Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2006. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 88-101).

A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é uma esfingolipidose autossômica recessiva que se caracteriza pelo acúmulo lisossômico de colesterol não-esterificado em vários tecidos, resultando em neurodegeneração progressiva, hepatoesplenomegalia e paralisia ocular vertical, entre outros sintomas. Sua manifestação ocorre geralmente entre a metade da infância e a adolescência. A morte ocorre geralmente até a terceira década de vida. Associado à sintomatologia clínica, o diagnóstico de NPC é realizado através do teste de Filipin em fibroblastos cultivados, que demonstra um intenso padrão de fluorescência perinuclear, consistente com o acúmulo de colesterol nãoesterificado. Alguns pacientes, referidos como NPC variantes, apresentam quadro clínico compatível com NPC, mas resultados inconclusivos nos testes bioquímicos, com fluorescência não característica no teste de Filipin, tornando problemático o diagnóstico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver técnicas objetivas capazes de auxiliar na confirmação do diagnóstico de NPC, quando um fenótipo apresentar característica indefinida/variante ao teste de Filipin, tais como: quantificação do padrão de fluorescência perinuclear quanto ao número de pixels em pacientes com fenótipo clássico (NPC cl) e variante (NPC var) de NPC, comparando-os entre si e com controles saudáveis (CS); medida da quantidade de colesterol citoplasmático em fibroblastos dos dois grupos de pacientes; medida da atividade das enzimas esfingomielinase ácida (ASM), quitotriosidase (QT), beta-glicosidase ácida (GBA) e beta-galactosidase (GLB). Todos estes parâmetros foram comparados com aqueles de CS. Os resultados mostraram que a quantificação da fluorescência do colesterol no teste de Filipin nos três grupos estudados através do número de pixels da imagem, é um método prático e não subjetivo que demonstrou uma diferença significativa entre o acúmulo de colesterol intracelular em CS, NPC cl e NPC var, confirmando a eficácia do método para o esclarecimento de padrões duvidosos. A dosagem de colesterol intracelular em fibroblastos de NPC apresentou-se sete vezes maior no padrão clássico e quatro vezes maior no variante, do que aquela encontrada nos CS. Com esses dados, a dosagem intracelular de colesterol mostra-se um bom parâmetro quantitativo para auxiliar no teste de Filipin quando este apresentar padrão de fluorescência apenas moderado. A medida da atividade da ASM tanto em leucócitos quanto em SPF não apresentou diferenças estatisticamente significativas entre os grupos estudados, embora seja aparente a diminuição na atividade desta enzima no fenótipo NPC cl. Com os valores obtidos para a medida da atividade da QT em plasma e SPF, verificamos que não houve diferença significativa entre os dois grupos NPC mas sim entre estes e os CS, demostrando que tanto os indivíduos com o fenótipo clássico quanto com o variante possuem uma atividade aumentada desta enzima. A análise da atividade da GBA em leucócitos não apresentou diferenças significativas entre os três grupos, embora sua atividade em NPC cl pareça maior do em CS. Já na análise em SPF, esta diferença foi estatisticamente confirmada. A atividade da GLB em leucócitos não apresentou diferenças entre os grupos estudados, embora esta pareça maior nos grupos NPC do que em CS. / Niemann-Pick disease Type C (NPC) is an autosomal recessive sphingolipidosis which is characterized by a lysosomal accumulation of unesterified cholesterol in various tissues, resulting in progressive neurodegeneration, hepatosplenomegaly and vertical eye paralysis, among other symptoms. Its onset occurs commonly between middle childhood and adolescence. Death occurs usually until the third decade of life. Along with the clinical symptoms, the diagnosis of NPC is accomplished by Filipin test in cultured fibroblasts, showing an intense perinuclear staining pattern, which is consistent with the accumulation of unesterified cholesterol. Some patients, referred to as NPC variants, present a clinical picture of NPC, but inconclusive results in biochemical tests, with no characteristic fluorescence in Filipin test, which makes the diagnosis problematic. The objective of this study was to develop objective techniques that can assist in confirming the diagnosis of NPC, when the phenotype shows undefined/variant characteristics to Filipin test, such as: quantification of perinuclear fluorescence pattern based on pixels' luminosity pattern in patients with classical (NPC cl) and variant (NPC var) NPC phenotype, comparing them among themselves and with healthy controls (CS); the amount of cytoplasmic cholesterol in fibroblasts of both groups of patients; measurement of the activity of the enzymes acid sphingomyelinase (ASM), chitotriosidase (CT), beta-glucosidase acid (GBA), and beta-galactosidase (GLB). All of these parameters were compared with those of CS. The results showed that the fluorescence quantitation of cholesterol in the Filipin test, for the three studied groups, by counting the number of image pixels, is a practical and non-subjective method, which showed a significant difference between the accumulation of intracellular cholesterol in CS, NPC cl and NPC var, confirming its effectiveness to clarify dubious patterns. Measures of intracellular cholesterol in NPC fibroblasts showed seven times higher in classic and four times higher in variant pattern, than that found in CS. With these data, the dosage of intracellular cholesterol appears to be a good parameter to aid in the quantitative Filipin test when it presents only a moderate fluorescence pattern. The measurement of ASM activity in both leukocytes and in SPF did not show statistically significant differences between the groups, despite the remarkable decrease in the enzyme's activity in NPC cl phenotype. With the data obtained for QT's activity in plasma and SPF, we found that there was no significant difference between the two NPC groups, but a significant one between the NPC and the CS, demonstrating that both individuals with the classical phenotype and with the variant one have an increased activity of this enzyme. The analysis of GBA activity in leukocytes showed no significant differences among the three groups, although its activity in NPC cl seemed to be greater than in CS. In the SPF analysis, this difference was statistically confirmed. The activity of GLB in leukocytes did not differ between the groups, although it seems greater in the NPC group than in CS.

A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é uma esfingolipidose autossômica recessiva que se caracteriza pelo acúmulo lisossômico de colesterol não-esterificado em vários tecidos, resultando em neurodegeneração progressiva, hepatoesplenomegalia e paralisia ocular vertical, entre outros sintomas. Sua manifestação ocorre geralmente entre a metade da infância e a adolescência. A morte ocorre geralmente até a terceira década de vida. Associado à sintomatologia clínica, o diagnóstico de NPC é realizado através do teste de Filipin em fibroblastos cultivados, que demonstra um intenso padrão de fluorescência perinuclear, consistente com o acúmulo de colesterol nãoesterificado. Alguns pacientes, referidos como NPC variantes, apresentam quadro clínico compatível com NPC, mas resultados inconclusivos nos testes bioquímicos, com fluorescência não característica no teste de Filipin, tornando problemático o diagnóstico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver técnicas objetivas capazes de auxiliar na confirmação do diagnóstico de NPC, quando um fenótipo apresentar característica indefinida/variante ao teste de Filipin, tais como: quantificação do padrão de fluorescência perinuclear quanto ao número de pixels em pacientes com fenótipo clássico (NPC cl) e variante (NPC var) de NPC, comparando-os entre si e com controles saudáveis (CS); medida da quantidade de colesterol citoplasmático em fibroblastos dos dois grupos de pacientes; medida da atividade das enzimas esfingomielinase ácida (ASM), quitotriosidase (QT), beta-glicosidase ácida (GBA) e beta-galactosidase (GLB). Todos estes parâmetros foram comparados com aqueles de CS. Os resultados mostraram que a quantificação da fluorescência do colesterol no teste de Filipin nos três grupos estudados através do número de pixels da imagem, é um método prático e não subjetivo que demonstrou uma diferença significativa entre o acúmulo de colesterol intracelular em CS, NPC cl e NPC var, confirmando a eficácia do método para o esclarecimento de padrões duvidosos. A dosagem de colesterol intracelular em fibroblastos de NPC apresentou-se sete vezes maior no padrão clássico e quatro vezes maior no variante, do que aquela encontrada nos CS. Com esses dados, a dosagem intracelular de colesterol mostra-se um bom parâmetro quantitativo para auxiliar no teste de Filipin quando este apresentar padrão de fluorescência apenas moderado. A medida da atividade da ASM tanto em leucócitos quanto em SPF não apresentou diferenças estatisticamente significativas entre os grupos estudados, embora seja aparente a diminuição na atividade desta enzima no fenótipo NPC cl. Com os valores obtidos para a medida da atividade da QT em plasma e SPF, verificamos que não houve diferença significativa entre os dois grupos NPC mas sim entre estes e os CS, demostrando que tanto os indivíduos com o fenótipo clássico quanto com o variante possuem uma atividade aumentada desta enzima. A análise da atividade da GBA em leucócitos não apresentou diferenças significativas entre os três grupos, embora sua atividade em NPC cl pareça maior do em CS. Já na análise em SPF, esta diferença foi estatisticamente confirmada. A atividade da GLB em leucócitos não apresentou diferenças entre os grupos estudados, embora esta pareça maior nos grupos NPC do que em CS. / Niemann-Pick disease Type C (NPC) is an autosomal recessive sphingolipidosis which is characterized by a lysosomal accumulation of unesterified cholesterol in various tissues, resulting in progressive neurodegeneration, hepatosplenomegaly and vertical eye paralysis, among other symptoms. Its onset occurs commonly between middle childhood and adolescence. Death occurs usually until the third decade of life. Along with the clinical symptoms, the diagnosis of NPC is accomplished by Filipin test in cultured fibroblasts, showing an intense perinuclear staining pattern, which is consistent with the accumulation of unesterified cholesterol. Some patients, referred to as NPC variants, present a clinical picture of NPC, but inconclusive results in biochemical tests, with no characteristic fluorescence in Filipin test, which makes the diagnosis problematic. The objective of this study was to develop objective techniques that can assist in confirming the diagnosis of NPC, when the phenotype shows undefined/variant characteristics to Filipin test, such as: quantification of perinuclear fluorescence pattern based on pixels' luminosity pattern in patients with classical (NPC cl) and variant (NPC var) NPC phenotype, comparing them among themselves and with healthy controls (CS); the amount of cytoplasmic cholesterol in fibroblasts of both groups of patients; measurement of the activity of the enzymes acid sphingomyelinase (ASM), chitotriosidase (CT), beta-glucosidase acid (GBA), and beta-galactosidase (GLB). All of these parameters were compared with those of CS. The results showed that the fluorescence quantitation of cholesterol in the Filipin test, for the three studied groups, by counting the number of image pixels, is a practical and non-subjective method, which showed a significant difference between the accumulation of intracellular cholesterol in CS, NPC cl and NPC var, confirming its effectiveness to clarify dubious patterns. Measures of intracellular cholesterol in NPC fibroblasts showed seven times higher in classic and four times higher in variant pattern, than that found in CS. With these data, the dosage of intracellular cholesterol appears to be a good parameter to aid in the quantitative Filipin test when it presents only a moderate fluorescence pattern. The measurement of ASM activity in both leukocytes and in SPF did not show statistically significant differences between the groups, despite the remarkable decrease in the enzyme's activity in NPC cl phenotype. With the data obtained for QT's activity in plasma and SPF, we found that there was no significant difference between the two NPC groups, but a significant one between the NPC and the CS, demonstrating that both individuals with the classical phenotype and with the variant one have an increased activity of this enzyme. The analysis of GBA activity in leukocytes showed no significant differences among the three groups, although its activity in NPC cl seemed to be greater than in CS. In the SPF analysis, this difference was statistically confirmed. The activity of GLB in leukocytes did not differ between the groups, although it seems greater in the NPC group than in CS.

A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é uma esfingolipidose autossômica recessiva que se caracteriza pelo acúmulo lisossômico de colesterol não-esterificado em vários tecidos, resultando em neurodegeneração progressiva, hepatoesplenomegalia e paralisia ocular vertical, entre outros sintomas. Sua manifestação ocorre geralmente entre a metade da infância e a adolescência. A morte ocorre geralmente até a terceira década de vida. Associado à sintomatologia clínica, o diagnóstico de NPC é realizado através do teste de Filipin em fibroblastos cultivados, que demonstra um intenso padrão de fluorescência perinuclear, consistente com o acúmulo de colesterol nãoesterificado. Alguns pacientes, referidos como NPC variantes, apresentam quadro clínico compatível com NPC, mas resultados inconclusivos nos testes bioquímicos, com fluorescência não característica no teste de Filipin, tornando problemático o diagnóstico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver técnicas objetivas capazes de auxiliar na confirmação do diagnóstico de NPC, quando um fenótipo apresentar característica indefinida/variante ao teste de Filipin, tais como: quantificação do padrão de fluorescência perinuclear quanto ao número de pixels em pacientes com fenótipo clássico (NPC cl) e variante (NPC var) de NPC, comparando-os entre si e com controles saudáveis (CS); medida da quantidade de colesterol citoplasmático em fibroblastos dos dois grupos de pacientes; medida da atividade das enzimas esfingomielinase ácida (ASM), quitotriosidase (QT), beta-glicosidase ácida (GBA) e beta-galactosidase (GLB). Todos estes parâmetros foram comparados com aqueles de CS. Os resultados mostraram que a quantificação da fluorescência do colesterol no teste de Filipin nos três grupos estudados através do número de pixels da imagem, é um método prático e não subjetivo que demonstrou uma diferença significativa entre o acúmulo de colesterol intracelular em CS, NPC cl e NPC var, confirmando a eficácia do método para o esclarecimento de padrões duvidosos. A dosagem de colesterol intracelular em fibroblastos de NPC apresentou-se sete vezes maior no padrão clássico e quatro vezes maior no variante, do que aquela encontrada nos CS. Com esses dados, a dosagem intracelular de colesterol mostra-se um bom parâmetro quantitativo para auxiliar no teste de Filipin quando este apresentar padrão de fluorescência apenas moderado. A medida da atividade da ASM tanto em leucócitos quanto em SPF não apresentou diferenças estatisticamente significativas entre os grupos estudados, embora seja aparente a diminuição na atividade desta enzima no fenótipo NPC cl. Com os valores obtidos para a medida da atividade da QT em plasma e SPF, verificamos que não houve diferença significativa entre os dois grupos NPC mas sim entre estes e os CS, demostrando que tanto os indivíduos com o fenótipo clássico quanto com o variante possuem uma atividade aumentada desta enzima. A análise da atividade da GBA em leucócitos não apresentou diferenças significativas entre os três grupos, embora sua atividade em NPC cl pareça maior do em CS. Já na análise em SPF, esta diferença foi estatisticamente confirmada. A atividade da GLB em leucócitos não apresentou diferenças entre os grupos estudados, embora esta pareça maior nos grupos NPC do que em CS. / Niemann-Pick disease Type C (NPC) is an autosomal recessive sphingolipidosis which is characterized by a lysosomal accumulation of unesterified cholesterol in various tissues, resulting in progressive neurodegeneration, hepatosplenomegaly and vertical eye paralysis, among other symptoms. Its onset occurs commonly between middle childhood and adolescence. Death occurs usually until the third decade of life. Along with the clinical symptoms, the diagnosis of NPC is accomplished by Filipin test in cultured fibroblasts, showing an intense perinuclear staining pattern, which is consistent with the accumulation of unesterified cholesterol. Some patients, referred to as NPC variants, present a clinical picture of NPC, but inconclusive results in biochemical tests, with no characteristic fluorescence in Filipin test, which makes the diagnosis problematic. The objective of this study was to develop objective techniques that can assist in confirming the diagnosis of NPC, when the phenotype shows undefined/variant characteristics to Filipin test, such as: quantification of perinuclear fluorescence pattern based on pixels' luminosity pattern in patients with classical (NPC cl) and variant (NPC var) NPC phenotype, comparing them among themselves and with healthy controls (CS); the amount of cytoplasmic cholesterol in fibroblasts of both groups of patients; measurement of the activity of the enzymes acid sphingomyelinase (ASM), chitotriosidase (CT), beta-glucosidase acid (GBA), and beta-galactosidase (GLB). All of these parameters were compared with those of CS. The results showed that the fluorescence quantitation of cholesterol in the Filipin test, for the three studied groups, by counting the number of image pixels, is a practical and non-subjective method, which showed a significant difference between the accumulation of intracellular cholesterol in CS, NPC cl and NPC var, confirming its effectiveness to clarify dubious patterns. Measures of intracellular cholesterol in NPC fibroblasts showed seven times higher in classic and four times higher in variant pattern, than that found in CS. With these data, the dosage of intracellular cholesterol appears to be a good parameter to aid in the quantitative Filipin test when it presents only a moderate fluorescence pattern. The measurement of ASM activity in both leukocytes and in SPF did not show statistically significant differences between the groups, despite the remarkable decrease in the enzyme's activity in NPC cl phenotype. With the data obtained for QT's activity in plasma and SPF, we found that there was no significant difference between the two NPC groups, but a significant one between the NPC and the CS, demonstrating that both individuals with the classical phenotype and with the variant one have an increased activity of this enzyme. The analysis of GBA activity in leukocytes showed no significant differences among the three groups, although its activity in NPC cl seemed to be greater than in CS. In the SPF analysis, this difference was statistically confirmed. The activity of GLB in leukocytes did not differ between the groups, although it seems greater in the NPC group than in CS.

Niemann-Pick disease type C (NPC) is a rare, severe disease with autosomal recessive inheritance. Disease is caused by pathogenic mutations located in genes NPC1/NPC2. These genes encode lysosomal non enzymatic NPC1/NPC2 proteins that are part of lipid transport. As a result of malfunction of these proteins intracellular accumulation of lipids occurs, in particular free cholesterol and glycolipids. Causal therapy is currently still unsatisfactory therefore new therapies are evolved. However these therapies depend on whether the patient cells contain at least residual amount of transcript NPC1 gene. In a group of patiens, for which a fibroblast culture was available, I analyzed the effect of pathogenic mutations on the expression level of the transcript. Results showed that for all pathogenic mutations transcript level is low, but detectable. Moreover, I characterized the structure of the NPC1 gene promoter. By sequence analysis I found polymorphisms rs8099071, rs28403610, rs2981422, rs1652354, rs1788774, rs1788772 in promoter. On the basis of the composition of polymorphisms in individual patiens, I estimate six different haplotypes. I performed mutation analysis in DNA of recently diagnosed patient. I found only one pathogenic mutation p.I1061T (c.3182T> C) in the NPC1 gene. Therefore I tested...