Introdução: A Doença de Gaucher (DG) é causada pela atividade reduzida da enzima lisossomal glicocerebrosidase, o que leva ao acúmulo de glicocerebrosídeo em macrófagos. Embora o macrófago venha sendo a célula mais estudada, alguns achados sugerem que outras células do sistema imune possam ter papel importante na fisiopatologia da DG. Os pacientes com DG apresentam níveis elevados de imunoglobulinas e uma maior incidência de malignidades hematológicas, possivelmente devido ao desbalanço da regulação de citocinas inflamatórias. Objetivo: Caracterizar o envolvimento do sistema imune na DG ao analisar alterações clínicas e bioquímicas, variabilidade dos genes HLA e KIR e a expressão de citocinas em uma coorte de pacientes com DG do Estado do Rio Grande do Sul. Metodologia: Para o estudo relacionado aos genes HLA e KIR, 31 pacientes com DG tipo I foram analisados e comparados a 250 controles saudáveis. Para os estudos relacionados à variação de citocinas, foram obtidas amostras de 14 pacientes com DG tipo I fora de tratamento e após 6 meses de tratamento regular. Resultados/Discussão: O alelo HLA B37 foi mais frequente em pacientes com DG do que nos controles (p=0,01). A idade de início dos sintomas foi associada à combinação das variantes KIR2DL2 e KIR2DS2 com seu ligante HLA-C1 (p=0,038). Pacientes que apresentam a variante HLA-C2 parecem apresentar maior susceptibilidade a desenvolver bandas mono ou policlonais na eletroforese de proteínas (p=0,007, OR=21,3). Foi encontrada associação entre os alelos DR11 (p=0.008) e DR13 (p=0.011) e gravidade da doença. O BDNF está diminuído em pacientes com DG em relação a controles saudáveis e aumenta significativamente após a TRE, enquanto a osteopontina parece ser mais sensível que a quitotriosidase para avaliação de resposta ao tratamento. Ao avaliar a variação das citocinas, encontramos uma diminuição significativa de TNF-α, MIP-1α, MIP-1β e MDC e um aumento significativo de GRO, PAI-1 e leptina após tratamento. Conclusão: Nossos dados sugerem uma possível associação entre variantes dos genes KIR e HLA e a expressão fenotípica de pacientes com DG. Além disso, demonstramos a variabilidade de diferentes 12 citocinas após o tratamento, podendo algumas delas ser utilizadas para monitorização de resposta ao tratamento dos pacientes. / Background: Gaucher disease (GD) is caused by the reduced activity of the lysosomal enzyme glucocerebrosidase, which leads to the accumulation of glucocerebroside in the macrophages and a chronic stimulation of the immune system. Although the macrophage has been better studied, there are some findings regarding the role of other immunological cells in the pathophysiology of GD. GD patients have elevated levels of immunoglobulins and an increased incidence of hematological malignancies, possibly due to the imbalance of regulatory cytokines. Objectives: To characterize the involvement of the immune system in GD by analyzing clinical and biochemical features, variability of HLA and KIR genes and the cytokines expression in a cohort of patients from Rio Grande do Sul, Brazil. Methodology: Regarding the HLA and KIR genes study, DNA samples from 31 patients with GD type I were analyzed and compared to 250 healthy controls. For studies related to the variation of cytokines, samples from 14 patients with Gaucher type I off treatment and after 6 months of regular treatment were compared. Results/Discussion: The HLA B37 allele was more frequent in patients with GD than in controls (p = 0.01). The age of onset was associated with KIR2DL2 and KIR2DS2 combination with its ligand HLA-C1 (p = 0.038). Patients with the HLA-C2 appear to exhibit increased susceptibility to develop monoclonal or polyclonal bands on protein electrophoresis (p = 0.007, OR = 21.3). An association between the DR11 (p=0.008) and DR13 (p=0.011) alleles and disease severity was found. BDNF is decreased in patients with GD compared to healthy controls and increases after ERT while osteopontin seems to be more sensitive than chitotriosidase for assessing response to treatment. When evaluating the variation of cytokines, we found a significant decrease of TNF-α, MIP-1α, MIP-1β and MDC and significant increased GRO, PAI-1 and leptin after treatment. Conclusion: Our data suggest a possible association between variants of KIR and HLA genes and phenotypic expression presented by GD patients. Furthermore, we demonstrate the variability of different cytokines after treatment and some of them can be used for monitoring the response to treatment of patients.

Orientador : Prof. Dr. Dante Luiz Escuissato / Coorientadora : Profª. Drª. Ida Vanessa Doederlein Schwartz / Coorientador : Prof. Dr. Arnolfo de Carvalho Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Medicina Interna. Defesa : Curitiba, 24/06/2016 / Inclui referências : f. 26-28 / Resumo: A doença de Gaucher (DG) é uma das doenças lisossômicas mais frequentes. Ela é causada pela atividade reduzida da enzima lisossomal glicocerebrosidase, o que leva ao acúmulo de glicocerebrosídeo nas células. A DG tipo 1 é classicamente conhecida como a forma não neuronopática da doença, com alterações ósseas e viscerais sendo o principal achado. Entretanto, manifestações clínicas neurológicas já foram descritas nesses pacientes. A espectroscopia de prótons por ressonância magnética (ERM) é uma ferramenta diagnóstica não invasiva para detectar e quantificar diferentes metabólitos. Já foi demonstrado que formas neuronopáticas de DG (tipos 2 e 3 ) apresentam pico de lipídio e uma maior relação colina / creatina em estudos por ERM. Na forma não neuronopática da DG, também foi encontrado aumento da relação colina/ creatina na ERM. A ressonância magnética (RM) pode ser usada como método semiquantitativo para avaliar a gravidade de doença óssea em pacientes com DG. O escore mais usado atualmente é o escore bone marrow burden (BMB), que varia de 0 (normal) até 16 (envolvimento mais grave). O objetivo do estudo é correlacionar os metabólitos cerebrais por ERM com a gravidade de doença óssea usando o escore BMB. Onze paciente com DG tipo 1 (média de idade: 30,3 anos; desvio padrão: 10,8) foram submetidos à RM do encéfalo, coluna lombar e fêmur. ERM foi realizada nos núcleos da base e as relações colina/creatina e n-acetil-aspartato/creatina foram calculados. O estudo por RM da coluna lombar e dos fêmures foi realizado no mesmo dia e o escore BMB foi calculado. A razão dos metabólitos encontrados foi correlacionado com o escore ósseo de cada paciente. A média do escore BMB foi de 7,7. Observou-se uma correlação baixa positiva entre o escore BMB e a razão colina/ creatina (r=0,16) e um correlação moderada negativa entre o escore BMB e a razão n-acetil-aspartato/creatina (r=0,40). Conclui-se que um escore BMB maior em pacientes com DG tipo 1 pode estar relacionado a uma maior relação colina/ creatina e menor relação n-acetil-aspartato/creatina em estudos por ERM cerebral. Palavras chave: doença de Gaucher tipo 1, escore BMB, espectroscopia de prótons. / Abstract: Gaucher's Disease (GD) is one of the most frequent lisosomal disorders. It is caused by reduced activity of the lisosomal enzyme glicocerebrosidase, which leads to intracellular accumulation of glicocerebrosideos. Type 1 GD is classically known as the non-neuronopathic form, with bone and visceral abnormalities being its main clinical findings. However, clinical neurological manifestations have been described on theses patients. Proton Magnetic Resonance Spectroscopy (1H-MRS) is a diagnostic non-invasive imaging tool to detect and quantify different metabolites. It has been demonstrated that neuronopathic forms of GD (types 2 and 3) shows a lipid peak and a higher choline/creatine ratios in brain 1H-MRS studies. For the non-neuronopathic form of GD, 1H-MRS has also depicted higher choline/creatine ratios ratios. Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a semiquantitative method to evaluate severity of bone marrow infiltration in patients with GD. The most used score is the bone marrow burden score (BMB) which goes from 0 (normal) to 16 (most severe involvement). The aim of our study is to correlate 1H-MRS brain metabolites to severity of bone marrow involvement using BMB score. Eleven patients with type 1 GD (mean age of 30,3 years) were submitted to brain, lumbar spine, and femur MRI. 1HMRS was performed on basal ganglia and choline/creatine and N-acetylaspartate/ creatine ratios were calculated. Lumbar spine and femur MRI were performed at the same day and the BMB score was calculated.1H-MRS metabolite ratios were compared to the BMB score. BMB average score was 8. There was a low positive correlation between BMB score and choline/creatine (r=0,16) and a moderate negative correlation between BMB score and N-acetyl-aspartate/ creatine (r=-0,40). In conclusion, a higher BMB score in type 1 GD may correlates to a higher choline/creatine and lower Nacetyl- aspartate/ creatine in brain 1H-MRS. Key-words: type 1 Gaucher's disease, BMB score, proton spectroscopy.

A Doença de Gaucher (DG) é uma esfingolipidose causada por mutações no gene da -glicosidase, ocasionando depósito lisossomal de glicosilceramida (GliCer), principalmente, nas células do sistema mononuclear fagocitário. O diagnóstico da DG é, normalmente, confirmado pela determinação enzimática e/ou pela caracterização molecular. Neste trabalho nos propusemos a: (1) confirmar o diagnóstico de uma amostra de indivíduos com DG através da medida da atividade da -glicosidase e da quitotriosidase (QT); (2) extrair, purificar e quantificar a GliCer de plasma de pacientes com DG com e sem tratamento por reposição enzimática (TRE) e de indivíduos normais, comparando o conteúdo deste lipídio entre os grupos mencionados e (3) comparar a concentração plasmática da quemoquina CCL18/PARC entre os 3 grupos acima. Os leucócitos e o plasma de cada indivíduo foram separados por centrifugação. A atividade da -glicosidase em leucócitos dos pacientes com DG foi 5% daquela de indivíduos normais e a quitotriosidase estava 500 vezes aumentada nos pacientes com DG. O plasma de cada indivíduo foi tratado, seqüencialmente, com três sistemas de solventes: clorofórmio (C): metanol (M) em três proporções distintas. Os três extratos lipídicos totais de cada amostra foram reunidos (extrato lipídico total) e evaporados a seco (resíduo). Este resíduo de extrato lipídico total foi submetido, seqüencialmente, a uma coluna de ácido silícico, à metanólise alcalina e a uma coluna Sep-Pack. Desta coluna resultaram os eluatos C:M:água (3:48:47) e (60:30:4,5). Após ajustes necessários obtivemos a purificação de glicosilceramida numa única fração. A análise destes eluatos por cromatografia em camada delgada de alta resolução (HPTLC) e com revelação química (CuSO4/H3PO4) mostrou que ambos continham uma banda com velocidade de migração semelhante a do padrão de GliCer. A confirmação da identidade desta banda foi realizada por imunorevelação usando anticorpo primário anti-GliCer e secundário conjugado a peroxidase. Pacientes com DG sem tratamento por TRE apresentaram, aproximadamente, 20 vezes mais GliCer que indivíduos normais e 11 vezes mais que pacientes com tratamento. Com a dosagem plasmática da quemoquina CCL18/PARC, observamos que pacientes com DG possuíam uma concentração da mesma 28 vezes aumentada em relação aos indivíduos normais e 17 vezes mais elevada que a de pacientes com tratamento. Ou seja, podemos detectar uma redução de 90% da concentração de GliCer e de 40% na concentração de CCL18/PARC nos pacientes com DG com TRE em comparação com as respectivas concentrações nos paciente com DG sem tratamento. A metodologia estabelecida neste trabalho permitiu extrair, purificar, separar, detectar e quantificar GliCer no plasma de pacientes com DG com e sem tratamento por TRE, bem como, GliCer de indivíduos normais. Tanto a quantificação da GliCer quanto a dosagem de CCL18/PARC permitiram identificar, através dos respectivos valores obtidos de plasma, os grupos de indivíduos analisados. Portanto, estas duas avaliações podem ser associadas à determinação da atividade da quitotriosidase como biomarcadores da DG. / Gaucher’s disease (GD) is a sphingolipidosis caused by mutations in the β-glucosidase gene, causing lysosomal storage of glucosylceramide (GluCer) mainly in the mononuclear phagocyte system cells. As a rule, GD diagnosis is confirmed by enzyme determination and/or molecular characterization. The objectives of the present study were (1) to confirm GD diagnosis in a sample of subjects by measuring β-glucosidase activity and chitotriosidase activity, (2) to extract, purify and quantify GluCer in the plasma of patients with GD with and without enzyme replacement therapy (ERT) and of healthy individuals, comparing the content of the lipid between the groups, and (3) the compare the plasma concentration of chemokine CCL18/PARC between the three groups. Plasma of each individual was centrifuged to obtain leukocytes. β-glucosidase activity in leukocytes of patients with GD represented a 5% share of that of healthy individuals, while chitotriosidase activity was 500 times higher in GD patients. Plasma was treated sequentially with a chloroform:methanol solvent system as three sequential solution ratios. The three total lipid extracts of each sample were pooled (total lipid extract) and evaporated to dryness to obtain a residue. This residue was sequentially treated in a salicylic acid column and a Sep-Pak™ column for alkaline methanolysis, from which two chloroform:methanol:water eluates were obtained (3:48:47 and 60:30:4.5). After the required adjustments, GluCer was purified as a single fraction. High performance thin-layer chromatography (HPTLC) and chemical development using CuSO4 and H3PO4 showed that both eluates had a band whose migration speed was similar to the GluCer standard. Confirmation of this band’s identity was conducted by immune development using anti-GluCer primary antibody and peroxidase-conjugated secondary antibody. GluCer levels in DG patients without ERT treatment were approximately 20 times higher than in healthy individuals and 11 times higher than in patients under treatment. Plasma chemokine CCL18/PARC levels in DG patients without treatment were 28 and 17 times higher as compared to healthy and individuals DG patients under treatment, respectively. This accounts for a 90% decrease in GluCer levels and a 40% decrease in CCL18/PARC levels in GD patients with ERT in comparison to DG patients without treatment. The methodology described in this paper afforded to quantify GluCer in plasma of DG individuals with and without ERT as well as GluCer levels in healthy individuals. Quantification of GluCer and CCL18/PARC levels in plasma afforded to identify the groups of individuals analyzed. Therefore, these two parameters may be associated to the determination of chitotriosidase activity as GD biomarkers.

Introdução: A Doença de Gaucher (DG) é causada pela atividade reduzida da enzima lisossomal glicocerebrosidase, o que leva ao acúmulo de glicocerebrosídeo em macrófagos. Embora o macrófago venha sendo a célula mais estudada, alguns achados sugerem que outras células do sistema imune possam ter papel importante na fisiopatologia da DG. Os pacientes com DG apresentam níveis elevados de imunoglobulinas e uma maior incidência de malignidades hematológicas, possivelmente devido ao desbalanço da regulação de citocinas inflamatórias. Objetivo: Caracterizar o envolvimento do sistema imune na DG ao analisar alterações clínicas e bioquímicas, variabilidade dos genes HLA e KIR e a expressão de citocinas em uma coorte de pacientes com DG do Estado do Rio Grande do Sul. Metodologia: Para o estudo relacionado aos genes HLA e KIR, 31 pacientes com DG tipo I foram analisados e comparados a 250 controles saudáveis. Para os estudos relacionados à variação de citocinas, foram obtidas amostras de 14 pacientes com DG tipo I fora de tratamento e após 6 meses de tratamento regular. Resultados/Discussão: O alelo HLA B37 foi mais frequente em pacientes com DG do que nos controles (p=0,01). A idade de início dos sintomas foi associada à combinação das variantes KIR2DL2 e KIR2DS2 com seu ligante HLA-C1 (p=0,038). Pacientes que apresentam a variante HLA-C2 parecem apresentar maior susceptibilidade a desenvolver bandas mono ou policlonais na eletroforese de proteínas (p=0,007, OR=21,3). Foi encontrada associação entre os alelos DR11 (p=0.008) e DR13 (p=0.011) e gravidade da doença. O BDNF está diminuído em pacientes com DG em relação a controles saudáveis e aumenta significativamente após a TRE, enquanto a osteopontina parece ser mais sensível que a quitotriosidase para avaliação de resposta ao tratamento. Ao avaliar a variação das citocinas, encontramos uma diminuição significativa de TNF-α, MIP-1α, MIP-1β e MDC e um aumento significativo de GRO, PAI-1 e leptina após tratamento. Conclusão: Nossos dados sugerem uma possível associação entre variantes dos genes KIR e HLA e a expressão fenotípica de pacientes com DG. Além disso, demonstramos a variabilidade de diferentes 12 citocinas após o tratamento, podendo algumas delas ser utilizadas para monitorização de resposta ao tratamento dos pacientes. / Background: Gaucher disease (GD) is caused by the reduced activity of the lysosomal enzyme glucocerebrosidase, which leads to the accumulation of glucocerebroside in the macrophages and a chronic stimulation of the immune system. Although the macrophage has been better studied, there are some findings regarding the role of other immunological cells in the pathophysiology of GD. GD patients have elevated levels of immunoglobulins and an increased incidence of hematological malignancies, possibly due to the imbalance of regulatory cytokines. Objectives: To characterize the involvement of the immune system in GD by analyzing clinical and biochemical features, variability of HLA and KIR genes and the cytokines expression in a cohort of patients from Rio Grande do Sul, Brazil. Methodology: Regarding the HLA and KIR genes study, DNA samples from 31 patients with GD type I were analyzed and compared to 250 healthy controls. For studies related to the variation of cytokines, samples from 14 patients with Gaucher type I off treatment and after 6 months of regular treatment were compared. Results/Discussion: The HLA B37 allele was more frequent in patients with GD than in controls (p = 0.01). The age of onset was associated with KIR2DL2 and KIR2DS2 combination with its ligand HLA-C1 (p = 0.038). Patients with the HLA-C2 appear to exhibit increased susceptibility to develop monoclonal or polyclonal bands on protein electrophoresis (p = 0.007, OR = 21.3). An association between the DR11 (p=0.008) and DR13 (p=0.011) alleles and disease severity was found. BDNF is decreased in patients with GD compared to healthy controls and increases after ERT while osteopontin seems to be more sensitive than chitotriosidase for assessing response to treatment. When evaluating the variation of cytokines, we found a significant decrease of TNF-α, MIP-1α, MIP-1β and MDC and significant increased GRO, PAI-1 and leptin after treatment. Conclusion: Our data suggest a possible association between variants of KIR and HLA genes and phenotypic expression presented by GD patients. Furthermore, we demonstrate the variability of different cytokines after treatment and some of them can be used for monitoring the response to treatment of patients.

A Doença de Gaucher (DG) é uma esfingolipidose causada por mutações no gene da -glicosidase, ocasionando depósito lisossomal de glicosilceramida (GliCer), principalmente, nas células do sistema mononuclear fagocitário. O diagnóstico da DG é, normalmente, confirmado pela determinação enzimática e/ou pela caracterização molecular. Neste trabalho nos propusemos a: (1) confirmar o diagnóstico de uma amostra de indivíduos com DG através da medida da atividade da -glicosidase e da quitotriosidase (QT); (2) extrair, purificar e quantificar a GliCer de plasma de pacientes com DG com e sem tratamento por reposição enzimática (TRE) e de indivíduos normais, comparando o conteúdo deste lipídio entre os grupos mencionados e (3) comparar a concentração plasmática da quemoquina CCL18/PARC entre os 3 grupos acima. Os leucócitos e o plasma de cada indivíduo foram separados por centrifugação. A atividade da -glicosidase em leucócitos dos pacientes com DG foi 5% daquela de indivíduos normais e a quitotriosidase estava 500 vezes aumentada nos pacientes com DG. O plasma de cada indivíduo foi tratado, seqüencialmente, com três sistemas de solventes: clorofórmio (C): metanol (M) em três proporções distintas. Os três extratos lipídicos totais de cada amostra foram reunidos (extrato lipídico total) e evaporados a seco (resíduo). Este resíduo de extrato lipídico total foi submetido, seqüencialmente, a uma coluna de ácido silícico, à metanólise alcalina e a uma coluna Sep-Pack. Desta coluna resultaram os eluatos C:M:água (3:48:47) e (60:30:4,5). Após ajustes necessários obtivemos a purificação de glicosilceramida numa única fração. A análise destes eluatos por cromatografia em camada delgada de alta resolução (HPTLC) e com revelação química (CuSO4/H3PO4) mostrou que ambos continham uma banda com velocidade de migração semelhante a do padrão de GliCer. A confirmação da identidade desta banda foi realizada por imunorevelação usando anticorpo primário anti-GliCer e secundário conjugado a peroxidase. Pacientes com DG sem tratamento por TRE apresentaram, aproximadamente, 20 vezes mais GliCer que indivíduos normais e 11 vezes mais que pacientes com tratamento. Com a dosagem plasmática da quemoquina CCL18/PARC, observamos que pacientes com DG possuíam uma concentração da mesma 28 vezes aumentada em relação aos indivíduos normais e 17 vezes mais elevada que a de pacientes com tratamento. Ou seja, podemos detectar uma redução de 90% da concentração de GliCer e de 40% na concentração de CCL18/PARC nos pacientes com DG com TRE em comparação com as respectivas concentrações nos paciente com DG sem tratamento. A metodologia estabelecida neste trabalho permitiu extrair, purificar, separar, detectar e quantificar GliCer no plasma de pacientes com DG com e sem tratamento por TRE, bem como, GliCer de indivíduos normais. Tanto a quantificação da GliCer quanto a dosagem de CCL18/PARC permitiram identificar, através dos respectivos valores obtidos de plasma, os grupos de indivíduos analisados. Portanto, estas duas avaliações podem ser associadas à determinação da atividade da quitotriosidase como biomarcadores da DG. / Gaucher’s disease (GD) is a sphingolipidosis caused by mutations in the β-glucosidase gene, causing lysosomal storage of glucosylceramide (GluCer) mainly in the mononuclear phagocyte system cells. As a rule, GD diagnosis is confirmed by enzyme determination and/or molecular characterization. The objectives of the present study were (1) to confirm GD diagnosis in a sample of subjects by measuring β-glucosidase activity and chitotriosidase activity, (2) to extract, purify and quantify GluCer in the plasma of patients with GD with and without enzyme replacement therapy (ERT) and of healthy individuals, comparing the content of the lipid between the groups, and (3) the compare the plasma concentration of chemokine CCL18/PARC between the three groups. Plasma of each individual was centrifuged to obtain leukocytes. β-glucosidase activity in leukocytes of patients with GD represented a 5% share of that of healthy individuals, while chitotriosidase activity was 500 times higher in GD patients. Plasma was treated sequentially with a chloroform:methanol solvent system as three sequential solution ratios. The three total lipid extracts of each sample were pooled (total lipid extract) and evaporated to dryness to obtain a residue. This residue was sequentially treated in a salicylic acid column and a Sep-Pak™ column for alkaline methanolysis, from which two chloroform:methanol:water eluates were obtained (3:48:47 and 60:30:4.5). After the required adjustments, GluCer was purified as a single fraction. High performance thin-layer chromatography (HPTLC) and chemical development using CuSO4 and H3PO4 showed that both eluates had a band whose migration speed was similar to the GluCer standard. Confirmation of this band’s identity was conducted by immune development using anti-GluCer primary antibody and peroxidase-conjugated secondary antibody. GluCer levels in DG patients without ERT treatment were approximately 20 times higher than in healthy individuals and 11 times higher than in patients under treatment. Plasma chemokine CCL18/PARC levels in DG patients without treatment were 28 and 17 times higher as compared to healthy and individuals DG patients under treatment, respectively. This accounts for a 90% decrease in GluCer levels and a 40% decrease in CCL18/PARC levels in GD patients with ERT in comparison to DG patients without treatment. The methodology described in this paper afforded to quantify GluCer in plasma of DG individuals with and without ERT as well as GluCer levels in healthy individuals. Quantification of GluCer and CCL18/PARC levels in plasma afforded to identify the groups of individuals analyzed. Therefore, these two parameters may be associated to the determination of chitotriosidase activity as GD biomarkers.

Introdução: A Doença de Gaucher (DG) é causada pela atividade reduzida da enzima lisossomal glicocerebrosidase, o que leva ao acúmulo de glicocerebrosídeo em macrófagos. Embora o macrófago venha sendo a célula mais estudada, alguns achados sugerem que outras células do sistema imune possam ter papel importante na fisiopatologia da DG. Os pacientes com DG apresentam níveis elevados de imunoglobulinas e uma maior incidência de malignidades hematológicas, possivelmente devido ao desbalanço da regulação de citocinas inflamatórias. Objetivo: Caracterizar o envolvimento do sistema imune na DG ao analisar alterações clínicas e bioquímicas, variabilidade dos genes HLA e KIR e a expressão de citocinas em uma coorte de pacientes com DG do Estado do Rio Grande do Sul. Metodologia: Para o estudo relacionado aos genes HLA e KIR, 31 pacientes com DG tipo I foram analisados e comparados a 250 controles saudáveis. Para os estudos relacionados à variação de citocinas, foram obtidas amostras de 14 pacientes com DG tipo I fora de tratamento e após 6 meses de tratamento regular. Resultados/Discussão: O alelo HLA B37 foi mais frequente em pacientes com DG do que nos controles (p=0,01). A idade de início dos sintomas foi associada à combinação das variantes KIR2DL2 e KIR2DS2 com seu ligante HLA-C1 (p=0,038). Pacientes que apresentam a variante HLA-C2 parecem apresentar maior susceptibilidade a desenvolver bandas mono ou policlonais na eletroforese de proteínas (p=0,007, OR=21,3). Foi encontrada associação entre os alelos DR11 (p=0.008) e DR13 (p=0.011) e gravidade da doença. O BDNF está diminuído em pacientes com DG em relação a controles saudáveis e aumenta significativamente após a TRE, enquanto a osteopontina parece ser mais sensível que a quitotriosidase para avaliação de resposta ao tratamento. Ao avaliar a variação das citocinas, encontramos uma diminuição significativa de TNF-α, MIP-1α, MIP-1β e MDC e um aumento significativo de GRO, PAI-1 e leptina após tratamento. Conclusão: Nossos dados sugerem uma possível associação entre variantes dos genes KIR e HLA e a expressão fenotípica de pacientes com DG. Além disso, demonstramos a variabilidade de diferentes 12 citocinas após o tratamento, podendo algumas delas ser utilizadas para monitorização de resposta ao tratamento dos pacientes. / Background: Gaucher disease (GD) is caused by the reduced activity of the lysosomal enzyme glucocerebrosidase, which leads to the accumulation of glucocerebroside in the macrophages and a chronic stimulation of the immune system. Although the macrophage has been better studied, there are some findings regarding the role of other immunological cells in the pathophysiology of GD. GD patients have elevated levels of immunoglobulins and an increased incidence of hematological malignancies, possibly due to the imbalance of regulatory cytokines. Objectives: To characterize the involvement of the immune system in GD by analyzing clinical and biochemical features, variability of HLA and KIR genes and the cytokines expression in a cohort of patients from Rio Grande do Sul, Brazil. Methodology: Regarding the HLA and KIR genes study, DNA samples from 31 patients with GD type I were analyzed and compared to 250 healthy controls. For studies related to the variation of cytokines, samples from 14 patients with Gaucher type I off treatment and after 6 months of regular treatment were compared. Results/Discussion: The HLA B37 allele was more frequent in patients with GD than in controls (p = 0.01). The age of onset was associated with KIR2DL2 and KIR2DS2 combination with its ligand HLA-C1 (p = 0.038). Patients with the HLA-C2 appear to exhibit increased susceptibility to develop monoclonal or polyclonal bands on protein electrophoresis (p = 0.007, OR = 21.3). An association between the DR11 (p=0.008) and DR13 (p=0.011) alleles and disease severity was found. BDNF is decreased in patients with GD compared to healthy controls and increases after ERT while osteopontin seems to be more sensitive than chitotriosidase for assessing response to treatment. When evaluating the variation of cytokines, we found a significant decrease of TNF-α, MIP-1α, MIP-1β and MDC and significant increased GRO, PAI-1 and leptin after treatment. Conclusion: Our data suggest a possible association between variants of KIR and HLA genes and phenotypic expression presented by GD patients. Furthermore, we demonstrate the variability of different cytokines after treatment and some of them can be used for monitoring the response to treatment of patients.

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Este estudo descreve a análise molecular de pacientes da doença de Gaucher (DG) e Tay-Sachs (DTS) no Brasil. Foram estudados nove casos de formas clássicas da DTS que mostraram uma prevalência da mutação IVS7+1g>c, já descrita em pacientes Portugueses e dez casos das variantes de início juvenil e tardio da DTS, mostrando heterogeneidade genética. Nos casos da variante B1, percebeu-se uma maior incidência da mutação R178H, também descrita previamente em pacientes Portugueses. A presença das mesmas mutações nos casos Brasileiros e Portugueses se deve provavelmente à ancestralidade comum. Uma família com quatro pacientes da variante de início tardio da DTS mostrou uma extensa variabilidade clínica intrafamilial e identificou relevantes aspectos do diagnóstico e das implicações dos programas de triagem populacional. A análise por RFLP de nove mutações causadoras da DG, em 262 pacientes permitiu detectar 76% das alterações e mostrou uma prevalência das mutações N370S e L444P, similar à descrita em diversas outras populações. Os pacientes com variantes neuronopáticas da doença apresentaram uma alta freqüência da mutação G377S, que também é encontrada em pacientes Portugueses. Os pacientes apresentando a G377S indicaram a existência de um provável mecanismo de efeito de dose alélica para essa mutação. Foi observada uma alta freqüência de alelos resultantes da recombinação do gene GBA com seu pseudogene. Diversas outras relações genótipo-fenótipo puderam ser verificadas, mostrando uma baixa penetrância do genótipo N370S/N370S e corroborando a importância do diagnóstico molecular da DG, devido a seu valor preditivo. A análise de mutações raras no gene GBA usando as técnicas de RFLP, dHPLC e seqüenciamento de DNA possibilitou detectar mutações em 84% dos alelos de 54 pacientes. Foram identificadas 14 novas mutações causadoras da DG. Diversas relações genótipo-fenótipo puderam ser verificadas, conferindo valor preditivo para a detecção dessas mutações. Por fim, a análise da associação da DG e da DP permitiu encontrar uma freqüência significativamente maior de portadores das principais mutações no gene GBA em pacientes parkinsonianos (2/65=3%), com aparecimento precoce da doença, comparados a um grupo controle de 267 indivíduos. Esse trabalho fornece nova evidência de que mutações no gene GBA são um raro, mas consistente fator de risco para a DP. / This study describes the molecular diagnosis of Gaucher (GD) and Tay-Sachs disease (TSD) patients in Brazil. Nine cases of the classic infantile form of TSD were analyzed disclosing a prevalence of the IVS7+1g>c mutation, described previously in Portuguese patients. Ten cases of juvenile and late-onset TSD forms were diagnosed showing genetic heterogeneity. Among the B1 variant cases, there was a predomenance of mutation R178H that was also associated to Portuguese ancestry. The presence of the same mutations in Brazilian and Portuguese cases are probably due to common ancestry. A family with 4 affected patients of late onset TSD showed and extensive intrafamilial clinical variability, highlighting relevant characteristics of diagnosis and implications of heterozygote screening programs. Among 263 GD patients, the detection of nine mutations by RFLP revealed 76% of the mutant alleles and a preponderance of N370S and L444P, similar to other populations. The type 3 neuronopathic patients presented a high frequency of mutation G377S, that is also described among Portuguese cases. The patients with G377S indicated the possibility of an allele dose effect for this mutation. Recombinant alleles, presenting pseudogene mutations were detected at a high frequency. Several genotype-phenotype correlations could be verified, highlighting a low penetrance of genotype N370S/N370S and corroborating the importance of molecular diagnosis in GD cases, due to its predictive value. The search for rare mutations at the GBA gene, using dHPLC and DNA sequencing after RFLP analysis, allowed the detection of 84% of the alleles among 54 patients. Fourteen new GD causing mutations were described. Several genotype-phenotype correlations could be established, confering prective value to the identification of these mutations. Finally, the study of the association of GD and Parkinson disease (PD) lead to the detection of a significant increase in the frequency of GBA mutations carriers, among 65 PD patients (2/65=3%) with earlier disease onset compared to a control group (n=267 individuals). This work confers further evidence for the fact that GBA mutations are a rare but consistent risk factor for PD.

Introdução: A doença de Parkinson é uma enfermidade neurodegenerativa decorrente da perda de neurônios dopaminérgicos na substância negra, principalmente, e em outras regiões cerebrais. Caracteriza-se clinicamente por tremor, rigidez, bradicinesia e instabilidade postural. O tratamento é sintomático e consiste essencialmente na reposição da dopamina deficiente. A etiologia da doença de Parkinson ainda não é conhecida, mas os recentes avanços da Neurologia trouxeram novos conhecimentos acerca dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos. Disfunção mitocondrial, estresse oxidativo e degradação de proteínas são alguns dos processos celulares que foram relacionados à degeneração dos neurônios dopaminérgicos. O campo da genética da doença de Parkinson tem recebido atenção especial na última década, graças à descoberta de vários genes associados ao desenvolvimento da doença. Um fator de risco genético recentemente descrito é a presença de mutações no gene da glicocerebrosidase, uma enzima lisossomal cuja deficiência resulta na doença de Gaucher. Apesar de a maioria dos estudos já publicados terem confirmado esta associação, um trabalho mais recente da Noruega não encontrou significância estatística ao analisar a presença destas mutações em pacientes com doença de Parkinson, tornando o assunto ainda controverso. Objetivo: Pesquisar a presença de mutações da glicocerebrosidase em pacientes com diagnóstico de doença de Parkinson no Brasil, acompanhados no ambulatório de Distúrbios do Movimento do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo e correlacionar tais achados com estudos recém-publicados que analisaram esta associação em outras populações em âmbito mundial, além de descrever possíveis características dos pacientes portadores de mutações que os diferenciem de não portadores. Métodos: Foram incluídos no estudo 65 pacientes com o diagnóstico de doença de Parkinson e idade de início da doença inferior ou igual a 55 anos e 267 controles sem a doença, emparelhados para sexo e idade. Foi realizada análise genética de material obtido a partir de raspagem da mucosa oral destes indivíduos, tendo sido pesquisadas as três mutações da glicocerebrosidase mais comuns na população brasileira: N370S, L444P e G377S. Resultados: Em dois dos 65 pacientes e em nenhum dos 267 controles foram identificadas mutações no gene da glicocerebrosidase. Os dois pacientes carreadores de mutações (L444P em um e L444P + E326K em outro) apresentavam quadro clínico indistinguível dos demais pacientes com doença de Parkinson não portadores das mutações. Conclusões: Foi observada uma associação estatisticamente significativa (P=0,0379, teste exato de Fisher) entre doença de Parkinson e mutações da glicocerebrosidase na nossa população. A prevalência de mutações da glicocerebrosidase neste grupo de pacientes foi maior do que a esperada para a população geral, porém menor do que a encontrada em estudos internacionais previamente publicados. Espera-se que a identificação desta nova associação permita uma maior compreensão dos mecanismos subjacentes à doença de Parkinson e que em um futuro próximo possa propiciar o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. / Introduction: Parkinson\'s disease is a neurodegenerative disorder due to the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra, primarily, and in other brain regions. It is clinically characterized by tremor, rigidity, bradykinesia and postural instability. Treatment is symptomatic and consists essentially in replacing the deficient dopamine. The etiology of Parkinson\'s disease remains unknown, but recent advances in Neurology have provided data concerning the pathophysiological mechanisms involved. Mithocondrial dysfunction, oxidative stress and protein degradation are some of the cellular processes that have been linked to dopaminergic neurons degeneration. The field of genetics in Parkinson\'s disease has gained special attention in the past decade, thanks to the discovery of several genes associated with the development of the disease. A recently described genetic risk factor for Parkinson\'s disease is the presence of glucocerebrosidase gene mutations. Glucocerebrosidase is a lysosomal enzyme which is deficient in Gaucher disease. Although most studies published to date have confirmed such association, a recent article from Norway could not find statistical significance when Parkinson\'s disease patients were analyzed for glucocerebrosidase mutations, generating controversy. Objective: To search for glucocerebrosidase mutations in Parkinson\'s disease patients in Brazil, followed at the Movement Disorders Division at Hospital das Clínicas, University of São Paulo Medical School, and correlate these findings with recently published studies which evaluated this association in other populations worldwide, besides describing possible features of patients carrying the mutations that may help differentiating them from non-carriers. Methods: Sixty five patients diagnosed with Parkinson’s disease, with disease onset before age 55, and 267 age and sex-matched controls were included in the study. DNA analysis of the three most common glucocerebrosidase mutations in the Brazilian population, N370S, L444P and G377S, was performed utilizing samples obtained from mouth mucus. Results: Glucocerebrosidase gene mutations were identified in two of the 65 Parkinson\'s disease patients and in none of the 267 controls. The two patients who were carriers of mutations (one of them had L444P and the other L444P+E326K) had a clinical picture indistinguishable from the other Parkinson\'s disease non-carriers patients. Conclusion: A statistically significant association (P=0,0379, Fisher\'s exact test) between Parkinson\'s disease and glucocerebrosidase mutations was observed in our population. The prevalence of glucocerebrosidase mutations was higher than expected for the general population, though lower than reported in previous international studies. It is expected that the finding of this association will allow a better understanding of Parkinson\'s disease mechanisms and that in a near future it may help providing the development of new therapeutic strategies.

INTRODUÇÃO: A doença de Gaucher (DG) é um erro inato do metabolismo, do grupo das doenças lisossômicas, causado pela atividade deficiente da enzima glicocerebrosidase. Os tipos mais comuns da DG são o tipo I, que é o mais freqüente e não apresenta comprometimento neurológico; o II, agudo e neuropático; e o III, subagudo e neuropático. Todos os tipos caracterizam-se pela heterogeneidade clínica, com manifestações sintomáticas e de intensidade distintas, tais como hepatoesplenomegalia, alterações ósseas e hematológicas. Alguns estudos descrevem alterações metabólicas como gasto energético basal (GEB) aumentado – hipermetabolismo - em pacientes sem tratamento. A terapia de escolha para a DG é a reposição enzimática (TRE), a qual consegue reverter muitas das manifestações da doença. OBJETIVOS: 1) Avaliar o GEB por meio de calorimetria indireta em pacientes com DG do Centro de Referência do Rio Grande do Sul; 2) Avaliar o estado nutricional dos pacientes incluídos no estudo; 3) Relacionar o GEB com as condições clínicas dos pacientes. METODOLOGIA: Estudo transversal, prospectivo, controlado. Os pacientes atendidos no CRDG foram convidados a participar do estudo (n= 29), sendo que 17 concordaram (média de idade= 30,0 ± 17,2 anos, sexo masculino= 8; DG tipo III= 3 pacientes). Os pacientes com DG tipo I (n= 14; sexo masculino= 6) foram pareados por sexo, idade e índice de massa corporal (IMC) com controles hígidos para avaliação do GEB. Para determinação dos valores de VO2 e VCO2 foi utilizado um ergoespirômetro (MedGraphics Cardiorespiratory Diagnostic Systems, modelo CPX-D). Os pacientes e os controles receberam orientação prévia quanto ao jejum e o repouso e no dia da calorimetria foram pesados e medidos, sendo então calculado o IMC. Os pacientes não apresentavam outras morbidades, nem estavam em uso de medicamentos que poderiam interferir no GEB. Nas análises estatísticas, foi utilizado o GEB em kcal/kg/dia. RESULTADOS: A avaliação do estado nutricional revelou que, no grupo dos pacientes com DG tipo I, cinco estavam com sobrepeso e os demais eutróficos; no grupo com DG tipo III, dois pacientes encontravam-se desnutridos e um eutrófico. Foram realizadas 19 avaliações do GEB em 17 pacientes: dois pacientes a realizaram no período pré e após 6 meses de TRE. A média de idade e de IMC dos pacientes com DG tipo I e dos controles foi de 32,8 ± 17,6 e 32,1 ± 16,6 anos e 23,3 ± 3,1 e 22,4 ± 3,1kg/m2, respectivamente. A idade dos pacientes com DG tipo III foi, respectivamente, 12, 17 e 20 anos. Quatorze pacientes estavam recebendo TRE (média de tempo de TRE= 6,6 ± 5,3 anos; média de dose de enzima= 27,1 ± 11,7 UI/kg/inf. de imiglucerase). A média de GEB dos pacientes com DG tipo I em TRE (n= 12) foi 27,1% maior do que a dos controles (p= 0,007). O GEB de pacientes em TRE (n=12) comparado aos sem TRE (n= 4) não apresentou diferença (p= 0,92). Comparando o GEB dos pacientes em TRE e o de seus controles com o GEB estimado pela equação de Harris-Benedict, observou-se que os pacientes apresentaram GEB 6,3% maior do que o estimado (p= 0,1), enquanto que seus controles tiveram GEB 17,0% menor do que o estimado (p= 0,001). O GEB medido dos pacientes com DG tipo III foi, respectivamente, 14%, 72% e 16% maior do que o estimado pela equação de Harris e Benedict. Não foi encontrada associação significativa entre GEB e as seguintes variáveis: idade, peso, estatura, escore de gravidade, quantidade de enzima recebida, idade de início de TRE, tempo de tratamento e presença ou ausência de megalias. A correlação do GEB com o IMC foi negativa e significativa, conforme esperado. DISCUSSÃO/CONCLUSÕES: O estado nutricional classificado pelo IMC mostrou que a maior parte dos pacientes com DG tipo I estava eutrófica; no entanto, um terço apresentou pré-obesidade. Dois dos três pacientes com DG tipo III encontravam-se desnutridos. Todos os pacientes, mesmo em TRE, apresentaram um GEB significativamente maior do que os controles. A TRE não consegue normalizar o hipermetabolismo desses pacientes. / INTRODUCTION: Gaucher disease (GD) is an inborn error of metabolism of the group of lysosomal diseases, caused by the deficient activity of the glucocerebrosidase enzyme. The most common types of GD are: type I, which is the most frequent and does not present neurological compromise; type II, which is acute and neuropathic; and type III, which is subacute and neuropathic. All types are characterized by clinical heterogeneity and symptomatic manifestations of various intensity, such as hepatoesplenomegaly and bone and hematological alterations. Some studies have described metabolic alterations, such as increased basal metabolic rate (BMR), that is, hypermetabolism, in untreated patients. The therapy of choice for GD is enzyme replacement therapy (ERT), which can stop many manifestations of the disease. OBJECTIVES: 1) To evaluate BMR by means of indirect calorimetry in patients with GD seen at the Reference Center for Gaucher Disease of Rio Grande do Sul (RCGD); 2) To evaluate the nutritional status of patients included in the study; 3) To relate BMR with clinical conditions presented by patients. METHODS: The present was a prospective, controlled, cross-over study. Patients seen at the RCGD were invited to participate in the study (n=29); of these, 17 agreed to participate (mean age=30.0 ± 17.2 years, male= 8; GD type III=3 patients). Patients with GD type I (n=14; male= 6) were paired by gender, age, and body mass index (BMI) to healthy controls to evaluate BMR. To determine the values of VO2 and VCO2 an ergospirometer was used (MedGraphics Cardiorespiratory Diagnostic Systems, model CPX-D). Patients and controls received previous orientation as to fasting and resting and, on the day of the calorimetry, were weighed and measured in order for the BMI to be calculated. Patients did not present any other morbidity, neither were they making use of any medication that could interfere with BMR. In the statistical analyses, BMR in kcal/kg/day was used. RESULTS: The evaluation of the nutritional status showed that, in the group of patients with GD type I, five patients were overweight; the other were eutrophic; in the group of patients with GD type III, two patients were malnourished; one was eutrophic. Nineteen evaluations of BMR were conducted in 17 patients; two patients conducted the evaluation in the period pre-ERT and after 6 months of ERT. Mean age and mean BMI of patients with GD type I and controls were 32.8 ± 17.6 and 32.1 ± 16.6 years and 23.3 ± 3.1 and 22.4 ± 3.1kg/m2, respectively. The age of patients with GD type III was, respectively, 12, 17 and 20 years. Fourteen patients were receiving ERT (mean time of ERT=6.6 ± 5.3 years; mean enzyme dose=27.1 ± 11.7 UI/kg/inf of imiglucerase). The mean BMR of patients with GD type I on TRE (n=12) was 27.1% higher when compared to controls (p=0.007). When compared to patients not on ERT (n=4), the BMR of patients on ERT (n=12) did not show any difference (p=0.92). Comparing the BMR of patients on ERT and that of their controls with the BMR estimated by the Harris-Benedict equation, we observed that patients showed a 6.3% higher BMR than the estimated (p=0.1), while the BMR of their controls was 17.0% lower than the estimated (p=0.001). The BMR of patients with GD type III was, respectively, 14%, 72% and 16% higher than the estimated by the Harris-Benedict equation. No significant association was found between BMR and the following variables: age; weight; height; severity score; amount of enzyme received; age at beginning of ERT; time of treatment; and presence or absence of megalies. The correlation between BMR and BMI was negative and significant, as expected. DISCUSSION/CONCLUSIONS: The nutritional status classified by BMI showed that most patients with GD type I were eutrophic; however, one third of the patients showed pre-obesity. Two of the three patients with GD type III were malnourished. All patients, even on ERT, showed a significantly higher BMR when compared to controls. In conclusion, ERT was not able to normalize the hypermetabolism of these patients.