No description available.

Στην εποχή της συστημικής βιολογίας, οι υψηλής απόδοσης (-ομικές) τεχνικές βιομοριακής ανάλυσης επέτρεψαν την ολιστική ανάλυση των διαφόρων μοριακών επιπέδων κυτταρικής λειτουργίας μέσω της ταυτόχρονης μέτρησης εκατοντάδων έως χιλιάδων αντιπροσωπευτικών μοριακών ποσοτήτων. Η μεταβολομική αναφέρεται στην ποσοτικοποίηση του (σχετικού) προτύπου συγκέντρωσης των ελεύθερων μικρών μεταβολιτών. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν, το ρόλο των μεταβολιτών ως, αντιδρώντα ή/και προϊόντα των μεταβολικών αντιδράσεων, το πρότυπο συγκέντρωσης τους επηρεάζει και επηρεάζεται από την κατανομή των μεταβολικών ροών, αποτελώντας επομένως ένα αποτύπωμα της μεταβολικής κατάστασης ενός βιολογικού συστήματος. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων της μεταβολομικής ανάλυσης είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεταβαλλόμενη κατάσταση φυσιολογίας, ενώ δεν απαιτεί ολοκληρωμένη γνώση του μεταβολικού δικτύου ενός οργανισμού. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι ιδιαίτερα πλεονεκτικά για τη μελέτη της μεταβολικής ενεργότητας του εγκεφάλου, λαμβάνοντας υπ’όψιν την ανατομική, μορφολογική και φαινοτυπική πολυπλοκότητα αυτού του οργάνου και την έως τώρα κατανόηση των μεταβολικών του μηχανισμών. Πιο συγκεκριμένα για την επίδραση του ενήλικου υποθυρεοειδισμού στον μεταβολισμό του εγκεφάλου, η μέχρι σήμερα γνώση παραμένει αποσπασματική, ενώ προέρχεται από διαφορετικά πειράματα και διάφορες εγκεφαλικές περιοχές. Μια ολιστική θεώρηση του μεταβολισμού σε συνθήκες υποθυρεοειδισμού σε συγκεκριμένες εγκεφαλικές περιοχές αναμένεται να αυξήσει σημαντικά τη γνώση μας για την ασθένεια αυτή. Σε μια πρόσφατη μελέτη της ερευνητικής μας ομάδας, που ήταν η πρώτη μεταβολική ανάλυση εγκεφαλικού ιστού σε ζωικό μοντέλο μακρόχρονου υποθυρεοειδισμού, η πολυπαραμετρική στατιστική ανάλυση των μεταβολικών προτύπων της παρεγκεφαλίδας μυός έδειξε διαφορές στη μεταβολική φυσιολογία του ιστού στα ευ- σε σχέση με τα υποθυρεοειδικά ζώα, παρέχοντας ισχυρές ενδείξεις ότι ο μεταβολισμός της παρεγκεφαλίδας θηλαστικών επηρρεάζεται από τον μακρόχρονο υποθυρεοειδισμό. Στην παρούσα εργασία, συγκρίθηκε η επίδραση του μακρόχρονου υποθυρεοειδισμού στη μεταβολική φυσιολογία της παρεγκεφαλίδας μεταξύ αρσενικών και θηλυκών Balb/cJ μυών, αφού επεκτάθηκε για επιπλέον μεταβολίτες η αυτοματοποιημένη μέθοδος προσδιορισμού κορυφών στο χρωματογράφημα. Ο μακρόχρονος υποθυρεοειδισμός επήχθη με χορήγηση 1% υπερχλωρικού καλλίου για 64 μέρες στο πόσιμο νερό των ζώων. Αυτή είναι και η πρώτη μελέτη της επίδρασης του ενήλικου υποθυρεοειδισμού στην μεταβολομική φυσιολογία του 4 εγκεφάλου των θηλυκών μυών. Τα μεταβολικά πρότυπα αναλύθηκαν με το λογισμικό ανοικτού κώδικα ΤΜ4/ MEV(www.tm4.org/MEV) για την πολυπαραμετρική στατιστική ανάλυση των -ομικών δεδομένων. Τα αποτελέσματα συζητήθηκαν στο πλαίσιο ενός κατάλληλα ανακατασκευασμένου μεταβολικού δικτύου για την παρεγκεφαλίδα μυός με βάση τις μεταβολικές βάσεις δεδομένων KEGG και EXPASY και δεδομένα από τη βιβλιογραφία. Η ανάλυση των προτύπων έδειξε ότι η επίδραση της δίμηνης χορήγησης υπερχλωρικού καλλίου στη μεταβολική φυσιολογία της παρεγκεφαλίδας ήταν πιο οξεία στα αρσενικά απ’ότι στα θηλυκά ζώα. Αυτή η παρατήρηση υποστηριζόταν και απο την σημαντικά μικρότερη μείωση του μέσου βάρους των υποθυρεοειδικών σε σχέση με αυτό των ευθυρεοειδικών ζώων στο τέλος της δίμηνης χορήγησης στα θηλυκά σε σχέση με τα αρσενικά. Τέος, σύγκριση των μεταβολικών προτύπων της παρεγκεφαλίδας των ευθυρεοειδικών αρσενικών και θηλυκών μυών έδειξε τους μισούς από τους μεταβολίτες στην παρεγκεφαλίδα των αρσενικών να έχουν σημαντικά μεγαλύτερη συγκέντρωση απ’ ότι στον ιστό των θηλυκών. Αυτή η παρατήρηση καταδεικνύει την ανάγκη της παρεγκεφαλίδας των θηλυκών σε μικρότερες συγκεντρώσεις ελεύθερων μικρών μεταβολιτών για την εύρυθμη λειτουργία της ως ένα πιθανό παράγοντα «προστασίας» του μεταβολισμού της από την επίδραση του μακρόχρονου ενήλικου υποθυρεοειδισμού. Καθώς η παρεγκεφαλίδα των αρσενικών χρειάζεται μεγαλύτερες ποσότητες ελεύθερων μικρών μεταβολιτών, η αναμενώμενη μείωση της συγκέντρωσης των μεταβολιτών που λαμβάνει ο εγκέφαλος μέσω του αιματοεγκεφαλικού φραγμού λόγω του υποθυρεοειδισμού θα την επηρεάσει πιο γρήγορα και πιο δραστικά από αυτή των θηλυκών. Αυτές οι σημαντικές παρατηρήσεις χρειάζονται περαιτέρω διερεύνηση μέσω κατάλληλα σχεδιασμένων αναλύσεων μεταβολομικής και φυσιολογίας και άλλων εγκεφαλικών περιοχών, συνδυάζοντας επίσης μετρήσεις των επιπέδων των θυρεοειδικών ορμονών με μεταβολομική ανάλυση του εγκεφαλικού ιστού με Υγρή Χρωματογραφία- Φασματομετρίας Μάζας, καθώς και μετρήσεις ομικών αναλύσεων από άλλα επίπεδα κυτταρικής λειτουργίας, κυρίως της πρωτεωμικής. / In the systems biology era, the high-throughput “omic” technologies have enabled the holistic analysis of the various molecular levels of cellular function through the simultaneous measurement of hundreds to thousands of relevant molecular quantities. Metabolomics refers to the quantification of the (relative) concentration profile of the free small metabolites. Taking into consideration the role of the metabolites as reactants and products of the metabolic reactions, their concentration profile affects and is affected by the metabolic pathway flux distribution. Thus, the metabolic profile provides a fingerprint of the metabolic state of a biological system. Among the advantages of the metabolomic analysis is that it can be easily used to monitor transient metabolic conditions without requiring extensive knowledge of the structure and regulation of the investigated metabolic networks. This characteristic is especially advantageous for the analysis of brain metabolism, considering the anatomical, morphological and phenotypic complexity of this organ and our current shortages in understanding its metabolic mechanisms. For the effect of adult onset hypothyroidism (AOH) on brain metabolism in particular, the current knowledge remains fragmented, concerning different experimental setups and recovered from various brain regions. A holistic view of metabolism under AOH in particular brain regions is expected to significantly enhance the current knowledge about the disease. In a recent study of our group, which was the first metabolomic analysis of brain tissue in a prolonged AOH mouse model, multivariate statistical analysis of the metabolic profiles of the mouse cerebella indicated differences in the metabolic physiology of the tissue in the eu- compared to the hypo- thyroid animals, providing strong evidence that the mammalian cerebellum is metabolically responsive to prolonged AOH. In the present work, we compared the effect of prolonged AOH on the cerebellar metabolic physiology between male and female Balb/cJ mice, after enhancing the metabolite peak identification method to include additional metabolites. The prolonged AOH was induced by a 64-day treatment with 1% potassium perchlorate in the drinking water of the animals. This is the first reported analysis of the effect of AOH on the brain metabolic physiology of female mice. The raw metabolic profiles were normalized and appropriately filtered. The normalized metabolic profiles were analyzed using the open-source TM4/MeV software (www.tm4.org/MeV) for the multivariate statistical analysis of “omic” data. The acquired results were interpreted in the context of an appropriately reconstructed metabolic network for the mouse cerebellum based on the metabolic databases, KEGG and Expasy, and a plethora of information mined from the literature. The analysis of the metabolic profiles 6 indicated that the effect of the 2-month potassium perchlorate treatment on the metabolic physiology of the cerebellum is more acute in the male with respect to the female mice. The time profile of the body weight of the female compared to the male mice indicated a significantly smaller decrease in the mean weight of the hypothyroid compared to the euthyroid mice in the female compared to the male population at the end of the KClO4 treatment, an observation that further supports the metabolic profiling results. Finally, comparison between the metabolic profiles of the euthyroid male and female cerebellum indicated a significantly higher concentration in half of the measured free metabolites in the male compared to the female animals. This indicates the “leanness” of the metabolic profile of the female cerebellum as a potential “protective” parameter to the effect of AOH on its metabolic physiology, in the sense that the expected due to AOH decrease in the concentrations of the metabolites that are transferred to the brain through the blood brain barrier may affect more the male cerebellum that requires higher levels of free metabolites for its regular activity. These significant observations are in need of further investigation through appropriately designed physiological and metabolomic studies, integrating also thyroid hormone measurements from Liquid Chromatography-MS metabolomic analysis of brain tissue as well as omic measurements from other molecular levels of cellular function, mainly from proteomics.

No description available.

There are approximately 6000 to 8000 rare diseases, each with a prevalence of less than 1 / 10 000, but in aggregate affecting 6 to 8% of the population. It is important to evaluate disease development and progression to know the natural course of any disease. This information can be utilized in diagnostics and in assessing effects of therapeutic interventions as they become available. This thesis describes the natural clinical history and evolution of imaging findings of two rare diseases over approximately two decades. Papers I, II and III present clinical, magnetic resonance imaging (MRI), magnetic resonance spectroscopy (MRS) and 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) findings in LMNB1-related autosomal dominant leukodystrophy (ADLD). MRI was found to be very sensitive in finding pathology in patients with LMNB1-related ADLD, even before the onset of clinical symptoms. However, even patients with widespread MRI changes can have a relatively mild symptomatology and present only slight disturbances in metabolic examinations such as MRS and FDG-PET. This is compatible with relatively intact axons, even as myelin impairment is widespread. Paper IV presents clinical and MRI findings in the brain and musculature in SIL1-positive Marinesco-Sjögren syndrome (MSS), and describes a new, mild phenotype of the disease with no intellectual disabilities and only slight motor disabilities. With a 19-year-long radiological follow-up, a slow progressive atrophic process in the cerebellum and brainstem could be demonstrated. MRI of the musculature shows early involvement of the quadriceps and gastrocnemii but not the tibialis anterior, progressing to widespread atrophy in the back and upper and lower limbs at the age of 20 years. In the mildest phenotype, the most severely affected muscles were the m gluteus maximus, m sartorius, m peroneus longus, and the lateral head of the m gastrocnemius.

People who work in occupations that involve intensive near work are thought to have a higher chance of developing myopia than other people. For example, microscopists in the United Kingdom have a higher prevalence of myopia than that of the general community. The prevalence of myopia in Hong Kong is extremely high (71 %) and Hong Kong Chinese people are particularly susceptible to myopia development and progression due to environmental factors. It is possible that this environmental susceptibility may lead to Hong Kong Chinese microscopists developing even greater levels of myopia. We found that the prevalence of myopia in Hong Kong microscopists (n=47, mean age=31 years) was higher than that of United Kingdom microscopists (87 % c.f. 71 %) and similar aged people within the general Hong Kong population (87 % c.f. 71 %; −4.45 D c.f. -3.00 D). However, while in most microscopists (83 % of 36 microscopists followed for a two-year period) the amount of myopia and vitreous chamber depth increased over a two year monitoring period (−0.11 D, 0.06 mm), the increase was not clinically significant. We hypothesised that the slower myopia progression rate in Hong Kong microscopists may be the result of their older average age (Hong Kong microscopists: 31.7 years c.f. United Kingdom microscopists: 29.7 years). When a person looks into a microscope, excessive accommodation occurs even though the microscope is designed to render the magnified image at optical infinity (zero accommodation and vergence demand). This over accommodation is called instrument myopia. It is possible that this over accommodation is linked to the myopia development and progression that occurs in users of these instruments. We found that instrument myopia remained consistent with different viewing conditions and microscope settings (inexperienced microscopists, n=20, mean age: 24.1 years, mean spherical refractive error: −2.83 D). The magnitude of instrument myopia was not correlated with either the age or refractive error of the microscope user, while it was lower in those users with greater experience (inexperienced microscopists: 1.03 D c.f. experienced microscopists: 0.43 D). As the Hong Kong microscopists (n=10, mean age: 31.2 years, mean spherical refractive error: −3.39 D) who partook in this study were experienced (6.3 years spent working in this field), this may have contributed to the lower myopia progression that was observed. Studies to determine the main contribution to the phenomena of instrument myopia were also conducted. Instrument myopia was not correlated with convergence when looking into microscope (r= −0.224, p=0.342), near phoria (r=0.351, p=0.129), AC/A ratio (r= −0.135, p=0.571), the convergence induced by the excessive accommodative response (r= −0.028, p=0.906), lag of accommodation (r=0.065, p=0.785) and tonic accommodation (r=0.142, p=0.551). We suggest that the main contribution to instrument myopia during microscopy is proximal accommodation due to the awareness of the closeness, caused by the height of the microscope (i.e. the distance between the viewer and the table where the microscope is placed), during microscopy. For example, we found that the magnitude of instrument myopia increased significantly (from 0.64 D to 1.16 D) when the height of the microscope decreased from 50 cm to 35 cm. In conclusion we have added, through direct observation, to the understanding of the characteristics of instrument myopia. Guidelines for new microscopists aimed at minimising the amount of instrument myopia that is experienced have been developed. This information might help to reduce the amount of myopia progression in commencing microscopists.

Background: Human Leucocyte Antigens (HLA) represent the genetic loci most strongly linked to Multiple Sclerosis (MS). Apart from HLA-DR and HLA–DQ, HLA-DP alleles have been previously studied regarding their role in MS pathogenesis, but to a much lesser extent. Our objective was to investigate the risk/resistance influence of HLA-DPB1 alleles in Hellenic patients with early- and adult-onset MS (EOMS/AOMS), and possible associations with the HLA-DRB1*15:01 risk allele. Methods: One hundred MS-patients (28 EOMS, 72 AOMS) fulfilling the McDonald-2010 criteria were enrolled. HLA genotyping was performed with standard low-resolution Sequence-Specific Oligonucleotide techniques. Demographics, clinical and laboratory data were statistically processed using well-defined parametric and nonparametric methods and the SPSSv22.0 software. Results: No significant HLA-DPB1 differences were found between EOMS and AOMS patients for 23 distinct HLA-DPB1 and 12 HLA-DRB1 alleles. The HLA-DPB1*03 allele frequency was found to be significantly increased, and the HLA-DPB1*02 allele frequency significantly decreased, in AOMS patients compared to controls. The HLA-DPB1*04 allele was to be found significantly decreased in AOMS and EOMS patients compared to controls. Conclusions: Our study supports the previously reported risk susceptibility role of the HLA-DPB1*03 allele in AOMS among Caucasians. Additionally, we report for the first time a protective role of the HLA-DPB1*04 allele among Hellenic patients with both EOMS and AOMS.