published_or_final_version / abstract / Pathology / Master / Master of Philosophy

published_or_final_version / Biochemistry / Master / Master of Philosophy

published_or_final_version / Biochemistry / Master / Master of Philosophy

M.Sc. / Tuberculosis, of which the causative agent is Mycobacterium tuberculosis, presents itself as a serious health problem globally, especially in Africa. Susceptibility to this infectious disease is influenced by the virulence of the strain of mycobacteria, environmental factors, and genetic variation within the host. The Vitamin D Receptor gene or VDR has been identified as a candidate gene for TB susceptibility. This gene codes for the VDR protein that mediates the biological actions of the active form of vitamin D. Vitamin D has been shown to impair growth of Mycobacterium tuberculosis in human monocytes and macrophages. Vitamin D also provides a link between Toll-like receptor activation and the antibacterial responses of innate immunity in its production of cathelicidin. The VDR protein is a transcription factor that mediates the effects of the active form of vitamin D. Vitamin D has an immunomodulatory role and variations in the VDR gene may result in variations in the functioning of the VDR protein, and hence variations in response to infection. The VDR gene includes the largely non-coding 5’ regulatory region exons 1a-1f and the coding exons 2-9. As a result of increased awareness of the heritability of gene expression and reports of disease associations with VDR promoter region variants, the focus of the research described in this dissertation was the regulatory region of the VDR gene. Polymorphisms that occur within the regulatory region were viii investigated, as were the effects these polymorphisms may have on gene expression, influencing host susceptibility to tuberculosis, with an emphasis on African populations. VDR polymorphisms have been shown to be involved in susceptibility to tuberculosis, particularly the FokI SNP in exon 2, BsmI and ApaI in intron 8 and the synonomous TaqI in exon 9. However, results have been inconsistent. SNPs shown to be associated with TB may serve as markers of truly functional SNP with which they are in linkage disequilibrium (LD). The majority of these association studies involve single nucleotide polymorphisms (SNPs) found in the introns or are silent mutations in the coding exons. Variations in the 5’ regulatory region have been shown to affect gene expression, in particular if they influence the binding sites of transcription factors.

Asthma is a common complex disease that affects millions of people around the world. Studies indicate the increase in prevalence of asthma worldwide during the past century and report asthma as an important cause of morbidity and mortality. Asthma can be considered as an important health condition in the UK that ranks amongst the countries with the highest rate of asthma prevalence, hospital admissions and mortality due to asthma. Asthma is caused by a combination of genetic and environmental factors. Genetics has an important role in development of asthma with the heritability of around 70% in most studies. To date, more than 100 asthma . associated genes have been identified but they account for only a small proportion of the heritability of asthma. The centerpiece of this thesis is the investigation of genetic association of cystatin and cathepsin genes with asthma and associated phenotypes including atopy and IgE levels. Cathepsinsl cystatins, as proteases and the related antiproteases have been suggested to have a role in airway remodeling. The investigation included three phases; initial association study, replication study in two independent samples sets and complementary analyses. Three sample panels were used in the studies; AUS1/UK1, MRC- AlMRC-E and DLM-4264. The results of this work identified CSTL 1 (cystatin like-1) associated with asthma and IgE levels.

Orientador: Humberto Tonhati / Coorientador: Robson Carlos Antunes / Banca: João Ademir de Oliveira / Banca: Nedênia Bonvinos Staluzza / Banca: Leonardo Augusto Fonseca Pascoal / Banca: Ana Carolina Portella Silveira / Resumo: Os genes MC4R, FABP3, DGAT1 e LEPR são de grande importância no estudo das características reprodutivas de suínos, uma vez que, estão relacionados com ingestão alimentar, taxa de crescimento, redução da gordura subcutânea e lactação. Neste sentido, objetivou-se identificar geneticamente polimorfismos do tipo SNP nos genes MC4R (SNPg.1578C>T), FABP3 (SNPg.-240T>C), DGAT1 (SNPg.9422C>T) e LEPR (SNPg.5396A>G; SNPg.5395T>A) em suínos da raça Piau e em duas linhagens maternas comerciais industriais de suínos europeus e chineses. Para isso, foi extraído DNA a partir de sangue periférico de um grupo de 304 suínos. Mediante ARMS-PCR Multiplex, foram amplificados fragmentos específicos que, posteriormente, foram genotipados em sequenciador automático para a realização da eletroforese com corantes fluorescentes. Foram encontrados SNP no gene MC4R (SNPg.1578C>T) e FABP3 (SNPg.-240T>C) para os três grupos genéticos analisados com as três variações genotípicas (CC, TT, CT e TT, TC, CC, respectivamente). O SNP (SNPg.9422C>T) do gene DGAT1 apresentou as três variações genotípicas no grupo genético de suínos europeus (CC, CT e TT). Entretanto, para os grupos genéticos Piau e europeus com raças chinesas apresentaram apenas as duas variações genotípicas de homozigotos (CC e TT). Para o gene LEPR (SNPg.5396A>G; SNPg.5395T>A) os grupos genéticos europeus com raças chinesas e Piau apresentaram os genótipos GG, AA e o grupo genético com raças europeias apresentou as duas variações genotípicas de homozigoto (GG e AA) e apenas um animal apresentou o genótipo heterozigoto (AG e TA). Os polimorfismos dos genes FABP3 (SNPg.-240T>C), DGAT1 (SNPg.9422C>T) apresentaram frequências genotípicas altas para os alelos C em relação aos alelos T e no gene MC4R (SNPg.1578C>T) apresentou menor frequência. Para os polimorfismos do gene LEPR (SNPg.5396A>G e SNPg.5395T>A) apresentou-se fixado nas populações estudadas... / Abstract: The MC4R, FABP3, DGAT1 and LEPR genes are great importance in the study of traits of swine breeding, since they are related to feed intake, growth rate, reduction of subcutaneous fat and lactation. The aim of this study was to identify SNP in MC4R(SNPg.1578C> T), FABP3 (SNPg.-240T> C), DGAT1 (SNPg.9422C> T) and LEPR (SNPg.5396A> G; SNPg.5395T> A) genes in pigs of Piau breed and two commercial industrial maternal lineages of European and Chinese pigs. For this, DNA was extracted from peripheral blood of 304 pigs. By ARMS-PCR Multiplex, specific fragments were amplified and genotyped in automated sequencer to perform electrophoresis marked with fluorescent dyes. SNP were identified in the MC4R (SNPg.1578C>T) and FABP3 (SNPg.-240T> C) genes the three genotypic variations (CC, TT, CT and TT, TC, CC, respectively) were identified in all genetic groups analyzed. The SNP (SNPg.9422C> T) of DGAT1 gene presented the three genotypic variations (CC, CT and TT) in the European genetic group. However, for the Piau and Europeans with Chinese genetic groups showed only the two homozygous genotypic variations (CC and TT). For LEPR gene (SNPg.5396A>G; SNPg.5395T>A), the European genetic group with Chinese and Piau breeds showed the GG, AA genotypes and the European breeds genetic group showed two genotyps, homozygous variations (GG, AA) and only one heterozygous animal (AG, TA). Polymorphisms of FABP3 (SNPg.-240T>C) and DGAT1 (SNPg.9422C>T) genes showed high genotypic frequency for the C allele when compared to T allele and the MC4R gene (SNPg.1578C>T) showed less frequently. For polymorphisms in the LEPR gene (SNPg.5396A>G; SNPg.5395T>A) had set up in the populations studied, showing low variability within the population. All polymorphisms evaluated by analysis of variance were associated (P <0.05) with the reproductive traits and only the DGAT1 gene was associated (P <0.05) with the production for average weight at weaning and the total litter ... / Doutor

Orientador: Rogério Abdallah Curi / Coorientador: Luciana Correia de Almeida Regitano / Banca: Julio Cesar de Carvalho Balieiro / Banca: Guilherme Costa Venturini / Banca: Fernando Sebastian Baldi Rey / Banca: Guilherme de Camargo Ferraz / Resumo: Dentre os equinos selecionados para velocidade, a linhagem de corrida da raça Quarto de Milha se destaca pelo alto desempenho em provas de curtas distâncias, sendo considerados os mais velozes do mundo. Apesar de, no Brasil, o efetivo de animais ser relativamente menor na linhagem de corrida do que nas demais, sua importância econômica é substancial. Tendo em vista o interesse econômico e científico relacionado a esta característica atlética, poucos esforços têm sido realizados para a maior compreensão de seus mecanismos genéticos e fisiológicos. Este trabalho teve como objetivos: 1) realizar a imputação de genótipos em duas vias entre indivíduos de uma amostra populacional relativamente pequena de cavalos de corrida da raça Quarto de Milha genotipados com painéis de 54k ou de 65k, bem como avaliar a acurácia de imputação por meio de simulações; 2) realizar estudo de associação ampla do genoma (GWAS) em cavalos da linhagem de corrida da raça Quarto de Milha por meio da utilização de chips equinos de genotipagem de SNPs, visando a prospecção de regiões cromossômicas, genes e polimorfismos relacionados ao desempenho; 3) analisar exomas de equinos de corrida da raça Quarto de Milha contrastantes para Índice de Velocidade máximo (IV max) em regiões previamente associadas à característica por meio de GWAS, visando a prospecção de polimorfismos gênicos causais, ligados ou em forte desequilíbrio de ligação com o desempenho em corridas. A imputação foi realizada ut... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Among horses selected for speed, the racing line of Quarter Horses is characterized by high performance in sprint races, with these animals being considered the fastest horses in the world. Although in Brazil the effective number of animals in the racing line is relatively smaller compared to the other lines, its economic importance is substantial. Despite economic and scientific interest in this athletic trait, few efforts have been made to better understand the genetic and physiological mechanisms underlying this trait. The objectives of this study were: 1) to perform two-step genotype imputation between individuals in a relatively small population sample of racing Quarter Horses genotyped with the 54k or 65k panel, and to evaluate the accuracy of imputation through simulations; 2) to perform genome-wide association studies (GWAS) in Quarter Horses of the racing line using equine SNP genotyping chips for prospecting chromosome regions, genes and polymorphisms related to performance; 3) analyze exomes and UTRs in regions previously associated with this trait by GWAS in Quarter Horse racehorses with contrasting maximum speed index (SImax), prospecting causal gene polymorphisms that are related to or are in strong linkage disequilibrium with racing performance. Genotypes were imputed using 116 horses genotyped with the 54k SNP array and 233 animals genotyped with the 65k array. For the simulations, random samples were chosen to compose the imputed and reference populations in ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais freqüente no mundo e o mais comum entre as mulheres. A quimioterapia neoadjuvante tem sido introduzida para diminuir o tamanho do tumor, permitindo a conservação da mama e ganhando controle sobre possíveis metástases. Polimorfismos em genes envolvidos no reparo do DNA, controle do ciclo celular, apoptose e enzimas do metabolismo e eliminação de drogas, poderiam determinar a susceptibilidade individual ao câncer e a resposta ao tratamento. A proteína p53 é um fator de transcrição envolvido, entre outras funções, no processo de apoptose. Por outro lado, a glicoproteína P é uma proteína de transmembrana responsável pelo efluxo de drogas nas células. Polimorfismos do gene TP53, Arg72Pro e Pro47Ser, tem sido observado alterando o potencial de indução de apoptose; quanto ao polimorfismo C3435T do gene MDR-1, tem demonstrado sua influência sobre a atividade ou expressão da glicoproteína P. O presente trabalho teve por objetivo investigar se os polimorfismos os genes TP53 e MDR-1 na susceptibilidade de câncer de mama e na resposta a quimioterapia neoadjuvante. Para isso, 116 pacientes com câncer de mama e 120 indivíduos controles foram genotipados pela da técnica de PCRRFLP. Analisando os genes TP53 e MDR-1, as freqüências alélicas e genotípicas encontradas foram similares em pacientes e controles para os polimorfismos Arg72Pro e C3435T; no entanto, para o polimorfismo Pro47Ser só foram observados indivíduos apresentando o genótipo selvagem. Os genótipos homozigotos polimórficos para os genes TP53 e MDR-1 foram mais freqüentes nos controles não brancos e com idade maior que 50 anos, respectivamente, sugerindo uma associação dos respectivos genótipos com etnia e idade. Não foi encontrada associação com as demais variáveis em relação ao risco de câncer de mama. Também não foram observadas associações entre as características pré-tratamento das pacientes em relação à distribuição dos genótipos. Quanto à resposta à quimioterapia, não houve associação significativa quando as respostas clínicas e patológicas foram avaliadas. Porém, na distribuição do número de linfonodos, encontraram-se freqüências aumentadas nos genótipo Pro/Pro do gene TP53 para 1-3 linfonodos metastáticos e no genótipo TT do gene MDR-1 para 4 linfonodos axilares metastáticos. Com base nesses dados, não foi possível estabelecer associações entre os polimorfismos e a susceptibilidade ao desenvolvimento de câncer de mama, como também não foi possível determinar sua relação com a resposta à quimioterapia neoadjuvante na nossa amostra. No entanto, mais estudos devem ser feitos para determinar a contribuição destes polimorfismos no câncer de mama e seu tratamento, e assim estabelecer estratégias de quimioterapia mais eficazes. / Breast cancer is the second most common cancer in the world and the most common among women. Neoadjuvant chemotherapy has been introduced to downstage tumors, facilitating breast conservation and gaining control of probably metastasis. Polymorphisms in genes involving DNA repair, cell cycle control, apoptosis and drugs metabolizing enzymes could determine the individual susceptibility to cancer and response to treatment. The p53 protein is a transcription factor and among other functions, is involved in apoptosis. Moreover, the P-glycoprotein is a transmembrane protein responsible for drug efflux from the cells. Polymorphisms of the gene TP53, Arg72Pro and Pro47Ser, have been observed an altered apoptosis-inducing potential; whereas, the polymorphism of the gene MDR-1, C3435T, has demonstrated influence on the Pglycoprotein activity or expression levels. In this study, our purpose was to investigate whether TP53 and MDR-1 polymorphism would be involved with breast cancer risk and the response to neoadjuvant chemotherapy. We analyzed 116 patients with breast cancer and 120 health controls by PCR-RFLP technique. The genotypic and allelic frequencies for Arg72Pro and C3435T polymorphisms in patients and controls were similar. For the Pro47Ser polymorphism, only individuals with the wild-type genotype were observed. The polymorphic homozygous genotypes of the TP53 and MDR-1 genes were more frequent in controls for the non whitegroup and for the >50 years group, respectively, suggesting an association with genotypes and their ethnicity and age. There was no association with the other variables analyzed for breast cancer risk. The distribution of pretreatment patient characteristics was not significantly different among the polymorphic variants. Furthermore, no association was observed when the clinical and pathological responses were evaluated. However, patients with the Pro/Pro variant (TP53 gene) and patients with the TT (MDR-1 gene) were more likely to have 1-3 and 4 metastatic axillary lymph nodes, respectively. Based on these data, it was not possible to determine associations between polymorphisms and susceptibility to breast cancer neither to the response to neoadjuvant chemotherapy in our sample. However, further studies should be done to determine the contribution of these polymorphisms in the breast cancer risk and its treatment, and thus, establish strategies for more effective therapies.

The micronutrient selenium is essential to human physiology. As the amino acid selenocysteine, it is inserted into selenoproteins with a wide range of functions including antioxidant capacity, thyroid hormone metabolism, improvement of immune system, brain function, fertility and reproduction. Low selenium status has been associated with increased risk for chronic diseases, such as cancer, type-2 diabetes and cardiovascular disease. In this context, several studies have been conducted in order to investigate if selenium supplementation could reduce the risk of such diseases. However, genetic variations may interfere in the response of individuals to a dietary intervention and must be considered as a important source of inter-individual variation. Therefore, this study was conducted was conducted to investigate the influence of genetic variations in selenoproteins genes on the response to an intervention with Brazil nuts, the richest source of selenium known in nature. The study included 130 healthy volunteers with both genders, aged 20 to 60 years old selected in University of São Paulo. They received nuts for 8 weeks, eating one nut a day, and did a washout period for more 8 weeks. All volunteers had a blood sampling collection every 4 weeks during 4 months, in a total of 5. The following analysis were done: anthropometric measurements, lipid profile, plasma malondialdehyde, plasma and erythrocyte Se, selenoprotein P, plasma and erythrocyte GPx activity, gene expression of GPX1, SEPP1, SELS and SEP15. The volunteers were also genotyped for SNPs rs1050450, rs3811699, rs1800699, rs713041, rs3877899, rs7579, rs34713741 and rs5845. Each unit of Brazil nut provided an average of 300 &#181;g of selenium. All 130 volunteers completed the protocol. The concentrations of total cholesterol and glucose decreased after 8 weeks of supplementation. Moreover, HDL concentrations were higher for carriers of the variant T allele for GPX4_rs713041. The frequencies of the variant genotypes were 5,4% for rs1050450, rs3811699 e rs1088668, 10% for rs3877899, 19,2% for rs713041 e rs7579, 11,5% for rs5845 and 8,5% for rs34713741. The levels of the five biomarkers increased significantly after supplementation. In addition, erythrocyte GPx activity was influenced by rs1050450, rs713041 and rs5845; erythrocyte selenium was influenced by rs5845 and plasma selenium by rs3877899. Gene expression of GPX1, SEPP1 and SEP15 were higher after supplementation. The SNP rs1050450 influenced GPX1 mRNA expression and rs7579 influenced SEPP1 mRNA expression. Therefore, it can be concluded that the supplementation with one of Brazil nut for 8 weeks was efficient to reduce total cholesterol and glucose levels and to increase the concentrations of the main biomarkers of selenium status in healthy adults. Furthermore, our results suggest that GPX4_rs713041 might interfere on HDL concentrations and GPx1 activity, GPX1_rs1050450 might interfere on GPx1 activity, SEP15_rs5845 might interfere on GPx1 activity and erythrocyte selenium and SEPP1_3877899 might interfere on plasma Se levels. Therefore, the effect of genetic variations should be considered in future nutritional interventions evaluating the response to Brazil nut supplementation. / O micronutriente selênio é essencial para a fisiologia humana, inserido nas selenoproteínas na forma do aminoácido selenocisteína. As selenoproteínas são importantes para a função antioxidante, controle do metabolismo dos hormônios tireoidianos, melhora do sistema imune, função cerebral, fertilidade e reprodução. O estado nutricional de selênio deficiente ou marginal está associado com aumento do risco de doenças crônicas, como câncer, diabetes e doença cardiovascular. Sendo assim, diversos estudos procuraram investigar se a suplementação com selênio poderia reduzir o risco dessas doenças. Entretanto, as variações genéticas podem afetar a resposta dos indivíduos a uma intervenção dietética. Portanto, esse estudo foi conduzido para investigar a influência de variações genéticas em genes de selenoproteínas na resposta à suplementação com castanha-do-brasil, melhor fonte de selênio da natureza. Participaram do estudo 130 adultos de ambos os gêneros, com idade de 20 a 60 anos, selecionados na Universidade de São Paulo. Os indivíduos receberam castanhas suficientes para 8 semanas, ingerindo uma unidade por dia e, após o período de suplementação realizaram um período de washout também por 8 semanas. Todos realizaram cinco coletas de material biológico a cada quatro semanas. Foram realizadas medidas antropométricas, perfil lipídico, malondialdeído (MDA), concentração de selênio e selenoproteína P no plasma, eritrócitos, atividade da GPx eritrocitária e plasmática, expressão gênica da GPX1, SEPP1, SELS e SEP15. Além disso, os participantes foram genotipados para os SNPs rs1050450, rs3811699, rs1800699, rs713041, rs3877899, rs7579, rs34713741 e rs5845. Cada unidade de castanha forneceu em média 350&#181;g de selênio. Todos os 130 voluntários concluíram o estudo. As concentrações de glicose e colesterol total diminuíram após 8 semanas de suplementação. Além disso, as concentrações de HDL-c foram influenciadas pelo SNP rs713041 no gene da GPX4, sendo os valores mais altos encontrados para os indivíduos com o alelo variante T (CT+TT). As frequências dos genótipos variantes foram 5,4% para rs1050450, rs3811699 e rs1088668, 10% para rs3877899, 19,2% para rs713041 e rs7579, 11,5% para rs5845 e 8,5% para rs34713741. Os níveis dos cinco biomarcadores aumentaram significativamente após a suplementação. Além disso, a atividade da GPx eritrocitária foi influenciada pelos rs1050450, rs713041 e rs5845, o selênio eritrocitário foi influenciado pelo rs5845 e o selênio plasmático pelo rs3877899. A expressão dos genes GPX1 e SEPP foram maiores após a suplementação. Tendo em vista esses resultados, conclui-se que a suplementação com uma unidade de castanha-do-brasil durante 8 semanas foi suficiente para reduzir as concentrações de colesterol e de glicose, e elevar as concentrações dos principais biomarcadores do estado nutricional de selênio. Além disso, observou-se que o polimorfismo rs713041 parece influenciar as concentrações de HDL-c e atividade da GPx1, o polimorfismo rs1050450 parece influenciar a atividade da GPx1, o polimorfismo rs5845 parece influenciar a atividade da GPx1 e o selênio eritrocitário e o polimorfismo rs3877899 parece influenciar a o selênio plasmático. Portanto, sugere-se considerar o perfil genético dos indivíduos em futuros estudos avaliando a resposta à suplementação com castanha-do-brasil no estado nutricional de selênio da população.

O alcoolismo é uma doença multifatorial que consiste numa interação de influências genéticas e ambientais, sendo um dos principais causadores de danos à saúde. Deste modo, é muito importante a realização de estudos que envolvam a investigação de danos provocados ao material genético pelo consumo excessivo de bebidas alcoólicas bem como daqueles que investiguem a susceptibilidade individual às doenças causadas pelo alcoolismo. As aberrações cromossômicas e os polimorfismos para enzimas de metabolização de xenobióticos são importantes instrumentos para estes estudos. Neste trabalho foram investigados o possível efeito clastogênico do álcool e também a possível associação entre a ocorrência dos genótipos nulos GSTM1 e GSTT1 e dos polimorfismos CYP1A1-MspI, CYP2D6-BstN1 e CYP2E1-PstI com o desenvolvimento de cirrose e pancreatite, além da freqüência da mutação TaqA1 do gene DRD2 em alcoolistas. Os indivíduos analisados foram alcoolistas com consumo diário de álcool >60g. Para a análise de AC foram analisados 26 alcoolistas e 22 indivíduos controles. Para o estudo dos polimorfismos genéticos a amostra compreendeu 124 alcoolistas crônicos e 124 controles. Os alcoolistas não-fumantes apresentaram um valor de IM maior do que os controles não-fumantes (p = 0,03). As freqüências de ACs nos alcoolistas não foram diferentes das do grupo controle. Não foram encontradas associações de risco entre os genótipos nulos dos genes GSTM1 e GSTT1, e os genótipos mutantes de CYP2D6 e CYP2E1, e o desenvolvimento de cirrose e pancreatite. O genótipo homozigoto mutante m2/m2 do gene CYP1A1 apresentou um risco significativo para o desenvolvimento de cirrose e pancratite em alcoolistas. Não foram encontradas freqüências significativas na ocorrência do alelo A1 do gene DRD2 em alcoolistas. / Alcoholism is a disease consisted of an interaction of genetic and environmental factors, being responsible for serious damage to human health. This way, studies that investigate damage caused by heavy consumption of alcohol as well those that investigate individual susceptibility originated by alcoholism are very important to our society. Chromosomal aberrations (CAs) and polymorphisms to xenobiotic metabolizing enzymes are important tools to these studies. In this work we investigated the possible clastogenic effect of alcohol and the possible association between the occurrence of null genotypes for GSTM1 and GSTT1 enzymes and polymorphisms CYP1A1-MspI, CYP2D6-BstN1 and CYP2E1-PstI with the development of cirrhosis and pancreatitis. Furthermore, we investigate the possible association of TaqA1 polymorphism for DRD2 neurotransmitter in alcoholic. Our sample consisted of alcoholic classified as heavy consumers (>60g alcohol/day). For CA assay we have analysed 26 alcoholic and 22 healthy individuals as control group. For the polymorphism study, 124 alcoholic and 124 healthy individuals were genotyped using PCR and RFLP techniques. Non-smokers alcoholics showed higher mitotic index than nonsmokers controls (p=0,03). Acs frequencies in alcoholics were similar to controls. No risk associations were found between null genotypes for GSTM1 and GSTT1 genes and mutant genotypes for CYP2D6 and CYP2E1 genes and the occurrence of cirrhosis or pancreatic disease. Homozygous mutant for CYP1A1 gene (m2/m2) presented significant risk to development of cirrhosis or pancreatic disease in alcoholic. No significant frequencies were found in the occurrence of A1 allele in alcoholic.