetilcolinesterase aumentaram no hipocampo de ratos submetidos à hiper-homocisteinemia crônica. Demonstramos também que a hiper-homocisteinemia aguda severa aumentou a contagem de plaquetas no sangue e os níveis de fibrinogênio no plasma. O tempo de protrombina, tempo de tromboplastina parcial ativada e os níveis de nitritos no plasma diminuíram após a administração aguda de homocisteína. Mostramos que a hiperhomocisteinemia aguda severa aumentou as espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico, um índice de peroxidação lipídica e, diminuiu a atividade das enzimas antioxidantes, superóxido dismutase e glutationa peroxidase e aumentou a atividade da enzima catalase em eritrócitos de ratos. Em relação ao envolvimento das vias de sinalização, demonstramos que a hiper-homocisteinemia aguda severa aumentou a fosforilação da Akt, o imunoconteúdo citoplasmático e nuclear da subunidade p65 do NF-κB e a fosforilação da proteína Tau, mas reduziu a fosforilação da GSK-3β após a administração aguda de homocisteína. Por outro lado, a hiper-homocisteinemia crônica severa não alterou a fosforilação da Akt e GSK-3β após a administração crônica desse aminoácido. Além disso, demonstramos que a hiper-homocisteinemia crônica severa aumentou a peroxidação lipídica e, reduziu as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas em pulmão de ratos. Em resumo, nossos resultados demonstram que a inflamação, a hipercoagulabilidade e o estresse oxidativo podem ocorrer após a hiper-homocisteinemia severa, o que pode estar associado, pelo menos em parte, com as alterações cerebrais e cardiovasculares, bem como no tromboembolismo pulmonar que estão presentes em alguns pacientes homocistinúricos. / Classical homocystinuria, an inborn error of metabolism, is biochemically characterized by cystathionine -synthase deficiency and homocysteine tissue accumulation. Mental retardation, cognitive deficiency, seizures, vascular, skeletal, ocular, hepatic and pulmonary complications are common symptoms in homocystinuric patients. However, the mechanisms underlying these alterations are not fully understood. The main objective of this doctoral thesis was to investigate the effect of severe hyperhomocysteinemia on inflammatory parameters (cytokines, chemokines, nitric oxide, acute phase-proteins and a differential count of leukocytes) and other related parameters, such as the coagulation system, oxidative stress as well as the involvement of the Akt and GSK-3β pathway in the brain and/or blood of rats. In addition, we investigated the effect of oxidative stress in the lungs of rats submitted to severe hyperhomocysteinemia. Acute hyperhomocysteinemia increased proinflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β and IL-6), chemokine CCL2 (MCP-1) and nitrite levels in hippocampus and cerebral cortex of rats. TNF-α and IL-6 levels also increased in serum of rats subjected to acute homocysteine administration. The percentage of neutrophils and monocytes increased in blood after acute homocysteine administration, but acute phase-proteins (CRP and α1-acid glycoprotein) were not altered by homocysteine administration. In addition, we showed that chronic hyperhomocysteinemia increased pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β and IL-6), chemokine CCL2 (MCP-1) and prostaglandin E2 levels in the hippocampus and/or serum of rats. Nitrite levels increased in the hippocampus, but decreased in the serum after chronic homocysteine administration. The immunocontent of cytosolic and nuclear NF-κB/p65 subunit and the acetylcholinesterase activity were increased in the hippocampus of rats subjected to chronic hyperhomocysteinemia. Next, we demonstrated that acute hyperhomocysteinemia increased the platelet counts in the blood and plasma fibrinogen levels of rats. Prothrombin time, activated partial thromboplastin time, and nitrite levels decreased in plasma after acute hyperhomocysteinemia. Additionally, we showed that acute hyperhomocysteinemia increased thiobarbituric acid-reactive, an index of lipid peroxidation, and decreased the superoxide dismutase and gluthatione peroxidase activity and also increased the catalase activity in erythrocytes of rats. Moreover, acute hyperhomocysteinemia increases Akt phosphorylation, cytosolic and nuclear immunocontent of NF-κβ/p65 subunit and Tau protein phosphorylation, but reduces GSK-3β phosphorylation after acute homocysteine administration. On the other hand, chronic hyperhomocysteinemia did not alter Akt and GSK-3β phosphorylation after the chronic administration of this amino acid. We also showed that chronic hyperhomocysteinemia increased lipid peroxidation, and disrupted antioxidant defenses (enzymatic and non-enzymatic) in the lungs of rats. In summary, our findings showed that inflammation, hypercoagulability and oxidative stress can occur after severe hyperhomocysteinemia, possibly in association, at least in part, with cerebral and cardiovascular dysfunction, as well as pulmonary thromboembolism complications observed in some homocystinuric patients.

As Mucopolissacaridoses (MPSs) são Erros Inatos do Metabolismo e pertencem ao grupo de Doenças Lisossômicas de Depósito. São causadas pela deficiência na atividade de enzimas responsáveis pela degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). As MPSs são graves e com um amplo espectro de anormalidades esqueléticas, comprometimento do sistema nervoso, disfunções orgânicas e acúmulo de lipídios complexos nos tecidos. Atualmente, a triagem para estas doenças é realizada pela quantificação de GAGs em amostra de urina e pela medida da atividade enzimática total em sangue colhido em papel filtro (SPF). O diagnóstico confirmatório é baseado na atividade específica das enzimas em leucócitos e plasma. O uso da urina impregnada em papel filtro (UPF) para triagem de MPSs juntamente com amostras de SPF fazem parte do objetivo geral deste trabalho, aprimorando as técnicas de análise das MPS I e VI. Primeiramente, adaptamos a técnica de eletroforese de GAGs urinários para um gel de agarose comercial, melhorando a separação do perfil eletroforético, quantificando as bandas de GAGs e reduzindo o tempo total da técnica. Demonstramos a forte correlação dos resultados de dosagens de GAGs urinários entre amostras de urina e de UPF. As amostras de UPF foram estáveis nas temperaturas de -20, 4 e 25 °C até um mês e à 37 °C até 3 semanas. Além disso, estas amostras ainda obtiveram bom desempenho ao serem submetidas à técnica de eletroforese, demostrando bandas visíveis no perfil eletroforético. Usando SPF, estabelecemos os parâmetros bioquímicos de pH ótimo, constante de Michaelis-Menten e velocidade máxima, das enzimas α-L-iduronidase (IDUA) e arilsulfatase B (ASB), nestas amostras. Determinamos nossos valores de referência para triagem de MPS I e VI em SPF, através de técnica fluorimétrica. A atividade da IDUA em SPF foi estável até 21 dias e a da ASB até 45 dias à 4ºC. As amostras de UPF são, portanto, uma alternativa segura e prática para realização das análises bioquímicas de GAGs urinários, através da dosagem total e separação de GAGs por eletroforese, assim como, as amostras de SPF para medida da atividade enzimática. Através de nossos resultados, concluímos que as amostras biológicas de urina e sangue colhidas em papel filtro apresentam grande potencial para uso em triagens de MPS I e VI e acompanhamento de pacientes em tratamento. O uso do papel filtro tem diversas vantagens, tais como: fácil transporte e armazenamento, menor volume de reação e segurança de manipulação das amostras, e, através da metodologia proposta neste trabalho, resultados bioquímicos seguros. / Mucopolysaccharidoses (MPS) are Inborn Errors of Metabolism and belong to the group of Lysosomal Storage Diseases. They are caused by deficiency in the activity of enzymes responsible for the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). The MPS are serious and with a broad spectrum of skeletal abnormalities, involvement of the nervous system, organ dysfunction and accumulation of lipids in complex tissues. Currently, screening for these diseases is performed by quantification of GAGs in the urine sample and the measurement of total enzyme activity in blood collected on filter paper (DBS). Confirmatory diagnosis is based on the specific enzyme activity in leukocytes and plasma. The use of urine impregnated on filter paper (UFP) and DBS samples for screening of MPS are part of the overall goal of this work, improving the techniques for detection of MPS I and VI. First, we adapted the technique of electrophoresis of urinary GAGs for commercial agarose gel, improving the separation of the electrophoretic profile, quantifying bands GAGs and reducing the total time of the technique. We demonstrated the strong correlation of measurements of urinary GAGs between urine and UFP. UFP samples were stable at temperatures of -20, 4 and 25 °C until 1 month and at 37 °C until 3 weeks. Moreover, these samples still had good performance when undergoing electrophoresis, showing visible bands in the electrophoretic profile. Using DBS samples, we established biochemical parameters of pH optimum, Michaelis-Menten constant and Vmax of the α-L-iduronidase enzyme (IDUA) and arylsulfatase B (ASB). We determine our reference values for screening of MPS I and VI in DBS, using fluorimetric technique. IDUA activity in DBS was stable up to 21 days and the ASB within 45 days at 4 °C. UFP samples are therefore a safe and practical alternative for achieving the biochemical analysis of urinary GAGs by total dosage and separation by electrophoresis of GAG as well as samples of DBS for the measurement of enzyme activity. Through our results, we conclude that the biological samples of urine and blood collected on filter paper have great potential for use in screening for MPS I and VI and monitoring of patients undergoing treatment. The use of filter paper has several advantages, such as easy transportation and storage, lower reaction volume and safety of sample manipulation, and, using the methodology proposed in this work, secure biochemical results.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-16T19:41:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_NathanaJamilleMezzomo.pdf: 2403536 bytes, checksum: a811beb07b8f995e286c3f3f76fad6bd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:41:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_NathanaJamilleMezzomo.pdf: 2403536 bytes, checksum: a811beb07b8f995e286c3f3f76fad6bd (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Phenylketonuria (PKU) is an inborn error of phenylalanine (Phe) metabolism caused by a deficiency of hepatic phenylalanine hydroxylase enzyme (EC 1.14.16.1 - PAH), which converts Phe tyrosine (Tyr), resulting in hyperphenylalaninemia. Excess Phe compromises the developing brain of affected individuals. Considering the creatine energy and neuroprotective substance, the aim of use it in liposomal form was to increase its concentration in the brain and evaluate parameters of energy metabolism, oxidative stress and behavioral usually changed by excess Phe in PKU patients or hyperphenylalaninemia (HPA) animals. Also, check whether the administrations of nanoparticles could affect non-PAH rats parameters, thus evaluating a neurotoxic action. The ethanol injection method for production of liposomes containing creatine allowed the formation of nanoscale particles with pH around the saline, with an average size of 236.44 nm, a polydispersity index below 0.3, mean zeta potential of -23.9 mV, encapsulation efficiency of 33.65% and creatine content of 93%. The HPA alter the activity of cytosolic and mitochondrial fractions of creatine kinase (CK) in the cerebral cortex and the hippocampus in the mitochondrial fraction, however, did not affect the activity of pyruvate kinase (PK) and adenilato kinase (AK) the analyzed brain structures. The administration of liposomes containing creatine (LCr) possibly prevented the alterations of cytosolic and mitochondrial CK activity in the cerebral cortex of the HPA group. Induction HPA did not change the oxidative stress parameters evaluated in the brain cortex and hippocampus. However, administration of LCr in animals non-HPA, increased levels of GSH antioxidant and superoxide dismutase activity (SOD) and in contrast, stimulated an increased of dihydrodichlorofluorescein oxidation (DCFH) in cerebral cortex. The blank liposomes (LBr) also increased the reduced glutathione (GSH) content in the cerebral cortex. Associated with these results, one can also check the cerebral impairment of the HPA animals through the reduced brain mass, open field test, tail suspension and elevated zero maze. The administration of LCr the HPA animals can partially prevent changes in enzyme activity, as well as the number of rearings improved open field test and the number of head-dipping of the elevated zero maze test. In short, we believe that the LCr may have crossed the blood-brain barrier, since its effects were differentiated administration of free creatine (Cr), thus preventing changes caused by Phe administration on behavioral tests and enzyme activity energy metabolism in the cortex and hippocampus. / A fenilcetonúria (PKU) é um erro inato do metabolismo do aminoácido fenilalanina (Phe) provocado pela deficiência da enzima hepática fenilalanina hidroxilase (EC 1.14.16.1 - PAH), que converte Phe em tirosina (Tyr), resultando em hiperfenilalaninemia. O excesso de Phe compromete o desenvolvimento cerebral dos indivíduos afetados. Considerando a creatina uma substância energética e neuroprotetora, o objetivo de utilizá-la na forma lipossomal foi o de aumentar sua concentração no cérebro e avaliar parâmetros do metabolismo energético, do estresse oxidativo e comportamentais, normalmente alterados pelo excesso de Phe em pacientes PKU ou em animais com hiperfenilalaninemia (HPA). Além de verificar se as administrações das nanopartículas poderiam afetar os parâmetros de ratos não-HPA, avaliando dessa forma uma ação neurotóxica. O método de injeção de etanol utilizado para a produção dos lipossomas contendo creatina permitiu a formação de partículas nanométricas com pH próximo ao da salina, com tamanho médio de 236,44 nm, índice de polidispersão abaixo de 0,3, potencial zeta médio de -23,9 mV, eficiência de encapsulação de 33,65 % e teor de 93 %. A HPA alterou a atividade das frações citosólica e mitocondrial da creatinacinase (CK) no córtex cerebral e na fração mitocondrial no hipocampo, porém, não afetou a atividade da piruvatoquinase (PK) e adenilatoquinase (AK) nas estruturas cerebrais estudadas. A administração de lipossomas contendo creatina (LCr), possivelmente preveniu as alterações da atividade da CK citosólica e mitocondrial no córtex cerebral dos grupo HPA. A indução a HPA não alterou os parâmetros de estresse oxidativo avaliados no córtex cerebral e hipocampo. No entanto, a administração de LCr nos animais não-HPA, aumentou os níveis do antioxidante glutationa reduzida (GSH) e a atividade da superóxido dismutase (SOD) e em contrapartida, estimularam uma maior oxidação de diclodihidrofluoresceína (DCFH) em córtex cerebral. Os lipossomas brancos (LBr) também elevaram a concentração de GSH no córtex cerebral. Associado a esses resultados, pode-se também verificar o comprometimento cerebral dos animais HPA por meio da redução da massa cerebral, testes de campo aberto, suspensão da cauda e labirinto zero elevado. A administração de LCr nos animais HPA, pode prevenir parcialmente alterações das atividades enzimáticas, assim como melhorou o número de levantamentos do teste de campo aberto e o número de espiadas do teste labirinto zero elevado. Em suma, acreditamos que os LCr possam ter atravessado a barreira sangue-cérebro, uma vez que seus efeitos foram diferenciados da administração da creatina livre (Cr), conseguindo prevenir alterações causadas pela administração de Phe sobre o testes comportamentais e a atividade de enzimas do metabolismo energético do córtex e hipocampo.

Orientador : Walter Pinto Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-19T10:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_AntoniaPaulaMarquesde_D.pdf: 6354095 bytes, checksum: 6055550531e277ec4bb6f57a9e546598 (MD5) Previous issue date: 1994 / Doutorado / Genetica / Doutor em Ciências Biológicas

Introdução: A enzima 3-hidroxiacil CoA desidrogenase de cadeia longa (LCHAD) é uma das enzimas envolvidas na beta-oxidação mitocondrial de ácidos graxos e faz parte do complexo enzimático chamado proteína trifuncional. Sua deficiência segue um modelo de herança autossômica recessiva com uma mortalidade maior que 70%, porém um tratamento dietoterápico adequado reduz substancialmente a morbimortalidade. Estudos recentes descreveram que gestantes de fetos homozigóticos para defeitos de LCHAD apresentam grandes chances de desenvolver síndrome HELLP e doença hepática aguda da gestação, com risco de morte materna, fetal e do recém-nascido. A síndrome HELLP é caracterizada por plaquetopenia, enzimas hepáticas elevadas e hemólise, podendo se apresentar na forma completa ou parcial. Estudos mostram que investigar a relação entre síndrome HELLP e defeitos de LCHAD, possibilita a prevenção de futuras gestações de risco por meio de aconselhamento genético e o diagnóstico precoce deste erro inato do metabolismo. Objetivos: Verificar a associação entre gestantes com síndrome HELLP e lactentes com defeitos LCHAD e identificar problemas de saúde gerados pela doença nesses conceptos. Metodologia: Análise de prontuários, necropsias e desfecho atual dos conceptos de 42 gestantes com síndrome HELLP e 84 controles. Resultados: Entre as gestantes que compunham os casos, a maioria apresentou proteinúria; além de sintomas como vômitos e epigastralgia. O parto cesárea foi realizado em 93% das gestantes. Quase metade das puérperas apresentou algum tipo de complicação materna. Quanto ao desfecho perinatal, 90% dos conceptos apresentaram baixo peso ao nascer e 23,8% evoluíram para óbito. Entre esses 10 óbitos, resgatamos 7 imagens histopatológicas com esteatose hepática. Inferimos doença metabólica nesses casos, que levou a uma associação de 11% com a síndrome HELLP. Entre o grupo controle, 46,2% das mulheres já haviam sofrido pelo menos um aborto. Na atual gestação 6,4% desenvolveram pré-eclampsia; entre outras complicações. Encontramos gravidezes subsequentes das gestantes do grupo Caso com recorrência de HELLP e óbito. Conclusão: Os resultados reforçam a importância do diagnóstico precoce de síndrome HELLP, além da investigação da associação do defeito de LCHAD e HELLP mesmo post morten afim de evitar futuras gestações de risco e diminuir a morbimortalidade materna e neonatal. / Long-chain 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase (LCHAD) is one of the enzymes involved in the mitochondrial fatty acids beta-oxidation and part of the enzymatic complex called trifunctional protein. Its deficiency follows an autosomal recessive model with a higher mortality, but an adequate dietary treatment reduces its morbimortality. Recent studies reported that mothers of fetuses homozygous for LCHAD deficiency have higher chances of developing HELLP and acute fatty liver of pregnancy with risk of maternal, infant and fetal death. Thrombocytopenia, elevated liver enzymes and hemolysis characterize HELLP syndrome, which can be diagnosed as complete or partial. Studies demonstrate that investigate the association between HELLP syndrome and LCHAD defects can prevent future risk pregnancies through genetic counseling and early diagnosis of this inborn error of metabolism. Objectives: To investigate the association between pregnant women and concepts with LCHAD deficiency and identify health problems caused by the disease in these fetuses. Methodology: Analysis of medical records, autopsy reports and current outcome of fetuses of 42 pregnant women with HELLP syndrome and 84 controls. Results: In case group, most patients presented proteinuria; as well as symptoms as vomiting and epigastric pain. The cesarean delivery was performed in 93% of pregnant women. Almost half of women presented maternal complications. In perinatal outcome, 90% of fetuses has low weight at birth and 23.8% died. Among these 10 deaths, we rescued 7 hystopathological images with hepatic steatosys. We could infer metabolic disease in these cases, which led to an association of 11% to the HELLP syndrome. Among the control group, 46.2% of women had at least one abortion before this pregnancy. During the pregnancy 6.4% developed pre-eclampsia among other complications. In control group, we find HELLP syndrome recurrence and death in subsequent pregnancy. Conclusion: The results reinforce the importance of early diagnosis of HELLP syndrome, as well as research LCHAD and HELLP association even post mortem to avoid future risk pregnancies and reduce maternal and neonatal morbidity and mortality.

Introdução: A enzima 3-hidroxiacil CoA desidrogenase de cadeia longa (LCHAD) é uma das enzimas envolvidas na beta-oxidação mitocondrial de ácidos graxos e faz parte do complexo enzimático chamado proteína trifuncional. Sua deficiência segue um modelo de herança autossômica recessiva com uma mortalidade maior que 70%, porém um tratamento dietoterápico adequado reduz substancialmente a morbimortalidade. Estudos recentes descreveram que gestantes de fetos homozigóticos para defeitos de LCHAD apresentam grandes chances de desenvolver síndrome HELLP e doença hepática aguda da gestação, com risco de morte materna, fetal e do recém-nascido. A síndrome HELLP é caracterizada por plaquetopenia, enzimas hepáticas elevadas e hemólise, podendo se apresentar na forma completa ou parcial. Estudos mostram que investigar a relação entre síndrome HELLP e defeitos de LCHAD, possibilita a prevenção de futuras gestações de risco por meio de aconselhamento genético e o diagnóstico precoce deste erro inato do metabolismo. Objetivos: Verificar a associação entre gestantes com síndrome HELLP e lactentes com defeitos LCHAD e identificar problemas de saúde gerados pela doença nesses conceptos. Metodologia: Análise de prontuários, necropsias e desfecho atual dos conceptos de 42 gestantes com síndrome HELLP e 84 controles. Resultados: Entre as gestantes que compunham os casos, a maioria apresentou proteinúria; além de sintomas como vômitos e epigastralgia. O parto cesárea foi realizado em 93% das gestantes. Quase metade das puérperas apresentou algum tipo de complicação materna. Quanto ao desfecho perinatal, 90% dos conceptos apresentaram baixo peso ao nascer e 23,8% evoluíram para óbito. Entre esses 10 óbitos, resgatamos 7 imagens histopatológicas com esteatose hepática. Inferimos doença metabólica nesses casos, que levou a uma associação de 11% com a síndrome HELLP. Entre o grupo controle, 46,2% das mulheres já haviam sofrido pelo menos um aborto. Na atual gestação 6,4% desenvolveram pré-eclampsia; entre outras complicações. Encontramos gravidezes subsequentes das gestantes do grupo Caso com recorrência de HELLP e óbito. Conclusão: Os resultados reforçam a importância do diagnóstico precoce de síndrome HELLP, além da investigação da associação do defeito de LCHAD e HELLP mesmo post morten afim de evitar futuras gestações de risco e diminuir a morbimortalidade materna e neonatal. / Long-chain 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase (LCHAD) is one of the enzymes involved in the mitochondrial fatty acids beta-oxidation and part of the enzymatic complex called trifunctional protein. Its deficiency follows an autosomal recessive model with a higher mortality, but an adequate dietary treatment reduces its morbimortality. Recent studies reported that mothers of fetuses homozygous for LCHAD deficiency have higher chances of developing HELLP and acute fatty liver of pregnancy with risk of maternal, infant and fetal death. Thrombocytopenia, elevated liver enzymes and hemolysis characterize HELLP syndrome, which can be diagnosed as complete or partial. Studies demonstrate that investigate the association between HELLP syndrome and LCHAD defects can prevent future risk pregnancies through genetic counseling and early diagnosis of this inborn error of metabolism. Objectives: To investigate the association between pregnant women and concepts with LCHAD deficiency and identify health problems caused by the disease in these fetuses. Methodology: Analysis of medical records, autopsy reports and current outcome of fetuses of 42 pregnant women with HELLP syndrome and 84 controls. Results: In case group, most patients presented proteinuria; as well as symptoms as vomiting and epigastric pain. The cesarean delivery was performed in 93% of pregnant women. Almost half of women presented maternal complications. In perinatal outcome, 90% of fetuses has low weight at birth and 23.8% died. Among these 10 deaths, we rescued 7 hystopathological images with hepatic steatosys. We could infer metabolic disease in these cases, which led to an association of 11% to the HELLP syndrome. Among the control group, 46.2% of women had at least one abortion before this pregnancy. During the pregnancy 6.4% developed pre-eclampsia among other complications. In control group, we find HELLP syndrome recurrence and death in subsequent pregnancy. Conclusion: The results reinforce the importance of early diagnosis of HELLP syndrome, as well as research LCHAD and HELLP association even post mortem to avoid future risk pregnancies and reduce maternal and neonatal morbidity and mortality.

As deficiências da β-cetotiolase mitocondrial e da 2-metil-3-hidroxibutiril-CoA desidrogenase (MHBD) são erros inatos do catabolismo da isoleucina. Os pacientes afetados pela deficiência da β-cetotiolase apresentam crises agudas de cetose e acidose metabólica, podendo apresentar convulsões que podem evoluir ao coma e morte. Bioquimicamente, são caracterizados por excreção urinária aumentada de ácido 2-metilacetoacético (MAA), 2-metil-3-hidroxibutírico (MHB) e tiglilglicina (TG). Alguns indivíduos apresentam acidemia láctica durante as crises de descompensação metabólica. Por outro lado, os indivíduos afetados pela deficiência da MHBD são caracterizados por retardo mental, convulsões e acidose láctica severa, apresentando excreção urinária aumentada de MHB e TG. O aumento do ácido láctico em ambas as enfermidades sugere um comprometimento do metabolismo energético. Tendo em vista que os mecanismos fisiopatogênicos de ambas desordens são totalmente desconhecidos e que os achados bioquímicos sugerem um déficit na produção de energia dos pacientes, o presente trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro do MAA e do MHB sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens. Nossos resultados demonstraram que o MAA inibiu a produção de CO2 a partir de glicose, acetato e citrato, indicando um bloqueio do ciclo do ácido cítrico. Em adição, o complexo II da cadeia respiratória bem como a enzima succinato desidrogenase foram inibidos na presença do MAA. Portanto, é possível que a inibição da cadeia respiratória tenha levado à inibição secundária do ciclo de Krebs. As enzimas Na+,K+-ATPase e creatina quinase (CK) não foram afetadas pelo MAA. O MHB inibiu a produção de CO2 a partir dos três substratos testados bem como o complexo IV da cadeia respiratória, sugerindo que a inibição da cadeia respiratória tenha levado à inibição da produção CO2 pelo ciclo de Krebs. A enzima Na+,K+- ATPase não foi afetada pelo ácido. No entanto, o MHB inibiu a atividade total da CK às custas da CK mitocondrial (mi-CK). A presença do inibidor da enzima óxido nítrico sintase L-NAME e do antioxidante glutationa reduzida (GSH) preveniram a inibição da atividade total da CK, enquanto que a GSH preveniu a inibição da mi-CK, sugerindo que os efeitos do MHB sobre a CK estejam relacionados à oxidação de grupamentos tióis essenciais à atividade enzimática. Tais resultados sugerem que o metabolismo energético cerebral é inibido in vitro pelo MAA e pelo MHB. Caso estes achados se confirmem nas deficiências da β-cetotiolase e da MHBD, é possível que um prejuízo no metabolismo energético causado pelo acúmulo destes metabólitos possa explicar, ao menos em parte, o dano neurológico encontrado nos pacientes portadores destas doenças.

Introdução: A Doença da Urina do Xarope do Bordo (DXB) é um Erro Inato do Metabolsimo (EIM), causada pela deficiência da atividade do complexo enzimático desidrogenase dos L-cetoácidos de cadeia ramificada (CACR). O programa público brasileiro de triagem neonatal não inclui o diagnóstico e o tratamento da DXB. Objetivo: Caracterizar aspectos relacionados ao diagnóstico e ao tratamento de pacientes brasileiros com DXB. Metodologia: Estudo retrospectivo. Os pacientes foram identificados a partir dos registros de laboratório considerado referência nacional para o diagnóstico de DXB, e de contato com demais serviços nacionais de referência em genética médica. O diagnóstico foi realizado entre 1992-2011. Os dados analisados foram obtidos a partir da revisão de prontuários. Resultados: Oitenta e três pacientes, oriundos de 75 famílias, foram incluídos no estudo (mediana de idade= 3 anos; IQ25- 75= 0,57-7). A mediana da idade de início dos sintomas foi de 10 dias (IQ= 5-30), enquanto que a mediana da idade ao diagnóstico foi de 60 dias (IQ= 29-240, p= 0,001). Apenas três (3,6%) pacientes foram diagnosticados antes de desenvolverem manifestações clínicas. A comparação entre os pacientes com (n=12) e sem (n=71) diagnóstico precoce mostrou que o mesmo associa-se com a presença de história familiar positiva e diminuição da prevalência de manifestações clínicas ao diagnóstico, mas não com melhor resultado; além disso, a maioria desses diagnósticos foi realizada entre 2002-2011 (n= 10/12). Considerando a amostra total, 98,8% dos pacientes apresentam atraso de desenvolvimento neuropsicomotor. Conclusão: Os pacientes com DXB são diagnosticados tardiamente no Brasil, de forma que as complicações associadas a esta condição não são prevenidas. Entretanto, existem indícios de que está havendo um melhora gradual desse panorama desde a última década. Os nossos dados indicam que o diagnóstico precoce dessa condição, mesmo que em fase sintomática, associa-se a um melhor prognóstico do paciente. Sugere-se a elaboração de políticas públicas específicas para doenças raras no país. / Introduction: Maple syrup urine disease (MSUD) is an Inborn Errors of Metabolism, is caused by a deficiency in activity of the branched-chain L-keto acid dehydrogenase complex. The Brazilian neonatal screening program does not include the diagnosis and treatment of MSUD. Objective: To draw a profile of aspects related to the diagnosis and treatment of Brazilian patients who received. Methods: In this retrospective study, patients were identified through a search of records from a national reference laboratory for the diagnosis of MSUD and through contact with other medical genetics services across Brazil. A diagnosis of MSUD between 1992 and 2011. Data were collected by means of a chart review. Results: Eighty-three patients from 75 families were enrolled in the study (median age 3 years; interquartile range, 0.57–7). Median age at onset of symptoms was 10 days (IQR 5–30), whereas median age at diagnosis was 60 days (IQR 29–240, p=0.001). Only three (3.6%) patients were diagnosed before the onset of clinical manifestations. A comparison between patients with (n=12) and without (n=71) an early diagnosis show that early diagnosis is associated with the presence of positive familial history and decreased prevalence of clinical manifestations at the time of diagnosis, but not with a better outcome. Overall, 98.8% of patients have some psychomotor or neurodevelopmental delay. Conclusion: In Brazil, patients with MSUD receive a late diagnosis and show neurological compromise and poor survival even with an early diagnosis. We suggest that specific public policies for rare diseases should be developed and implemented in the country.

Sabe-se que concentrações elevadas de homocisteína (Hcy) estão associadas com o aumento do risco de doenças cardiovasculares e com o dano celular causado pela formação das espécies ativas de oxigênio (EAO). Sabe-se também que o estrogênio atua como antioxidante não enzimático envolvido na proteção cardiovascular. Foram objetivos deste trabalho avaliar o efeito da homocistinúria sobre parâmetros de estresse oxidativo em tecido cardíaco; e avaliar o efeito da hiperhomocisteinemia (HHcy) sobre parâmetros de estresse oxidativo e hemodinâmicos em ratas com e sem estrogênio. Este trabalho foi divido em 4 experimentos. No experimento 1 foram utilizados 16 animais divididos em 2 grupos (n= 8/grupo): controle e Hcy. Estes animais receberam tratamento crônico do 6° dia ao 28° dia de vida com doses crescentes de Hcy e foram mortos 1 hora após a última dose.No experimento 2 foram utilizados 30 ratos, divididos em 4 grupos: Salina (n=8); Folato (n=6); Hcy (n=9) e Folato+Hcy (n=7). Estes animais receberam ácido fólico e/ou Hcy do 6° ao 28º dias de vida e foram mortos aos 80 dias de vida. No experimento 3, foram utilizados 64 animais divididos em 6 grupos (n= 8/grupo): NAIVE; NAIVE+Hcy; Sham; Sham+Hcy; castrada e castrada+Hcy. Estes animais foram castrados no 50° dia de vida e, após uma semana, receberam tratamento agudo com Hcy de 8 em 8 horas por 72 horas e foram mortos 1 hora após a última dose. No experimento 4, foram utilizados 32 animais divididos em 4 grupos (n= 8/grupo): controle, castrado, metionina e castrado+metionina. Estes animais foram castrados no 70° dia de vida, receberam metionina na água de beber por 30 dias e foram mortos logo após o final do tratamento. No modelo de homocistinúria (experimento 1), não foram observadas alterações na lipoperoxidação (LPO) cardíaca nos ratos com 28 dias. No entanto, as atividades das enzimas antioxidantes SOD e GST estavam aumentadas no grupo Hcy. Como este é um tratamento crônico, provavelmente estas enzimas estão aumentadas de forma a minimizar o dano oxidativo causado pela Hcy. Já no experimento 2, avaliou-se o efeito da Hhcy a longo prazo, em animais com 80 dias. Houve aumento na LPO dos animais tratados com Hcy que foi previnida com a administração de folato. A redução da LPO na presença do folato confirma sua capacidade de minimizar o dano causado pela Hcy. Observamos ainda adiminuição na atividade das enzimas GST e catalase nos animais tratados com Hcy o que resultaria em aumento da concentração de peróxido de hidrogênio no tecido cardíaco. O tratamento com folato previniu a atividade das enzimas antioxidantes. A partir dos resultados encontrados, podemos sugerir que os níveis de Hcy podem ser reduzidos com folato, uma vez que altas doses de folato reduziram consideravelmente os níveis de estresse oxidativo gerado pela Hcy. No modelo de HHcy aguda (experimento 3), o estresse oxidativo cardíaco aumentou em função da administração de Hcy no grupo sem estrogênio. Este resultado se correlaciona positivamente com a pressão arterial (PA), ou seja, os animais com maior LPO também apresentaram uma maior PA. Este efeito não foi observado nos grupos com níveis estrogênicos fisiológicos. Acredita-se que estes resultados sejam devidos à proteção antioxidante oferecida pelo estrogênio. Além disso, observamos uma diminuição na atividade da GST nos animais castrados+Hcy, o que pode estar contribuindo para o dano oxidativo observado. Já no modelo de HHcy causado pelo consumo de metionina (experimento 4), observamos um aumento na PDFVE no grupo castrado+metionina que se correlaciona negativamente com os metabólitos do NO. Este resultado mostra que os animais que tiveram disfunção ventricular apresentaram uma menor biodisponibilidade do NO. Neste modelo observamos também um aumento no dano oxidativo cardíaco em função da administração de metionina no grupo sem estrogênio. Este resultado se correlaciona positivamente com a PDFVE, ou seja, os animais com maior LPO também apresentam uma maior pressão ventricular diastólica, indicando uma possível participação do estresse oxidativo na disfunção ventricular. Estes animais ainda apresentaram um aumento na atividade das enzimas antioxidantes GST e GPx no grupo castrado+metionina, sugerindo que o tratamento crônico levou a uma adaptação do sistema antioxidante enzimático na ausência do estrogênio. / It is known that high concentrations of homocysteine (Hcy) are associated with the increase of risk of cardiovascular disease and of cellular damage caused by the formation of reactive oxygen species (ROS). It is also known that the estrogen acts as a non enzymatic antioxidant involved in cardiovascular protection. In this work we evaluated the effect of homocystinuria on myocardial oxidative stress parameters, and the effect of hyperhomocysteinemia (HHcy) on the same parameters and also on hemodynamics in rats with and without estrogen. Four experiments were performed. In experiment number one, sixteen animals were divided in 2 groups (n=8/group): control and Hcy. These animals received chronic treatment from the 6th to the 28th day of life with increasing doses of Hcy and were killed one hour after the last dose. In the second experiment, thirty rats were divided into four groups: Saline (n=8); Folate (n=6); Hcy (n=9) and Folate+Hcy (n=7).These animals had received folic acid and/or Hcy from the 6th to the 28th day of life and had been killed with 80 days of life. In the third experiment, fourty eight animals were divided in 6 groups (n=8/group): NAIVE; NAIVE+Hcy; Sham; Sham+Hcy; castrated and castrated+Hcy. These animals were castrated in the 50th day of life and, after one week, they received an acute treatment with Hcy for 72 hours at each eight hours and were killed one hour after the last dose. In the fourth experiment, thirty two animals were divided into four groups (n=8/group): control, castrated, methionine and castrated+methionine. These animals had been castrated in the 70th day of life, and received methionine in drinking water for 30 days and were killed at the end of treatment. In the homocystinuria model (experiment number one), there were no signs of alterations in lipid peroxidation (LPO) in 28 day rats. However, antioxidant enzyme activities of SOD and GST were increased in Hcy group. As this is a chronic treatment, probably these enzymes are increased to minimize the oxidative damage caused by Hcy. In the second experiment, the effect of the homocystinuria was evaluated in animals with 80 days. It was observed an increase in LPO in the animals that had received Hcy, but it returned to control values with folate administration. The reduction of LPO in the presence of folate confirms its capacity of minimize the damage caused by Hcy. We also observedreduction in the enzyme activities of GST and catalase in the animals receiving Hcy, which also returned to the control values with the administration of folate. It is possible that Hcy increases the hydrogen peroxide concnetration in the myocardium of these animals. From the results obtained, we can suggest that the levels of Hcy can be reduced with folate, since high doses of folate had significantly reduced the levels of oxidative stress caused by Hcy. In the acute model of HHcy (experiment number three), myocardial oxidative stress increased due to the administration of Hcy in the group without estrogen. This result has a positive correlation with mean arterial pressure (MAP), that is, the higher LPO, the higher MAP. This effect was not observed in groups with physiological estrogens levels. It is possible that these findings are related to the antioxidant protection offered by estrogen. Moreover, we observed a reduction in the activity of GST in the group castrated+Hcy, which can be contributing for the oxidative damage observed. In the HHcy model caused by the consumption of methionine (experiment number four), we observedThis result has a negative correlation with the nitric oxide metabolites (Nox) showing that the animals that had an increased ventricular diastolic pressure had presented lesser NO bioavailability. In this model we also observed an increase in the myocardial oxidative stress due to the administration of methionine in the group without estrogen. This result has a positive correlation with LVEDP, that is, the animals with enhanced LPO also presented high ventricular diastolic pressure, indicating a possible participation of oxidative stress in ventricular dysfunction. These animals also presented an increase in the activities of GST and GPx in group castrated+methionine, suggesting that chronic treatment with methionine leads to an adaptation of the enzymatic antioxidant system in the absence of the estrogen.

(OMIM 246450), também conhecida por acidúria 3-hidroxi-3-metilglutárica (HMGA), é um distúrbio genético caracterizado bioquimicamente pelo acúmulo predominante dos ácidos 3-hidroxi-3-metilglutárico (HMG), 3-metilglutárico (MGA) e 3-metilglutacônico (MGT), bem como em menor grau do ácido 3- hidroxiisovalérico em tecidos e líquidos biológicos de indivíduos afetados. Os pacientes apresentam sintomas neurológicos graves e anormalidades no córtex cerebral e gânglios da base cuja fisiopatogenia é pouco conhecida. No presente estudo investigamos os efeitos dos principais metabólitos acumulados na HMGA sobre importantes parâmetros de estresse oxidativo em estriado de ratos injetados com esses compostos e em astrócitos cultivados de córtex cerebral, bem como sobre a fosforilação de proteínas do citoesqueleto de estriado e córtex cerebral de ratos com 30 dias de idade. Assim, estudamos inicialmente os efeitos da administração intrastriatal de HMG e MGA sobre importantes parâmetros de estresse oxidativo em ratos em desenvolvimento. Nossos resultados demonstram que o HMG e o MGA induziram dano oxidativo em lipídios e proteínas. Os dois ácidos também aumentaram a oxidação da 2'- 7'-diclorofluorescina (DCFH), ao passo que apenas o HMG induziu a produção de óxido nítrico. Em relação às defesas antioxidantes o HMG e o MGA provocaram uma diminuição das concentrações de glutationa reduzida e das atividades da superóxido dismutase e glutationa redutase, bem como um aumento da atividade da glutationa peroxidase. Já o HMG também causou um aumento de atividade da catalase e uma diminuição da atividade da glicose-6- fosfato desidrogenase. Finalmente observou-se que antioxidantes preveniram completamente ou atenuaram as alterações dos parâmetros de estresse oxidativo causadas pelo HMG, reforçando a participação de espécies reativas nesses efeitos. Observou-se também que MK-801, um antagonista nãocompetitivo do receptor glutamatérgico do tipo N-metil-D-aspartato (NMDA), preveniu alguns dos efeitos provocados pelo HMG, indicando o envolvimento do receptor NMDA no desequilíbrio redox causado por esse metabólito. Tendo em vista que os astrócitos são importantes para proteção neuronal e são susceptíveis a danos por neurotoxinas, o passo seguinte de nossa investigação foi determinar os efeitos do HMG e MGA sobre parâmetros importantes da homeostase redox e produção de citocinas em astrócitos corticais cultivados. Ambos os ácidos orgânicos reduziram a função mitocondrial astrocitária sem alterarem a viabilidade celular e também diminuíram as concentrações de glutationa reduzida. Em contrapartida, ambos metabólitos aumentaram a formação de espécies reativas (oxidação da DCFH) e também provocaram um aumento na liberação das IL-1β, IL-6 e TNFα através da via de sinalização de Erk. Finalmente investigamos os efeitos do HMG, MGA e MGT sobre a fosforilação da GFAP e subunidades NFL, NFM e NFH dos neurofilamentos (NF) em fatias de estriado e de córtex cerebral. Nossos resultados demonstraram que o HMG, o MGA e o MGT provocaram uma hipofosforilação da GFAP e todas as subunidades dos NF nas duas estruturas cerebrais. Verificamos ainda que a hipofosoforilação induzida por HMG nas proteínas do citoesqueleto foi mediada pela inibição das proteínas cinases, sem alterações de proteínas fosfatases. Assim, demonstramos que uma inibição da PKA estaria envolvida na hipofosforilação da Ser55 na região aminoterminal da NFL, 3 bem como uma inibição da JNK, resultaria na hipofosforilação das repetições do tipo KSP na região carboxiterminal das subunidades NFM e NFH. Observou-se também que a hipofosforilação do citoesqueleto era dependente dos receptores glutamatérgicos sinápticos e extrasinápticos (subunidade NR2B) do tipo NMDA e também do íon Ca2+. Além disso, o inibidor da óxido nítrico sintase, L-NAME, e o antioxidante TROLOX (análogo hidrosolúvel da vitamina E) preveniram completamente a hipofosforilação e a inibição das atividades da PKA e da JNK causada pelo HMG. Podemos então presumir que, os presentes dados fornecem evidências sólidas de que o estresse oxidativo induzido pelo HMG e MGA em estriados de ratos e em astrócitos corticais cultivados, além de uma resposta inflamatória evidenciada nessas células neurais e uma hipofosoforilação em proteínas do citoesqueleto possam representar mecanismos patológicos importantes que contribuem, ao menos em parte, com as alterações cerebrais observadas nos pacientes afetados pela deficiência da HL. / 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase (HL) deficiency, also known as 3- hydroxy-3-methylglutaric aciduria (HMGA) is a genetic disorder biochemically characterized by predominant accumulation of 3-hydroxy-3-methylglutaric (HMG), 3-methylglutaric (MGA) and 3-methylglutaconic (MGT), as well as lesser amounts of 3-methylglutaconic and 3-hydroxyisovaleric acids in tissues and biological fluids of affected individuals. Clinically, the patients present neurological symptoms and basal ganglia injury, whose pathomechanisms are partially understood. In the present study, we investigated the effects of the main metabolites accumulating in HMGA on important parameters of oxidative stress in intrastriatally injected rats, in cortical cultured astrocytes, as well as on the phosphorylation of striatal and cortical cytoskeletal proteins of 30 day old rats. Thus, we first investigated the effects of the intrastiatal administration of HMG and MGA on important parameters of oxidative stress in developing rats. Our results demonstrate that HMG and MGA induced lipid and protein oxidative damage. HMG and MGA also increased 2',7'-dichlorofluorescein oxidation, whereas only HMG elicited nitric oxide production. Regarding the antioxidant defenses, both organic acids decreased reduced glutathione concentrations and the activities of superoxide dismutase and glutathione reductase and increased glutathione peroxidase activity. HMG also provoked an increase of catalase activity and a diminution of glucose-6-phosphate dehydrogenase activity. We finally observed that antioxidants fully prevented or attenuated HMG-induced alterations of the oxidative stress parameters, further indicating the participation of reactive species in these effects. We also observed that MK- 801, a non-competitive antagonist of the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor, prevented some of these effects, indicating the involvement of the NMDA receptor in the redox imbalance provoked HMG effects. Considering that astrocytes are important for neuronal protection and are susceptible to damage by neurotoxins the next step of this work was investigated the effects of HMG and MGA on important parameters of redox homeostasis and cytokine production in cortical cultured astrocytes. Both organic acids decreased astrocytic mitochondrial function withouth altering cell viability, and also decreased the concentrations of reduced glutathione. In contrast, they increased reactive species formation (DCFH oxidation) and also provoked a significant increase of IL-1, IL-6 and TNFα release through the Erk signaling pathway. Finally, we investigated the effects of HMG, MGA and MGT on the phosphorylation of GFAP and the neurofilaments (NF) subunits NFL, NFM and NFH in striatal and cortical slices. Our results demonstrated that HMG, MGA and MGT caused hypophosphorylation of GFAP and of all NF subunits in both cerebral structures. We also found that the HMG-induced hypophosphorylation on the cytoskeletal proteins was mediated by the inhibition of protein kinases without altering protein phosphatases. Thus, we demonstrated that PKA inhibition was involved in the hypophosphorylation of Ser55 in the amino terminal region of NFL, as well as JNK inhibition resulting in the hypophosphorylation of KSPrepeats in the carboxyl terminal region of NFM and NFH subunits. It was also observed that the cytoskeletal hypophosphorylation was dependent on synaptic and extra synaptic (NR2B subunit) NMDA glutamatergic receptors and also on Ca2+. Furthermore, the nitric oxide synthase inhibitor, L-NAME, and the antioxidant TROLOX (polar analog of 5 vitamin E) fully prevented the hypophosphorylation and the inhibition of PKA and JNK activities caused by HMG. We can then presume that all these data provide solid evidence that oxidative stress induced by HMG and MGA in rat striatum and cortical cultured astrocytes, beyond of a inflamatory response verified in this neural cell type and an hypophosphorylation of cytoskeletal proteins could represent important pathomechanisms that contribute, at least in part, the cerebral alterations observed in the patients afected by the HL deficiency.