O NER é uma via de reparo de DNA capaz de lidar com uma ampla variedade de lesões. Participam do NER diversas proteínas, entre elas a endonuclease XPG. Pacientes que possuem mutações no gene XPG apresentam a síndrome XP, e em alguns casos XP/CS. Investigamos a natureza genética de dois pacientes XP-G, que são irmãos e apresentam fenótipo moderado. As células destes pacientes demonstraram alta sensibilidade à luz UVC. Quando expostas a um agente oxidativo, apenas células XP-G/CS exibiram sensibilidade. Identificamos duas mutações missense no gene XPG desses pacientes, e comparamos com outras mutações existentes. Observamos que as mutações possuem um impacto negativo na funcionalidade de XPG. A proteína com a mutação p.Ala28Asp exibiu uma atividade residual em testes de complementação. Os resultados indicam que o fenótipo XP-G desses pacientes é causado por duas mutações missense em heterozigose composta, e que células portadoras dessas alterações exibem respostas diferenciadas frente aos estresses genotóxicos causados pela luz UV e pelo agente oxidativo utilizado. / NER is the most flexible of all known DNA repair mechanisms. XPG is an endonuclease that participates in the final steps of NER. Mutations in this gene may result in the human syndrome XP and, in some cases, in the XP/CS. We investigated the genetic nature in two XP-G patients, siblings and mildly affected. The cells from these patients demonstrated the high UV sensitivity typical of this syndrome. When exposed to an oxidative agent, only XP-G/CS cells exhibited sensitivity. We identified two missense mutations in the XPG gene of these patients, and a comparison with other known mutations is presented. These mutations have a negative impact in the function of XPG. The protein harboring the mutation p.Ala28Asp exhibited residual activity in complementation tests. These results indicate that the phenotype of XP-G patients is caused by two missense mutations in a compound heterozygous manner, and that the cells carrying these alterations exhibit different responses against genotoxic stress caused by the UV light and by the oxidative agent used.

Um dos mais versáteis mecanismos de reparo de DNA é o reparo por excisão de nucleotídeos (nucleotide excision repair- NER). Defeitos genéticos associados a esta via podem gerar diferentes síndromes com deficiência de reparo. Dentre essas, Xeroderma pigmentosum (XP) é a que apresenta maior sensibilidade à luz solar, resultando em um grande aumento na incidência de tumores em regiões expostas da pele e, em alguns casos, degeneração neurológica progressiva e envelhecimento prematuro. Na primeira parte deste projeto é apresentado o uso de adenovírus recombinantes portando genes da via de NER para identificar a deficiência gênica de três pacientes portadores de XP. Na segunda parte do trabalho os estudos de reparo de DNA são estendidos a modelos animais, com deficiências nos mesmos genes carregados pelos vetores adenovirais. A expressão gênica do vetor foi avaliada pela detecção de proteína e por visualização da fluorescência de EGFP na pele dos animais infectados. Em resumo, este trabalho apresenta o uso eficiente de vetores adenovirais portando genes de reparo em ensaios in vitro e in vivo, e descreve duas mutações deletérias no gene XPC de pacientes XP brasileiros, incluindo uma mutação nova. / One of the most versatile mechanisms of DNA repair is the nucleotide excision repair (NER). Genetic defects in NER can generate different syndromes. Among these, Xeroderma pigmentosum) presents the highest sensitivity to sunlight, resulting in a large increase in the incidence of skin cancer, especially in areas exposed to the sunlight, and in some cases, progressive neurological degeneration and premature aging. In the first part of this project, adenoviral vectors carrying NER genes were used to identify genetic deficiency of three XP patients. The second part of work was extended to animal models, deficient for the same XP genes carried by adenoviral vectors. The genetic expression of vector was evaluated by detection of protein and EGFP fluorescence visualization in the skin of animals transduced. In summary, this work presents the use of adenovirus, carrying DNA repair genes for in vitro in vivo studies reports two deleterious mutations in Brazilian XP patients, including a new mutation.

Um dos mais versáteis mecanismos de reparo de DNA é o reparo por excisão de nucleotídeos (nucleotide excision repair- NER). Defeitos genéticos associados a esta via podem gerar diferentes síndromes com deficiência de reparo. Dentre essas, Xeroderma pigmentosum (XP) é a que apresenta maior sensibilidade à luz solar, resultando em um grande aumento na incidência de tumores em regiões expostas da pele e, em alguns casos, degeneração neurológica progressiva e envelhecimento prematuro. Na primeira parte deste projeto é apresentado o uso de adenovírus recombinantes portando genes da via de NER para identificar a deficiência gênica de três pacientes portadores de XP. Na segunda parte do trabalho os estudos de reparo de DNA são estendidos a modelos animais, com deficiências nos mesmos genes carregados pelos vetores adenovirais. A expressão gênica do vetor foi avaliada pela detecção de proteína e por visualização da fluorescência de EGFP na pele dos animais infectados. Em resumo, este trabalho apresenta o uso eficiente de vetores adenovirais portando genes de reparo em ensaios in vitro e in vivo, e descreve duas mutações deletérias no gene XPC de pacientes XP brasileiros, incluindo uma mutação nova. / One of the most versatile mechanisms of DNA repair is the nucleotide excision repair (NER). Genetic defects in NER can generate different syndromes. Among these, Xeroderma pigmentosum) presents the highest sensitivity to sunlight, resulting in a large increase in the incidence of skin cancer, especially in areas exposed to the sunlight, and in some cases, progressive neurological degeneration and premature aging. In the first part of this project, adenoviral vectors carrying NER genes were used to identify genetic deficiency of three XP patients. The second part of work was extended to animal models, deficient for the same XP genes carried by adenoviral vectors. The genetic expression of vector was evaluated by detection of protein and EGFP fluorescence visualization in the skin of animals transduced. In summary, this work presents the use of adenovirus, carrying DNA repair genes for in vitro in vivo studies reports two deleterious mutations in Brazilian XP patients, including a new mutation.

No description available.

O NER é uma via de reparo de DNA capaz de lidar com uma ampla variedade de lesões. Participam do NER diversas proteínas, entre elas a endonuclease XPG. Pacientes que possuem mutações no gene XPG apresentam a síndrome XP, e em alguns casos XP/CS. Investigamos a natureza genética de dois pacientes XP-G, que são irmãos e apresentam fenótipo moderado. As células destes pacientes demonstraram alta sensibilidade à luz UVC. Quando expostas a um agente oxidativo, apenas células XP-G/CS exibiram sensibilidade. Identificamos duas mutações missense no gene XPG desses pacientes, e comparamos com outras mutações existentes. Observamos que as mutações possuem um impacto negativo na funcionalidade de XPG. A proteína com a mutação p.Ala28Asp exibiu uma atividade residual em testes de complementação. Os resultados indicam que o fenótipo XP-G desses pacientes é causado por duas mutações missense em heterozigose composta, e que células portadoras dessas alterações exibem respostas diferenciadas frente aos estresses genotóxicos causados pela luz UV e pelo agente oxidativo utilizado. / NER is the most flexible of all known DNA repair mechanisms. XPG is an endonuclease that participates in the final steps of NER. Mutations in this gene may result in the human syndrome XP and, in some cases, in the XP/CS. We investigated the genetic nature in two XP-G patients, siblings and mildly affected. The cells from these patients demonstrated the high UV sensitivity typical of this syndrome. When exposed to an oxidative agent, only XP-G/CS cells exhibited sensitivity. We identified two missense mutations in the XPG gene of these patients, and a comparison with other known mutations is presented. These mutations have a negative impact in the function of XPG. The protein harboring the mutation p.Ala28Asp exhibited residual activity in complementation tests. These results indicate that the phenotype of XP-G patients is caused by two missense mutations in a compound heterozygous manner, and that the cells carrying these alterations exhibit different responses against genotoxic stress caused by the UV light and by the oxidative agent used.

This study demonstrates the use of an adenovirus vector system to study the effect of a DNA repair gene on untransformed human fibroblasts. The bacteriophage T4 pyrimidine dimer DNA glycosylase (den V) gene has been inserted into the E3 region of human adenovirus type 5. The resulting recombinant virus Ad Den V was determined to be producing correctly initiated RNA from the RSV 3' LTR promoter used in the den V expression cartridge inserted into the virus. The effect of the den V gene product on human fibroblasts 'liras examined by assaying for the percent host cell reactivation (%HCR) of Vag production for UV irradiated Ad Den V in comparison to that for a control virus. It was shown that the %HCR was significantly greater for Ad Den V as compared to the control virus in xeroderma pigmentosum (XP) cells. UV survival of adenovirus in XP cells exhibited a two component nature. Introduction of the den V gene into XP group A cells increased the D0 value of the first component of the viral survival curve to a level similar to that of XPC cells, which showed no change in this component irrespective of the presence of the den V gene. It has been suggested that the den V gene is able to partially complement the deficiency in some XP cells because of its small size, allowing it to gain access to the DNA damage site where as the cellular repair enzyme complex can not. Since XPC cells are proficient in their alteration of DNA secondary structure prior to DNA excision repair, these results are consistant with the hypothesis that the first component of UV viral survival curves reflects the pathway involved in accessing the damaged sites. The manuscript of a paper has been included as an appendix. The work theorizes on the origin of mammalian immune system diversity and bacteriophage lambda, and their possible relationship to prokaryotic DNA repair genes. / Thesis / Master of Science (MS)

A integridade do DNA é ameaçada pelos efeitos lesivos de inúmeros agentes físicos e químicos que podem vir a comprometer sua função. Um dos mais versáteis e estudados mecanismos de reparo de DNA é o reparo por excisão de nucleotídeos (NER). Este mecanismo remove lesões que causam distorções na dupla fita de DNA, incluindo dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs) e 6-4 fotoprodutos (6-4 PPs), provocados pela radiação de luz ultravioleta (UV). Em humanos, a síndrome genética xeroderma pigmentosum (XP) apresenta uma alta sensibilidade à luz solar, resultando em um grande aumento na incidência de tumores em regiões expostas da pele e degeneração neurológica progressiva. O gene xpa parece estar envolvido diretamente no reconhecimento de lesões produzidas pela luz UV, atuando tanto no reparo global (GGR) como no reparo acoplado à transcrição (TCR). A modulação da expressão deste gene deve alterar as taxas de reparo no genoma celular, fornecendo valiosa contribuição para o estudo do reparo de DNA no NER e em outras vias distintas. No entanto, não foi possível a atenuação ou inativação total do transcrito XPA, provavelmente devido ao baixo número de moléculas de mRNA nas células e da relativa estabilidade da proteína XPA. A expressão controlada do cDNA xpa em células deficientes XP12RO foi conseguida através da transfecção do vetor indutível por muristerona A, pINXA. O clone INXA15M mostrou-se eficiente na indução da proteína XPA, complementando células XP12RO. Quantidades reduzidas de XPA foram suficientes para a complementação total de células XP12RO na sobrevivência frente à luz UV, ou para a atividade de reparo de DNA no genoma global. Entretanto, observou-se uma maior incidência de células apoptóticas em períodos de tempo curtos após a UV, quando comparamos com células proficientes para o reparo de DNA (HeLa). O vetor adenoviral portando o cDNA xpa (AdyXPA) mostrou-se eficiente na complementação de fibroblastos derivados de pacientes XPA. Apesar do curto período de expressão do transgene e da conhecida reação imunológica produzida pelos adenovirus, este vetor representa uma potencial ferramenta para testes de complementação, identificação de mutações e busca de sistemas de correção gênica de pacientes XP. / The DNA integrity is always threatened by the damage effects of physical and chemical agents that could jeopardy its function. The nucleotide excision repair (NER) is one of the most known and flexible mechanisms of DNA repair. This mechanism can recognize and remove DNA double-helix distortion, including the cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) and the pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproduct, promoted by ultraviolet light (UV). The human syndrome xeroderma pigmentosum (XP) is clinically characterized chiefly by the early onset of severe photosensitivity of the exposed regions of the skin, a very high incidence of skin cancers and frequent neurological abnormalities. The xpa gene seems to be involved during the UV damage recognition, in both global genome repair (GGR) and transcription-coupled repair (TCR). This gene modulation may modify the DNA repair rate in the cell genome, providing valuable contribution to the NER understanding and other DNA repair pathways. However, the complete inactivation or even the attenuation of the XPA transcript was not possible, mainly because of the low abundance mRNA per cell and the high stability of the XPA protein. The controlled expression of the cDNA xpa in XP12RO deficient cells was achieved through the transfection of a muristerone-A inducible vector, pINXA. The INXA15M clone shows good induction of the XPA protein and total complementation of XP12RO cells deficiency. Small quantities of the XPA protein do not interfere in the cellular UV sensitivity and the DNA repair activity in the global genome. Nevertheless, a higher number of cells in the apoptotic process were detected in short periods of time after UV light when compared to normal cells (HeLa). The adenovirus vector carrying the cDNA xpa (AdyXPA) can efficiently complement XPA patients’ fibroblast cells. In spite of the short period of the transgene expression and the known imunological reaction caused by adenovirus, this vector represents a potential tool for gene complementation diagnostic and gene correction in XP patients.

No description available.

Orientador: Carmen Silvia Passos Lima / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T16:24:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RinckJunior_JoseAugusto_D.pdf: 4925898 bytes, checksum: cf6e78a6e4ad84c7bbe48d34d75fdae6 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As glutationa S-transferases (GSTs) são enzimas detoxificantes. Os genes GSTM1 e GSTT1 são polimórficos e quando deletados perdem a expressão enzimática. As proteínas codificadas pelos genes XPD são responsáveis pelo reparo de lesões do DNA causadas pela luz solar. Polimorfismos nestes genes também podem codificar proteínas com funções comprometidas, em especial o Lys751Gln e o Asp312Asn do gene XPD. Ainda não é claro o papel dos polimorfismos destes genes no risco de melanoma cutâneo (MC) ou se estão associados com os aspectos clínicopatológicos. Foram incluídos 489 indivíduos (231 pacientes, 258 controles). A genotipagem foi realizada por reação em cadeia da polimerase e digestão enzimática. O risco de MC esteve aumentado em 2,00 (IC 95%: 1,05-3,81, P= 0,03) vezes em portadores do genótipo GSTT1 nulo + Asp/Asn + Asn/Asn do XPD Asp312Asn. O GSTT1 nulo elevou o risco de MC metastático em 3,75 (IC 95%: 1,48-9,44, P= 0,006) vezes e se combinado ao GSTM1 nulo em 7,33 (IC 95%: 2,09-25,68, P= 0,003) vezes. O alelo 312Asn elevou o risco de MC no tronco ou membros em 1,80 (IC 95%: 1,19-2,73, P= 0,005) vezes e do subtipo extensivo superficial ou nodular em 1,80 (IC 95%: 1,14-2,84, P= 0,01) vezes. Os genótipos Asn/Asn + Gln/Gln elevou o risco de MC de níveis I, II ou III de Clark em 2,46 (IC 95%: 1,12-5,37, P= 0,02) vezes. Os genótipos GSTM1 nulo + GSTT1 nulo (HR: 3,18; IC95%: 1,21-8,36, P= 0,01) e o genótipo GSTT1nulo + Gln/Gln (HR: 5,93; IC95%: 1,53-22,91, P= 0,01) estiveram associados a maior risco de morte. Concluímos que os referidos polimorfismos em combinações específicas podem aumentar a susceptibilidade ao MC e influenciar suas características clínicopatológicas e sobrevida / Abstract: The glutathione S-transferases (GST) are detoxifying enzymes; the GSTM1 and GSTT1 genes are polymorphic and when deleted lose enzyme expression. The XPD proteins are responsible for DNA damage repair caused by sunlight. Polymorphisms (SNPs) in XPD genes may also result proteins with impaired function, in particular Lys751Gln and Asp312Asn. However It¿s not entirely clear whether the SNPs of these genes influence the risk of cutaneous melanoma (CM) or are associated with clinic pathological aspects of this disease. In the present study 489 individuals were included (231 patients and 258 controls). Genotyping was performed by polymerase chain reaction and enzyme digestion. The risk of MC was increased 2.00-fold (95% CI: 1.05-3.81, P= 0.03) in carriers of the GSTT1 null combined with Asp/Asn + Asn/Asn genotype of XPD Asp312Asn. The GSTT1 null genotype and GSTT1 null + GSTM1 null genotype increased the risk of metastatic MC by 3.75-fold (95% CI: 1.48-9.44, P= 0.006) and 7.33-fold (95% CI: 2.09-25.68, P= 0.003), respectively. The allele 312Asn increased the risk of MC in the trunk or limbs in 1.80-fold (95% CI: 1.19-2.73, P= 0.005) and superficial spreading or nodular subtype in 1.80-fold (95%: 1.14-2.84, P= 0.01). The combined Asn/Asn + Gln/Gln genotype raised the risk of MC in Clark¿s level I, II or III in 2.46-fold (95% CI: 1.12-5.37, P= 0.02). The genotype GSTM1null + GSTT1 null (HR: 3.18; 95% CI: 1.21-8.36, P= 0.01) and GSTT1 null + Gln/Gln (HR: 5.93; 95% CI: 1.53-22.91, P= 0.01) were predictive of lower overall survival. In conclusion, polymorphisms in specific genes combinations may increase susceptibility to MC and influence their clinic pathological features and survival / Doutorado / Clinica Medica / Doutor em Clínica Médica

A integridade do DNA é ameaçada pelos efeitos lesivos de inúmeros agentes físicos e químicos que podem vir a comprometer sua função. Um dos mais versáteis e estudados mecanismos de reparo de DNA é o reparo por excisão de nucleotídeos (NER). Este mecanismo remove lesões que causam distorções na dupla fita de DNA, incluindo dímeros de pirimidina ciclobutano (CPDs) e 6-4 fotoprodutos (6-4 PPs), provocados pela radiação de luz ultravioleta (UV). Em humanos, a síndrome genética xeroderma pigmentosum (XP) apresenta uma alta sensibilidade à luz solar, resultando em um grande aumento na incidência de tumores em regiões expostas da pele e degeneração neurológica progressiva. O gene xpa parece estar envolvido diretamente no reconhecimento de lesões produzidas pela luz UV, atuando tanto no reparo global (GGR) como no reparo acoplado à transcrição (TCR). A modulação da expressão deste gene deve alterar as taxas de reparo no genoma celular, fornecendo valiosa contribuição para o estudo do reparo de DNA no NER e em outras vias distintas. No entanto, não foi possível a atenuação ou inativação total do transcrito XPA, provavelmente devido ao baixo número de moléculas de mRNA nas células e da relativa estabilidade da proteína XPA. A expressão controlada do cDNA xpa em células deficientes XP12RO foi conseguida através da transfecção do vetor indutível por muristerona A, pINXA. O clone INXA15M mostrou-se eficiente na indução da proteína XPA, complementando células XP12RO. Quantidades reduzidas de XPA foram suficientes para a complementação total de células XP12RO na sobrevivência frente à luz UV, ou para a atividade de reparo de DNA no genoma global. Entretanto, observou-se uma maior incidência de células apoptóticas em períodos de tempo curtos após a UV, quando comparamos com células proficientes para o reparo de DNA (HeLa). O vetor adenoviral portando o cDNA xpa (AdyXPA) mostrou-se eficiente na complementação de fibroblastos derivados de pacientes XPA. Apesar do curto período de expressão do transgene e da conhecida reação imunológica produzida pelos adenovirus, este vetor representa uma potencial ferramenta para testes de complementação, identificação de mutações e busca de sistemas de correção gênica de pacientes XP. / The DNA integrity is always threatened by the damage effects of physical and chemical agents that could jeopardy its function. The nucleotide excision repair (NER) is one of the most known and flexible mechanisms of DNA repair. This mechanism can recognize and remove DNA double-helix distortion, including the cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) and the pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproduct, promoted by ultraviolet light (UV). The human syndrome xeroderma pigmentosum (XP) is clinically characterized chiefly by the early onset of severe photosensitivity of the exposed regions of the skin, a very high incidence of skin cancers and frequent neurological abnormalities. The xpa gene seems to be involved during the UV damage recognition, in both global genome repair (GGR) and transcription-coupled repair (TCR). This gene modulation may modify the DNA repair rate in the cell genome, providing valuable contribution to the NER understanding and other DNA repair pathways. However, the complete inactivation or even the attenuation of the XPA transcript was not possible, mainly because of the low abundance mRNA per cell and the high stability of the XPA protein. The controlled expression of the cDNA xpa in XP12RO deficient cells was achieved through the transfection of a muristerone-A inducible vector, pINXA. The INXA15M clone shows good induction of the XPA protein and total complementation of XP12RO cells deficiency. Small quantities of the XPA protein do not interfere in the cellular UV sensitivity and the DNA repair activity in the global genome. Nevertheless, a higher number of cells in the apoptotic process were detected in short periods of time after UV light when compared to normal cells (HeLa). The adenovirus vector carrying the cDNA xpa (AdyXPA) can efficiently complement XPA patients’ fibroblast cells. In spite of the short period of the transgene expression and the known imunological reaction caused by adenovirus, this vector represents a potential tool for gene complementation diagnostic and gene correction in XP patients.