INTRODUÇÃO: A doença de Gaucher (DG) é um erro inato do metabolismo causado pela atividade deficiente da enzima glicocerebrosidase e subdivide-se em três tipos: tipo I (DG tipo I), que é o mais frequente e não apresenta comprometimento do sistema nervoso central; o II (DG tipo II), agudo e neuronopático; e o III (DG tipo III), subagudo e neuropático. Todos os tipos caracterizam-se pela heterogeneidade clínica, com manifestações de intensidade distintas, tais como: hepatoesplenomegalia, alterações hematológicas e dores ósseas. Alterações no metabolismo energético também são descritas. A terapia de escolha para a DG é a reposição enzimática (TRE). OBJETIVO PRINCIPAL: Avaliar o estado nutricional e a homeostase de energia em pacientes com DG em TRE. MÉTODOS: A presente tese contemplou 4 etapas: Etapa 1) Elaboração de revisão sistemática da literatura sobre aspectos nutricionais da DG tipo I. Etapa 2) Avaliação da coorte de pacientes acompanhados no Centro de Referência para DG do Rio Grande do Sul (CRDG/RS; n= 38; DG tipo I=35; DG tipo III= 3) quanto a dados relativos ao estado nutricional. Etapa 3) Avaliação do gasto energético basal por calorimetria indireta dos pacientes com DG tipo III do CRDG/RS. Etapa 4) Avaliação, por meio de estudo transversal controlado, dos níveis de grelina, leptina e adiponectina de pacientes com DG tipo I do CRDG/RS, com idade superior a 18 anos e em TRE há mais de 6 meses (n=15); os pacientes foram pareado por sexo, idade e IMC com controles hígidos. RESULTADOS: Etapa 1) Foram localizados 175 estudos, dos quais 28 preencheram os critérios de inclusão. Etapa 2) Avaliação da coorte de pacientes acompanhados no Centro de Referência para DG do Rio Grande do Sul (CRDG/RS; n= 38; DG tipo I=35; DG tipo III= 3) quanto a dados relativos ao estado nutricional. Etapa 2) Os dados antropométricos dos pacientes adultos com DG tipo I (n=31) revelaram que quatorze apresentavam sobrepeso ou obesidade grau I e todos os pacientes com idade inferior a 18 anos estavam com peso e estatura adequados. A idade dos pacientes apresentou alta correlação com o IMC e com o nível de ferritina. O IMC apresentou correlação com a ferritina e esta com o colesterol total e com o LDL-colesterol. O colesterol total apresentou correlação com o HDL, com o LDL e uma correlação negativa com a quitotriosidase. O subgrupo que iniciou o tratamento com idade superior a 18 anos (n=16) teve um aumento significativo de IMC após a TRE (p=0,001) e o que iniciou o tratamento antes de 16 anos (n=10) teve um aumento significativo no escore-z para estatura e IMC (p=0,004 e p= 0,032, respectivamente). Etapa 3) Os pacientes com DG tipo III apresentaram hipermetabolismo e dois deles estavam desnutridos. Etapa 4) A mediana dos níveis de grelina, leptina e adiponectina dos pacientes não diferiu da dos controles. Os níveis de grelina e adiponectina apresentaram correlação positiva entre si e com o HDL-colesterol; e inversa com o IMC, circunferência de cintura e triglicerídeos. Os níveis de leptina apresentaram correlação inversa com o LDL-colesterol e direta com o IMC, circunferência da cintura, dose de enzima, triglicerídeos, insulina e HOMA-IR. Oito pacientes preenchiam os critérios para síndrome metabólica, quatro dos quais estavam com resistência à insulina pelo índice HOMA-IR. CONCLUSÕES: Os dados da revisão sistemática indicaram que o tratamento com imiglucerase melhora os índices de crescimento de crianças e adolescentes com DG tipo I o que está em consonância com os dados encontrados nesta coorte. Em relação aos pacientes avaliados, o estado nutricional classificado pelo IMC mostrou que quase metade dos pacientes com DG tipo I estava com excesso de peso e que a TRE parece contribuir para esse achado. O hipermetabolismo em pacientes com DG tipo III parece constituir-se num biomarcador da gravidade da doença. A leptina apresentou alta associação com a insulina e com o índice HOMA-IR, podendo tornar-se um biomarcador para avaliar indícios precoces de resistência à insulina em pacientes com DG. Aumento de peso, síndrome metabólica e resistência à insulina parecem ser frequentes em pacientes com DG tipo I. Estudos adicionais são necessários para investigar as associações encontradas. / INTRODUCTION: Gaucher disease (GD) is an inborn error of metabolism, caused by the deficient activity of the glucocerebrosidase enzyme and is divided into three types: type I, which is the most frequent and does not present neurological compromise; type II, which is acute and neuronopathic; and type III, which is subacute and neuronopathic. All types are characterized by clinical heterogeneity and symptomatic manifestations of varied intensity, such as hepatosplenomegaly, hematologic dysfunction, bone pain; energy homeostasis dysfunction is also present. The choice therapy for GD is enzyme replacement therapy (ERT). OBJECTIVE.To assess the nutritional status and the energy homeostasis in patients affected by Gaucher Disease under enzyme replacement therapy. METHODS.This present study is composed of 4 stages. Stage 1) Systematic literature review on GD type I nutritional aspects. Stage 2) Assessment of data revolving around nutritional status of the patients cohort followed at the GD Reference Center in Rio Grande do Sul(CRDG/RS; n= 38; GD type I=35; GD type III= 3. Stage 3) Assessment of basal energetic expenditure by indirect calorimetry in GD type III patients at CRDG/RS. Stage 4) Assessment, by means of controlled transversal study, of ghrelin, leptin and adiponectin levels in GD- I patients, age over 18 yo and under ERT for at least 6 months (n=15); the patients were pair matched with healthy controls for sex, age and BMI. RESULTS: Stage 1) 175 studies were found, of which 28 met the inclusion criteria. These studies have shown ERT is associated to: growth normalization in children and teenagers with delayed development; partial correction of hypermetabolism and glycemic profile dysfunctions; and increase in weight as well as insulin resistance and development of Diabetes mellitus type 2 in adults. Stage 2) The anthropometric data of adult patients with GD type I (n=31) pointed out fourteen showed overweight or obesity level 1, and all patients aged under 18yo showed adequate weight and height. The patient’s age showed high correlation with BMI and ferritin levels. BMI presented correlation with ferritin and the latter with total cholesterol and LDL- cholesterol. Total cholesterol showed correlation with HDL, with LDL and negative correlation with chitotriosidase. The subgroup comprising those who were over 18 years of age (n=16) at the beginning of treatment had a significant increase in BMI after ERT (p=0,001) and those beginning treatment under the age of 16 showed (n=10) significant increase in the z-score for height and BMI (p=0,004 and p= 0,032, respectively). Stage 3) GD type III patients showed hypermetabolism and two of them (2/3) were malnourished. Stage 4) The median of ghrelin, leptin and adiponectin levels of patients did not differ from that of the controls. The ghrelin and adiponectin levels presented positive correlation between themselves, with HDL-cholesterol, and inverse correlation with BMI, waist circumference, and triglycerides. The leptin levels presented inverse correlation with LDL-cholesterol and direct correlation with BMI, waist circumference, enzyme dose, triglycerides, insulin, and HOMA-IR. Eight patients (n=15) met the criteria for metabolic syndrome, four of which had insulin resistance, as measured by the HOMA-IR index. DISCUSSION AND CONCLUSIONS: Data from the systematic review showed the treatment with imiglucerase improves growth in children and adolescents with GD type I, this meets the findings in this cohort. In relation to the patients assessed, the nutritional status measured by BMI showed that almost half of the GD type I patients were overweight and that ERT seems to contribute to this finding. Hypermetabolism in GD type III patients seems to be a biomarker of the severity of this disease. Leptin presented high association with insulin and with the HOMA-IR index, and may eventually become a biomarker to evaluate early evidence of insulin resistance in GD patients. Weight increase, metabolic syndrome and insulin resistance seem to be frequent in GD type I patients. Further research is necessary to investigate the findings herein researched.

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.

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.

Introdução: As doenças de Gaucher (DG), Fabry (DF) e Mucopolissacaridoses (MPS) constituem-se nos tipos mais frequentes de doenças lisossômicas (DL) tratados por terapia de reposição enzimática (TRE). No Brasil, até o presente momento, não há dados de avaliação da qualidade de vida de pacientes com DL, nem instrumento específico validado paratanto. Objetivo: Avaliar a qualidade de vida (QV) de uma amostra de pacientes brasileiros com DG, DF e MPS por meio da aplicação do questionário SF-36. Método: Estudo transversal observacional. O SF-36 é composto por 8 domínios: capacidade funcional, aspecto físico, dor e estado geral de saúde; vitalidade, aspecto social e saúde mental. O questionário foi aplicado, em uma consulta de rotina no ano de 2008, aos pacientes atendidos no ambulatório de DL do Serviço de Genética Médica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Brasil (SGM/HCPA), com idade igual ou superior a 12 anos e com habilidade cognitiva para preenchimento do mesmo. Resultados: Quarenta e quatro pacientes foram incluídos no estudo (DG= 21, DF=14, MPS= 9; média de idade=27,5±13,7 anos; sexo masculino=27), sendo que 34 (77,2%) estavam em TRE. Considerando a amostra total de pacientes tratados, houve diferença significativa em relação aos domínios capacidade funcional (p=0,036) e estado geral de saúde (p=0,030), sugestiva de melhor QV na DG. Doença de Gaucher: quinze pacientes estavam recebendo TRE com imiglucerase (DG tipo I= 14; DG tipo III= 1; μ tratamento= 8,5±2,5 anos). O domínio com maior pontuação foi saúde mental (μ= 77,3±9,7 para o grupo com TRE, e 72,0±10,8, para o grupo sem TRE); o domínio com menor pontuação foi vitalidade (μ= 67,7±19,9) para o grupo com TRE, e aspectos emocionais (μ= 38,8±44,7) para o grupo sem TRE. A comparação dos pacientes com e sem TRE mostrou que os mesmos diferem somente no domínio “dor” (p= 0,036), cujo escore foi maior entre os pacientes tratados. Doença de Fabry: oito pacientes estavam recebendo TRE com alfagalsidase e 4 com betalgasidase (μ tratamento= 3,5±2,2 anos). Considerando somente os pacientes do sexo masculino (n=10, todos em TRE), o domínio que apresentou maior pontuação foi aspectos emocionais (μ= 66,6±39,4) e o que apresentou menor pontuação foi aspectos físicos (μ= 45,0±40,0. Não foi encontrada diferença estatisticamente significativa entre os grupos recebendo alfagalsidase ou betalgasidase. Para os indivíduos do sexo feminino (n=4, dois em TRE), o domínio que apresentou maior pontuação foi aspectos sociais (μ= 89,8±6,0) e o que apresentou menor pontuação foi estado geral de saúde (μ= 62,2±27,4). Mucopolissacaridoses: nove pacientes foram incluídos (MPS I=3; MPS II=2 MPSIV A= 2, MPS VI=2), sendo que 7 estavam em TRE (MPS I=3; MPS II=2, MPS VI=2; μ tratamento= 4,2 ±2,3 anos). Considerando os pacientes em TRE, a média de pontuação dos domínios variou de 71,4±45,7 (aspectos físicos) a 44,1±21,7 (dor), sendo que em 4 domínios a média foi superior a 60..Entre os pacientes sem TRE, o domínio que apresentou maior pontuação foi aspectos sociais (média= 93,5±6,25) e o que apresentou menor pontuação foi vitalidade (média= 37,5±17,5), sendo que em 5 domínios a média foi superior a 60. Discussão/Conclusão: Embora os nossos achados sejam limitados pelo tamanho amostral, eles sugerem a TRE com imiglucerase tem efeito benéfico na dor apresentada pelos pacientes com DG, e que estes pacientes apresentam melhor QV quando comparados aos pacientes com DF e MPS. Em relação à DF, os escores obtidos foram maiores nas heterozigotas, o que pode ser explicado pela doença ser ligada ao X. Parece existir diferenças tipo-específicas na QV de pacientes com MPS. Estudos adicionais devem ser realizados para confirmar estes achados. / Introduction: Gaucher (GD) and Fabry (FD) disease and mucopolysaccharidosis are the most frequent types of lysosomal storage diseases (LSD) treatable with enzyme replacement therapy (ERT). In Brazil, no data are currently available about the quality of life (QoL) of patients with LSD. Objective: To evaluate QoL in a sample of Brazilian patients with GD, FD and MPS using the SF-36 survey. Method: Observational cross-sectional study. The SF-36 survey was administered to cognitively able patients 12 years or older, who were seen in the Medical Genetics Service of Hospital de Clínicas de Porto Alegre, (SGM/HCPA), Porto Alegre, Brazil. Results: Forty-four patients were included (GD = 21; FD = 14; MPS = 9); mean age was 27.5 ± 13.7 years; and 34 (77.2%) were receiving ERT. The analysis of patients receiving ERT revealed a statistically significant difference in the physical function (p = 0.036) and general health (p = 0.030) domains; results suggests that QoL is better in GD. The comparison of patients with GD on ERT (n= 15) and naïve to ERT (n = 6) revealed differences only in the bodily pain domain (p = 0.036). In the analysis of patients with FD, no significant differences were found in SF-36 scores between male patients receiving agalsidase alpha (n = 7) or agalsidase beta (n = 3); heterozygous women had higher scores than hemizygous individuals. In the group of patients with MPS receiving ERT (MPS I = 3; MPS II = 2; MPS VI = 2), mean domain scores ranged from 71.4 ± 48.7 (role-physical) to 44.1 ± 23.4 (bodily pain), whereas in the group of patients not receiving ERT (MPS IV A = 2), scores ranged from 37.5 ± 24.7 (vitality) to 93.7 ± 8.8 (social functioning). Discussion and Conclusion: Although limited because of the small number of patients included, findings suggest that patients with GD receiving ERT have a better QoL than patients with FD or MPS, and that ERT with imiglucerase has a beneficial effect on pain for patients with GD. In the group of patients with FD, scores were higher in heterozygous women, which may be explained by the fact that FD is an X-linked disorder. There seem to be type-specific QoL differences in the group of patients with MPS. Further studies should be conducted to confirm our findings.

INTRODUÇÃO: A doença de Gaucher (DG) é um erro inato do metabolismo causado pela atividade deficiente da enzima glicocerebrosidase e subdivide-se em três tipos: tipo I (DG tipo I), que é o mais frequente e não apresenta comprometimento do sistema nervoso central; o II (DG tipo II), agudo e neuronopático; e o III (DG tipo III), subagudo e neuropático. Todos os tipos caracterizam-se pela heterogeneidade clínica, com manifestações de intensidade distintas, tais como: hepatoesplenomegalia, alterações hematológicas e dores ósseas. Alterações no metabolismo energético também são descritas. A terapia de escolha para a DG é a reposição enzimática (TRE). OBJETIVO PRINCIPAL: Avaliar o estado nutricional e a homeostase de energia em pacientes com DG em TRE. MÉTODOS: A presente tese contemplou 4 etapas: Etapa 1) Elaboração de revisão sistemática da literatura sobre aspectos nutricionais da DG tipo I. Etapa 2) Avaliação da coorte de pacientes acompanhados no Centro de Referência para DG do Rio Grande do Sul (CRDG/RS; n= 38; DG tipo I=35; DG tipo III= 3) quanto a dados relativos ao estado nutricional. Etapa 3) Avaliação do gasto energético basal por calorimetria indireta dos pacientes com DG tipo III do CRDG/RS. Etapa 4) Avaliação, por meio de estudo transversal controlado, dos níveis de grelina, leptina e adiponectina de pacientes com DG tipo I do CRDG/RS, com idade superior a 18 anos e em TRE há mais de 6 meses (n=15); os pacientes foram pareado por sexo, idade e IMC com controles hígidos. RESULTADOS: Etapa 1) Foram localizados 175 estudos, dos quais 28 preencheram os critérios de inclusão. Etapa 2) Avaliação da coorte de pacientes acompanhados no Centro de Referência para DG do Rio Grande do Sul (CRDG/RS; n= 38; DG tipo I=35; DG tipo III= 3) quanto a dados relativos ao estado nutricional. Etapa 2) Os dados antropométricos dos pacientes adultos com DG tipo I (n=31) revelaram que quatorze apresentavam sobrepeso ou obesidade grau I e todos os pacientes com idade inferior a 18 anos estavam com peso e estatura adequados. A idade dos pacientes apresentou alta correlação com o IMC e com o nível de ferritina. O IMC apresentou correlação com a ferritina e esta com o colesterol total e com o LDL-colesterol. O colesterol total apresentou correlação com o HDL, com o LDL e uma correlação negativa com a quitotriosidase. O subgrupo que iniciou o tratamento com idade superior a 18 anos (n=16) teve um aumento significativo de IMC após a TRE (p=0,001) e o que iniciou o tratamento antes de 16 anos (n=10) teve um aumento significativo no escore-z para estatura e IMC (p=0,004 e p= 0,032, respectivamente). Etapa 3) Os pacientes com DG tipo III apresentaram hipermetabolismo e dois deles estavam desnutridos. Etapa 4) A mediana dos níveis de grelina, leptina e adiponectina dos pacientes não diferiu da dos controles. Os níveis de grelina e adiponectina apresentaram correlação positiva entre si e com o HDL-colesterol; e inversa com o IMC, circunferência de cintura e triglicerídeos. Os níveis de leptina apresentaram correlação inversa com o LDL-colesterol e direta com o IMC, circunferência da cintura, dose de enzima, triglicerídeos, insulina e HOMA-IR. Oito pacientes preenchiam os critérios para síndrome metabólica, quatro dos quais estavam com resistência à insulina pelo índice HOMA-IR. CONCLUSÕES: Os dados da revisão sistemática indicaram que o tratamento com imiglucerase melhora os índices de crescimento de crianças e adolescentes com DG tipo I o que está em consonância com os dados encontrados nesta coorte. Em relação aos pacientes avaliados, o estado nutricional classificado pelo IMC mostrou que quase metade dos pacientes com DG tipo I estava com excesso de peso e que a TRE parece contribuir para esse achado. O hipermetabolismo em pacientes com DG tipo III parece constituir-se num biomarcador da gravidade da doença. A leptina apresentou alta associação com a insulina e com o índice HOMA-IR, podendo tornar-se um biomarcador para avaliar indícios precoces de resistência à insulina em pacientes com DG. Aumento de peso, síndrome metabólica e resistência à insulina parecem ser frequentes em pacientes com DG tipo I. Estudos adicionais são necessários para investigar as associações encontradas. / INTRODUCTION: Gaucher disease (GD) is an inborn error of metabolism, caused by the deficient activity of the glucocerebrosidase enzyme and is divided into three types: type I, which is the most frequent and does not present neurological compromise; type II, which is acute and neuronopathic; and type III, which is subacute and neuronopathic. All types are characterized by clinical heterogeneity and symptomatic manifestations of varied intensity, such as hepatosplenomegaly, hematologic dysfunction, bone pain; energy homeostasis dysfunction is also present. The choice therapy for GD is enzyme replacement therapy (ERT). OBJECTIVE.To assess the nutritional status and the energy homeostasis in patients affected by Gaucher Disease under enzyme replacement therapy. METHODS.This present study is composed of 4 stages. Stage 1) Systematic literature review on GD type I nutritional aspects. Stage 2) Assessment of data revolving around nutritional status of the patients cohort followed at the GD Reference Center in Rio Grande do Sul(CRDG/RS; n= 38; GD type I=35; GD type III= 3. Stage 3) Assessment of basal energetic expenditure by indirect calorimetry in GD type III patients at CRDG/RS. Stage 4) Assessment, by means of controlled transversal study, of ghrelin, leptin and adiponectin levels in GD- I patients, age over 18 yo and under ERT for at least 6 months (n=15); the patients were pair matched with healthy controls for sex, age and BMI. RESULTS: Stage 1) 175 studies were found, of which 28 met the inclusion criteria. These studies have shown ERT is associated to: growth normalization in children and teenagers with delayed development; partial correction of hypermetabolism and glycemic profile dysfunctions; and increase in weight as well as insulin resistance and development of Diabetes mellitus type 2 in adults. Stage 2) The anthropometric data of adult patients with GD type I (n=31) pointed out fourteen showed overweight or obesity level 1, and all patients aged under 18yo showed adequate weight and height. The patient’s age showed high correlation with BMI and ferritin levels. BMI presented correlation with ferritin and the latter with total cholesterol and LDL- cholesterol. Total cholesterol showed correlation with HDL, with LDL and negative correlation with chitotriosidase. The subgroup comprising those who were over 18 years of age (n=16) at the beginning of treatment had a significant increase in BMI after ERT (p=0,001) and those beginning treatment under the age of 16 showed (n=10) significant increase in the z-score for height and BMI (p=0,004 and p= 0,032, respectively). Stage 3) GD type III patients showed hypermetabolism and two of them (2/3) were malnourished. Stage 4) The median of ghrelin, leptin and adiponectin levels of patients did not differ from that of the controls. The ghrelin and adiponectin levels presented positive correlation between themselves, with HDL-cholesterol, and inverse correlation with BMI, waist circumference, and triglycerides. The leptin levels presented inverse correlation with LDL-cholesterol and direct correlation with BMI, waist circumference, enzyme dose, triglycerides, insulin, and HOMA-IR. Eight patients (n=15) met the criteria for metabolic syndrome, four of which had insulin resistance, as measured by the HOMA-IR index. DISCUSSION AND CONCLUSIONS: Data from the systematic review showed the treatment with imiglucerase improves growth in children and adolescents with GD type I, this meets the findings in this cohort. In relation to the patients assessed, the nutritional status measured by BMI showed that almost half of the GD type I patients were overweight and that ERT seems to contribute to this finding. Hypermetabolism in GD type III patients seems to be a biomarker of the severity of this disease. Leptin presented high association with insulin and with the HOMA-IR index, and may eventually become a biomarker to evaluate early evidence of insulin resistance in GD patients. Weight increase, metabolic syndrome and insulin resistance seem to be frequent in GD type I patients. Further research is necessary to investigate the findings herein researched.

Introdução: As doenças de Gaucher (DG), Fabry (DF) e Mucopolissacaridoses (MPS) constituem-se nos tipos mais frequentes de doenças lisossômicas (DL) tratados por terapia de reposição enzimática (TRE). No Brasil, até o presente momento, não há dados de avaliação da qualidade de vida de pacientes com DL, nem instrumento específico validado paratanto. Objetivo: Avaliar a qualidade de vida (QV) de uma amostra de pacientes brasileiros com DG, DF e MPS por meio da aplicação do questionário SF-36. Método: Estudo transversal observacional. O SF-36 é composto por 8 domínios: capacidade funcional, aspecto físico, dor e estado geral de saúde; vitalidade, aspecto social e saúde mental. O questionário foi aplicado, em uma consulta de rotina no ano de 2008, aos pacientes atendidos no ambulatório de DL do Serviço de Genética Médica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Brasil (SGM/HCPA), com idade igual ou superior a 12 anos e com habilidade cognitiva para preenchimento do mesmo. Resultados: Quarenta e quatro pacientes foram incluídos no estudo (DG= 21, DF=14, MPS= 9; média de idade=27,5±13,7 anos; sexo masculino=27), sendo que 34 (77,2%) estavam em TRE. Considerando a amostra total de pacientes tratados, houve diferença significativa em relação aos domínios capacidade funcional (p=0,036) e estado geral de saúde (p=0,030), sugestiva de melhor QV na DG. Doença de Gaucher: quinze pacientes estavam recebendo TRE com imiglucerase (DG tipo I= 14; DG tipo III= 1; μ tratamento= 8,5±2,5 anos). O domínio com maior pontuação foi saúde mental (μ= 77,3±9,7 para o grupo com TRE, e 72,0±10,8, para o grupo sem TRE); o domínio com menor pontuação foi vitalidade (μ= 67,7±19,9) para o grupo com TRE, e aspectos emocionais (μ= 38,8±44,7) para o grupo sem TRE. A comparação dos pacientes com e sem TRE mostrou que os mesmos diferem somente no domínio “dor” (p= 0,036), cujo escore foi maior entre os pacientes tratados. Doença de Fabry: oito pacientes estavam recebendo TRE com alfagalsidase e 4 com betalgasidase (μ tratamento= 3,5±2,2 anos). Considerando somente os pacientes do sexo masculino (n=10, todos em TRE), o domínio que apresentou maior pontuação foi aspectos emocionais (μ= 66,6±39,4) e o que apresentou menor pontuação foi aspectos físicos (μ= 45,0±40,0. Não foi encontrada diferença estatisticamente significativa entre os grupos recebendo alfagalsidase ou betalgasidase. Para os indivíduos do sexo feminino (n=4, dois em TRE), o domínio que apresentou maior pontuação foi aspectos sociais (μ= 89,8±6,0) e o que apresentou menor pontuação foi estado geral de saúde (μ= 62,2±27,4). Mucopolissacaridoses: nove pacientes foram incluídos (MPS I=3; MPS II=2 MPSIV A= 2, MPS VI=2), sendo que 7 estavam em TRE (MPS I=3; MPS II=2, MPS VI=2; μ tratamento= 4,2 ±2,3 anos). Considerando os pacientes em TRE, a média de pontuação dos domínios variou de 71,4±45,7 (aspectos físicos) a 44,1±21,7 (dor), sendo que em 4 domínios a média foi superior a 60..Entre os pacientes sem TRE, o domínio que apresentou maior pontuação foi aspectos sociais (média= 93,5±6,25) e o que apresentou menor pontuação foi vitalidade (média= 37,5±17,5), sendo que em 5 domínios a média foi superior a 60. Discussão/Conclusão: Embora os nossos achados sejam limitados pelo tamanho amostral, eles sugerem a TRE com imiglucerase tem efeito benéfico na dor apresentada pelos pacientes com DG, e que estes pacientes apresentam melhor QV quando comparados aos pacientes com DF e MPS. Em relação à DF, os escores obtidos foram maiores nas heterozigotas, o que pode ser explicado pela doença ser ligada ao X. Parece existir diferenças tipo-específicas na QV de pacientes com MPS. Estudos adicionais devem ser realizados para confirmar estes achados. / Introduction: Gaucher (GD) and Fabry (FD) disease and mucopolysaccharidosis are the most frequent types of lysosomal storage diseases (LSD) treatable with enzyme replacement therapy (ERT). In Brazil, no data are currently available about the quality of life (QoL) of patients with LSD. Objective: To evaluate QoL in a sample of Brazilian patients with GD, FD and MPS using the SF-36 survey. Method: Observational cross-sectional study. The SF-36 survey was administered to cognitively able patients 12 years or older, who were seen in the Medical Genetics Service of Hospital de Clínicas de Porto Alegre, (SGM/HCPA), Porto Alegre, Brazil. Results: Forty-four patients were included (GD = 21; FD = 14; MPS = 9); mean age was 27.5 ± 13.7 years; and 34 (77.2%) were receiving ERT. The analysis of patients receiving ERT revealed a statistically significant difference in the physical function (p = 0.036) and general health (p = 0.030) domains; results suggests that QoL is better in GD. The comparison of patients with GD on ERT (n= 15) and naïve to ERT (n = 6) revealed differences only in the bodily pain domain (p = 0.036). In the analysis of patients with FD, no significant differences were found in SF-36 scores between male patients receiving agalsidase alpha (n = 7) or agalsidase beta (n = 3); heterozygous women had higher scores than hemizygous individuals. In the group of patients with MPS receiving ERT (MPS I = 3; MPS II = 2; MPS VI = 2), mean domain scores ranged from 71.4 ± 48.7 (role-physical) to 44.1 ± 23.4 (bodily pain), whereas in the group of patients not receiving ERT (MPS IV A = 2), scores ranged from 37.5 ± 24.7 (vitality) to 93.7 ± 8.8 (social functioning). Discussion and Conclusion: Although limited because of the small number of patients included, findings suggest that patients with GD receiving ERT have a better QoL than patients with FD or MPS, and that ERT with imiglucerase has a beneficial effect on pain for patients with GD. In the group of patients with FD, scores were higher in heterozygous women, which may be explained by the fact that FD is an X-linked disorder. There seem to be type-specific QoL differences in the group of patients with MPS. Further studies should be conducted to confirm our findings.

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.

There is an unmet need to develop and test treatments for rare lysosomal disease (LD). Most LDs are present in childhood and do not currently have approved therapies. Rare diseases individually are uncommon but taken together account for a population prevalence of 3.5-5.9% worldwide. Due to their rarity, it often takes significant time and effort to diagnose rare diseases. New diagnostic tools, especially for early detection, will offer an advantage in avoiding this diagnostic odyssey. This dissertation is focused on investigating novel diagnostic and treatment methods in vitro for two neurodegenerative LDs: Gaucher disease (GD) and mucopolysaccharidosis IIIB (MPS IIIB). Mutations in NAGLU and GBA1, the genes that encode for lysosomal hydrolases required for degradation of heparan sulfate and glucocerebrosides, lead to the observed pathogenesis in MPS IIIB and GD, respectively. Since many LDs, including MPS IIIB and some forms of GD, are neurodegenerative, cell and gene-based therapeutic strategies are of significant interest. Therapeutics that offer some symptom mitigation in other LDs, such as enzyme replacement or substrate reduction therapies, do not offer appreciable disease mitigation in MPS IIIB or neurodegenerative GD. Here, a novel compound heterozygous mutation, NAGLUY140C/R297X, that results in approximately 50% residual NAGLU protein and 0.6% NAGLU enzyme activity is reported in NAGLU. Furthermore, a RFLP and site-directed mutagenesis strategy was developed to identify the presence of the relatively common p.R297X mutation in patient cell samples, in addition to two other novel molecular assays for the detection of the p.E153K mutation in NAGLU and p.N370S mutation in GBA1. MPS IIIB and GD human skin fibroblasts were reprogrammed to iPSCs using non-integrating Sendai viral vectors with a reprogramming efficiency of 0.2% and 0.3%, respectively. Resulting iPS cell lines were confirmed as being pluripotent through a barrage of analyses for markers of pluripotency and differentiation. Intriguingly, early passage MPS IIIB iPSCs were found to exhibit increased cell death and spontaneous differentiation to embryoid body-like structures, which was hypothesized to be caused by fibroblast growth factor 2 (FGF2) sequestration or degradation due to inherent heparan sulfate dysregulation. Supplemental FGF2 (100 ng/mL) was found to significantly increase confluency of MPS IIIB iPSCs after 48 hours (n = 5, p ≤ 0.05) and persisting to 96 hrs (n = 5, p ≤ 0.05), thus providing evidence for an important role of FGF2-heparan sulfate interactions in the maintenance of stem cell pluripotency. These findings highlight the importance of considering inherent disease pathology when developing disease models. Three genome editing strategies, CRISPR-Cas9, base and prime editing, are addressed throughout this dissertation. Genome editing outcomes in NAGLU and GBA1, as well as a control gene, HPRT1, are reported in HEK293 cells, human skin fibroblasts, and induced pluripotent stem cells (iPSCs). Although CRISPR-HDR failed to yield mutation correction, base editing of the common p.N370S (c.1226 A>G) in GD skin fibroblasts using with 42% efficiency is reported. Base editing of HPRT1 in HEK293 cells with an overall editing efficiency of 6 ± 0.5% (n = 3), but interestingly, when base editing at the centered nucleotide was analyzed, the editing efficiency increases to 27 ± 4.3% (n = 3). These findings align with other reports of a centered nucleotide preference for base editors and will help direct genome editing strategies in the future. This dissertation describes the first genome editing in NAGLU, and the first base editing in GBA1, and underscores the importance of optimizing genome editing strategies when targeting disease-causing mutations in patient-derived cells. The findings reported here will direct future genome editing strategies for developing cell and gene-based therapies for MPS IIIB and GD. / Graduate / 2021-12-15

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A Doença de Gaucher (DG) é a Doença Lisossômica de Depósito mais frequente com prevalência de 1:50.000. Ela é causada pela deficiência da betaglicosidase ácida (GBA), gerando acúmulo de glicosilceramidas (glicocerebrosídio) nos lisossomos. Outra enzima relacionada é a quitotriosidase (QT), onde a atividade está aumentada nos pacientes em até 1000 vezes. Atualmente o diagnóstico é baseado na atividade específica de enzimas em leucócitos ou fibroblastos. O uso de sangue impregnado em papel filtro (SPF) vem sendo ampliado, porém somente como forma de triagem, pois não há forma validada de estabelecer a atividade específica da enzima. A utilização de sangue em papel filtro tem diversas vantagens, tais como: fácil transporte, fácil armazenagem das amostras, menor volume de reação e segurança de manipulação das amostras. Esse estudo tem como objetivo validar técnicas fluorimétricas para o estabelecimento da atividade específica da GBA e QT em sangue impregnado em papel filtro eluido com tampão universal (20 mmol/L de fosfato de sódio, pH 7,0) através da correção do volume amostral pela quantificação de proteínas totais. Além disso, foram miniaturizadas as técnicas padrão para a triagem em SPF e as técnicas confirmatórias padrão ouro em leucócitos da DG. Foram estabelecidos novos valores de referência para todas as técnicas estabelecidas. Foi possível diferenciar os controles saudáveis dos pacientes com DG utilizando as técnicas miniaturizadas em SPF e leucócitos. A atividade específica em SPF se mostrou valida e os coeficientes de variação foram considerados aceitáveis. A estabilidade enzimática foi analisada por 21 dias de armazenamento a 4°C e foi observado que a há um decaimento da atividade da GBA, mas não da QT. Deste modo a atividade específica em SPF pode ser utilizada de forma confiável como método de triagem e confirmação do diagnóstico de DG. / Gaucher disease (GD) is the most frequent Lysosomal Storage Disorder with a prevalence of 1:50,000. It is caused by the deficiency of acid betaglucosidase (GBA), generating glucosylceramide (glucocerebroside) accumulation in the lysosomes. Another enzyme related to GD is chitotriosidase (CT), which activity is increased in patients up to 1000 times. Currently the diagnosis is based on the specific activity of enzymes in leukocytes or fibroblasts. The use of dried blood spots (DBS) has been extended, but only as screening, because there is no validated specific activity of the enzymes. The use of DBS has several advantages, such as easy transport and easy storage of samples, smaller reaction volume and safety of handling samples. This study aims to validate fluorometric techniques for establishing specific activity of the GBA and CT in DBS eluted with universal buffer (20 mmol/L sodium phosphate, pH7.0) by correcting for sample volume quantification of total protein. Moreover, standard screening techniques in DBS and standard diagnosis techniques in leukocytes for GD have been miniaturized. New reference values and cut-off points were established for all techniques. It was possible to differentiate healthy controls from patients with GD using miniaturized techniques in DBS and leukocytes. The specific activity of DBS proved valid and coefficients of variation were acceptable. The enzymatic stability was analyzed by 21 days of storage at 4° C and it was observed that there is a decrease of the activity of GBA, but not of CT. Thus the specific activity on DBS can be used as a reliable screening method and as diagnosis of GD.