Orientador: José Andrés Yunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T10:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caminha_IsabelPereira_D.pdf: 4630571 bytes, checksum: d16d4c6474c6966dc1040d1c4185c4a5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A mutação germinativa p.R337H do gene TP53 está associada à alta incidência de tumores do córtex da adrenal (TCA) em regiões Sul e Sudeste do Brasil, onde as evidências indicam a ocorrência de efeito fundador. A alta frequência de relatos desta mutação no Sul do Brasil nos encorajou a desenvolver um método adequado para a detecção de mutações em larga escala, com o objetivo de determinar a incidência da p.R337H em uma população de São Paulo, o Estado mais populoso do Brasil. Um novo método foi desenvolvido a fim de detectar a mutação p.R337H em amostras armazenadas em papel filtro, utilizando PCR em tempo real. Amostras de DNA genômico de 34.344 recém-nascidos de uma região específica do Estado de São Paulo foram selecionadas para detectar a frequência desta mutação germinativa. PCR Alelo-específico e Nested-PCR foram utilizados para verificar a presença do haplótipo fundador brasileiro em recém-nascidos portadores da mutação. Entre as 34.344 amostras triadas, 75 foram identificadas como portadores da mutação p.R337H. Esta frequência (0,21%) é semelhante à encontrada na região Sul do Brasil. O haplótipo fundador brasileiro foi identificado em todos os pacientes em que a amostra foi adequada para esta análise. A distribuição da mutação mostrou-se heterogênea, sendo mais abundante em cidades da fronteira com o sul do Estado de Minas Gerais. Nossos dados indicam que a frequência encontrada na população analisada está próxima à encontrada em outras regiões do Brasil. Além disso, a presença do haplótipo fundador em todas as portadoras corrobora a hipótese de efeito fundador. Desenvolveu-se tecnologia adequada para triagem em larga escala, utilizando amostras coletadas em papel filtro. A identificação de portadores ao nascimento pode aumentar as chances de diagnóstico precoce, melhorando o prognóstico destes pacientes e alertando os membros da família sobre um aumento da susceptibilidade para outros tipos de câncer. Entretanto, estudos posteriores são necessários, por exemplo, para avaliar a ocorrência de câncer de adulto em portadores da mutação, bem como o impacto psicológico de um programa de triagem na população saudável e na grande maioria dos portadores, os quais não desenvolverão a doença / Abstract: The germline p.R337H mutation of TP53 gene is associated with high incidence of adrenocortical tumors (ACT) in South and Southeastern regions of Brazil, where evidence indicates the occurrence of founder effect. The high frequency of this mutation in Southern Brazil encouraged us to develop a suitable method for mutation detection on a large scale, aiming to determine the frequency of p.R337H in a population of the most populous state in Brazil, São Paulo. A novel method was developed in order to detect p.R337H mutation in samples collected on Guthrie card, using real time PCR. Genomic DNA samples from 34.344 newborns from a specific region of São Paulo State were screened for this germline mutation. Alelle-Specific-PCR and Nested-PCR Assays were used to verify the presence of the Brazilian founder p.R337H haplotype in newborn mutation carriers. Among the 34.344 screened samples, we found 75 carriers of the TP53 p.R337H mutation. This frequency (0,21%) is close to that found in Brazil Southern region. We identified the haplotype A3 in all patients in whom the sample was suitable for analysis. The distribution of the mutation was shown to be heterogeneous, being more abundant in cities bordering the south of Minas Gerais. Our data indicate that the frequency found in a population of the State of São Paulo is close to that found in other regions of Brazil. Furthermore, the presence of the founder haplotype in all carriers, support the hypothesis of founder effect. We developed an appropriate technology for large-scale screening, using samples collected on filter paper. The identification of patients at birth may increase the chances of early diagnosis, improving the prognosis of these patients and alerting family members about an increased susceptibility to other cancers. However, further studies are required, for example, to assess the occurrence of cancer in adult patients with the mutation as well as the psychological impact of a screening program in the healthy population and in most carriers, who do not develop the disease / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Edi Lúcia Sartorato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:38:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Svidnicki_MariaCarolinaCostaMelo_D.pdf: 3787463 bytes, checksum: 29bd7c40aa78f66813f8c5ccbd4806be (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A perda da audição é uma doença sensorial comum, que pode ser causada por fatores genéticos ou ambientais. Os recentes avanços na biologia molecular têm permitido a determinação das causas genéticas da perda auditiva, e mais de 100 genes já foram relacionados com este fenótipo. Devido à elevada heterogeneidade genética envolvida, um grande número de pacientes permanece sem diagnóstico molecular, pois apenas um pequeno conjunto de genes é geralmente analisado. Isso indica a necessidade de novas estratégias metodológicas para o rastreamento simultâneo de mutações em múltiplos genes. Neste trabalho, um painel para genotipagem utilizando o sistema de espectrometria de massa iPLEX MassARRAY® (Sequenom Inc.), contendo 86 alterações em 17 genes, foi otimizado e testado, visando sua aplicação no diagnóstico molecular de indivíduos com perda auditiva. Inicialmente, um teste com indivíduos controles mostrou falha em 20% das alterações. Na tentativa de se obter uma maior taxa de genotipagem, os primers das alterações que falharam foram redesenhados e ressintetizados. Novos testes com 25 indivíduos controles mostraram um significativo aumento na taxa de genotipagem, e a especificidade e sensibilidade da técnica foram estimadas em mais de 95%. Após a otimização dos ensaios, um grupo de 180 indivíduos, com perda auditiva não-sindrômica com causa presumidamente genética, foi rastreado utilizando o painel desenvolvido, e a validação das mutações identificadas foi realizada por sequenciamento de DNA ou PCR seguido de análise de restrição enzimática. Alterações genéticas foram confirmadas em 31% dos indivíduos, sendo que em 20,6% dos casos analisados foi possível esclarecer a etiologia da perda auditiva. Alterações no gene GJB2 foram as mais prevalentes, porém outras mutações também foram identificadas nos genes SLC26A4, CDH23, MT-RNR1, MT-TS1, MYO15A e OTOF. A genotipagem de mutações usando o sistema iPLEX MassARRAY® mostrou melhor custo-benefício em comparação com as técnicas convencionais, e permitiu rastrear um conjunto mais abrangente de genes do que aqueles atualmente analisados. Portanto, o painel desenvolvido é viável para o rastreamento inicial de mutações envolvidas com a perda auditiva não-sindrômica e poderá auxiliar no diagnóstico dos pacientes afetados / Abstract: Hearing loss (HL) is a common sensorial disorder, which can be caused by genetic or environmental factors. Recent advances in molecular biology have allowed the determination of the genetic causes of HL, and more than 100 genes have been linked to the phenotype. Due to the extraordinary genetic heterogeneity involved in HL a large percentage of patients remain without any molecular diagnosis. This indicates the need for new methodological strategies for simultaneously screening for mutations in multiple genes. In this work, we optimized and tested a panel of 86 mutations in 17 different genes, screened using the mass spectrometry system, iPLEX MassARRAY® (Sequenom Inc.), in order to determine the molecular etiology of hearing loss. An initial genotyping of control subjects, showed failures in 20% of the selected alterations. In an attempt to achieve greater genotyping rates, the tests that failed were redesigned and new primers were synthesized. Further tests with 25 control subjects were then performed and showed significant increase in genotyping rate. The sensitivity and specificity of the technique showed average values above 95%. Additionally, a group of 180 individuals, with nonsyndromic hearing loss with presumably genetic causes, was tested using the developed panel, and the validation of the identified mutations was performed by DNA sequencing or PCR followed by restriction enzyme analysis. Genetic alterations were confirmed in 31% of patients, and in 20.6% of the individuals was possible to elucidate the etiology of HL. Mutations in the GJB2 gene were the most prevalent, but other mutations in the SLC26A4, CDH23, MT-RNR1, MYO15A, and OTOF genes were also identified. Genotyping of mutations using iPLEX MassARRAY® Spectrometry System proved to be faster and more cost-effective, compared to conventional techniques, and enabled the screening of a broader set of genes and mutations than those currently analyzed to establish the molecular etiology of hearing loss. Hence, the developed panel is feasible for the initial screening mutations involved in non-syndromic hearing loss and may aid in the diagnosis of affected patients / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Estudos empíricos têm mostrado que a Análise de Mutantes – um dos critérios de teste baseado em erros – é bastante eficaz em revelar a presença de erros. Entretanto, seu alto custo, decorrente principalmente do grande número de mutantes gerados, tem motivado a proposição de diversas abordagens alternativas para a sua aplicação. Um estudo relevante nesse sentido resultou na determinação de um conjunto essencial de operadores de mutação para a linguagem Fortran, mostrando-se que é possível reduzir o custo de aplicação do critério, preservando um alto grau de adequação em relação à Análise de Mutantes. Alguns estudos também têm demonstrado que a redução da eficácia não é significativa. Este trabalho tem como objetivo investigar alternativas pragmáticas para a aplicação do critério Análise de Mutantes e, nesse contexto, é proposto um procedimento para a determinação de um conjunto essencial de operadores de mutação para a linguagem C, a partir dos operadores implementados na ferramenta Proteum. Procurando aplicar e validar o procedimento proposto, dois grupos distintos de programas são utilizados. Para ambos os grupos, o conjunto essencial obtido apresenta resultados bastante significativos quanto à redução de custo, com um decréscimo muito pequeno no grau de adequação em relação à Análise de Mutantes. Estratégias para evoluir e refinar um conjunto essencial para diferentes domínios de aplicação também são investigadas. / Mutation Analysis – one of the error based criteria – has been found to be effective on revealing faults. However, its high cost, due to the high number of mutants created, has motivated the proposition of many alternative approaches for its application. In this perspective, a relevant study resulted on the determination of a sufficient mutant operator set for Fortran, indicating that it is possible to have a large cost reduction of mutation testing, preserving a high mutation score. Some studies have also shown that the reduction on the effectiveness is not significant. This work aims to investigate pragmatic alternatives for mutation analysis application and, in this context, a procedure for the determination of a sufficient mutant operators set for C is proposed, using Proteum testing tool. Aiming to apply and validate the proposed procedure, two different groups of programs are used. For both of them, the sufficient mutant operator set presents very significant results in terms of cost reduction, with a very small reduction on the mutation score. Strategies to evolve and refine an essential mutant operator set to different application domains are also investigated.

A síndrome de Treacher Collins (STC) é um distúrbio do desenvolvimento craniofacial de herança autossômica dominante causada por mutações no gene TCOF1, localizado no cromossomo 5 (5q32). Utilizando as técnicas de SSCP e seqüenciamento, estabelecemos um método eficiente para a detecção de mutações no gene TCOF1, o que permitiu oferecer o teste diagnóstico aos pacientes com suspeita clínica de STC. Identificamos a mutação responsável pela síndrome em 39/43 (90,7%) dos pacientes atendidos pelo Centro de Estudos do Genoma Humano e em 23/48 (48%) dos pacientes encaminhados pelo Johns Hopkins Medical Institute. Desse modo, caracterizamos 43 novas mutações patogênicas e 16 novos polimorfismos no gene TCOF1. A detecção de uma troca de aminoácido de caráter patogênica em uma região conservada da proteína nos levou a propor a existência de um domínio funcional importante nessa região. Realizamos triagem de mutações no gene TCOF1 em 24 pacientes com anomalias faciais em estruturas derivadas do 1o e 2o arcos branquiais, mas sem diagnóstico de STC. Nenhuma mutação patogênica foi encontrada nesses casos, indicando que a STC, apesar de apresentar uma grande variabilidade clínica, é uma entidade circunscrita. Triamos também, pela primeira vez, duas famílias cujo padrão de segregação do quadro clínico sugere um padrão de herança autossômico recessivo. Também nesse caso não encontramos mutação no gene TCOF1, apesar de uma análise de segregação com marcadores da região 5q31-q34 não ter excluído essa região de uma possível relação com a síndrome. Testamos, empregando pela primeria vez ferramentas moleculares, a hipótese que as mutações esporádicas que causam a STC têm origem preferencial na linhagem germinativa de homens mais velhos. Ao contrário do sugerido pela literatura, em dez casos informativos encontramos 70% das mutações no cromossomo herdado do pai e 30% de origem materna e nenhuma correlação com aumento de idade paterna. / Treacher Collins syndrome (TCS) is an autosomal dominant disorder affecting craniofacial development. The syndrome is caused by mutations in the TCOF1 gene, located in chromosome 5 (5q32). Combining SSCP and sequencing, we established an efficient method of screening for mutations in the TCOF1 gene, allowing us to offer diagnostic tests to patients with clinical signs of TCS. We detected a pathogenic mutation in 39/43 (90.7%) of patients ascertained at the Centro de Estudos do Genoma Humano and in 23/48 (48%) of patients referred to Johns Hopkins Medical Institute. We therefore characterized 43 novel pathogenic mutations and 16 novel polymorphisms in the TCOF1 gene. We described a pathogenic missense mutation located in a conserved region of the protein, which led us to propose the existence of a critical function domain in its N-terminus. After screening 24 patients with craniofacial anomalies resembling TCS but without a precise clinical diagnosis for mutations in the TCOF1 gene, we found no pathogenic mutation and concluded that, despite its broad clinical spectrum, TCS is well characterized in clinical grounds. We also screened, for the first time, two families in which the segregation of the phenotype suggested autosomal recessive inheritance. No mutation was detected in these families, despite linkage analysis with markers from 5q31-34 not excluding this region. We used molecular techniques for the first time to test the hypothesis that sporadic mutations in TCS arise preferentially in the male germ line and their frequency increases with age. As opposed to what the literature suggested, in ten informative cases we had 7 mutations of paternal origin and 3 originating in the female germ line, with no detectable age effect.

O ciclo de vida de Dictyostelium discoideum é composto de duas fases independentes. Durante o crescimento vegetativo, as amebas crescem isoladas até que a fonte de nutrientes seja esgotada. A carência nutricional induz sua entrada num processo de desenvolvimento, que inclui a parada do crescimento, a agregação das células e a formação de um organismo multicelular onde as células se diferenciam em esporos que sobrevivem as condições desfavoráveis. A proteína quinase YakA é requerida para a transição entre o crescimento e o desenvolvimento. YakA regula os níveis da PKA. Mutantes yakA- apresentam o crescimento acelerado, são deficientes no processo de agregação e são hiper-sensíveis a estresse oxidativo e nitrosoativo. Uma mutação em um segundo sítio em keaA, suprime a morte induzida por SNP (um gerador de óxido nítrico) no mutante yakA-. O papel de keaA foi determinado em resposta a estresse oxidativo, nitrosoativo e carênica nutricional. O gene keaA é necessário para o crescimento e desenvolvimento. Uma mutação em keaA confere resistência a estresse nitrosoativoloxidativo confirmando que uma mutação em keaA confere resistência a estresse. Um segundo supressor da morte induzida por SNP no mutante yakA- foi isolado pela mesma técnica de REMI e identificado como pkaC um regulador da resposta a estresse. YakA e PKA integradam a resposta a vários estresse em Dictyostelium. Os resultados indicam que a yakA regula a parada do ciclo celular em resposta a estresses através da modulação de keaA. keaA regula, por sua vez, a expressão da pkaC, um regulador chave da produção de cAMP e do processo de desenvolvimento. A interação gênica entre estes elementos é complexa e deve ser ajustada para permitir que as células sobrevivam a mudanças ambientais encontradas durante o seu ciclo de vida. / Dictyostelium discoideum\'s life cycle is composed of two phases. During the vegetative phase, amoebae grow as single cells until the nutrients are depleted. Starvation induces a developmental program where isolated amoebae adopt a multicellular mode of living and differentiate into spores to survive the harsh conditions. The protein Kinase YakA is required for the growth to development transition. YakA regulates the leveis of PKA. yakA null cells have a faster cell cycle, are aggregation deficient and are hypersensitive to nitrosoative/oxidative stress. A second-site mutation in keaA, supresses the death induced by SNP, a generator of nitric oxide. The role for keaA has been determined in response to oxidative, nitrosoative and nutrient starvation stresses. keaA is required for proper growth and development. The keaA- cells are more resistant to nitrosoative and oxidative stress confirming that a mutation in keaA confers stress resistance. A second supressor of the death induced by SNP in the mutant yakA- was isolated with REMI and identified pkaC as a regulator of the nitrosoative stress response. YakA and PKA may integrate the responses to several stresses in Dictyostelium. The results indicate that yakA regulates the cell cycle arrest in response to stress through the modulation of keaA. KeaA regulates the expression of pkaC, a key regulator of cAMP prodution and development. Genetic interactions among these elements is complex and must be finely tuned in the many environmental changes cells endure during the life cycle.

As células Natural Killer (NK), quando estimuladas por meio de seus receptores, rapidamente produzem citocinas e quimiocinas, incluindo IFN?, TNF?, TGF?, GMCSF, MIP1?, MIP1?, IL-10 e outras, as quais podem afetar a função de outras células hematopoéticas. Considerando as evidências recentes de que as célulastronco hematopoéticas (CTH) respondem diretamente à sinalização de várias citocinas, acreditamos que a produção de citocinas mediada pelas células NK possa regular a função da CTH e que a sua desregulação possa favorecer a transformação maligna. As neoplasias mieloproliferativas (NMP) negativas para o rearranjo t(9;22)/BCR-ABL1, incluindo as entidades Policitemia Vera (PV), Trombocitemia Essencial (TE) e Mielofibrose Primária (MFP), são doenças hematopoéticas originadas de alteração clonal da CTH, e podem servir de modelo para o estudo dessa regulação NK-CTH. Além de mutações que ativam vias de proliferação e sobrevivência celular, como a mutação JAK2V617F, presente em mais da metade das NMP, outros mecanismos contribuem para a patogênese e manutenção da doença, tais como mutações adicionais e regulação da hematopoese neoplásica pelo microambiente da medula óssea. Este último inclui não apenas células do estroma, mas também células do sistema imune. Dessa forma, com objetivo de investigar a potencial contribuição das células NK para a patogênese das NMP, caracterizamos células do sangue periférico de pacientes com NMP do Ambulatório de Hematologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, bem como células esplênicas obtidas de animais de um modelo murino condicional knockin de expressão heterozigótica da Jak2V617F (Jak2VF) quanto à frequência, expressão de receptores e função das células NK. Observamos menor porcentagem de células NK e maior expressão do receptor inibitório NKG2A nos animais Jak2 wt/VF. Pacientes portadores de NMP apresentaram número absoluto de células NK-CD16+ reduzido em relação aos controles saudáveis. O número de células NK-CD16+ foi menor na MFP em relação aos controles e à TE, particularmente naqueles portadores da mutação JAK2V617F. Encontramos menor expressão do receptor de ativação NKG2D nos portadores de PV positivos para a mutação JAK2V617F. Houve menor expressão do receptor de ativação NKp46 nos portadores de NMP, particularmente nos portadores da mutação JAK2V617F, e nos pacientes com MFP. Observamos também menor expressão do receptor NKG2A nos portadores de TE negativos para a mutação JAK2V617F. Em concordância com a redução de células NK, a porcentagem de linfócitos totais mostrou-se reduzida nos pacientes com NMP, particularmente nos portadores de MFP, independentemente da mutação JAK2V617F. Encontramos redução percentual e absoluta do subtipo de células NK CD56brightCD16- (cuja principal função é secretória) nos pacientes com NMP, especialmente na presença da mutação JAK2V617F, nos pacientes com PV e MFP, e menor frequência absoluta do subtipo CD56-CD16bright (com função primariamente citotóxica) nos portadores de MFP. Em contraste, não verificamos deficiência citotóxica das células NK dos animais Jak2 wt/VF em relação aos controles Jak2 wt/wt. Adicionalmente, as células NK dos animais Jak2-mutados demonstraram menor capacidade de secreção da citocina MIP-1?, reconhecida por regular a função de CTH, em relação aos animais controle. Finalmente, houve expressão significativamente aumentada do gene MyD88 nos animais mutados em relação aos controles, sugerindo que a via de sinalização dos receptores do tipo Toll (TLR) pode estar envolvida na regulação NKCTH nas NMP. Em resumo, detectamos deficiência numérica e funcional de células NK em células primárias murinas e humanas de NMP. Nossos achados sugerem potencial regulação da hematopoese maligna pelas células NK nestas neoplasias e podem contribuir para a identificação de novas estratégias terapêuticas que possam interferir nesta complexa interação. / Natural Killer (NK) cells, when stimulated by their receptors, rapidly produce cytokines and chemokines, including IFN?, TNF?, TGF?, GM-CSF, MIP1?, MIP1?, IL-10 and others, which may affect the function of other hematopoietic cells. Considering the recent evidence that hematopoietic stem cells (HSC) directly respond to cytokine signaling, we hypothesized that NK cells mediated cytokine production can regulate HSC function and that their dysregulation may favor malignant transformation. BCR-ABL1-negative myeloproliferative neoplasms (MPN), including Polycythemia Vera (PV), Essential Thrombocythemia (ET) and Primary Myelofibrosis (PMF), are hematopoietic diseases originated from HSC clonal transformation, and thus can serve as a model for studying this NK-HSC regulation. In addition to mutations that activate cell proliferation and survival pathways, such as the JAK2V617F mutation, present in more than half of MPN cases, other mechanisms contribute to the pathogenesis and maintenance of the disease, such as additional mutations and regulation of neoplastic hematopoiesis by the bone marrow microenvironment. This latter includes not only stromal cells but also cells of the immune system. Therefore, in order to investigate the potential contribution of NK cells to the pathogenesis of MPN, we characterized the frequency, receptor expression and function of NK cells from patients with MPN from the Clinical Hospital of the Medical School of Ribeirão Preto, University of São Paulo, as well as from splenic cells obtained from animals of a conditional knockin murine model of Jak2V617F heterozigous expression. Lower percentage of NK cells and higher NKG2A inhibitory receptor expression was observed in Jak2 wt/VF animals as compared to Jak2 wt/wt controls. In agreement, patients with MPN presented reduced absolute numbers of NK-CD16+ cells when compared to healthy controls. The number of NKCD16+ cells was lower in the PMF than in controls or ET patients, particularly in those bearing the JAK2V617F mutation. We found lower expression of the NKG2D activatory receptor in PV patients with the JAK2V617F mutation. There was lower expression of the NKp46 activatory receptor in MPN patients, particularly in those with the JAK2V617F mutation, and in PMF patients. We also observed reduced expression of the NKG2A receptor in non-JAK2 mutated ET patients. In agreement with the NK cell reduction, the percentage of total lymphocytes was reduced in patients with MPN, particularly in PMF, regardless of the JAK2V617F mutation. We found an absolute decrease of the CD56brightCD16- NK subtype (whose main function is secretory) in patients with MPN, especially when the JAK2V617F mutation was present, in patients with PV and PMF. Also, lower absolute frequency of CD56-CD16bright NK subtype (primarily cytotoxic) was found in PMF patients. In contrast, we did not find cytotoxic deficiency in the Jak2 wt/VF NK cells as compared to the Jak2 wt/wt controls. In addition, Jak2-mutated NK cells presented reduced ability of secreting the cytokine MIP-1?, known to regulate HSC function. Finally, there was significantly increased expression of the MyD88 gene in the Jak2-mutated animals as compared to controls, suggesting that the Toll-like receptors (TLR) signaling pathway may be involved in NK-HSC regulation in MPN. In summary, we detected numerical and functional deficiency of NK cells in murine and human primary cells of MPN. Our findings suggest a potential regulation of malignant hematopoiesis by NK cells in these neoplasms and may contribute to the identification of new therapeutic strategies that may target this complex interaction.

Indivíduos não relacionados apresentam apenas 1% de diferenças entre seus genomas. Estas variações ocorrem na forma de substituições, inserções, deleções, rearranjos complexos ou até estruturais. Dentre essas variações, aquelas que apresentam uma frequência populacional acima de 1% são denominadas de polimorfismos. Tais variações são responsáveis por diferenças que vão desde a resposta imunológica até o tratamento com drogas, incluindo sensitividade das células tumorais, níveis de plasma, efeitos colaterais e toxicidade. A forma mais comum de polimorfismo genético entre humanos são os polimorfismo de base única ou Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), sendo mais de 47 milhões descritos no dbSNP, um banco de dados de pequenos polimorfismos do NCBI. No presente estudo, foi estabelecida uma abordagem computacional, com etapas de exclusão de regiões parálogas ou de baixa qualidade, com o objetivo de identificar variantes genéticas em sequências expressas gerados pelo método de Open Reading Frame ESTs (ORESTES) durante o Projeto Genoma Humano do Câncer. Diferentemente de outros softwares de detecção de polimorfismos, a abordagem computacional descrita neste estudo leva em consideração a informação a priori do número de bibliotecas distintas que reportaram a mesma variação. Foram identificadas 1900 mutações (853 sinônimas e 1047 não-sinônimas) presentes em duas ou mais bibliotecas distintas, que foram validados in-silico contra o dbSNP v130. O resultado da análise identificou 901 mutações já descritas no dbSNP (47,42%). Para confirmação da análise, foram selecionadas 10 mutações (6 novas e 4 já presentes no dbSNP) para validação pelo método de High Resolution Melt (HRM), seguido da caracterização por sequenciamento de DNA. Nesse caso, o resultado foi a validação de 50% das mutações selecionadas. A análise de interação protéica, Protein-Protein Interaction (PPI), realizada com as mutações não-sinônimas localizadas em domínios funcionais, revelou redes gênicas mais complexas em tecidos tumorais do que nos tecidos normais. Esta observação ratificou a literatura a respeito da transformação tumorigênica ser desencadeada pela combinação de mutações que ativam uma série de processos biológicos, para isso, afetando genes, vias gênicas e networks de vias gênicas relacionados. Em resumo, o presente estudo descreve uma abordagem computacional eficiente para identificação de mutações em dados de sequências expressas, além de avaliar o papel das mutações na tumorigênese. / Unrelated humans have only 1% of non-simularity in their genome. These variations occur as substitutions, insertions, deletions, or even complex structural rearrangements. Among these variations, those which show a population frequency above 1% are called polymorphisms. Such variations are responsible for differences ranging from the immune response to treatment with drugs, including sensitivity of tumor cells, plasma levels, toxicity and side effects. The most common form of genetic polymorphism among human are Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), with more than 47 million reported in dbSNP, a database of small polymorphisms from NCBI. In this study, we established a computational approach, with steps to exclude low quality and paralogous regions, aiming to identify genetic variants in expressed sequences generated by the method of Open Reading Frame ESTs (ORESTES) for the Human Cancer Genome Project. Unlike other polymorphisms detection softwares, the computational approach described in this study takes into account the a priori information about the number of different libraries that reported the same variation. We identified 1900 mutations (853 synonymous and 1047 nonsynonymous) present in two or more different libraries, these mutations were in-silico validated against the dbSNP V130. The analysis result showed 901 mutations already described in dbSNP (47.42%). To confirm the analysis, we selected 10 mutations (six new and four already present in dbSNP) for validation by the method of High Resolution Melt (HRM), followed by characterization by DNA sequencing. In this case, the result was the validation of 50 % of the selected mutations. The Protein-Protein Interaction analysis (PPI), performed with non-synonymous mutations located in functional domains, showed more complex gene networks in tumor tissues than in normal tissues. This observation confirmed the literature regarding the tumorigenic transformation is triggered by the combination of mutations that activate a number of biological processes, thereby, affecting genes, gene pathways and networks of related gene pathways. In summary, this study describes an efficient computational approach to identify mutations in expressed sequence data, besides to evaluate the role of mutations in tumorigenesis.

Orientador: Alexandre Secorun Borges / Resumo: A miotonia hereditária (MH) é uma enfermidade muscular hereditária não distrófica. Manifesta-se pela presença de hipertrofia muscular e miotonia que melhora com o exercício, fenômeno conhecido como “warm-up”. As alterações clínicas estão associadas a mutações no gene CLCN1, codificador do canal seletivo para o íon cloreto da musculatura esquelética. A enfermidade já foi descrita em diversas espécies e algumas raças caninas; no entanto, esta é primeira descrição de MH em cães da raça American Bulldog. Quarenta e quatro cães da raça American Bulldog foram empregados na pesquisa, constituindo três grupos de estudo. O primeiro grupo, compreendeu um cão, da raça American Bulldog, com cinco meses de idade, que foi avaliado sob aspectos clínicos, eletromiográficos e moleculares. Os sinais de hipertrofia muscular, miotonia e fenômeno “warm-up” foram evidentes. Durante o exame de eletromiografia (EMG) foram verificadas a presença de descargas miotônicas. Foi verificada uma mutação “frameshift”, NM_001003124.2: c.436_437insCTCT, no gene CLCN1. A presença do transcrito alternativo NC_006598.3 (NM_001003124.2): c.774_775ins [6442_6520] foi observada no RNAm do cão miotônico. O segundo grupo constituiu-se de dez cães geneticamente relacionados com o cão do primeiro grupo. Por fim, o terceiro grupo compreendeu 33 cães não relacionados entre si e com os cães de outros grupos. Heterozigotos, cães wildtype e outro cão afetado para a mutação NM_001003124.2: c.436_437insCTCT foram observados de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Hereditary Myotonia (HM) is an inherited non-dystrophic muscle disease. It is manifested by the muscular hypertrophy and myotonia that improves with exercise, a phenomenon known as "warm-up". Clinical features are associated with mutations in the CLCN1 gene, that encodes the selective channel for the skeletal muscle chloride ion. The HM has been described in several species and some dog breeds; however, this is the first report of HM in American Bulldog. The objective of this research was to describe clinical abnormalities, electromyographic and molecular characterization of hereditary myotonia in dog of this breed. 44 American Bulldog were used in the research, constituting 3 study groups. The first group included an American Bulldog, 5 months old, was evaluated under clinical, electromyographic and molecular aspects. Signs of muscle hypertrophy, myotonia, and warm-up were present. During the electromyography exam (EMG) myotonic discharges were observed. A frameshift mutation, NM_001003124.2: c.436_437insCTCT, was verified in the CLCN1 gene. The presence of an alternative transcript NC_006598.3 (NM_001003124.2): c.774_775ins [6442_6520] was observed in the myotonic dog mRNA. The second group consisted of ten dogs genetically related to the dog of the first group. Finally, the third group included 33 unrelated dogs and dogs from other groups. Heterozygotes, wildtype dogs and another dog affected by mutation NM_001003124.2: c.436_437insCTCT were observed among the ten genetica... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

INTRODUÇÃO: O carcinoma basocelular (CBC) é o tipo de câncer cutâneo mais comum no ser humano. O aparecimento de CBC na maioria das vezes se dá de forma esporádica em indivíduos que se expõem cronicamente ao sol. Eventualmente pode estar associado a síndromes, como: Bazex-Dupré- Christol, Rombo e Gorlin-Goltz. Diferente do que ocorre nas síndromes, os casos de CBCs múltiplos familiares não sindrômicos(CBCMFNS) são poucos estudados, tendo na literatura somente cinco relatos de famílias com a doença. O fenótipo é de múltiplos CBCs superficiais sem presença de outras anormalidades. Devido os CBCs esporádicos e os CBCs presentes na Síndrome de Gorlin-Goltz apresentarem mutações no gene PTCH1, possivelmente os CBCs múltiplos também estejam associados a alterações neste gene. Este gene esta localizado na região 9q22.3 possuindo 23 éxons, tem um papel importante na formação embrionária e de supressão tumoral. OBJETIVO: Análise genética dos éxons 9,11, 16, 17 e 23 do PTCH1 de oito componentes da mesma família, pertencentes a três diferentes gerações, sendo três portadores de CBCs múltiplos, e dentre estes dois suspeitos de CBCMFNS. MÉTODOS: Extração de DNA dos leucócitos do sangue periférico; PCR; clonagem dos produtos de amplificação (pGEM T Easy Vector) e seqüenciamento (Big Dye Terminator Kit). As mutações e polimorfismos encontrados foram comparados com a literatura e banco de dados de mutação do gene PTCH1 (www.cybergene.se/PATCH). RESULTADOS: Duas novas mutações foram encontradas nos pacientes suspeitos de CBCMFNS: uma frameshift nt4130(del C) e uma missense nt4261(A->G). Nos familiares foram encontradas cinco novas mutações: Em um primeiro indivíduo uma missense nt1420(G->T); em um segundo a mesma missense nt1420(G->T) e mais uma missense nt2873(C->T); em um terceiro duas frameshift nt1443 (ins T) e nt1468 (ins T), em dois outros indivíduos, irmãos, uma outra mutação missense nt4130(C->T). Foram encontradas ainda dezoito mutações, não descritas anteriormente, nos íntrons 10,15,16 e 17, algumas se repetindo em todos os indivíduos analisados. CONCLUSÃO: Pela primeira vez estão sendo descritas mutações em éxons e íntrons do gene PTCH1 em indivíduos portadores de CBCMFNS e em alguns de seus familiares. / INTRODUCTION: Basal cell carcinomas (BCC) are the most usual skin cancer that affects human beings. Sporadic BCCs are prevalent, often arising in people chronically exposed to UV radiation from the sun. Eventually BCCs may be associated to different syndroms like Bazex-Dupré-Christol, Rambo and Gorlin. Contrarily to syndromic BCCs, the cases of multiple familiar nonsydromic BCCs(MFNSBCC) have only few studies found in the literature. Only five families have been described to date with the disease. Since sporadic and Gorlin BCCs are associated to many mutations in the PTCH1 gene, we hypothesized that the multiple BCCs phenotype is also associated with mutations in this same gene. The PTCH1 tumor suppressor gene is located in the 9q22.3 chromosomal region, contains 23 exons, and has an important role in embryogenesis. OBJETIVE: To perform genetic analysis of PTCH1 exons 9, 11, 16, 17 e 23. METHODS: Eight individuals belonging to different generations from the same family were studied. Three of them bore multiple BCCs, and two of those were suspect to have MFNSBCC. DNA was extracted from blood leukocytes, submitted to PCR, and the PCR products were cloned (pGEM T Easy Vector, Promega) and sequenced (Big Dye Terminator Kit; ABI Prism 3100 sequencer; Applied Biosystems). The polymorphisms and mutations found were analyzed and compared to literature and PTCH1database (www.cybergene.se/PTCH/). RESULTS: In the patients suspect of MFNSBCC were found two new mutation: one frameshift nt4130(del C) and one missense nt4261(A->G). In the relatives were found five new mutation: Three missense nt1420(G->T); nt2873(C->T); nt4130(C->T); and two frameshift nt1443 (ins T) and nt1468 (ins T). In the introns 10,15,16 and 17 were found eighteen new mutations that were not previously reported. CONCLUSION: For the first time mutation in exons and introns of PTCH1 gene have been described in patients bore MFNSBCC and some of their relatives.

INTRODUÇÃO: A síndrome de Noonan é uma doença autossômica dominante caracterizada por baixa estatura, dismorfismos faciais (hipertelorismo ocular, inclinação para baixo das fendas palpebrais, ptose palpebral, palato alto e má-oclusão dentária), pescoço curto e/ou alado, defeitos cardíacos, principalmente a estenose pulmonar valvar, deformidade esternal e criptorquia nos pacientes do sexo masculino. O gene PTPN11, localizado no braço longo do cromossomo 12 (12q24.1), é responsável por aproximadamente 50% dos casos de síndrome de Noonan. OBJETIVO: Detectar a freqüência de mutações no gene PTPN11 em uma amostra de pacientes os quais preenchiam os critérios clínicos para a síndrome de Noonan e síndromes Noonan-like e estabelecer uma correlação genótipo-fenótipo. MÉTODOS: Cinqüenta probandos com síndrome de Noonan, 3 com síndrome de LEOPARD, 3 com síndrome de Noonan-like/lesões múltiplas de células gigantes e 2 com neurofibromatose-Noonan foram incluídos nesse estudo. O estudo molecular foi realizado através da técnica da cromatografia líquida de alta precisão desnaturante e, naqueles com um perfil anormal, a técnica do seqüenciamento do éxon em questão foi concretizada. RESULTADOS: Mutações missense no gene PTPN11 foram identificadas em 21 probandos com síndrome de Noonan (42%), em todos os três pacientes com a síndrome de LEOPARD, em um caso com síndrome de Noonan-like/lesões múltiplas de células gigantes e em um paciente com síndrome da neurofibromatose-Noonan. Este último probando também apresentava uma mutação no gene NF1. A única anomalia que atingiu uma diferença estatisticamente significante quando comparados os grupos de pacientes com e sem mutação foi o grupo de distúrbios hematológicos. Um paciente com síndrome de Noonan que apresentou uma doença mieloproliferativa possuía a mutação T73I. CONCLUSÃO: A síndrome de Noonan é uma doença heterogênea, uma vez que mutações no gene PTPN11 são responsáveis por 42% dos casos. Uma correlação genótipo-fenótipo definitiva não foi estabelecida, mas a mutação T73I parece predispor a distúrbios mieloproliferativos. Com relação às síndromes Noonan-like, o gene PTPN11 é o principal responsável pela síndrome de LEOPARD e também desempenha um papel na síndrome da neurofibromatose-Noonan. A síndrome de Noonan-like/lesões múltiplas de células gigantes, a qual faz parte do espectro da síndrome de Noonan, é também uma doença heterogênea. / INTRODUCTION: Noonan syndrome is an autosomal dominant disorder comprising short stature, facial dysmorphisms (ocular hypertelorism, downslanting palpebral fissures, palpebral ptosis, high arched palate and dental malocclusion), short and/or webbed neck, heart defects, mainly valvar pulmonary stenosis, sternal deformity and cryptorchidism in males. The PTPN11 gene, localized in the long arm of chromosome 12 (12q24.1), is responsible for approximately 50% of the cases. OBJECTIVE: To detect the PTPN11 gene mutation rate in a cohort of clinically well-characterized patients with Noonan and Noonan-like syndromes and to study the genotype-phenotype correlation. METHODS: Fifty probands with Noonan syndrome ascertained according to well-established diagnostic criteria, 3 with LEOPARD syndrome, 3 with Noonan-like/multiple giant cell lesion syndrome and 2 with neurofibromatosis/Noonan were enrolled in this study. Mutational analysis was performed using denaturing high-performance liquid chromatography followed by sequencing of amplicons with an aberrant elution profile. RESULTS: Missense mutations in the PTPN11 gene were identified in 21 probands with Noonan syndrome (42%), in all three patients with LEOPARD syndrome, in one case with Noonan-like/multiple giant cell lesion syndrome and in one with neurofibromatosis-Noonan syndrome. This last patient also showed a NF1 gene mutation. The only anomaly that reached statistical significance when comparing probands with and without mutations was the hematological abnormalities. A Noonan syndrome patient presenting a myeloproliferative disorder showed a T73I mutation. CONCLUSION: Noonan syndrome is a heterogeneous disorder, once PTPN11 gene mutations is responsible for 42% of the cases. A definitive genotype-phenotype correlation is not established, but the T73I mutation seems to predispose to a myeloproliferative disorder. Regarding Noonan-like syndromes, the PTPN11 gene is the main one in LEOPARD syndrome and also plays a role in neurofibromatosis-Noonan syndrome. Noonan-like/multiple giant cell lesion syndrome, part of the spectrum of Noonan syndrome, is also heterogeneous.