The bacterial enzyme t-RNA (m1G37) methyltransferase (TrmD) is an ideal anti-microbial drug target since it is found in all eubacteria, serves an essential role during protein synthesis, and shares very little sequence or structural homology with its eukaryotic counterpart, Trm5. TrmD, a homodimeric protein, methylates the G37 nucleotide of tRNA using S-adenosyl-L-methionine (SAM) as the methyl donor and thus enables proper codon-anticodon alignment during translation. The two deeply buried binding sites for SAM seen in X-ray crystallography suggest that significant conformational changes must occur for substrate binding and catalytic turnover. Results from molecular dynamics simulations implicate a flexible loop region and a halo-like loop which may be gating the entrance to the active site. Analysis of simulation trajectories indicates an alternating pattern of active site accessibility between the two SAM binding sites, suggesting a single site mechanism for enzyme activity. Isothermal titration calorimetry (ITC), demonstrates that binding of SAM to TrmD is an exothermic reaction resulting from sequential binding at two sites. A similar mode of binding at higher affinities was observed for the product, S-adenosyl-L-homocysteine (SAH) suggesting that product inhibition may be important in vivo. ITC reveals that tRNA binding is an endothermic reaction in which one tRNA molecule binds to one TrmD dimer. This further supports the hypothesis of a single site mechanism for enzyme function. However, mutational analysis using hybrid mutant proteins suggests that catalytic integrity must be maintained in both active sites for maximum enzymatic efficiency. Mutations impeding flexibility of the halo loop were particularly detrimental to enzyme activity. Noncompetitive inhibition of TrmD was observed in the presence of bis-ANS, an extrinsic fluorescent dye. In silico ligand docking of bis-ANS to TrmD suggests that dye interferes with mobility of the flexible linker above the active site. Because SAM is a ubiquitous cofactor in methyltransferase reactions, analogs of this ligand may not be suitable for drug development. It is therefore important to investigate allosteric modes of inhibition. These experiments have identified key, mobile structural elements in the TrmD enzyme important for activity, and provide a basis for further research in the development of allosteric inhibitors for this enzyme.

This dissertation thesis is focused on development and optimization of high- performance liquid chromatography (HPLC) and tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) methods, and its utility for diagnosis of inherited metabolic diseases. The first thematic part describes a comprehensive laboratory approach to diagnostics of patients with hereditary xanthinuria by determination of specific markers and enzyme activity. For this purpose HPLC method with diode array detection for measurement of hypoxanthine, xanthine, allopurinol and oxypurinol in urine and plasma and HPLC method with fluorimetric detection for analysis of pterin and isoxanthopterin in plasma were employed. These methods were successfully applied in clinical practice to ascertain two patients with hereditary xanthinuria type I. The second thematic part aims at developing and clinical application of new LC-MS/MS method for simultaneous determination of total homocysteine (tHcy), methionine (Met) and cystathionine (Cysta) in dried blood spots (DBS) and plasma. The results demonstrated the clinical utility of this method for detection of patients with homocystinuria and possibility to distinguish between defects in the remethylation and transsulfuration pathways of homocysteine metabolism. Due to ease of DBS collection and sample transportation...

Une altération du métabolisme de l'homocystéine constitue un facteur de risque pour la survenue des maladies neurodégénératives. Par ailleurs, alors que les effets délétères d'une hypoxie néonatale sévère sont bien connus, il a été récemment montré qu'un épisode hypoxique modéré exerçait une neuroprotection via une stimulation de la neurogenèse. Notre objectif fut l'étude des conséquences cérébrales d'une carence précoce en donneurs de méthyles (folates, vitamine B12) combinée ou non à une stimulation hypoxie modérée. Un modèle in vivo de rats nés de mères carencées en donneurs de méthyles fut utilisé. Il a été étudié les mécanismes impliqués dans un modèle de progéniteurs neuronaux carencés. Les résultats ont montré des atteintes de l'intégrité tissulaire et fonctionnelle de l'hippocampe et du cervelet associée à des déficits comportementaux, à différents stades de la vie chez les animaux carencés malgré le retour à une alimentation standard au sevrage. Ces perturbations sont liées aux processus épigénétiques et à l'homocystéinylation de protéines neuronales. De plus, un dimorphisme sexuel est apparu en lien avec le récepteur nucléaire ER alpha. La neurogenèse issue de l'hypoxie a engendré des conséquences bénéfiques à long terme sur le vieillissement cérébral des rats mâles, avec un maintien de l'intégrité hippocampique. Enfin, la combinaison de la carence et de l'hypoxie, a montré que le conditionnement hypoxique améliorait le devenir tissulaire et fonctionnel du cerveau des animaux carencés. Les mécanismes clés surviendraient au cours de périodes critiques de maturation des différentes structures cérébrales, soulignant l'importance des processus de la programmation foetale / The alteration of homocysteine metabolism has been shown to constitute a risk factor for neurodegenerative diseases. Furthermore, whereas deleterious effects of severe neonatal hypoxia have been well documented, it was shown that a moderate episode of hypoxia can exert a neuroprotection with neurogenesis stimulation. Our main goal was to study the consequences on the brain of an early deficiency of methyl donors (folate, vitamin B12) with or without a hypoxia-related stimulation of neurogenesis. The effects of deficiency were investigated in rats born from dams fed a deficient diet until weaning. In vitro neuroprogenitors were additionally used for the study of cell mechanisms involved. Data showed alterations of tissue integrity in the hippocampus and the cerebellum, with associated behavioural deficits at various ages, despite a return to normal diet at weaning. Brain alterations were shown to be mainly related to epigenetic mechanisms and to homocysteinylation of specific neuronal proteins. Moreover, a sexual dimorphism was depicted, with the participation of ER alpha receptor. Neurogenesis induced in germinative zones by a brief neonatal hypoxia led to long term beneficial effects on brain aging in male rats, with preserved hippocampus integrity, in terms of cell density, synaptic plasticity, and related cognitive functions. Finally, the combination of deficiency and hypoxia revealed that brain conditioning by brief neonatal hypoxia was able to improve tissular and functional brain outcome in deficient rats. The key mechanisms involved would occur at critical periods during the maturation of the various brain structures, thus highlighting the role of fetal programming.

Introdução: Em diversos países, inclusive no Brasil, a fortificação de alimentos com ácido fólico (AF) foi adotada como política pública de prevenção e combate à deficiência nutricional da vitamina, motivados principalmente pela redução da incidência dos defeitos do tubo neural. No período pós-fortificação observa-se tanto a evolução positiva do consumo e nível sérico da vitamina quanto a diminuição da concentração plasmática de homocisteína, e ainda, o aumento do ácido fólico não metabolizado na maioria desses países. Não se conhece ainda os efeitos biológicos do AFNM, no entanto, considera-se que o AFNM pode ser um fator relevante nas questões de segurança associadas com alto consumo de AF. Objetivo: Avaliar o consumo dietético e nível de folato, homocisteína e ácido fólico não metabolizado após a fortificação mandatória de alimentos com ácido fólico, e a interação com os polimorfismos envolvidos no metabolismo do folato e homocisteína. Metodologia: Os dados foram oriundos do estudo transversal de base populacional ISA Capital 2008 conduzido em uma amostra representativa de residentes do município de São Paulo, de ambos os sexos, e com idade acima de 14 anos. Coletou-se recordatórios alimentares de 24 horas e amostra de sangue em jejum de 12 horas para análises bioquímicas e moleculares. As análises estatísticas foram realizadas no programa STATA®, versão 13.0, com nível de significância de 5 por cento . Resultados: O estudo foi conduzido em 750 indivíduos, sendo 53,1 por cento mulheres e média de idade 40,7 (IC95 por cento 38,8-42,5) anos. A média de consumo e nível de folato foi de 375,8 (IC95 por cento 363,0-388,6) mcg/dia e 13 (IC95 por cento 12,0-13,9) ng/ml, respectivamente. Apenas 1,76 por cento da população apresentou deficiência de folato (<3ng/ml). Foi 5 detectado AFNM em 79,8 por cento da população com média plasmática de 2,4 (IC95 por cento 2,1-2,7) ng/ml. No modelo linear generalizado para previsão de AFNM, nível de folato (p<0,001), idade (p<0,001), tabagismo (p=0,002), raça (p<0,001) e concentrações de B6 (p<0,001), além disso, a interação de homozigotos e heterozigotos para a deleção de pares de base da DHFR e nível de folato (p=0,003) foram efeitos significantes. Tem-se um aumento relativo esperado de 3 por cento no AFNM se aumentarmos em 1 ng/ml o nível de folato médio, considerando fixas as demais variáveis do modelo. Conclusão: Nota-se baixa prevalência da deficiência da vitamina e alta prevalência dos níveis detectáveis de AFNM na população decorrente do aumento do nível de folato. Todavia, apesar do aparente sucesso da fortificação de alimentos com ácido fólico, a comunidade científica não é unânime na aprovação de políticas de fortificação mandatória e do uso indiscriminado de suplementos. Recomenda-se um monitoramento constante para evitar que a população seja exposta a altas doses da vitamina, e consequentemente, efeitos adversos à saúde. / Introduction: Food fortification is an important strategy in public health policy for controlling micronutrient malnutrition, and a major contributory factor in the eradication of micronutrients deficiencies. Motivated by the reduction in the occurrence of neural tube defects, countries worldwide, including Brazil, adopted food fortification with folic acid (FA). Folic acid fortification has increased dietary intakes of folic acid and folate status, but it is also associated with the presence of circulating FA. Although the metabolism and biological effects of circulating of folic acid are not well known, it may be a contributing factor in safety concerns associated with high oral doses of folic acid. Objective: To assess the folate intake and status, homocysteine and circulating FA after mandatory fortification with folic acid, and interaction with polymorphisms involved in 1-carbon metabolism. Material and Methods: Data were from 750 individuals aged > 14 years old who participated of a cross-sectional population-based survey in Sao Paulo City-Brazil. Fasting blood samples and information about food intake based on two measures of 24 hour food recall were collected. All analyses were carried out using STATA (version 13.0) and p-value <.05 was considered to be statistically significant in all tests. Results: Results were from 750 individuals. Women accounted for 53.1 per cent of the population and average age was 40.7 (IC95 per cent 38.8-42.5) years. The overall mean folate intake and folate concentration were 375.8 (95 per cent CI: 363.0-388.6) mcg/day of DFE and 13 (95 per cent CI: 12-14) ng/mL, respectively. Only 1.76 per cent of 7 population had folate deficiency (<3 ng/mL). Circulating FA was detected in 79.8 per cent of the population with a mean concentration of 2.4 (95 per cent CI: 2.1-2.7) pmol/ml. Effects of total folate concentration (p<0.001), age (p<0.001), current smoker (p=0.002), race (p<0.000) and vitamin B6 (p<0.001) as well as interaction between folate concentration and 19-base pair deletion polymorphism in DHFR (p=0.003) were found in the model to predict the circulating FA. An increase of one ng/mL in folate concentrate was associated with increased of 3 per cent in circulating FA. Conclusions: There is low prevalence of folate deficiency and high prevalence of detectable levels of circulating FA the population. The fortification effectively increased folate status and folic acid intake, and had a notable influence on rankings of food contributors of folate intake. Although the success of folic acid fortification was observed in many countries, the scientific community is not unanimous in approval of mandatory fortification policies and the indiscriminate use of supplements. The monitoring is recommended to guarantee the safety of exposure to folic acid, and avoiding adverse health effects.

Introdução: A infecção crônica pelo vírus da hepatite C (VHC) está associada à presença da resistência insulínica e da esteatose hepática, independentemente dos fatores metabólicos do hospedeiro. A alteração na enzima MTHFR resulta em hiperhomocisteinemia, que altera o metabolismo intracelular dos lipídios e pode estar relacionada à esteatose hepática e à fibrose, em portadores do VHC. A redução da atividade hepática da MTP resulta em acúmulo de gordura nos hepatócitos, contribuindo para a severidade da esteatose hepática e da fibrose em portadores do VHC. Como objetivos foram estudados os polimorfismos 677 C/T do gene da MTHFR e -493 G/T do gene da MTP e sua relação com as variáveis clínicas, bioquímicas e histológicas em pacientes com infecção crônica pelo VHC. Métodos: 174 pacientes sem tratamento prévio com RNA do VHC positivo e com biópsia hepática foram genotipados para o polimorfismo 677C/T da MTHFR por Restriction Fragment Length Polymorfism-Polimerase Chain (PCRRFLP) e para -493G/T da MTP, por sequenciamento. Todos os pacientes tinham marcadores negativos para doença de Wilson, hemocromatose e doença autoimune, e também tinham baixa ingesta alcoólica, com menos de 100g/semana. Variáveis bioquímicas foram analisadas no momento da realização da biópsia hepática. Resultados: A frequência do genótipo TT do gene MTHFR foi de 9,8% nos pacientes com genótipo não 1 do VHC. No entanto, foi encontrada associação entre o genótipo TT x CT /CC do polimorfismo do gene MTHFR, com o grau de esteatose e fibrose em ambos os genótipos da hepatite C (p < 0,05). Uma diferença significativa foi encontrada em níveis plasmáticos de homocisteína em pacientes com esteatose (p = 0,03). A frequência do genótipo GG+GT do gene MTP foi de 56,8% nos pacientes com genótipo 1 do VHC com fibrose hepática grau 3+4 (OR 1,8, IC 95% 1,3-2,3). Foi observada uma associação direta entre a presença da esteatose hepática nos pacientes com VHC com o genótipo GG+GT do polimorfismo -493G/T do gene da MTP independentemente do genótipo do VHC (OR = 0,4, IC 95% 0,2-0,8, p = 0,01). Conclusões: o genótipo TT do polimorfismo C677T do gene da MTHFR foi mais frequente no genótipo não 1 do VHC, independentemente da classificação histopatológica, assim como a frequência do genótipo CT + TT na presença de fibrose grau 1+ 2 e da esteatose hepática. A hiperhomocisteinemia foi altamente prevalente em indivíduos com esteatose. Por outro lado, a presença do alelo G do do polimorfismo -493G/T do gene da MTP está associada a uma menor expressão da MTP hepática, protegendo contra a esteatose em pacientes com VHC do Nordeste do Brasil. Estudos adicionais em outras populações são necessários para avaliar melhor o papel desses polimorfismos em indivíduos infectados pelo VHC / Background: Chronic hepatitis C (CHC) infection has been shown to promote insulin resistance and hepatic steatosis independent of host metabolic factors. A lower MTHFR activity is associated to hiperhomocysteinemia and also may be related to steatosis and fibrosis in CHC. Futhermore a reduction on hepatic MTP activity resulting in fatty liver and could contribute to the severity of hepatic steatosis and fibrosis in CHC. The aim was to investigate this this polymorphism in the 677 C/T MTHFR and -493G/T MTP genes and there relation with metabolic and histological variables in patients with CHC. Methods: One hundred seven-four untreated patients with viral RNA and liver biopsy were genotyped for the 677C/T MTHFR and 493G/T MTP polymorphisms. The 677C/T polymorphism of the MTHFR gene was identified by Restriction Fragment Length Polymorfism- Polimerase Chain (PCRRFLP) and the 493 G/T polymorphism of the MTP gene was determined by direct sequencing of the polymerase chain reaction products. All patients were negative for markers of Wilsons disease, hemochromatosis and autoimmune diseases and had current and past daily alcohol intake less than 100g/week. A set of metabolic markers were also measured at the time of liver biopsies. Results: Among subjects infected with CHC genotype non-1 the frequency of MTHFR genotypes TT was 9.8%. Nevertheless, association was found between the MTHFR genotype TT x CT/CC polymorphism and the degree of steatosis and fibrosis in both hepatitis C genotype (p < 0.05). A significant difference was found on plasma homocysteine levels in patients with steatosis (p=0.03). Among subjects infected with CHC genotype 1 with fibrosis grade 3+4 the frequency of MTP genotypes GG+GT was 56.8% (OR 1.8; CI 95% 1.3-2.3). Observed an association with steatosis as dependent variable identified in genotypes GG+GT as independent protective factors against steatosis (OR=0.4, CI 95% 0.2-0.8, p = 0.01). Conclusion: The presence of genotype TT of MTHFR C677T polymorphism was more common in CHC genotype non-1 infected patient regardless of histopathological classification and genotype CT+TT frequencies were significant in the presence of fibrosis grade 1+2 and of steatosis. On the other hand the presence of the G allele of MTP 493G/T, which is possibly associated with a lower MTP hepatic expression, protects against steatosis in CHC patients from northeast of Brazil. Additional studies in other populations are needed to further assess the role of this polimorphysm in CHC

Galectina-1 (Gal-1) pertence à família de lectinas que reconhecem -galactosídeos e pode ser expressa em vários tipos celulares, incluindo as células endoteliais e músculo liso. Esta lectina endógena possui propriedades imunomodulatórias e antiinflamatórias, dependentes de processos celulares, essenciais incluindo ativação, diferenciação, sobrevivência, fagocitose e adesão celular. Os eventos iniciais da lesão vascular são pouco conhecidos e, na literatura, são escassos os dados sobre a participação da Gal-1 nesses eventos. Portanto, neste trabalho, pretendeu-se avaliar a participação dessa lectina nos eventos iniciais da lesão vascular por hiperhomocisteinemia moderada induzida em camundongos. A dose padrão de 0,4g/Kg/dia de homocisteína-tiolactona foi administrada oralmente a camundongos selvagens (Gal-1+/+) e destituídos do gene da Gal-1 (Gal-1-/-), por diferentes tempos, causando uma elevação da concentração plasmática de homocisteína total, Este fato provocou alterações na reatividade vascular de contração na artéria aorta e de rolamento e adesão de leucócitos em vênulas mesentéricas. Foi detectada a presença da Gal-1 nas aortas de animais Gal-1+/+ em todos tempos de tratamento e no controle, observando, porém, um aumento dela no grupo tratados por 15 dias e, mais expressa em 24 horas (expressão protéica por Western blot e imunofluorescência e, gênica por Real Time PCR). Neste tempo, houve maiores alterações metabólicas significativas como triglicérides, LDL, colesterol total, glicose e de homocisteína. A análise da expressão das óxido nítrico sintases revelou não haver alterações para NOS induzida (iNOS) entre os grupos de animais Gal-1+/+ controle e tratados, nem mesmo em relação aos animais controles Gal-1-/-. Entretanto, o tratamento modulou a expressão da NOS endotelial (eNOS) nos animais Gal-1+/+, havendo uma redução da proteína para os tempos de 48 horas e 7dias (expressão protéica por imunohistoquímica - peroxidade e, gênica por RT-PCR). O tratamento não alterou a concentração plasmática de óxido nítrico (NO) em camundongos Gal-1+/+, mas foi detectada redução dos valores basais para animais Gal-1-/- e, uma redução com o tratamento por 15 dias. Portanto, foi verificado que a expressão de Gal-1 foi aumentada com o tratamento de Hcy-Taq nos tempos de 24 horas e 15 dias, onde se observam significativas e maiores alterações biológicas dos parâmetros de lesão vascular induzida pela hiperhomocisteinemia moderada analisadas: reatividade vascular, rolamento e adesão de leucócitos em vênulas mesentéricas, concentração de homocisteína plasmática, perfil lipídico e expressão da óxido nítrico sintase endotelial. / Galectin-1 (Gal-1) belongs to the lectin family of -galactosides-binding proteins and can be expressed by several cell types, including endothelial cells and vascular smooth cells. This endogenous lectin has immunological and anti-inflammatory properties dependent of essential cellular processes, including activation, differentiation, survival, phagocytosis and cell adhesion. There are few and inconclusive studies about the engagement of Gal-1 in vascular injury initial processes. Thus, this work was conducted to evaluate the engagement of Gal-1 in hyperhomocysteinemia-induced vascular injury. Wild type (Gal-1+/+) and Gal-1-knockout (Gal-1-/-) mice were fed with 0,4g/Kg/day with thiolactone-homocysteine (D,L Hcy-T) for different times, provoking increased plasmatic total homocysteine levels. That has indicated alterations in aortic vasomotor responses and mesenteric venial leukocyte rolling and adhesion. Gal-1 was detected in aortic frozen section of Gal-1+/+ mice for all times of treatment with D,L Hcy-T, but more detected for aorta of 15 days treated animal group and, more expressed, for 24 hours ones (protein expression by Western blot and immunofluorescence and, genetic by Real Time PCR). Besides, at 24 hours of treatment, many metabolic alterations were observed: increased LDL, triglycerides, cholesterol, glucose and homocysteine levels. Expressions for nitric oxide sintases (NOS) showed no alteration for inducible NOS (iNOS) for Gal-1+/+ mice (treated or not), even for Gal-1-/- untreat mice. However, the treatment was able to modulate endothelial NOS (eNOS) decreasing the expression at 48 hours and 7 days treated animals group (protein expression by imunoperoxidase and, genetic by RT-PCR). Gal-1-/- mice have less circulating constitutive nitric oxide (NO) than Gal-1+/+ ones, and, the treatment has reduced these levels only for Gal-1-/- 15 days treated mice but not for Gal-1+/+ ones . This work, therefore, has shown that Gal-1 is always expressed by aortas. However, increased expression of Gal-1 at 24 hours and 15 days of treatment has been often correlated to biological alterations in the in hyperhomocysteinemia-induced vascular injury: aortic vasomotor responses, leukocyte rolling and adhesion in mesenteric venues, plasmatic homocysteine, lipid metabolites and NOS expression.

Les donneurs de méthyles (B12 et folates) régulent le cycle des monocarbones qui joue un rôle primordial dans les régulations épigénétiques/épigénomiques par méthylation. Une carence en donneurs de méthyles produit un retard de croissance intra-utérine et favorise les anomalies du développement, principalement du système nerveux central. De plus, des taux élevés d'homocystéine associés à une telle carence constituent un facteur de risque pour diverses pathologies neurodégénératives. Nous avons étudié les conséquences d'une carence péri-conceptionnelle et gestationnelle sur le développement cérébral embryonnaire de rats Wistar. L'étude morphométrique a montré un retard de croissance des embryons carencés qui affectait également le cerveau, avec une atrophie de structures telles que l'hippocampe, le cortex et la zone subventriculaire. En raison de la forte sensibilité de l'hippocampe, les effets de la carence ont par ailleurs été étudiés sur un modèle cellulaire de progéniteurs neuronaux hippocampiques. L'utilisation de ces deux modèles a permis de montrer in vivo et in vitro la régulation négative par la carence de la voie Stat3, qui influence prolifération et survie, via une régulation épigénomique post-transcriptionnelle impliquant miR-124. La dérégulation du programme neurogénique impliquant les histones désacétylases affecte la différenciation cellulaire. Par ailleurs, nous avons démontré que la carence en donneurs de méthyles était associée à une modification post-traductionnelle correspondant à une N-homocystéinylation irreversible de protéines neuronales, en particulier associées au cytosquelette. Cette modification induit l'agrégation des protéines, phénomène impliqué dans de nombreuses maladies neurodégénératives. La combinaison de ces différents mécanismes apporte un éclairage nouveau sur les défauts de développement et les troubles cognitifs associés à une carence précoce en donneurs de méthyles, soulignant l'importance de la « programmation foetale » dans la survenue de certaines pathologies neurologiques / Methyl donors (B12 and folate) regulate the one-carbon cycle that plays an important role in the epigenetic/epigenomic regulations by methylation. Methyl donor deficiency (MDD) leads to intrauterine growth retardation and promotes neurodevelopmental abnormalities. Also, high levels of homocysteine associated with such a deficiency are a risk factor for various neurodegenerative diseases. We have studied the consequences of a periconceptional and gestational deficiency on the development of the embryonic brain of Wistar rats. Morphometric studies showed retardation in the development of deficient embryos which also affected the brain, with an atrophy of some structures including hippocampus, cortex and subventricular zone. Given the high sensitivity of the hippocampus, the effects of MDD have been additionally studied in a cellular model of hippocampal neuronal progenitors. Using these two models, we showed both in vivo and in vitro the downregulation of Stat3 pathway regulating cell proliferation and survival, through an epigenomic post-transcriptional process involving miR-124. Disruption of the neurogenic program implying histone deacetylases was shown to alter cell differentiation. Furthermore, we showed that methyl donor deficiency was associated with a post-translational modification corresponding to an irreversible N- homocysteinylation of neuronal proteins, especially those associated with the cytoskeleton. Such a process leads to protein aggregation, a phenomenon involved in many neurodegenerative diseases. The combination of these different mechanisms provides new insights into developmental defects and cognitive impairment associated with an early MDD, highlighting the importance of "fetal programming" in the occurrence of some neurological diseases

Introdução: O café é uma das bebidas mais consumidas no Brasil e no mundo Ocidental, o que explica o grande interesse por parte dos pesquisadores. Dentre as diversas substâncias presentes na composição química do café, destacam-se os polifenóis. Alguns estudos têm verificado os efeitos fisiológicos destas substâncias bioativas na saúde humana, nomeadamente nas doenças cardiovasculares. Contudo, os resultados são ainda conflitantes e inconclusivos. Objetivos: Estimar a prevalência do consumo de café e sua contribuição na ingestão de polifenóis; investigar a associação do café com fatores de risco cardiovascular, e analisar a interação entre as variações genéticas e o consumo de café nos níveis de pressão arterial (PA), em amostra representativa de adultos e idosos residentes no município de São Paulo. Métodos: Utilizaram-se dados procedentes do estudo transversal de base populacional ISA-Capital 2008 e do banco de dados de polifenóis Phenol-Explorer versão 3.5. Para o presente estudo, foram incluídos indivíduos com 20 anos ou mais, de ambos os sexos, residentes na área urbana do município de São Paulo. O consumo alimentar foi avaliado por meio de dois recordatórios de 24 horas e utilizou-se um questionário estruturado para obter informações socioeconômicas, demográficas e de estilo de vida. Aferiu-se a PA, realizaram-se medições antropométricas e coletaram-se amostras de sangue em jejum de 12 horas para as análises bioquímicas. Os analitos séricos avaliados foram: homocisteína, glicose em jejum, triacilgliceróis, colesterol total e frações plasmáticas (LDL-c e HDL-c). A genotipagem dos polimorfismos foi realizada utilizando a técnica PCR-alelo específico. Foram avaliados os polimorfismos envolvidos no metabolismo da cafeína, consumo de café e relacionados à PA. A partir de estudos de associação ampla do genoma (GWAS) previamente descritos na literatura, selecionaram-se os polimorfismos candidatos associados com a PA: CYP1A1/CYP1A2 (rs2470893), CYP1A1/CYP1A2 (rs2472297), CPLX3/ULK3 (rs6495122), MTHFR (rs17367504). Posteriormente, foi calculado um escore genético de risco (do inglês GRS) para a PA baseado nestes polimorfismos, o qual variou de zero a oito pontos, de acordo com o número de alelos de risco. As análises estatísticas foram efetuadas por modelos de regressão logística múltipla, no software STATA®, sendo considerado um nível de significância de 0,05. Resultados: Verificou-se que o consumo médio de café nos residentes no Município de São Paulo foi de aproximadamente 140 mL/dia, e que esta bebida contribuiu com 70,5 por cento da ingestão total de polifenóis. Após análises de regressão logística múltipla, encontrou-se uma associação inversa entre o consumo moderado de café e alguns dos fatores de risco cardiovascular (FRCV). Observou-se que, os indivíduos que consumiam diariamente de 1 a 3 xícaras de café, reduziram a chance de ter PA sistólica elevada (OR= 0,45; IC 95 por cento = 0,26-0,78); PA diastólica elevada (OR= 0,44; IC 95 por cento = 0,20-0,98) e concentrações plasmáticas elevadas de homocisteína (OR= 0,32; IC 95 por cento = 0,11-0,93), quando comparados aos indivíduos que tomavam menos de 1 xícara por dia. Além disso, constatou-se que o consumo de café pode interagir com a predisposição genética individual, influenciando a PA. Há medida que aumentou a pontuação no GRS, verificou-se uma maior chance dos indivíduos apresentarem níveis de PA elavada, principalmente naqueles com um alto consumo de café (superior a 3 xícaras por dia) (OR= 5,09; IC 95 por cento = 1,32-19,7). Conclusões: Este estudo sugere que a prevalência do consumo de café por indivíduos adultos e idosos residentes em São Paulo é alta, o que contribui para a maior parte da ingestão de polifenóis da alimentação. Por ser uma bebida rica nestes compostos bioativos, o seu consumo moderado, parece exercer um efeito protetor em FRCV, nomeadamente na regulação da PA elevada e nas concentrações plasmáticas de homocisteina. Além disso, verifica-se uma interação entre o consumo de café e os polimorfismos genéticos nos níveis de PA, sublinhando a importância de reduzir o seu consumo para doses inferiores a 3 xícaras diárias, nos indivíduos geneticamente predispostos a este fator de risco cardiovascular / Introduction: Coffee is one of the most consumed non-alcoholic beverages in Brazil and the Western world, which explains the great interest of the researchers. Among the various substances present in the coffee composition, polyphenols are noteworthy. Some studies have verified the physiological effects of these bioactive substances on human health, especially in cardiovascular diseases. However, the results are still conflicting and inconclusive. Objectives: To estimate the prevalence of coffee consumption and its contribution in the intake of polyphenols, to investigate the association of coffee consumption with cardiovascular risk factors, and to analyze the interaction between genetic polymorphisms and coffee in blood pressure (BP), in a representative sample of adult and older adults of the city of São Paulo. Methods: Data come from the cross-sectional population-based study ISA-Capital 2008 and the polyphenol database Phenol-Explorer version 3.5. For the present study, we included adults and older adultas, of both sexes, living in the urban area of the São Paulo city. Dietary intake was estimated by two 24-hour dietary recalls. Socioeconomic, demographic and lifestyle data were obtained through a structured questionnaire. Blood samples were collected after a 12-hour fasting for biochemical analysis and blood pressure (BP), weight, height were measured. The analytes analysed were plasma homocysteine, triglycerides, total cholesterol, and plasma fractions (HDL-c and LDL-c). Genotyping was performed using the PCR-allele-specific technique. Genetic polymorphisms involved in caffeine metabolism, coffee consumption and BP-related were identified. The following polymorphisms associated with BP [CYP1A1/CYP1A2 (rs2470893), CYP1A1/CYP1A2 (rs2472297), CPLX3/ULK3 (rs6495122), MTHFR (rs17367504)], were selected and obtained from the genome wide association studies (GWAS). Subsequently, a genetic risk score (GRS) for BP was calculated based on these polymorphisms, which ranged from zero to eight points, according to the number of risk alleles. All analyses were performed with Stata® and a p-value < 0.05 was considered statistically significant. Results: The coffee consumption mean in the residents of São Paulo city was approximately 140 mL/day, and this beverage contributed with 70.5 per cent of the total polyphenol intake. After multiple logistic regression analysis, an inverse association between moderate coffee consumption and some of the cardiovascular risk factors (CVRF) was observed. The individuals who drank 13 cups of coffee/day reduced the odds of elevated systolic blood pressure (SBP) (OR= 0.45; 95 per cent CI= 0.26, 0.78), elevated diastolic blood pressure (DBP) (OR= 0.44; 95 per cent CI= 0.20, 0.98), and hyperhomocysteinemia (OR= 0.32; 95 per cent CI= 0.11, 0.93), when compared to subjects who consumed less than 1 cup/day. Furthermore, coffee consumption may interact with individual genetic predisposition, influencing BP. Individuals with a higher genetic risk score (GRS) appear to have high BP levels (OR= 5.09; 95 per cent CI= 1.32-19.7), related to higher coffee consumption (greater than 3 cups/day). Conclusions: This study suggests that the prevalence of coffee consumption by adult and older adults living in São Paulo is high, which contributes to the majority of the polyphenol intake from the diet. The moderate consumption of this beverage seems to exert a protective effect on CVRF, principally in the regulation of high BP and hyperhomocysteinemia. In addition, there is an interaction between the consumption of this beverage and the GRS for high BP, highlighting the importance of reduce coffee consumption to doses below 3 cups/day, in individuals genetically predisposed to this CV risk factor

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gustavohenriquemarucci_dissert.pdf: 2122770 bytes, checksum: 2efb8990fe737368548a02b38fdef073 (MD5) Previous issue date: 2011-12-12 / Down syndrome (DS) is a complex genetic disease resulting mainly from the presence of three copies of chromosome 21. It is the most frequent human chromosomal abnormality and, in most cases (about 95%) results from maternal chromosome nondisjunction, which occurs during meiosis I. Recent studies suggest that the etiology of maternal risk for DS in young mothers is associated with polymorphisms in genes of folate/homocysteine metabolism. The proper function of folate metabolism is essential for the synthesis of methyl groups necessary for DNA methylation. The deficiency of this metabolite has resulted in DNA hypomethylation, chromosomal breakage and aneuploidies. Objectives: Evaluate the influence of the C1420T polymorphism in serine hidroximetiltransferase (SHMT) gene on the maternal risk for DS, and investigate the association between this polymorphism and variation in the concentration of serum folate, plasma Hcy and methylmalonic acid (MMA); investigate the impact of 19 base pairs (pb) deletion polymorphism of the dihydrofolate reductase (DHFR) gene and the C1420T polymorphism of the SHMT gene on serum folate concentrations, plasma Hcy and MMA in individuals with DS. Material and methods: 105 mothers of individuals with free trisomy of chromosome 21 and 185 mothers of individuals without the syndrome (no history of miscarriage), and 85 individuals with free trisomy of 21 chromosome were included in this study. The polymorphism of DHFR gene was evaluated by Polymerase Chain Reaction (PCR) by fragment size difference, and the polymorphism of SHMT gene was analyzed by real-time PCR allelic discrimination. Results: The SHMT CC and CT genotypes were associated with decreased maternal risk for DS (CC: P= 0.0002; 95% CI: 0.20 0.60; OR: 0.35. CT: P < 0.0001; 95% IC: 0.11 - 0.39; OR: 0.21). The different genotypes did not influence the concentrations of metabolites studied. In individuals with DS, the combined genotypes DHFR II/ SHMT TT and DHFR DD/ SHMT TT were associated, respectively, with increased concentrations of Hcy (P<0.001) and folate (P<0.001). Moreover, individuals with DHFR II/ SHMT CT genotypes presented a reduction of folate concentration (P= 0.01). Conclusion: The CC and CT genotypes of SHMT C1020T polymorphism has a protector effect for maternal risk for DS. This polymorphism does not seem to influence the folate, Hcy and MMA concentrations. The del 19pb DHFR and SHMT C1420T polymorphisms present a synergic effect in modulating folate and Hcy concentrations in individuals with DS. / A síndrome de Down (SD) é uma doença genética complexa resultante, principalmente, da presença de três cópias do cromossomo 21. É a cromossomopatia humana mais frequente e, na maioria dos casos (cerca de 95%), decorrente da não disjunção cromossômica materna, ocorridas durante a meiose I. Recentes estudos sugerem que a etiologia do risco materno para a SD em mães jovens está relacionada com polimorfismos em genes do metabolismo do folato/homocisteína (Hcy). O funcionamento adequado do metabolismo do folato é essencial para a síntese de grupos metil necessários para a metilação do DNA. A deficiência deste metabólito tem como resultado, a hipometilação do DNA, quebras cromossômicas e aneuploidias. Objetivos: Avaliar a influência do polimorfismo C1420T do gene serina hidroximetiltransferase (SHMT) no risco materno para a SD e nas concentrações de folato sérico, Hcy e ácido metilmalônico (MMA) plasmáticos ; investigar o impacto dos polimorfismos de deleção de 19 pares de base (pb) do gene dihidrofolato redutase (DHFR) e de transição C1420T do gene SHMT nas concentrações de folato sérico, Hcy e MMA plasmáticos em indivíduos com SD. Casuística e métodos: Foram incluídas no estudo 105 mães de indivíduos com trissomia livre do cromossomo 21 e 185 mães de indivíduos sem a síndrome (sem história prévia de aborto espontâneo), e 85 indivíduos com trissomia livre do cromossomo 21. O polimorfismo do gene DHFR foi avaliado por meio da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) por diferença de tamanho de fragmentos, e o polimorfismo SHMT C1420T foi analisado por PCR em tempo real. Resultados: Os genótipos CC e CT do polimorfismo SHMT C1420T foram associados à redução do risco materno para SD (CC: P = 0,0002; 95% IC: 0,20 0,60; OR: 0,35. CT: P < 0,0001; 95% IC: 0,11 0,39; OR: 0,21). Os diferentes genótipos não influenciaram as concentrações dos metabólitos estudados. No grupo de indivíduos com SD, os genótipos combinados DHFR II/SHMT TT e DHFR DD/SHMT TT foram associados, respectivamente, com concentrações aumentadas de Hcy (P < 0,001) e de folato (P < 0,001). Além disso, indivíduos com os genótipos DHFR II/SHMT CT apresentaram concentração reduzida de folato (P = 0,01). Conclusão: Os genótipos CC e CT do polimorfismo SHMT C1420T conferem um efeito materno protetor para SD. Este polimorfismo parece não influenciar as concentrações de folato, Hcy e MMA. Os polimorfismos del 19pb DHFR e C1420T SHMT apresentam um efeito sinérgico na modulação das concentrações de folato e Hcy de indivíduos com SD.

Introdução: Em diversos países, inclusive no Brasil, a fortificação de alimentos com ácido fólico (AF) foi adotada como política pública de prevenção e combate à deficiência nutricional da vitamina, motivados principalmente pela redução da incidência dos defeitos do tubo neural. No período pós-fortificação observa-se tanto a evolução positiva do consumo e nível sérico da vitamina quanto a diminuição da concentração plasmática de homocisteína, e ainda, o aumento do ácido fólico não metabolizado na maioria desses países. Não se conhece ainda os efeitos biológicos do AFNM, no entanto, considera-se que o AFNM pode ser um fator relevante nas questões de segurança associadas com alto consumo de AF. Objetivo: Avaliar o consumo dietético e nível de folato, homocisteína e ácido fólico não metabolizado após a fortificação mandatória de alimentos com ácido fólico, e a interação com os polimorfismos envolvidos no metabolismo do folato e homocisteína. Metodologia: Os dados foram oriundos do estudo transversal de base populacional ISA Capital 2008 conduzido em uma amostra representativa de residentes do município de São Paulo, de ambos os sexos, e com idade acima de 14 anos. Coletou-se recordatórios alimentares de 24 horas e amostra de sangue em jejum de 12 horas para análises bioquímicas e moleculares. As análises estatísticas foram realizadas no programa STATA®, versão 13.0, com nível de significância de 5 por cento . Resultados: O estudo foi conduzido em 750 indivíduos, sendo 53,1 por cento mulheres e média de idade 40,7 (IC95 por cento 38,8-42,5) anos. A média de consumo e nível de folato foi de 375,8 (IC95 por cento 363,0-388,6) mcg/dia e 13 (IC95 por cento 12,0-13,9) ng/ml, respectivamente. Apenas 1,76 por cento da população apresentou deficiência de folato (<3ng/ml). Foi 5 detectado AFNM em 79,8 por cento da população com média plasmática de 2,4 (IC95 por cento 2,1-2,7) ng/ml. No modelo linear generalizado para previsão de AFNM, nível de folato (p<0,001), idade (p<0,001), tabagismo (p=0,002), raça (p<0,001) e concentrações de B6 (p<0,001), além disso, a interação de homozigotos e heterozigotos para a deleção de pares de base da DHFR e nível de folato (p=0,003) foram efeitos significantes. Tem-se um aumento relativo esperado de 3 por cento no AFNM se aumentarmos em 1 ng/ml o nível de folato médio, considerando fixas as demais variáveis do modelo. Conclusão: Nota-se baixa prevalência da deficiência da vitamina e alta prevalência dos níveis detectáveis de AFNM na população decorrente do aumento do nível de folato. Todavia, apesar do aparente sucesso da fortificação de alimentos com ácido fólico, a comunidade científica não é unânime na aprovação de políticas de fortificação mandatória e do uso indiscriminado de suplementos. Recomenda-se um monitoramento constante para evitar que a população seja exposta a altas doses da vitamina, e consequentemente, efeitos adversos à saúde. / Introduction: Food fortification is an important strategy in public health policy for controlling micronutrient malnutrition, and a major contributory factor in the eradication of micronutrients deficiencies. Motivated by the reduction in the occurrence of neural tube defects, countries worldwide, including Brazil, adopted food fortification with folic acid (FA). Folic acid fortification has increased dietary intakes of folic acid and folate status, but it is also associated with the presence of circulating FA. Although the metabolism and biological effects of circulating of folic acid are not well known, it may be a contributing factor in safety concerns associated with high oral doses of folic acid. Objective: To assess the folate intake and status, homocysteine and circulating FA after mandatory fortification with folic acid, and interaction with polymorphisms involved in 1-carbon metabolism. Material and Methods: Data were from 750 individuals aged > 14 years old who participated of a cross-sectional population-based survey in Sao Paulo City-Brazil. Fasting blood samples and information about food intake based on two measures of 24 hour food recall were collected. All analyses were carried out using STATA (version 13.0) and p-value <.05 was considered to be statistically significant in all tests. Results: Results were from 750 individuals. Women accounted for 53.1 per cent of the population and average age was 40.7 (IC95 per cent 38.8-42.5) years. The overall mean folate intake and folate concentration were 375.8 (95 per cent CI: 363.0-388.6) mcg/day of DFE and 13 (95 per cent CI: 12-14) ng/mL, respectively. Only 1.76 per cent of 7 population had folate deficiency (<3 ng/mL). Circulating FA was detected in 79.8 per cent of the population with a mean concentration of 2.4 (95 per cent CI: 2.1-2.7) pmol/ml. Effects of total folate concentration (p<0.001), age (p<0.001), current smoker (p=0.002), race (p<0.000) and vitamin B6 (p<0.001) as well as interaction between folate concentration and 19-base pair deletion polymorphism in DHFR (p=0.003) were found in the model to predict the circulating FA. An increase of one ng/mL in folate concentrate was associated with increased of 3 per cent in circulating FA. Conclusions: There is low prevalence of folate deficiency and high prevalence of detectable levels of circulating FA the population. The fortification effectively increased folate status and folic acid intake, and had a notable influence on rankings of food contributors of folate intake. Although the success of folic acid fortification was observed in many countries, the scientific community is not unanimous in approval of mandatory fortification policies and the indiscriminate use of supplements. The monitoring is recommended to guarantee the safety of exposure to folic acid, and avoiding adverse health effects.