This thesis provides a survey of the attacks on multivariate cryptosystems. We begin by providing an outline of the general multivariate cryptosystem. Proceeding from there, we show that even with this level of detail, there are several attacks that are possible, including the method of Groebner bases, the XL method, and the recently announced method of Dixon resultants. Less general attack techniques also exist, such as MinRank attacks and differential analysis. These attacks lack the universality of the first three mentioned. In order to explore these less general attacks further, more details are required, so we present four different multivariate cryptosystems. Then, we attack them, using the less general attacks of MinRank, differential analysis and even an attack specific to one system. This concludes our study of the attacks themselves, and we move on to note that not all routes of attack are promising. Specifically, quantum computing does not seem to be helpful beyond the quadratic speed-up of Grover's algorithm. We also note that not all multivariate cryptosystems have been successfully attacked as of the writing of this thesis. We conclude with the fact that multivariate cryptography is gaining more and more active study.

This thesis provides a survey of the attacks on multivariate cryptosystems. We begin by providing an outline of the general multivariate cryptosystem. Proceeding from there, we show that even with this level of detail, there are several attacks that are possible, including the method of Groebner bases, the XL method, and the recently announced method of Dixon resultants. Less general attack techniques also exist, such as MinRank attacks and differential analysis. These attacks lack the universality of the first three mentioned. In order to explore these less general attacks further, more details are required, so we present four different multivariate cryptosystems. Then, we attack them, using the less general attacks of MinRank, differential analysis and even an attack specific to one system. This concludes our study of the attacks themselves, and we move on to note that not all routes of attack are promising. Specifically, quantum computing does not seem to be helpful beyond the quadratic speed-up of Grover's algorithm. We also note that not all multivariate cryptosystems have been successfully attacked as of the writing of this thesis. We conclude with the fact that multivariate cryptography is gaining more and more active study.

Introdução: A infecção pelo VHC é uma epidemia de proporções globais, que se torna crônica em cerca de 85% dos indivíduos. Sobrecarga de ferro secundária a mutações HFE vem sendo proposta como fator agravante na evolução da hepatite crônica C. Objetivos: Avaliar se sobrecarga de ferro, mutações no gene HFE estão associadas a progressão da fibrose hepática e a carcinoma hepatocelular (CHC) em portadores crônicos VHC. Casuística e Métodos: De um banco de 2300 pacientes matriculados nos Ambulatórios de Hepatologia e de Transplante Hepático do HCFMUSP, selecionaram-se 320 portadores de hepatite crônica C. Os homens (55,6%) apresentaram 50,8 anos de idade em média e as mulheres 54,3. Obtiveram-se dados clínicos e laboratoriais da época da biópsia hepática, admissionais ou com pelo menos um ano de wash-out do tratamento antiviral. Considerou-se sobrecarga bioquímica níveis de ferro, saturação da transferrina e ferritina acima dos valores de referência. Sobrecarga de ferro tecidual foi identificada pela coloração de Perls graus 3-4. As mutações HFE C282Y e H63D foram pesquisadas pela técnica de PCR em tempo real, em DNA extraído de sangue total, após assinatura de TCLE aprovado pelo comitê de ética local. A fibrose hepática foi considerada avançada para graus 3-4 da classificação SBH/SBP e Metavir (n=167, 52,2%). CHC foi definido por biópsia ou por imagem típica por 2 métodos e AFP 400 mg/dL (n=45, 14,1%). Investigaram-se antecedentes de etilismo, diabetes mellitus, IMC e esteatose em biópsia hepática. A partir dos resultados de genotipagem HFE, constituiu-se um subgrupo caso-controle (n=182) com os portadores de mutações e pares de idade, sexo, etnia e IMC similares. Procederam-se análises de correlação bivariada e multivariada (IC=95%) nos grupos geral e caso-controle. Resultados: Quando se compararam casos com fibrose leve vs avançada, observaram-se níveis elevados de ferro em 17,7% vs 25,2% (p=0,019); saturação da transferrina em 24,3% vs 36,7% (p=0,001); ferritina em 25,8% vs 32,4% (p=0,040) e sobrecarga de ferro tecidual em 3,6% vs 1,4% (p=0,126). Quanto à mutação C282Y, observaram-se frequências alélicas de 0,9% vs 2,0% (p=0,110) e à H63D 5,0% vs 8,0% (p=0,033). No subgrupo casocontrole, as associações de C282Y e H63D com fibrose avançada ocorreram com significâncias de p=0,072 e 0,008, respectivamente. A análise multivariada, tendo fibrose como variável dependente nesse mesmo subgrupo, confirmou as associações com C282Y (OR=31,45; p=0,006) e H63D (OR=33,70; p=0,001). Neste mesmo subgrupo, a presença de pelo menos um alelo mutante esteve associada à ocorrência de CHC (p=0,015). Não se identificaram outros parâmetros associados a transformação carcinomatosa. Na análise multivariada, foram variáveis associadas a evolução da fibrose idade avançada (OR=2,36; p=0,000), etilismo (OR=2,18; p=0,007), saturação da transferrina (OR=2,11; p=0,010) e mutação H63D (OR=1,97; p=0,03). Discussão e Conclusões: Houve correlação de graus mais avançados de fibrose com níveis elevados de ferro, saturação da transferrina e ferritina; contudo, esses marcadores também podem estar igualmente elevados nos indivíduos com pouca fibrose. Ao contrário, em muitos casos, a sobrecarga bioquímica de ferro pode ser conseqüência da progressão da doença hepática, e não sua causa. As mutações H63D e C282Y ocorreram em associação com maiores graus de alteração arquitetural; mas, como não houve associação entre siderose tecidual e fibrose, é possível que seu papel na agressão hepática não ocorra diretamente por meio da sobrecarga de ferro. Os portadores de mutações HFE apresentam CHC com maior frequência que seus casos-controle. / Introduction: HCV infection is an epidemic of global proportions, which becomes chronic in about 85% of individuals. Iron overload due to HFE mutations has been proposed as aggravating factor in the evolution of chronic hepatitis C. Objectives: To assess whether iron overload, mutations in the HFE gene are associated with progression of liver fibrosis and hepatocellular carcinoma (HCC) in chronic HCV. Patients and Methods: From a database of 2300 patients enrolled in the outpatient clinics of Hepatology and Liver Transplantation, HCFMUSP, 320 patients with chronic hepatitis C were selected. Men (55.6%) were 50.8 years old on average and women 54.3. Admissional clinical and laboratory data at the time of liver biopsy were obtained; when patient had been previously treated with antiviral drugs, the wash-out period required was of at least one year. Biochemical iron overload was defined as iron, ferritin and transferrin saturation above the reference values. Tissue iron overload was identified by Perls staining of grades 3-4. The HFE C282Y and H63D mutations were searched by real-time PCR technique in DNA extracted from whole blood, after signing of FICT approved by the local ethics committee. The liver fibrosis was considered advanced for grades 3-4 in the classification SBH/SBP and METAVIR(n = 167, 52.2%). HCC was defined by biopsy or by typical image by 2 methods and AFP 400 mg / dL (n = 45, 14.1%). Personal history of alcoholism, diabetes mellitus, BMI and steatosis in liver biopsy were obtained. A casecontrol group was constituted based on the results of HFE genotyping (n = 182), subjects were paired by age, gender, ethnicity and BMI. Bivariate correlation and multivariate analysis (CI = 95%) groups in general and case-control were carried-out. Results: When comparing patients with mild vs advanced fibrosis, biochemical high levels of iron were detected in 17.7% vs 25.2% (p = 0.019), transferrin saturation in 24.3% vs 36.7% (p = 0.001), ferritin in 25.8% vs 32.4% (p = 0.040) and tissue iron overload in 3.6% vs 1.4% (p = 0.126). Regarding to HFE mutations, the allelic frequencies of C282Y were 0.9% vs 2.0% (p = 0.110); and of H63D, 5.0% vs 8.0% (p = 0.033). In casecontrol group, associations of C282Y and H63D with advanced fibrosis occurred with significance of p=0.072 and 0.008, respectively. Multivariate analysis with fibrosis as the dependent variable in that group, confirmed the associations with C282Y (OR = 31.45, p = 0.006) and H63D (OR = 33.70, p = 0.001). In this same subgroup, the presence of at least one mutant allele was associated with occurrence of HCC (p = 0.015). There were not any other parameters found in association with carcinomatous transformation. The multivariate analysis using fibrosis as dependent variable showed association with age (OR = 2.36, p = 0.000), alcoholism (OR = 2.18, p = 0.007), transferrin saturation (OR = 2.11, p = 0.010) and H63D mutation (OR = 1.97, p = 0.03). Discussion and Conclusions: Advanced degrees of fibrosis were correlated with high levels of iron, transferrin saturation and ferritin; however, these markers can also be elevated in individuals with slight fibrosis. In contrary, in many cases, the biochemistry of iron overload may be a consequence of progression of liver disease. C282Y and H63D mutations occurred in association with more advanced fibrosis. However, as there was not any correlation between tissue siderosis and fibrosis, it might be possible that liver injury occurs not by the iron overload pathway. Finally, carriers of HFE mutations were found with HCC more frequently than their casecontrol.

Vilsono liga (VL) ir HFE-hemochromatozė – monogeninės, pagal Mendelio dėsnius paveldimos retos ligos. Šių ligų priežastis yra ATP7B arba HFE genų mutacijos, sukeliančios gyvybei pavojingas lėtines ligas. Šio darbo metu buvo tirti ligonių, sergančių metabolinėmis kepenų ligomis – VL ir HFE–hemochromatoze genų mutacijos, jų dažnis, ligų fenotipinės charakteristikos bei HFE geno dažniausių mutavusių alelių dažnis Lietuvos savanorių kraujo donorų populiacijoje. Buvo nustatyta, kad Rytų ir Centrinės Europos šalių populiacijoms būdinga c.3207C>A (p.His1069Gln) mutacija ATP7B gene taip pat dažniausia ir Lietuvoje. Patvirtinta, kad VL jautriausias metodas - molekulinis genetinis diagnostikos metodas. Kitiems klinikiniams laboratoriniams tyrimo metodams buvo būdingas mažesnis jautrumas. Ištyrus Lietuvos savanorius kraujo donorus nustatyta, kad HFE–hemochromatozės geno c.845G>A (p.Cys282Tyr) ir c.187C>G (p.His63Asp) mutacijų dažnis yra artimiausias Lenkijai ir kitoms Rytų ir Centrinės Europos šalims. HFE-hemochromatozės išsivystymo rizika yra 1,3 proc. Lietuvos savanoriams kraujo donorams, kurių genotipas c.[845G>A]; [845G>A] (0,1 proc. tiriamųjų) arba genotipas c.[845G>A];[187C>G], (1,2 proc. tiriamųjų). Tiriant HFE geno mutacijų paplitimą tarp skirtinguose Lietuvos etnokultūriniuose regionuose gyvenančių savanorių kraujo donorų nustatyta, kad c.845G>A mutacijos dažnis statistiškai patikimai buvo dažnesnis Žemaitijoje. / Wilson’s disease (WD) and HFE-hemochromatosis are monogenic rare diseases inherited following Mendel’s laws. These diseases are caused by ATP7B or HFE gene mutations, which cause life-threatening chronic diseases. This study analyzed gene mutations in patients with metabolic liver diseases – WD and HFE–hemochromatosis, the frequency of such mutations, the phenotypic characteristics of these diseases, and the frequency of the most common mutations in the alleles of the HFE gene in the population of Lithuanian volunteer blood donors. The study showed that the ATP7B gene mutation c.3207C>A (p.His1069Gln), which is characteristic of the populations of Central and Eastern Europe, was also most common in Lithuania. The study confirmed that molecular genetic diagnostics was the most sensitive technique in detecting WD. Other clinical laboratory diagnostic techniques demonstrated lower sensitivity. The examination of Lithuanian volunteer blood donors showed that the frequency of HFE–hemochromatosis mutations c.845G>A (p.Cys282Tyr) and c.187C>G (p.His63Asp) was closest to that in Poland and other Eastern and Central European countries. The risk of developing HFE-hemochromatosis among Lithuanian volunteer blood donors with genotype c.[845G>A]; [845G>A] (0.1% of the subjects) or c.[845G>A];[187C>G] (1.2% of the subjects) was 1.3%. The analysis of the prevalence of HFE gene mutations among Lithuanian volunteer blood donors from different ethno-cultural regions of Lithuania showed that... [to full text]

Introdução: A infecção pelo VHC é uma epidemia de proporções globais, que se torna crônica em cerca de 85% dos indivíduos. Sobrecarga de ferro secundária a mutações HFE vem sendo proposta como fator agravante na evolução da hepatite crônica C. Objetivos: Avaliar se sobrecarga de ferro, mutações no gene HFE estão associadas a progressão da fibrose hepática e a carcinoma hepatocelular (CHC) em portadores crônicos VHC. Casuística e Métodos: De um banco de 2300 pacientes matriculados nos Ambulatórios de Hepatologia e de Transplante Hepático do HCFMUSP, selecionaram-se 320 portadores de hepatite crônica C. Os homens (55,6%) apresentaram 50,8 anos de idade em média e as mulheres 54,3. Obtiveram-se dados clínicos e laboratoriais da época da biópsia hepática, admissionais ou com pelo menos um ano de wash-out do tratamento antiviral. Considerou-se sobrecarga bioquímica níveis de ferro, saturação da transferrina e ferritina acima dos valores de referência. Sobrecarga de ferro tecidual foi identificada pela coloração de Perls graus 3-4. As mutações HFE C282Y e H63D foram pesquisadas pela técnica de PCR em tempo real, em DNA extraído de sangue total, após assinatura de TCLE aprovado pelo comitê de ética local. A fibrose hepática foi considerada avançada para graus 3-4 da classificação SBH/SBP e Metavir (n=167, 52,2%). CHC foi definido por biópsia ou por imagem típica por 2 métodos e AFP 400 mg/dL (n=45, 14,1%). Investigaram-se antecedentes de etilismo, diabetes mellitus, IMC e esteatose em biópsia hepática. A partir dos resultados de genotipagem HFE, constituiu-se um subgrupo caso-controle (n=182) com os portadores de mutações e pares de idade, sexo, etnia e IMC similares. Procederam-se análises de correlação bivariada e multivariada (IC=95%) nos grupos geral e caso-controle. Resultados: Quando se compararam casos com fibrose leve vs avançada, observaram-se níveis elevados de ferro em 17,7% vs 25,2% (p=0,019); saturação da transferrina em 24,3% vs 36,7% (p=0,001); ferritina em 25,8% vs 32,4% (p=0,040) e sobrecarga de ferro tecidual em 3,6% vs 1,4% (p=0,126). Quanto à mutação C282Y, observaram-se frequências alélicas de 0,9% vs 2,0% (p=0,110) e à H63D 5,0% vs 8,0% (p=0,033). No subgrupo casocontrole, as associações de C282Y e H63D com fibrose avançada ocorreram com significâncias de p=0,072 e 0,008, respectivamente. A análise multivariada, tendo fibrose como variável dependente nesse mesmo subgrupo, confirmou as associações com C282Y (OR=31,45; p=0,006) e H63D (OR=33,70; p=0,001). Neste mesmo subgrupo, a presença de pelo menos um alelo mutante esteve associada à ocorrência de CHC (p=0,015). Não se identificaram outros parâmetros associados a transformação carcinomatosa. Na análise multivariada, foram variáveis associadas a evolução da fibrose idade avançada (OR=2,36; p=0,000), etilismo (OR=2,18; p=0,007), saturação da transferrina (OR=2,11; p=0,010) e mutação H63D (OR=1,97; p=0,03). Discussão e Conclusões: Houve correlação de graus mais avançados de fibrose com níveis elevados de ferro, saturação da transferrina e ferritina; contudo, esses marcadores também podem estar igualmente elevados nos indivíduos com pouca fibrose. Ao contrário, em muitos casos, a sobrecarga bioquímica de ferro pode ser conseqüência da progressão da doença hepática, e não sua causa. As mutações H63D e C282Y ocorreram em associação com maiores graus de alteração arquitetural; mas, como não houve associação entre siderose tecidual e fibrose, é possível que seu papel na agressão hepática não ocorra diretamente por meio da sobrecarga de ferro. Os portadores de mutações HFE apresentam CHC com maior frequência que seus casos-controle. / Introduction: HCV infection is an epidemic of global proportions, which becomes chronic in about 85% of individuals. Iron overload due to HFE mutations has been proposed as aggravating factor in the evolution of chronic hepatitis C. Objectives: To assess whether iron overload, mutations in the HFE gene are associated with progression of liver fibrosis and hepatocellular carcinoma (HCC) in chronic HCV. Patients and Methods: From a database of 2300 patients enrolled in the outpatient clinics of Hepatology and Liver Transplantation, HCFMUSP, 320 patients with chronic hepatitis C were selected. Men (55.6%) were 50.8 years old on average and women 54.3. Admissional clinical and laboratory data at the time of liver biopsy were obtained; when patient had been previously treated with antiviral drugs, the wash-out period required was of at least one year. Biochemical iron overload was defined as iron, ferritin and transferrin saturation above the reference values. Tissue iron overload was identified by Perls staining of grades 3-4. The HFE C282Y and H63D mutations were searched by real-time PCR technique in DNA extracted from whole blood, after signing of FICT approved by the local ethics committee. The liver fibrosis was considered advanced for grades 3-4 in the classification SBH/SBP and METAVIR(n = 167, 52.2%). HCC was defined by biopsy or by typical image by 2 methods and AFP 400 mg / dL (n = 45, 14.1%). Personal history of alcoholism, diabetes mellitus, BMI and steatosis in liver biopsy were obtained. A casecontrol group was constituted based on the results of HFE genotyping (n = 182), subjects were paired by age, gender, ethnicity and BMI. Bivariate correlation and multivariate analysis (CI = 95%) groups in general and case-control were carried-out. Results: When comparing patients with mild vs advanced fibrosis, biochemical high levels of iron were detected in 17.7% vs 25.2% (p = 0.019), transferrin saturation in 24.3% vs 36.7% (p = 0.001), ferritin in 25.8% vs 32.4% (p = 0.040) and tissue iron overload in 3.6% vs 1.4% (p = 0.126). Regarding to HFE mutations, the allelic frequencies of C282Y were 0.9% vs 2.0% (p = 0.110); and of H63D, 5.0% vs 8.0% (p = 0.033). In casecontrol group, associations of C282Y and H63D with advanced fibrosis occurred with significance of p=0.072 and 0.008, respectively. Multivariate analysis with fibrosis as the dependent variable in that group, confirmed the associations with C282Y (OR = 31.45, p = 0.006) and H63D (OR = 33.70, p = 0.001). In this same subgroup, the presence of at least one mutant allele was associated with occurrence of HCC (p = 0.015). There were not any other parameters found in association with carcinomatous transformation. The multivariate analysis using fibrosis as dependent variable showed association with age (OR = 2.36, p = 0.000), alcoholism (OR = 2.18, p = 0.007), transferrin saturation (OR = 2.11, p = 0.010) and H63D mutation (OR = 1.97, p = 0.03). Discussion and Conclusions: Advanced degrees of fibrosis were correlated with high levels of iron, transferrin saturation and ferritin; however, these markers can also be elevated in individuals with slight fibrosis. In contrary, in many cases, the biochemistry of iron overload may be a consequence of progression of liver disease. C282Y and H63D mutations occurred in association with more advanced fibrosis. However, as there was not any correlation between tissue siderosis and fibrosis, it might be possible that liver injury occurs not by the iron overload pathway. Finally, carriers of HFE mutations were found with HCC more frequently than their casecontrol.

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A hemocromatose hereditária é caracterizada pelo aumento da absorção intestinal de ferro, acarretando progressivo acúmulo no organismo. Os objetivos foram: 1- determinar as frequências das mutações p.C282Y, p.H63D e p.S65C no gene HFE e avaliar os efeitos nas concentrações dos parâmetros do ferro em doadores de sangue; 2- pesquisar mutações nos genes: 2.1- HFE, 2.2- HJV e HAMP, 2.3- TFR2 e SLC40A1, em pacientes portadores de sobrecarga de ferro primária. Participaram 542 doadores de sangue provenientes do Hemocentro da Santa Casa de São Paulo. Foram incluídos 51 pacientes que apresentavam saturação de transferrina ≥ 50% (para mulheres) e ≥ 60% (para homens) e ausência de causas secundárias. Os genótipos para as mutações nos genes HFE foram avaliados pela PCR-RFLP. Foi realizado sequenciamento direto bidirecional para cada éxon dos genes, utilizando o sequenciador Genetic Analizer 3500XL®. Nos doadores de sangue, as frequências dos alelos HFE 282Y, HFE 63D e HFE 65C foram 2,1, 13,6 e 0,6%, respectivamente. Os homens que doaram pela primeira vez, portadores do genótipo HFE 282CY, apresentaram maiores valores de saturação de transferrina; e também os portadores dos genótipos HFE 63DD e 63HD apresentaram maiores concentrações de ferritina sérica, em relação aos de genótipo selvagem. Para os pacientes, 72,5% (37/51) apresentaram ao menos 1 alteração no gene HFE e 11 foram identificados como homozigotos para a mutação p.C282Y. Uma mutação não descrita na literatura (p.V256I) foi identificada no gene HFE e a modelagem molecular (análises de ligação e estrutural) detectou que a mutação não reduziu a afinidade entre as proteínas HFE e β2-microglobulina. No sequenciamento dos éxons dos genes HJV e HAMP foram identificadas as alterações já descritas: HJV p.E302K, HJV p.A310G, HJV p.G320V e HAMP p.R59G. Para o gene TFR2, foram identificados 3 polimorfismos já descritos (p.A75V, p.A617A e p.R752H). No gene SLC40A1 foram observados 6 polimorfismos (rs13008848, rs11568351, rs11568345, rs11568344, rs2304704 e rs11568346) e 1 alteração não descrita previamente na literatura (p.G204S). As conclusões foram: 1- em relação aos doadores de sangue, a presença dos alelos HFE 282Y e HFE 63D foi associada ao maior aporte de ferro nos homens que não doaram sangue anteriormente. 2.1- Para os pacientes com sobrecarga de ferro, a mutação p.C282Y em homozigose, ou em heterozigose composta com a p.H63D, foi a mais frequente alteração encontrada (33,3%). 2.2- O diagnóstico molecular de hemocromatose juvenil (HJ) no Brasil (HJV p.G320V em homozigose) foi relatado. As mutações funcionais HJV p.E302K e HAMP p.R59G foram identificadas, sendo possível que estas alterações possam estar contribuindo para consequências fenotípicas juntas as outras mutações em regiões intrônicas ou regulatórias dos genes. 2.3- Mutações funcionais nos genes TFR2 e SLC40A1 não foram identificadas. / Hereditary hemochromatosis (HH) is characterized by increased intestinal iron absorption, which leads to a progressive accumulation of iron in the body. The aims were: 1- to assess the frequency of HFE gene mutations (p.C282Y, p.H63D and p.S65C) and to identify their relationship to iron status in blood donors; 2- to search in primary iron overload patients: 2.1- HFE, 2.2- HJV and HAMP, 2.3- TFR2 and SLC40A1 gene mutations. Blood donors (n=542) were recruited from Hemocentro of Santa Casa Hospital, Sao Paulo, Brazil. The study included 51 patients with transferrin saturation ≥ 50% (women) and ≥ 60% (men) and absence of secondary causes. The genotypes for HFE mutations were evaluated by PCR-RFLP. Subsequent bidirectional sequencing for each gene was performed using the Genetic Analizer sequencer 3500XL®. The frequencies of HFE 282Y, HFE 63D and HFE 65C alleles were 2.1, 13.6 and 0.6% in blood donors, respectively. The first time male donors carrying heterozygous genotype for the p.C282Y mutation had higher transferrin saturation values; and men carrying HFE 63DD and 63HD genotypes had higher serum ferritin concentrations when compared to the wild genotype. Thirtyseven (72.5%) out of the 51 patients presented at least one HFE mutation and 11 were identified as homozygous for the mutation p.C282Y. One novel mutation (p.V256I) in the HFE gene was indentified and molecular modeling (free energy and structural analysis in silico) showed that p.V256I mutation did not reduce the affinity binding between HFE and β2-microglobulin. Sequencing in the HJV and HAMP genes revealed HJV p.E302K, HJV p.A310G, HJV p.G320V and HAMP p.R59G alterations. Sequencing in the TFR2 gene observed 3 polymorphisms (p.A75V, p.A617A e p.R752H); and sequencing in the SLC40A1 gene identified 6 polymorphisms (rs13008848, rs11568351, rs11568345, rs11568344, rs2304704 e rs11568346) and 1 p.G204S non-described mutation. The conclusions were: 1- for blood donors, the presence of HFE 282Y and HFE 63D alleles were associated with alterations on iron status only in first time male blood donors. 2.1- For patients with iron overload, the p.C282Y mutation in homozygous or in compound heterozygous with p.H63D, was the most frequent molecular change found (33.3%). 2.2- The molecular diagnosis of Juvenil Hemochromatosis (JH) in Brazil (homozygous genotype for the HJV p.G320V) was reported. The HJV p.E302K and HAMP p.R59G functional mutations were found and, it is conceivable that they may be contributing to phenotypic consequences together to other mutations in intronic or regulatory regions. 2.3- Functional mutation in the TFR2 and SLC40A1 genes were not identified.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-27Bitstream added on 2014-06-13T20:54:00Z : No. of bitstreams: 1 estevao_if_me_sjrp.pdf: 1151592 bytes, checksum: 9e2d3a0a29b1ad6405857d13d891a9f1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A beta talassemia é um dos mais freqüentes distúrbios genéticos no mundo. Estima-se que 1,5% a 3% da população mundial seja portadora do traço talassêmico. Esses portadores geralmente são oligo ou assintomáticos e têm uma expectativa de vida semelhante à dos não portadores. Entretanto, níveis elevados de ferritina sérica têm sido observados em alguns estudos comparativos entre beta talassemia heterozigota e não portadores e, alguns indivíduos, que nunca foram transfundidos, apresentam sinais clínicos e laboratoriais de sobrecarga de ferro. A fisiopatologia dessa complicação continua em discussão. Vários pesquisadores têm sugerido um efeito modulador da mutação do gene da beta globina e mutações em genes codificadores de proteínas relacionadas ao metabolismo do ferro. Mutações no gene HFE são as mais freqüentemente associadas à hemocromatose hereditária. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a freqüência das mutações C282Y e H63D no gene HFE em portadores de beta talassemia heterozigota e analisar sua influência no metabolismo do ferro. Foram estudados 162 portadores de beta talassemia heterozigota, residentes na cidade de São Carlos ou região, caucasóides e, acompanhados no serviço de Hematologia. O diagnóstico de traço talassêmico foi confirmado em todos por meio do eritrograma e da quantificação da Hb A2 e Hb fetal por HPLC. O metabolismo do ferro foi avaliado pelas dosagens de ferro sérico, capacidade total de ligação do ferro, ferritina e saturação da transferrina e, a análise molecular das mutações no gene HFE, pela técnica de PCR-RLFP. Foram realizadas análises de correlação linear de Pearson por idade e gênero entre hemoglobina... / Beta thalassemia is one of the most frequent genetic disorder in the world. It is estimated that 1.5% to 3% of the world population is a thalassemia carrier. These individuals are generally slightly symptomatic or asymptomatic and they have a life expectancy similar to those who are non-carriers. However, high levels of serum ferritin have been observed in some comparative studies between heterozygous for beta thalassemia and non-carriers, and some individuals that were never transfused, present clinic and laboratories signs of iron overload. The physiopathology of this disease continues in discussion. Several researchers have suggested a modulator effect from the mutation of the beta globin gene and mutations in genes related with the iron metabolism. Mutations of the gene HFE are the most frequently associated to the hereditary hemochromatosis. The aim of this study was evaluate the frequency of C282Y and H63D mutations in the HFE gene in beta thalassemia carriers, and analyze its influence in the iron metabolism. 162 beta thalassemia carriers, Caucasoid, residing in the city of Sao Carlos or region and accompanied in the Hematology service were studied. The diagnostic of thalassemia trait was confirmed in every one through a complete erythrogram and quantification of Hb A2 and Hb fetal by HPLC. The iron metabolism was evaluated by serum iron, total iron-binding capacity, serum ferritin and percent saturation of transferring. The molecular analysis of the mutations in the HFE gene was made by PCR-RLFP. There were made analysis of linear Pearson’ correlation, by age and gender, among hemoglobin, Hb A2, VCM and among reticulocytes count and the values of saturation of transferrin and serum ferritin.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-27Bitstream added on 2014-06-13T21:03:49Z : No. of bitstreams: 1 baracioli_lmsv_dr_sjrp.pdf: 2904875 bytes, checksum: 978d5a56c7fb480e1bbe8b2353736483 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Ministério da Saúde / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / As hemoglobinopatias são as mais comuns das doenças genéticas e são classificadas em Talassemias e Variantes de Hemoglobinas. A Hb S é originada por uma mutação de ponto no códon que origina o aminoácido da posição seis da cadeia beta globina, resultando em uma modificação estrutural na molécula que altera sua solubilidade e cristalização. A Hb S apresenta efeito sobre as células sangüíneas, desencadeando processos oxidativos com geração de radicais livres. Efeito semelhante observa-se no acúmulo de ferro, em decorrência da hemocromatose hereditária. Os defeitos de metabolismo do ferro, em especial aqueles oriundos dos polimorfismos no gene HFE, levam ao acúmulo de ferro tecidual, com potencial capacidade oxidante e peroxidação lipídica. Fundamentados no possível efeito tóxico da mutação no gene da globina βS (Hb S) e do acúmulo de ferro tecidual, relatados na literatura, objetivou-se avaliar a influência dos polimorfismos do gene HFE na peroxidação lipídica dos portadores dessa alteração de hemoglobina e sua relação com o aumento da destruição eritrocitária e geração de estresse oxidativo. Foram analisadas 16.000 amostras de doadores de sangue e encontrou-se uma freqüência de Hb AS de 1,69% na região Noroeste do Estado de São Paulo. Destes, 43 apresentaram herança da Hb S e de pelo menos um dos dois polimorfismos no gene HFE testados. A freqüência dos polimorfismos C282Y e H63D, no gene HFE, no grupo de doadores com Hb AS, esta de acordo com os dados da literatura. No grupo de doadores de sangue com Hb AS observamos que, na herança concomitante dos dois polimorfismos, os níveis de MDA, indicativo de peroxidação lipídica, estavam elevados, indicando a influência de ambas afecções genéticas, no aumento dos níveis de peroxidação lipídica. Entretanto, os níveis médios da TEAC, indicativo da capacidade oxidante, apresentaram-se... / The hemoglobinopathies are the most common of the genetic disease and are classified in Thalassemia and Hemoglobin Variants. Hb S is originated by a point mutation in the codon that originates the sixth aminoacid of the β globin chain, resulting in a structural modification in the molecule that modifies the solubility and crystallization. Hb S presents an effect on the blood cells, unchaining the oxidative processes with the free radicals generation. Similar effect is observed in the iron accumulation, in result of the hereditary hemochromatosis. The iron metabolism defects, in special those one from the HFE gene polymorphism, lead to the tissue iron accumulation with potential oxidant capacity and lipid peroxidation. Based on the possible toxic effect of the mutation in the globin βS gene (Hb S) and tissue iron accumulation, mentioned in the literature, we was aimed evaluate the influence of HFE gene polymorphism in the lipid peroxidation in blood donors with hemoglobin S alteration and the relation with the eritrocitary destruction increase and oxidative stress generation. 16,000 samples of blood donor had been analyzed and it was found a Hb frequency of 1,69% from the Northwest São Paulo state region. Among them, 43 had presented concomitance in the Hb S inheritance and one of the two HFE gene polymorphism. The frequency of C282Y and H63D polymorphism, in the HFE gene, in the blood donor group with Hb S, is in according to the literature. We also verified in the blood donor group with Hb AS that, in the concomitant inheritance of the two polymorphism, the MDA levels, indicative of lipid peroxidation, were raised, showing the influence of both genetic affections, in the levels of lipid peroxidation. However, the TEAC average levels, indicative of the oxidant capacity, had been presented normal, indicating that in spite of a lipid peroxidation raise, this is not followed... (Complete abstract click electronic access below)

A hemocromatose hereditária é caracterizada pelo aumento da absorção intestinal de ferro, acarretando progressivo acúmulo no organismo. Os objetivos foram: 1- determinar as frequências das mutações p.C282Y, p.H63D e p.S65C no gene HFE e avaliar os efeitos nas concentrações dos parâmetros do ferro em doadores de sangue; 2- pesquisar mutações nos genes: 2.1- HFE, 2.2- HJV e HAMP, 2.3- TFR2 e SLC40A1, em pacientes portadores de sobrecarga de ferro primária. Participaram 542 doadores de sangue provenientes do Hemocentro da Santa Casa de São Paulo. Foram incluídos 51 pacientes que apresentavam saturação de transferrina ≥ 50% (para mulheres) e ≥ 60% (para homens) e ausência de causas secundárias. Os genótipos para as mutações nos genes HFE foram avaliados pela PCR-RFLP. Foi realizado sequenciamento direto bidirecional para cada éxon dos genes, utilizando o sequenciador Genetic Analizer 3500XL®. Nos doadores de sangue, as frequências dos alelos HFE 282Y, HFE 63D e HFE 65C foram 2,1, 13,6 e 0,6%, respectivamente. Os homens que doaram pela primeira vez, portadores do genótipo HFE 282CY, apresentaram maiores valores de saturação de transferrina; e também os portadores dos genótipos HFE 63DD e 63HD apresentaram maiores concentrações de ferritina sérica, em relação aos de genótipo selvagem. Para os pacientes, 72,5% (37/51) apresentaram ao menos 1 alteração no gene HFE e 11 foram identificados como homozigotos para a mutação p.C282Y. Uma mutação não descrita na literatura (p.V256I) foi identificada no gene HFE e a modelagem molecular (análises de ligação e estrutural) detectou que a mutação não reduziu a afinidade entre as proteínas HFE e β2-microglobulina. No sequenciamento dos éxons dos genes HJV e HAMP foram identificadas as alterações já descritas: HJV p.E302K, HJV p.A310G, HJV p.G320V e HAMP p.R59G. Para o gene TFR2, foram identificados 3 polimorfismos já descritos (p.A75V, p.A617A e p.R752H). No gene SLC40A1 foram observados 6 polimorfismos (rs13008848, rs11568351, rs11568345, rs11568344, rs2304704 e rs11568346) e 1 alteração não descrita previamente na literatura (p.G204S). As conclusões foram: 1- em relação aos doadores de sangue, a presença dos alelos HFE 282Y e HFE 63D foi associada ao maior aporte de ferro nos homens que não doaram sangue anteriormente. 2.1- Para os pacientes com sobrecarga de ferro, a mutação p.C282Y em homozigose, ou em heterozigose composta com a p.H63D, foi a mais frequente alteração encontrada (33,3%). 2.2- O diagnóstico molecular de hemocromatose juvenil (HJ) no Brasil (HJV p.G320V em homozigose) foi relatado. As mutações funcionais HJV p.E302K e HAMP p.R59G foram identificadas, sendo possível que estas alterações possam estar contribuindo para consequências fenotípicas juntas as outras mutações em regiões intrônicas ou regulatórias dos genes. 2.3- Mutações funcionais nos genes TFR2 e SLC40A1 não foram identificadas. / Hereditary hemochromatosis (HH) is characterized by increased intestinal iron absorption, which leads to a progressive accumulation of iron in the body. The aims were: 1- to assess the frequency of HFE gene mutations (p.C282Y, p.H63D and p.S65C) and to identify their relationship to iron status in blood donors; 2- to search in primary iron overload patients: 2.1- HFE, 2.2- HJV and HAMP, 2.3- TFR2 and SLC40A1 gene mutations. Blood donors (n=542) were recruited from Hemocentro of Santa Casa Hospital, Sao Paulo, Brazil. The study included 51 patients with transferrin saturation ≥ 50% (women) and ≥ 60% (men) and absence of secondary causes. The genotypes for HFE mutations were evaluated by PCR-RFLP. Subsequent bidirectional sequencing for each gene was performed using the Genetic Analizer sequencer 3500XL®. The frequencies of HFE 282Y, HFE 63D and HFE 65C alleles were 2.1, 13.6 and 0.6% in blood donors, respectively. The first time male donors carrying heterozygous genotype for the p.C282Y mutation had higher transferrin saturation values; and men carrying HFE 63DD and 63HD genotypes had higher serum ferritin concentrations when compared to the wild genotype. Thirtyseven (72.5%) out of the 51 patients presented at least one HFE mutation and 11 were identified as homozygous for the mutation p.C282Y. One novel mutation (p.V256I) in the HFE gene was indentified and molecular modeling (free energy and structural analysis in silico) showed that p.V256I mutation did not reduce the affinity binding between HFE and β2-microglobulin. Sequencing in the HJV and HAMP genes revealed HJV p.E302K, HJV p.A310G, HJV p.G320V and HAMP p.R59G alterations. Sequencing in the TFR2 gene observed 3 polymorphisms (p.A75V, p.A617A e p.R752H); and sequencing in the SLC40A1 gene identified 6 polymorphisms (rs13008848, rs11568351, rs11568345, rs11568344, rs2304704 e rs11568346) and 1 p.G204S non-described mutation. The conclusions were: 1- for blood donors, the presence of HFE 282Y and HFE 63D alleles were associated with alterations on iron status only in first time male blood donors. 2.1- For patients with iron overload, the p.C282Y mutation in homozygous or in compound heterozygous with p.H63D, was the most frequent molecular change found (33.3%). 2.2- The molecular diagnosis of Juvenil Hemochromatosis (JH) in Brazil (homozygous genotype for the HJV p.G320V) was reported. The HJV p.E302K and HAMP p.R59G functional mutations were found and, it is conceivable that they may be contributing to phenotypic consequences together to other mutations in intronic or regulatory regions. 2.3- Functional mutation in the TFR2 and SLC40A1 genes were not identified.