Made available in DSpace on 2014-06-12T15:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5101_1.pdf: 2688583 bytes, checksum: ec5016fd9265d3875ca7a0f2016ec186 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A degeneração neuronal (DN) é um fenômeno complexo, induzido por diversos fatores e presente em várias doenças neuropsiquiátricas tais como a doença de Alzheimer, doença de Fahr (DF) e esclerose lateral amiotrófica (ELA). No entanto, pouco se conhece sobre os fatores de risco genético para doenças neurodegenerativas. Atualmente tenta-se definir os painéis moleculares genéticos relacionados com a DN através do uso de diversas técnicas de biologia molecular e de bioinformática. O propósito deste estudo é utilizar várias dessas técnicas para investigar polimorfismos genéticos em doenças que se apresentem com DN, tais como a DF e a ELA. Análises de ligação em famílias com DF sugerem a presença de heterogeneidade genética, clínica e de neuroimagem, mesmo dentro da mesma família. Durante a caracterização deste processo foi identificado mais uma família com DF possivelmente ligada ao cromossomo 14 e um novo gene intitulado TULIP1. Além disso, com o auxílio de análise paramétrica e não paramétrica foi mapeado o gene no cromossomo 20 para uma extensa família com ELA. Após a identificação da mutação propriamente dita foi possível simular as alterações tridimensionais na estrutura da proteína sintetizada pelo gene mutado. Esses estudos sugerem que diversos grupos de genes atuam no processo de DN

A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa, progressiva de início tardio que afeta principalmente os neurônios motores (NM). As causas que levam os NM à morte são variadas e ainda sendo investigadas. A descoberta de alterações genéticas como uma possível causa de ELA deu início à uma nova era na investigação desta afecção. Atualmente existem mais de 30 genes associados com a doença, entre eles o FUS, um gene que frequentemente aparece mutado em casos familiais da doença. A proteína FUS normalmente se localiza predominantemente no núcleo, mas na maioria dos casos de mutações na FUS relacionadas à ELA, ela aparece retida no citoplasma. O presente estudo traz um paciente de ELA (P) portando a mutação p.R521H no gene FUS e três de seus irmãos (dos quais um é portador da mutação e não apresnta sinais clínicos de ELA, e os outros dois não apresentam mutações no FUS) dos quais foram obtidas amostras de sangue e biópsia de pele. O DNA extraído das amostras de sangue, foi submetido ao sequenciamento do tipo Sanger para verificar a presença, ou ausência, da mutação R521H na FUS. A partir dos fibroblastos dos participantes, foram derivadas linhagens de células tronco pluripotentes induzidas (iPSC). As iPSC produzidas passaram por ensaios a fim de indicar o estado de pluripotência e de indiferenciação destas linhagens. Nós investigamos a posição da proteína FUS nas linhagens de iPSC e de fibroblastos e há evidências que, assim como descrito na literatura, a proteína FUS aparece retida no citoplasma das linhagens do paciente e de seu irmão portador da mutação. Desta forma, o presente estudo associa dois irmãos com quadros clínicos discordantes mas que apresentam a mesma mutação e sinais moleculares patológicos semelhantes. As linhagens de iPSC obtidas são um rico material para o uso em pesquisas futuras sobre a ELA / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a late onset, progressive, neurodegenerative disease that primarily affects motor neurons (MNs). The causes behind motor neuron death are diverse and still under investigation. The discovery of genetic alterations as possible causes of ALS initiated a new era for ALS research. There are currently over 30 genes associated with the disease, among which is FUS, one of the most frequently mutated in familial cases. The FUS protein is predominantly located in the nucleus, but in most of the ALS-related FUS mutations this protein is dislocated to the cytoplasm. The present work investigates the molecular aspects of a specific FUS mutation, p.R521H. An ALS patient (P) harboring the mutation and three siblings (of which one is a non-affected carrier and two present no mutations in FUS) were analyzed using blood samples and skin biopsies. We extracted DNA from blood samples and submitted it to Sanger sequencing for confirmation of the presence, or absence, of the R521H FUS mutation. The fibroblasts obtained from these biopsies were used for iPSC derivation. Assays were performed to confirm the undifferentiated state and pluripotency for the four strains obtained. We investigated the FUS location in these strains, and there is evidence for FUS retention in the cytoplasm of cells harboring the mutation (as seen in recent literature). Thus, this work associates two siblings with the same pathogenic mutation, showing the same molecular pathological signal but with discording clinical phenotypes. The iPSC strains obtained here are a valuable resource for further ALS investigation

Aldeídos de colesterol (Secosterol A e Secosterol B) têm sido detectados em amostras de cérebro humano e investigados em modelos de doenças neurodegenerativas como possíveis marcadores e intermediários do processo patológico. Estes oxisteróis constituem uma classe de eletrófilos derivados de lipídeos que podem modificar e induzir agregação de proteínas. A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é um distúrbio neurodegenerativo associado ao acúmulo de agregados imunorreativos de superóxido dismutase (Cu, Zn-SOD, SOD1). O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença de aldeídos de colesterol em ratos modelo ELA e sua capacidade de induzir a formação de agregados de SOD1 in vitro. Aldeídos de colesterol foram analisados no plasma, medula espinhal e córtex motor de ratos ELA. Uma quantidade elevada de Secosterol B foi detectada no córtex motor desses ratos em comparação com animais controle. Adicionalmente, os experimentos in vitro mostraram que Secosterol B e Secosterol A induziram a agregação da SOD1 em uma forma amiloidogênica que se liga à tioflavina T. Esta agregação não foi observada com o colesterol e os seus hidroperóxidos. Usando aldeídos de colesterol marcados com grupo alquinil e um ensaio de click chemistry, foi observado que os agregados de SOD1 estão ligados covalentemente aos aldeídos. A modificação covalente da proteína foi confirmada por análise de MALDI-TOF, que mostrou a adição de até cinco moléculas de aldeídos de colesterol à proteína por base de Schiff. Curiosamente, a análise comparativa com outros eletrófilos derivados de lipídeos (e.g. HHE e HNE) demonstrou que a agregação de SOD1 aumentou proporcionalmente à hidrofobicidade dos aldeídos, observando-se a maioragregação com aldeídos de colesterol. Os sítios de modificação da SOD1 foram caracterizados por nanoLC-MS/MS após digestão da proteína com tripsina, onde foram identificadas lisinas como o principal aminoácido modificado. Em geral, nossos dados mostram que a oxidação do colesterol que leva à produção de aldeídos de colesterol é aumentada no cérebro de ratos ELA e que os aldeídos altamente hidrofóbicos derivados de colesterol podem promover eficientemente modificação e agregação de SOD1. / Secosterol aldehydes (Secosterol B and Secosterol A) have been detected in human brain samples and investigated in models of neurodegenerative diseases as possible markers and intermediates of the pathological process. These oxysterols constitute a class of lipid-derived electrophiles that can modify and induce aggregation of proteins. Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder associated with the accumulation of immunoreactive aggregates of superoxide dismutase (Cu, Zn-SOD, SOD1). The objective of this work is to evaluate the presence of secosterol aldehydes in ALS rats and their ability to induce formation of SOD1 aggregates in vitro. Secosterol aldehydes were analyzed in plasma, spinal cord and motor cortex of ALS rats. A higher amount of Secosterol B was detected in the motor cortex of these rats compared to control animals. In addition, in vitro experiments have shown that Secosterol B and Secosterol A induce aggregation of SOD1 into an amyloidogenic form that binds to thioflavin T. This aggregation was not apparent in incubations with cholesterol and its hydroperoxides. Using alkynyl-labeled secosterol aldehydes and a click chemistry assay, it was found that the SOD1 aggregates are covalently linked to the aldehydes. Covalent modification of the protein was confirmed by MALDI-TOF analysis, which showed the addition of up to five molecules of secosterol aldehydes to the protein by Schiff base formation. Interestingly, the comparative analysis with other lipid-derived electrophiles (e.g. HHE and HNE) demonstrated that the aggregation of SOD1 increased according to the hydrophobicity of the aldehydes. Compared to the other electrophiles, a higher SOD1 aggregation was observed with secosterol aldehydes. SOD1 modification sites were characterized by nanoLC-MS/MS afterprotein digestion with trypsin, revealing lysine as the major amino acid modified in these experiments. Collectively, our data show that cholesterol oxidation leads to the production of secosterol aldehydes, which are increased in the brain of ALS rats, and that these highly hydrophobic aldehydes can efficiently promote the modification and aggregation of SOD1.

Introdução: A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa progressiva, de etiologia desconhecida, que envolve os neurônios motores do córtex cerebral, do tronco encefálico e da medula espinhal. O comprometimento dos neurônios motores inferiores causa disfagia, distúrbios de fala e outros sintomas, como fraqueza muscular global e sintomas respiratórios. A dificuldade de deglutição ou disfagia pode causar complicações, como pneumonia aspirativa, má nutrição e desidratação, e afeta a qualidade de vida destes pacientes, sendo necessária a indicação de via alternativa de nutrição. Atualmente, esta indicação é dada subjetivamente pelo exame clínico e funcional realizado pela equipe multidisciplinar, de acordo com a deterioração dos parâmetros da função respiratória, do estado nutricional e de comprometimentos na deglutição. Objetivos: objetivo geral: verificar se a redução de pressão de língua pode ser indicadora de necessidade de gastrostomia (GEP) como via alternativa de nutrição em pacientes com diagnóstico de ELA. Objetivos específicos: verificar se há redução significativa nas medidas funcionais e de pressão de lábio, de língua e de bochecha entre o momento da primeira avaliação e da indicação da GEP; avaliar o tempo desde o primeiro sintoma da doença até a indicação da GEP; verificar se o tempo de indicação da GEP foi influenciado por variáveis demográficas, manifestação clínica inicial (espinhal ou bulbar), condições clínicas, medidas funcionais globais e de deglutição, com destaque para pressão de língua, de lábios e de bochechas. Métodos: Foram estudados longitudinalmente 63 pacientes, avaliados do ponto de vista fonoaudiológico com os instrumentos: escala ASHA, escala ALSFRS, avaliação funcional, medida de pressão dos órgãos fonoarticulatórios com o aparelho IOPI, encaminhamento para videoendoscopia da deglutição (VED) e capacidade vital forçada (CVF) no momento da indicação da GEP. Resultados: Os pacientes tinham faixa etária entre 28 e 79 anos (média de 58 anos de idade), com média de 7,04 anos de escolaridade, tempo médio de doença no momento da avaliação inicial de 34,96 meses, 32% manifestação clínica inicial da forma bulbar, 39,5% espinhal membros superiores e 28,5% espinhal membros inferiores, porém, na avaliação fonoaudiológica inicial, todos apresentavam alguma queixa de acometimento bulbar. Cinquenta pacientes foram encaminhados à GEP, 1 foi a óbito e 12 mantiveram dieta via oral exclusiva até o término do estudo. Medidas funcionais e de pressão de língua, lábio e bochecha apresentaram redução significativa no agravamento da ELA (p < 0,001). Dificuldades com líquido espessado: de contenção (p=0,001), de transporte (p=0,005) e de proteção de vias aéreas inferiores (p =0,003), e com a consistência pastosa: contenção na cavidade oral, (p < 0,001) observadas em avaliações clínicas fonoaudiológicas, e a idade (p =0,014) influenciam na indicação de GEP. Conclusão: A medida de pressão de língua pode, portanto, servir como um indicador adicional, objetivo e prático para o exame do prognóstico da funcionalidade da deglutição, e, em particular, da possibilidade ou não de manutenção de vias tradicionais em pacientes com diagnóstico de ELA / Introduction: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a progressive neurodegenerative disease of unknown etiology that involves motor neurons from the cerebral cortex, from the brainstem and from the spinal cord. The damage on the lower motor neurons causes dysphagia, speech disorders and other symptoms such as overall muscle weakness and respiratory symptoms. The difficulty in swallowing, or dysphasia, may cause complications such as aspiration pneumonia, malnutrition and dehydration and affects the quality of live of these patients. Thus, it is necessary to indicate and alternative form of nutrition. This indication is currently given subjectively by the clinical and functional evaluation performed by the multidisciplinary team, according to deterioration of respiratory function parameters, nutritional status and swallowing impairments. Objectives: general objective: verify if reduced tongue pressure could indicate the need for gastrostomy (PEG) as an alternative form of nutrition for patients who have been diagnosed with ALS. Specific objectives: verify if there is significant reduction on tongue, lips, and cheeks pressure as well as functional measures between the moment of the first evaluation and the indication of PEG; evaluate the time between the first symptom of the disease and the indication of PEG; verify if the time of the indication of PEG was influenced by demographic variables, initial clinical manifestation (spinal or bulbar forms), clinical conditions, global and swallowing functional measures, highlighting tongue, lips and cheeks pressure. Methods: 63 patients have been longitudinally studied. They have been assessed from the speech-language therapy point of view with the following instruments: ASHA, ALSFRS, functional evaluation, pressure measurement of the phono-articulatory organs with the IOPI, referral to videoendoscopy of swallowing and FVC at the moment of the indication of PEG. Results: The patients, whose ages ranged from 28 to 79 years old (average of 58 years old), had, on average, 7.04 years of education. They had been suffering from the disease for an average of 34.96 months at the time of the first evaluation. 32% showed initial clinical manifestation of the bulbar form, 39.5% upper limbs spinal form and 28.5% lower limbs spinal form. At the initial speech-language therapy assessment, however, all of them showed some sort of complaint regarding bulbar impairment. 50 patients were sent to PEG, 1 died and 12 continued with an oral exclusive diet until the end of this study. Tongue, lips and cheeks as well as functional measures showed significant decrease with the aggravation of ALS (p < 0,001). Difficulties with thickened liquid: with containment (p=0,001), with transport (p=0,005) and with protection of lower airways (p =0,003) and with pasty consistencies: containment in the oral cavity, (p < 0,001) observed in speech-language therapy clinical assessments, as well as age (p =0,014) have influence on the indication of PEG. Conclusion: The measure of the tongue pressure can, therefore, serve as an additional, objective and practical indicator for the evaluation of the prognosis of swallowing functionality, particularly of the possibility or not of maintenance of traditional forms in patients who have been diagnosed with ALS

Aldeídos de colesterol (Secosterol A e Secosterol B) têm sido detectados em amostras de cérebro humano e investigados em modelos de doenças neurodegenerativas como possíveis marcadores e intermediários do processo patológico. Estes oxisteróis constituem uma classe de eletrófilos derivados de lipídeos que podem modificar e induzir agregação de proteínas. A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é um distúrbio neurodegenerativo associado ao acúmulo de agregados imunorreativos de superóxido dismutase (Cu, Zn-SOD, SOD1). O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença de aldeídos de colesterol em ratos modelo ELA e sua capacidade de induzir a formação de agregados de SOD1 in vitro. Aldeídos de colesterol foram analisados no plasma, medula espinhal e córtex motor de ratos ELA. Uma quantidade elevada de Secosterol B foi detectada no córtex motor desses ratos em comparação com animais controle. Adicionalmente, os experimentos in vitro mostraram que Secosterol B e Secosterol A induziram a agregação da SOD1 em uma forma amiloidogênica que se liga à tioflavina T. Esta agregação não foi observada com o colesterol e os seus hidroperóxidos. Usando aldeídos de colesterol marcados com grupo alquinil e um ensaio de click chemistry, foi observado que os agregados de SOD1 estão ligados covalentemente aos aldeídos. A modificação covalente da proteína foi confirmada por análise de MALDI-TOF, que mostrou a adição de até cinco moléculas de aldeídos de colesterol à proteína por base de Schiff. Curiosamente, a análise comparativa com outros eletrófilos derivados de lipídeos (e.g. HHE e HNE) demonstrou que a agregação de SOD1 aumentou proporcionalmente à hidrofobicidade dos aldeídos, observando-se a maioragregação com aldeídos de colesterol. Os sítios de modificação da SOD1 foram caracterizados por nanoLC-MS/MS após digestão da proteína com tripsina, onde foram identificadas lisinas como o principal aminoácido modificado. Em geral, nossos dados mostram que a oxidação do colesterol que leva à produção de aldeídos de colesterol é aumentada no cérebro de ratos ELA e que os aldeídos altamente hidrofóbicos derivados de colesterol podem promover eficientemente modificação e agregação de SOD1. / Secosterol aldehydes (Secosterol B and Secosterol A) have been detected in human brain samples and investigated in models of neurodegenerative diseases as possible markers and intermediates of the pathological process. These oxysterols constitute a class of lipid-derived electrophiles that can modify and induce aggregation of proteins. Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder associated with the accumulation of immunoreactive aggregates of superoxide dismutase (Cu, Zn-SOD, SOD1). The objective of this work is to evaluate the presence of secosterol aldehydes in ALS rats and their ability to induce formation of SOD1 aggregates in vitro. Secosterol aldehydes were analyzed in plasma, spinal cord and motor cortex of ALS rats. A higher amount of Secosterol B was detected in the motor cortex of these rats compared to control animals. In addition, in vitro experiments have shown that Secosterol B and Secosterol A induce aggregation of SOD1 into an amyloidogenic form that binds to thioflavin T. This aggregation was not apparent in incubations with cholesterol and its hydroperoxides. Using alkynyl-labeled secosterol aldehydes and a click chemistry assay, it was found that the SOD1 aggregates are covalently linked to the aldehydes. Covalent modification of the protein was confirmed by MALDI-TOF analysis, which showed the addition of up to five molecules of secosterol aldehydes to the protein by Schiff base formation. Interestingly, the comparative analysis with other lipid-derived electrophiles (e.g. HHE and HNE) demonstrated that the aggregation of SOD1 increased according to the hydrophobicity of the aldehydes. Compared to the other electrophiles, a higher SOD1 aggregation was observed with secosterol aldehydes. SOD1 modification sites were characterized by nanoLC-MS/MS afterprotein digestion with trypsin, revealing lysine as the major amino acid modified in these experiments. Collectively, our data show that cholesterol oxidation leads to the production of secosterol aldehydes, which are increased in the brain of ALS rats, and that these highly hydrophobic aldehydes can efficiently promote the modification and aggregation of SOD1.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-12-03T17:42:10Z No. of bitstreams: 1 ANA HELENA DE CASTRO DAL FORNO.pdf: 1125113 bytes, checksum: bac2174a37c6246d7048e40640b14f02 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2018-12-03T17:42:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ANA HELENA DE CASTRO DAL FORNO.pdf: 1125113 bytes, checksum: bac2174a37c6246d7048e40640b14f02 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-03T17:42:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA HELENA DE CASTRO DAL FORNO.pdf: 1125113 bytes, checksum: bac2174a37c6246d7048e40640b14f02 (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença paralisante e fatal caracterizada por degeneração e morte dos neurônios motores que é geralmente fatal dentro de cinco anos após diagnóstico e sem tratamento eficaz atual. Aproximadamente 10% dos casos de ELA são familiares (ELAf) e cerca de 20% de ELAf estão associados a mutações no gene superóxido dismutase 1 (sod1). Em busca de modelos experimentais alternativos que possam substituir e oferecer novas possibilidades de ensaio de toxicidade xenobiótica, o nematóide Caenorhabditis elegans foi considerado favorável como um valioso organismo bioindicador. Utilizando cepas transgênicas de C. elegans como modelo ELA HA2619, HA2622, HA2425, HA2426 testamos diferentes compostos para avaliar sua eficácia nas alterações resultantes da mutação em modelo da ELA. Foram testados trealose (5 mM) com vitamina E (200 μg/mL) e os compostos orgânicos (1 μM) 4-fenilselanil-7-cloroquinolina (PSQ) e 4-feniltellanil-7-cloroquinolina (PTQ). Nenhum dos tratamentos testados apresentou resultados positivos para o aumento da longevidade ou diminuição na paralisia, o que nos levou a questionar se os tratamentos podem ter desencadeado um aumento dos sintomas e consequentemente uma piora nos vermes. Também observamos que o tratamento com os compostos orgânicos contra o dano oxidativo causado pelo peróxido de hidrogênio (0,6 mM) não foi revertido. Em nossas perspectivas, mais estudos são necessários para encontrar terapias que podem prolongar a longevidade e diminuir ou retardar a paralisia. / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal paralytic disorder characterized by degeneration of motorneuron which is generally fatal within five years of diagnosis and with no current effective treatment. Approximately 10% of the ALS cases are familial ALS (fALS) and about 20% of fALS are associated with mutations in the superoxide dismutase 1 gene (sod1). Seeking for alternative experimental models that may substitute and offer new possibilities to assay xenobiotics toxicity, the nematode Caenorhabditis elegans has been found favorable as a valuable bioindicator organism. Using C. elegans transgenic strains as ALS model HA2619, HA2622, HA2425, HA2426 we tested compounds to evaluate the efficacy in treatment of ALS. Trehalose (5mM) with vitamin E (200μg/mL) and the organocompounds (1μM) 4-phenylselanyl-7-chloroquinoline (PSQ) and 4-phenyltellanyl-7-chloroquinoline (PTQ) were tested. None of the treatments tested positive for increased longevity or delayed or decreased paralysis, which led us to wonder if the treatments may have triggered an increase in symptoms and worsening of the worms. We also observed the treatment with the organocompounds against the oxidative damage caused by hydrogen peroxide (0.6mM) was not reversed. In our perspectives further studies are needed to find therapies that may prolong longevity and decrease or delay paralysis.

A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa progressiva e incurável, caracterizada pela perda seletiva dos neurônios motores (NM) superiores e inferiores com uma sobrevida média de 3 anos. As manifestações clínicas dependem da topografia e comprometimento dos NM. De causa desconhecida, descrições apontam para a participação das células gliais (astrócitos, microglia e célula de Schwann) na toxicidade neuronal. A retração precoce do axônio no músculo esquelético sugere a participação da célula de Schwann na morte neuronal retrógrada (dying back). Este estudo descreveu as alterações na expressão gênica no nervo motor extensor curto do hálux ainda funcionante dos pacientes ELA e o ramo motor do nervo acessório de sujeitos-controle (19 ELA, sendo 9 ELA espinhal e 5 ELA bulbar; 5 controles), utilizando-se plataformas expandidas de microarranjos de DNA (microarray) e análises de bioinformática (DAVID e os seus bancos de dados Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes e o Gene Onthology Consorciun Anottation). Os resultados foram validados por PCRq e Redes de Interação de Proteínas foram geradas pelo Cytoscape. Foram encontrados 138 genes diferencialmente expressos entre esses grupos. O ribossomo e a síntese proteica foram apontados como elementos centrais no estudo em eventos relacionados tanto à neurotoxicidade quanto a protetivos. As Redes destacaram o gene EPS8 na ELA (ambas as formas, ELA bulbar e espinhal) em relação aos controles e o gene FAU na ELA bulbar em relação à ELA espinhal. Os genes e as vias apontados neste estudo deverão ser testados como alvos terapêuticos em estudos futuros envolvendo a ELA / Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is an incurable progressive neurodegenerative disease characterized by the selective loss of upper and lower motor neurons (MN), with a median survival of 3 years. Clinical manifestations depend on onset site and involvement of the MN. Although the cause of ALS is unknown, reports point towards the participation of glial cells (astrocytes, microglia and Schwann cells) in the neuronal toxicity. The early retraction of the axonium indicates a participation of the Schwann cells in retrograde neuronal death (dying back). The current study described the abnormalities in the genic expression of the functioning extensor hallucis brevis motor neuron from ALS subjects, and the motor branch of the accessory nerve from control subjects (19 ALS, being 9 spinal and 5 bulbar types; 5 controls), through an expanded platform of DNA microarrays and bioinformatics analyses (DAVID, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, and Gene Onthology Consortium Annotation databases). The results were validated by Quantitative PCR (PCRq) and Protein-Protein interaction network generated by Cytoscape. A total of 138 differentially expressed genes were found in these groups. In this study, the ribosome and protein synthesis were pointed as central elements related both to neurotoxicity and protective events. These networks highlighted the EPS8 gene in ALS (in both types, bulbar and spinal) when correlated to controls, and the FAU gene in bulbar ALS in relation to spinal ALS. The genes and pathways identified in this study should be tested as therapeutic targets in future studies approaching ALS

A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença progressiva e fatal causada pela degeneração seletiva dos neurônios motores do cérebro e medula. Dos casos familiares de ELA (fELA), 20% são causados por mutações pontuais no gene da sod1. O ácido docosahexaenoico (C22:6, n-3, DHA) é um ácido graxo altamente insaturado, sendo um dos principais ácidos graxos da massa cinzenta do cérebro. Estudos têm correlacionado mutações de SOD1 com a formação de agregados que poderiam ser induzidos por ácidos graxos insaturados. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos e mecanismos do DHA e de seus hidroperóxidos (DHAOOH) na agregação de SOD1 in vitro. As análises de dicroísmo circular (CD) mostraram mudanças na estrutura secundária de ambas as proteínas apo-SOD1WT e G93A promovidas pelo DHA, resultando em aumento de superfície hidrofóbica e formação de estruturas do tipo beta-amilóide, como mostrado pelos ensaios do bis- ANS e Tioflavina, respectivamente. Estas mudanças resultam na formação de agregados amorfos como observado por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Espécies de alto peso molecular foram observadas nas incubações do DHA com as formas apo da SOD1 por SDS-PAGE sob condições não redutoras e também por cromatografia de exclusão por tamanho. A formação dos agregados mostrou-se dependente de resíduos de Cys na sua forma desprotonada, visto que agregados não foram observados na presença de beta-mercaptoetanol e sua formação foi inibida na presença de bloqueador de tióis e em pH ácido. Além disso, análises por cromatografia de exclusão mostraram que a agregação é dependente da insaturação e conformação cis dos ácidos graxos. Comparativamente ao DHA, os hidroperóxidos do DHA tiveram um efeito menor na agregação de SOD1, porém revelaram a propriedade de induzir a dimerização covalente de SOD1. No geral, os dados mostram que o DHA induz a agregação de SOD1, através de um processo envolvendo a exposição de superfícies hidrofóbicas, formação de pontes dissulfeto e também de possíveis cross-links envolvendo reações do tipo \"ene-tiol\". / ALS is a progressive and fatal disease caused by selective degeneration of motor neurons in the brain and spinal cord. Twenty percent of familial ALS (fALS) cases are caused mainly by point mutations in the sod1 gene. Docosahexaenoic acid (C22:6, n-3, DHA) is a highly unsaturated fatty acid, wich is one of the main fatty acids in the cerebral gray matter. Studies have linked SOD1 mutations to the formation of aggregates that could be induced by unsaturated fatty acids. The aim of this study was to evaluate the effect of DHA on aggregation of SOD1 fALS mutants in vitro and its mechanisms. CD analysis shows changes in the secondary structure of both apo-SOD1WT and G93A promoted by DHA resulting in an increase in the surface hydrophobicity and formation of structures such as beta amyloid, which was also confirmed by bis-ANS assay and Thioflavin, respectively. These changes enhance the interaction of SOD1 and DHA, leading to amorphous aggregates as revealed by FESEM. Incubation of DHA with apo-SOD1 forms results in high-molecular weight species as detected by SDS-PAGE analyses under non-reducing conditions and also by size exclusion chromatography. This appears to require Cys residues in their thiolate forms because high aggregates are not observed under reducing conditions and also by size exclusion chromatography or at acidic pH. Also, size-exclusion chromatography indicates that the mutant apo-SOD1 aggregation is dependent on the unsaturation and cis-conformation of fatty acids. Compared to the DHA, DHAOOH had a minor effect on SOD1 aggregation, however revealed the ability to induce covalent dimerization of SOD1. Overall, the data suggest a mechanism of DHA aggregation, by a process involving exposure to hydrophobic surfaces, formation of disulfide bonds and also for possible cross-links involving reactions such \"thiol-ene\".

Orientador: Guilherme Antonio Moreira de Barros / Resumo: Introdução: A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa, incurável, sem fisiopatologia definida e rapidamente progressiva que é associada à perda dos neurônios motores superiores e inferiores. Como a avaliação da qualidade de vida dos pacientes com ELA é desafiadora diante do impacto da apresentação clínica da doença, há uma grande dificuldade entre os profissionais que atendem estes pacientes em realizar medidas objetivas com os questionários atualmente disponíveis no Brasil. Objetivo: Produzir e validar uma versão do instrumento Amyotrophic Lateral Sclerosis Specific Quality of Life – Short Form (ALSSQOL-SF) em português, adaptado ao contexto cultural brasileiro. Método: Estudo de adaptação transcultural e validação, realizado nas cidades de Botucatu e de São Paulo no período de março de 2017 a novembro de 2018, de acordo com as diretrizes de adaptação cultural e linguística proposto por Beaton et al. (2000), dividido em seis passos. Para a validação de construto foram utilizados os instrumentos The World Health Organization Quality of Life (WHOQOL-bref) e a Escala de Classificação Funcional da Esclerose Lateral Amiotrófica Revisada (ECFELA-R). Para a análise das correlações entre as pontuações do ALSSQOL-SF, WHOQOL-bref e ECFELA-R, foram calculadas correlações de Spearman. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Medicina de Botucatu – UNESP e da Universidade Federal de São Paulo - UNIFESP, conforme pareceres nº 2.047... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Introduction: Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is an incurable, neurodegenerative, non- defined pathophysiology and rapidly progressive disease that is associated with loss of upper and lower motor neurons. Since the assessment of the quality of life of patients with ALS is a challenge in face to the impact of clinical presentation of this disease, objective measurement with the questionnaires that are currently available in Brazil is a difficult task to be performed by professionals who assist these patients. Aim: To produce and validate the version of the instrument Amyotrophic Lateral Sclerosis Specific Quality of Life - Short Form (ALSSQOL-SF) into Portuguese, adapted to the Brazilian cultural context. Method: It is a cross-cultural adaptation and validation study, carried out in the cities of Botucatu and Sao Paulo from March, 2017 to November, 2018, according to the six steps guidelines of cultural and linguistic adaptation proposed by Beaton et al. (2000). The World Health Organization Quality of Life (WHOQOL-bref) and the Amyotrophic Lateral Sclerosis Functional Rating Scale - Revised (ECFELA-R) were used for construct validation. For the analysis of the correlations between the ALSSQOL-SF, WHOQOL-bref and ECFELA-R scores, Spearman correlations were calculated. The project was approved by the Research Ethics Committee of the Faculty of Medicine of Botucatu - UNESP and of the Federal University of São Paulo - UNIFESP, according to records nº 2.047.943 and nº 2.069.4... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

As doenças do neurônio motor (DNM) apresentam grande variabilidade clínica e genética. A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é a forma mais comum de DNM de início tardio. Sua manifestação devastadora e incurável leva a uma profunda perda da qualidade de vida do paciente. A ELA8 é uma forma autossômica dominante de ELA familial causada por mutações no gene VAPB. A proteína VAPB está envolvida com diversos processos celulares. Nossos dados sugerem que a mutação P56S na VAPB diminui a interação dela com outras duas outras proteínas: Tubulina e GAPDH. Por terem sido previamente relacionadas a outras formas de doenças neurodegenerativas, essas proteínas são potenciais pontos-chave para desvendar a patogênese da ELA8 e de outras formas de DNM. Um número significativo de drogas testadas com sucesso em modelos animais de ELA não pôde ser transferido para os pacientes, trazendo à tona a necessidade de novos sistemas de estudo da doença. A tecnologia das iPSC torna possível a reprogramação celular para um estágio de pluripotência, permitindo a modelagem de doenças in vitro. Apresentamos um novo modelo de ELA baseado em células iPSC derivadas de pacientes com ELA8. Este modelo apresenta uma redução dos níveis de VAPB quando comparado com os controles. Contudo, não identificamos os agregados intracitoplasmáticos, característicos dos modelos de super-expressão. Mostramos pela primeira vez que células-tronco embrionárias humanas normais expressam VAPB. Adicionalmente, nossos resultados sugerem que os pacientes com ELA8 teriam uma redução dos níveis de VAPB desde o início de suas vidas e revelam a importância de modelar a ELA num background humano. Dessa forma, sugerimos a hipótese de que quantidades específicas de VAPB sejam cruciais para a viabilidade dos neurônios motores. A busca por alterações no número de cópias levou à identificação do primeiro caso de uma duplicação multi-exônica (exon10_12dup) no gene SPG4, ampliando o espectro de mutações encontradas nesse gene. Esta mutação leva à formação de um códon de parada prematuro, sugerindo que a proteína produzida não é funcional. A análise de 30 indivíduos portadores desta mutação mostrou que os homens possuem, na média, idade de início antecipada e quadro clínico mais severo. Esses dados sugerem que certas doenças neuromusculares podem ser moduladas por fatores relacionados ao background individual e ao gênero. Em suma, apoiamos a idéia de que os microtúbulos estariam envolvidos na patogênese das doenças neuromusculares, visto que tanto a VAPB quanto a Espastina interagem com estes elementos do citoesqueleto. Ainda, apresentamos um novo modelo in vitro de análise da ELA e além de justificar os estudos num background humano. / The motor neuron diseases (MND) show a huge clinical and genetic variability. Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is the most common late-onset form of MND. ALSs devastating and incurable manifestation leads to a profound loss of life quality. ALS8 is an autosomal dominant form of ALS caused by mutations in the VAPB gene. The VAPB protein is involved with many cellular processes and our data suggest that P56S mutation in this protein reduces its interaction with two other proteins: Tubulin and GAPDH. Since these proteins were previously related to other types of neurodegenerative diseases they potentially are key points to reveal the processes responsible for ALS8 and other MND. A substantial number of successful drug tests in ALS animal models could not be translated to humans, showing the need of novel ALS systems. iPSC technology made possible cellular reprogramming. The iPSC technology brings new hope in this area since it can be used to model diseases in vitro. Here we present a new ALS model based on ALS8-iPSC. Compared to control samples, this model shows a reduction of VAPB levels. However, we could not identify intracytoplasmic aggregates, which characterize overexpression models. We show for the first time that human embryonic stem cells express VAPB. Combined with results showing a VAPB reduction in ALS8 samples, it suggests that ALS8 patients present diminished protein levels since the beginning of their lives and reveal the importance of modeling ALS in a human background. The search for copy number variations has led to the identification of the first multiexonic duplication (exon10_12dup) in SPG4 gene, expanding the mutation spectrum in this gene. This mutation leads to a premature stop codon, which suggests that the expressed protein is not functional. The analysis of 30 individuals who carry the mutation showed that males have on average an earlier AAO and are more severely affected. These data suggest specific neuromuscular diseases can be modulated by factors related to individual background and gender. In sum, we support the idea that microtubules can be involved with neuromuscular disorders pathogenesis, since both VAPB and Spastin interact with these cytoskeleton components. Additionally, we present a new in vitro model to ALS analysis and we justify the studies in a human background.