Erratum inserted on front fly leaf. / Bibliography: p. 283-315. / xiv, 315 p., [3] leaves of plates : ill. (one col.) ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / To establish whether altered sulphation in cystic fibrosis could be demonstrated in different experimental systems, by focusing on glycosaminoglycans. The second aim was to establish the molecular basis for such a phenomenon. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Paediatrics, 1995

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., 2003. / Härtill 5 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2006. / Härtill 3 uppsatser.

Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 1998. / Includes bibliographical references (leaf 133-171).

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2008. / Härtill 4 uppsatser.

A mucopolissacaridose tipo I (MPS I) é uma doença genética autossômica recessiva, causada pela deficiência da enzima lisossomal α-L-iduronidase (IDUA), envolvida na degradação de dermatan e heparan sulfato. O acúmulo desses substratos nas células provoca inúmeras e variadas manifestações clínicas, acarretando diferentes formas da doença, as quais estão divididas de acordo com a sua gravidade: forma atenuada (Síndrome de Scheie – MPS I S), forma intermediária (Síndrome de Hurler-Scheie – MPS I SH) e forma grave (Síndrome de Hurler – MPS I H). O diagnóstico molecular precoce e preciso pode ser feito pela análise de DNA. Entretanto, como essa abordagem despende bastante tempo e recursos, procurou-se estabelecer uma estratégia mais eficiente de diagnóstico molecular. Inicialmente foi feita a comparação entre a metodologia tradicional e a análise por RNA através de levantamentos comparativos de tempo e custos de ambas as metodologias. A seguir, foi realizada a padronização e a validação dessa técnica. A padronização foi realizada em plasmídeo contendo cDNA de IDUA e a sua validação foi feita utilizando-se sangue e/ou fibroblastos de pacientes com diagnóstico molecular já estabelecido pela metodologia tradicional. Finalmente, foi sugerida uma nova abordagem otimizada de análise de DNA através da análise das freqüências de mutações descritas na literatura. O estudo do RNA pareceu, num primeiro momento, bastante vantajoso, sendo realizado em menos tempo e com custo reduzido para a genotipagem completa do gene. Para pesquisa das mutações comuns, a análise por RNA teve um custo mais alto, porém uma redução de 60% no tempo de processamento. Passou-se para a padronização da técnica, que foi realizada com sucesso. Entretanto, na etapa de validação observou-se que em pacientes com mutações sem sentido ou que alteram o sítio de splice, não são corretamente diagnosticados através dessa metodologia. Apenas as mutações com sentido trocado aparecem claramente, porém ainda assim pacientes heterozigotos compostos para essas mutações e uma mutação sem sentido são incorretamente diagnosticados como homozigotos, devido à falha de amplificação do alelo com mutação sem sentido. Como a abordagem proposta inicialmente não foi satisfatória, procurou-se uma estratégia otimizada de análise de DNA através do seqüenciamento direto de éxons com maior freqüência de mutações. Essa nova abordagem utilizando DNA ainda necessita ser validada em uma amostra de pacientes para que se possa conhecer o seu real impacto no tempo e custo do diagnóstico molecular de pacientes com MPS I. / Mucopolisaccharidosis type I (MPS I) is an autosomal recessive genetic disorder caused by the deficiency of the lysosomal enzyme α-L-iduronidase (IDUA), responsible for the degradation of dermatan and heparan sulfate. The storage of these undegraded or partially degraded substrates causes the various clinical manifestations of the disease that can be classified into three main forms: Scheie Syndrome (MPS I S), the attenuated form; Hurler- Scheie Syndrome (MPS I HS), the intermediate form; and Hurler Syndrome (MPS I H), the severe form. Early and precise molecular diagnosis can be performed by DNA analysis. However, as this methodology is time and resource-consuming, more efficient approaches are needed. Initially, a comparison between the traditional DNA analysis and RNA-based analysis was performed for each step of both techniques. Then, the RNA-based technique was set up using a plasmid with IDUA cDNA and validated on patients with molecular diagnosis already performed by DNA analysis. Finally, an optimized strategy for DNA-based analysis based on the mutation frequencies was proposed. In comparison with DNA-based analysis, RNA studies seem more advantageous, as it is less expensive and faster for whole gene sequencing. For the screening of common mutations it is more expensive but 60% less time-consuming. This technique was successfully set-up. However, at the validation step it was noticed that nonsense and splice site mutations are not correctly diagnosed by this methodology. Missense mutations can be clearly identified even though compound heterozygotes with nonsense mutations are wrongly diagnosed as homozygotes due to amplification failure of the nonsense carrying allele. As this approach was considered unsuitable for the analysis of MPS I patients, a new optimized strategy based on direct sequencing of selected exons was suggested. This approach still needs to be validated in a sample of patients so that its real impact on molecular diagnosis of MPS I can be established.

A mucopolissacaridose tipo I (MPS I) é uma doença genética autossômica recessiva, causada pela deficiência da enzima lisossomal α-L-iduronidase (IDUA), envolvida na degradação de dermatan e heparan sulfato. O acúmulo desses substratos nas células provoca inúmeras e variadas manifestações clínicas, acarretando diferentes formas da doença, as quais estão divididas de acordo com a sua gravidade: forma atenuada (Síndrome de Scheie – MPS I S), forma intermediária (Síndrome de Hurler-Scheie – MPS I SH) e forma grave (Síndrome de Hurler – MPS I H). O diagnóstico molecular precoce e preciso pode ser feito pela análise de DNA. Entretanto, como essa abordagem despende bastante tempo e recursos, procurou-se estabelecer uma estratégia mais eficiente de diagnóstico molecular. Inicialmente foi feita a comparação entre a metodologia tradicional e a análise por RNA através de levantamentos comparativos de tempo e custos de ambas as metodologias. A seguir, foi realizada a padronização e a validação dessa técnica. A padronização foi realizada em plasmídeo contendo cDNA de IDUA e a sua validação foi feita utilizando-se sangue e/ou fibroblastos de pacientes com diagnóstico molecular já estabelecido pela metodologia tradicional. Finalmente, foi sugerida uma nova abordagem otimizada de análise de DNA através da análise das freqüências de mutações descritas na literatura. O estudo do RNA pareceu, num primeiro momento, bastante vantajoso, sendo realizado em menos tempo e com custo reduzido para a genotipagem completa do gene. Para pesquisa das mutações comuns, a análise por RNA teve um custo mais alto, porém uma redução de 60% no tempo de processamento. Passou-se para a padronização da técnica, que foi realizada com sucesso. Entretanto, na etapa de validação observou-se que em pacientes com mutações sem sentido ou que alteram o sítio de splice, não são corretamente diagnosticados através dessa metodologia. Apenas as mutações com sentido trocado aparecem claramente, porém ainda assim pacientes heterozigotos compostos para essas mutações e uma mutação sem sentido são incorretamente diagnosticados como homozigotos, devido à falha de amplificação do alelo com mutação sem sentido. Como a abordagem proposta inicialmente não foi satisfatória, procurou-se uma estratégia otimizada de análise de DNA através do seqüenciamento direto de éxons com maior freqüência de mutações. Essa nova abordagem utilizando DNA ainda necessita ser validada em uma amostra de pacientes para que se possa conhecer o seu real impacto no tempo e custo do diagnóstico molecular de pacientes com MPS I. / Mucopolisaccharidosis type I (MPS I) is an autosomal recessive genetic disorder caused by the deficiency of the lysosomal enzyme α-L-iduronidase (IDUA), responsible for the degradation of dermatan and heparan sulfate. The storage of these undegraded or partially degraded substrates causes the various clinical manifestations of the disease that can be classified into three main forms: Scheie Syndrome (MPS I S), the attenuated form; Hurler- Scheie Syndrome (MPS I HS), the intermediate form; and Hurler Syndrome (MPS I H), the severe form. Early and precise molecular diagnosis can be performed by DNA analysis. However, as this methodology is time and resource-consuming, more efficient approaches are needed. Initially, a comparison between the traditional DNA analysis and RNA-based analysis was performed for each step of both techniques. Then, the RNA-based technique was set up using a plasmid with IDUA cDNA and validated on patients with molecular diagnosis already performed by DNA analysis. Finally, an optimized strategy for DNA-based analysis based on the mutation frequencies was proposed. In comparison with DNA-based analysis, RNA studies seem more advantageous, as it is less expensive and faster for whole gene sequencing. For the screening of common mutations it is more expensive but 60% less time-consuming. This technique was successfully set-up. However, at the validation step it was noticed that nonsense and splice site mutations are not correctly diagnosed by this methodology. Missense mutations can be clearly identified even though compound heterozygotes with nonsense mutations are wrongly diagnosed as homozygotes due to amplification failure of the nonsense carrying allele. As this approach was considered unsuitable for the analysis of MPS I patients, a new optimized strategy based on direct sequencing of selected exons was suggested. This approach still needs to be validated in a sample of patients so that its real impact on molecular diagnosis of MPS I can be established.

A osteoartrite é a causa mais comum de claudicação em cavalos e, frequentemente está associada com a queda de desempenho e abandono precoce das atividades esportivas. Numerosos estudos têm investigado o potencial da função dos condroprotetores na desaceleração do processo degenerativo e no reparo da cartilagem articular. A finalidade deste estudo foi investigar o efeito da administração oral de glucosamina, condroitim sulfato e ácido hialurônico associados sobre a evolução clínica, radiológica, e glicosaminoglicanos (GAGs) da urina, do líquido sinovial e sérico de cavalos acometidos por osteoartrite. Foram utilizados seis equinos, com idades entre seis e doze anos, machos ou fêmeas, submetidos ao mesmo manejo nutricional. Estes animais receberam doses diárias de condroitim sulfato (CS) (2,8 g), ácido hialurônico (AH) (0,1g), glucosamina (3,1 g), via oral, por 25 dias. Exames clínicos e radiográficos foram realizados anteriormente e após o tratamento. Amostras de urina, líquido sinovial, e sangue foram coletados antes da primeira administração do suplemento; a cada 5 dias durante o tratamento e a cada 7 dias após o tratamento, durante 55 dias. Os glicosaminoglicanos urinários foram identificados por eletroforese em gel de agarose após cromatografia de troca iônica e quantificados por densitometria. A determinação de AH sérico foi realizada por ELISA. Após proteólise do líquido sinovial o CS e a AH foram igualmente identificados por eletroforese e quantificados por densitometria. No início do experimento, as concentrações médias urinárias de CS, DS, HS e GAGs totais (2,96 mg/l, 0,66 mg/l, 0,42 mg/l, 4,05 mg/l respectivamente) foram inferiores as médias urinárias, logo após o tratamento (5,38 mg/l, 1,30 mg/l, 0,96 mg/l, 7,64 mg/l respectivamente) (p<0,05) e similares após 30 dias (4,24 mg/l, 1,09 mg/l, 0,36 mg/l, 5,69 mg/l). A concentração sérica de AH aumentou após o tratamento e ao final do experimento em relação do início dos mesmos (10,61 ng/ml, 12,58 ng/ml, 21,08 ng/ml respectivamente) (p<0,05). O CS do líquido sinovial apresentou comportamento similar ao CS urinário (início: 76,13 µg/ml, final do tratamento: 93,05 µg/ml, final do experimento: 61,61µg/ml). Já o AH no líquido sinovial não sofreu alterações significativas (início: 440,07 µg/ml, final do tratamento: 351,15 µg/ml, final do experimento: 375,99 µg/ml) apesar da tendência a diminuição. Concluiu-se que a administração oral de glucosamina, CS e AH associados apresenta uma tendência ao aumento dos GAGs urinários e do CS do líquido sinovial imediatamente após o tratamento, com diminuição até 30 dias; aumento sérico do AH e manutenção da concentração de AH no líquido sinovial, com tendência a diminuição. / Osteoarthritis is the most common cause of lameness in horses, and often is frequently associated with poor performance and early end of sports activities. Numerous studies have investigated the potential function of chondroprotective drugs in slow down the degenerative process and helping to repair the joint cartilages. The purpose of this study was to investigate the effect of oral administration of glucosamine, chondroitin sulfate and hyaluronic acid associated with the clinical, radiological, and urinary glycosaminoglycans (GAGs), in the serum and synovial fluid of horses affected by osteoarthritis. We used six horses, aged between six and twelve years old, male or female, undergoing the same nutritional management. These animals received daily doses of condroitim sulfate (CS) (2.8 g), hyaluronic acid (HA) (0.1 g), glucosamine (3.1 g), oral route, for 25 days. Clinical and radiographic examinations were performed before and at the end of treatment. Samples of urine, synovial fluid and serum were collected before the first administration of the supplement, and every 5 days during the treatment and every 7 days after the end of the treatment, for a total of 55 days. The urinary glycosaminoglycans have been identified for agarose gel electrophoresis after ion-exchange chromatography on Q-Sepharose and quantified by densitometry. The determination of serum HA was performed by ELISA. After the sinovial liquid proteolysis the CS and the HA have been equally identified for eletrophoresis and quantified by densitometry. In the beginning of this study the avarage of urinary concentrations of CS, DS, HS and total GAGs (2.96 mg/l, 0.66 mg/l, 0.42 mg/l, 4.05 mg/l respectively) have been inferior the urinary averages, right after the treatment (5.38 mg/l, 1.30 mg/l, 0.96 mg/l, 7.64 mg/l respectively)(p< 0,05) and similar after 30 days (4.24 mg/l, 1.09 mg/l, 0.36 mg/l, 5.69 mg/l respectively). The HA serum concentration increased after treatment and the end of the experiment regarding the inicial values (10.61 ng/ml, 12.58 ng/ml, 21.08 ng/ml respectively) (p<0.05). The synovial fluid CS showed a similar behavior to the urinary CS (beginning: 76.13 µg/ml, end of treatment: 93.05 µg/ml, end of the experiment: 61.61 µg/ml). But the synovial fluid HA did not change significantly (beginning: 440.07 µg/ml, end of treatment: 351.15 µg/ml, end of the experiment: 375.99 µg/ml) despite the tendency to decrease. It was concluded that oral administration of glucosamine, CS and HA associated shows a tendency to increase the urinary GAGs and CS in the synovial fluid immediately after treatment, with reduction in 30 days; increase of serum HA and maintenance of the concentration of HA in synovial fluid, with a tendency to decrease.

A mucopolissacaridose tipo I (MPS I) é uma doença genética autossômica recessiva, causada pela deficiência da enzima lisossomal α-L-iduronidase (IDUA), envolvida na degradação de dermatan e heparan sulfato. O acúmulo desses substratos nas células provoca inúmeras e variadas manifestações clínicas, acarretando diferentes formas da doença, as quais estão divididas de acordo com a sua gravidade: forma atenuada (Síndrome de Scheie – MPS I S), forma intermediária (Síndrome de Hurler-Scheie – MPS I SH) e forma grave (Síndrome de Hurler – MPS I H). O diagnóstico molecular precoce e preciso pode ser feito pela análise de DNA. Entretanto, como essa abordagem despende bastante tempo e recursos, procurou-se estabelecer uma estratégia mais eficiente de diagnóstico molecular. Inicialmente foi feita a comparação entre a metodologia tradicional e a análise por RNA através de levantamentos comparativos de tempo e custos de ambas as metodologias. A seguir, foi realizada a padronização e a validação dessa técnica. A padronização foi realizada em plasmídeo contendo cDNA de IDUA e a sua validação foi feita utilizando-se sangue e/ou fibroblastos de pacientes com diagnóstico molecular já estabelecido pela metodologia tradicional. Finalmente, foi sugerida uma nova abordagem otimizada de análise de DNA através da análise das freqüências de mutações descritas na literatura. O estudo do RNA pareceu, num primeiro momento, bastante vantajoso, sendo realizado em menos tempo e com custo reduzido para a genotipagem completa do gene. Para pesquisa das mutações comuns, a análise por RNA teve um custo mais alto, porém uma redução de 60% no tempo de processamento. Passou-se para a padronização da técnica, que foi realizada com sucesso. Entretanto, na etapa de validação observou-se que em pacientes com mutações sem sentido ou que alteram o sítio de splice, não são corretamente diagnosticados através dessa metodologia. Apenas as mutações com sentido trocado aparecem claramente, porém ainda assim pacientes heterozigotos compostos para essas mutações e uma mutação sem sentido são incorretamente diagnosticados como homozigotos, devido à falha de amplificação do alelo com mutação sem sentido. Como a abordagem proposta inicialmente não foi satisfatória, procurou-se uma estratégia otimizada de análise de DNA através do seqüenciamento direto de éxons com maior freqüência de mutações. Essa nova abordagem utilizando DNA ainda necessita ser validada em uma amostra de pacientes para que se possa conhecer o seu real impacto no tempo e custo do diagnóstico molecular de pacientes com MPS I. / Mucopolisaccharidosis type I (MPS I) is an autosomal recessive genetic disorder caused by the deficiency of the lysosomal enzyme α-L-iduronidase (IDUA), responsible for the degradation of dermatan and heparan sulfate. The storage of these undegraded or partially degraded substrates causes the various clinical manifestations of the disease that can be classified into three main forms: Scheie Syndrome (MPS I S), the attenuated form; Hurler- Scheie Syndrome (MPS I HS), the intermediate form; and Hurler Syndrome (MPS I H), the severe form. Early and precise molecular diagnosis can be performed by DNA analysis. However, as this methodology is time and resource-consuming, more efficient approaches are needed. Initially, a comparison between the traditional DNA analysis and RNA-based analysis was performed for each step of both techniques. Then, the RNA-based technique was set up using a plasmid with IDUA cDNA and validated on patients with molecular diagnosis already performed by DNA analysis. Finally, an optimized strategy for DNA-based analysis based on the mutation frequencies was proposed. In comparison with DNA-based analysis, RNA studies seem more advantageous, as it is less expensive and faster for whole gene sequencing. For the screening of common mutations it is more expensive but 60% less time-consuming. This technique was successfully set-up. However, at the validation step it was noticed that nonsense and splice site mutations are not correctly diagnosed by this methodology. Missense mutations can be clearly identified even though compound heterozygotes with nonsense mutations are wrongly diagnosed as homozygotes due to amplification failure of the nonsense carrying allele. As this approach was considered unsuitable for the analysis of MPS I patients, a new optimized strategy based on direct sequencing of selected exons was suggested. This approach still needs to be validated in a sample of patients so that its real impact on molecular diagnosis of MPS I can be established.

Orientadores: Benedicto de Campos Vidal, Sergio Rocha Piedade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:12:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paoli_Flaviade_D.pdf: 810753 bytes, checksum: 47e246e2b853e83471c2956a0fbadee2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A relação estrutura-função tem sido abordada em diversos estudos de tecidos colagenosos, como o tendão. É conhecido, que dependendo do tipo de força aplicada, uma composição e organização molecular específica, com características morfológicas peculiares podem ser observadas. Tendões comportam-se viscoelasticamente, sendo esta propriedade estudada através de análise biomecânica, na qual está diretamente relacionada com a organização dos componentes teciduais. Com isso, os objetivos do presente trabalho foram descrever a importância dos componentes não-colagênicos na propriedade viscoelástica de tendões e verificar possíveis alterações na organização e no arranjo dos componentes da matriz extracelular nos tendões após os ensaios de tensão. Tendões de frangos foram escolhidos como modelo experimental já que apresentam um comprimento viável para ensaios de tensão, além de possuírem peculiaridades em sua composição e organização molecular. Tendões flexores digitais superficiais foram dissecados e distribuídos em: grupo I (não-tratados), grupo II (tendões tratados com hialuronidase testicular) e grupo III (tendões tratados com papaína). Parâmetros dimensionais como peso, espessura, largura e área seccional transversa foram mensurados. Os tendões foram preservados em solução fisiológica até sua utilização nos ensaios. Após os ensaios, eles foram fixados, incluídos em parafina e encaminhados para análises morfológicas, histoquímicas e microespectrofotométricas. Os ensaios do grupo I mostraram maiores valores de tensão, energia elástica e módulo de elasticidade do que os dos grupos II e III. Ao contrário, valores de deformação foram maiores para o grupo II, indicando que, após o tratamento enzimático, os tendões perderam sua capacidade de resistir a forças tensionais e sugere a participação de componentes não-colagênicos nesta função. Análises histoquímicas confirmaram a remoção dos componentes não-colagênicos nos grupos II e III. Ainda, curvas de absorção espectral foram obtidas em cortes de tendões não submetidos a ensaios e do grupo I (não-tratado com enzimas, porém estirado) corados com azul de toluidina e ponceau SS. Em cortes de tendões do grupo I corados com azul de toluidina, dois picos de absorção foram observados, enquanto em cortes de tendões não submetidos a ensaios foi observado apenas um pico. Com isso, pode-se considerar que o grupo negativo dos glicosaminoglicanos disponíveis quando o tendão encontrava-se não-tensionado tornaram-se menos disponíveis quando o tendão foi estirado. Cortes de tendões corados com ponceau SS demonstraram um pico de absorção e cortes do grupo I apresentaram altos valores de absorbâncias. A deformação de materiais envolve diversos mecanismos, como o desaparecimento de crimps. Essa alteração morfológica explicaria tanto a não disponibilidade dos grupos negativos de glicosaminoglicanos quanto o alto valor de absorbância detectado em cortes do grupo I corados com ponceau SS. Em conclusão, os componentes dos tendões são estruturas dinâmicas, altamente organizadas e orientadas, que são capazes de se rearranjarem quando tensionados. Mais ainda, esses componentes não-colagênicos são fundamentais para a integridade funcional dos tendões / Abstract: The structure-function relationship has been shown in several works regarding collagenous tissues, such as tendon. It is known that different loads can alter composition, molecular organization and morphological characteristics. Tendons present viscoelastic behavior and this characteristic is studied by biomechanical analyses and is directly related to tissue component organization. The aim of this work was to describe the importance of noncollagenous components on tendon viscoelasticity by analyzing changes in the organization and arrangement of extracellular matrix constituents and, consequently, changes in tendon morphology after mechanical tests. Chicken tendons were chosen due to their organization and composition; besides presenting a good length for mechanical tests. Superficial digital flexor chicken tendons were dissected and distributed into 3 groups: group I, non-treated; group II, tendons treated with testicular hyaluronidase; and group III, tendons treated with papain. Then, dimensional parameters, such as weight, width, thickness and cross-sectional area, were measured. The tendons were preserved in physiological solution until use in the mechanical tests. During the mechanical tests, they were tensioned and immediately afterwards were fixed and processed for morphological and histochemical analyses. The mechanical test results of groups II and III showed decreased ultimate tensile strength, elastic energy and elasticity modulus values, when compared with group I. In contrast, the ultimate strain values were highest for group II, indicating that after enzymatic treatment the tendons lost their capacity to resist tensile forces. Groups II and III presented different deformations in comparison with group I. Histochemical analysis confirmed the removal of the noncollagenous components in groups II and III. Spectral absorption curves were obtained for the non-stretched and group I tendon sections (non-treated to enzyme, but stretched) stained with toluidine blue and Ponceau SS. In group I sections stained with toluidine blue, two absorption peaks was observed, while in the non-stretched sections only one absorption peak was observed. Negative groups of GAGs available in non-stretched tendon sections most likely became unavailable in stretched tendons sections. Sections stained with Ponceau SS showed one absorption peak and group I sections showed the highest absorbancy values. Deformation of tendinous materials could involve a number of mechanisms, like collagen uncrimping. Collagen uncrimping could be involved in the unavailable of negative GAG groups and the highest absorbancy values in group I sections stained with Ponceau SS. In conclusion, tendon component constituents are dynamic, highly organized and oriented structures capable of rearranging during stretching. Moreover, the noncollagenous components are fundamental to tendon functions / Doutorado / Histologia / Doutor em Biologia Celular e Estrutural