Made available in DSpace on 2018-08-01T21:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12057_Dissertação_Dalila Avila Silva.pdf: 1086948 bytes, checksum: 30b541bd3051003faada33f9146bf6e5 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / A Osteogênese Imperfeita (OI) é uma doença que ocorre devido à desordem generalizada do tecido conjuntivo causando principalmente fragilidade óssea. Essa desordem, na maioria das vezes, é causada por mutações nos genes produtores das cadeias do colágeno tipo I, COL1A1 ou COL1A2, embora mutações em novos genes envolvidos na via do metabolismo ósseo têm sido constantemente descobertas. Atualmente, existem 17 genes relacionados com esta doença. Um deles é o gene IFITM5, ainda pouco caracterizado na maioria das populações. Por possuir vários genes causadores de OI, o Next Generation Sequencing (NGS), uma técnica de sequenciamento em larga escala, tem sido amplamente utilizada. Contudo, as mutações identificadas por NGS precisam ser validadas para dar confiabilidade aos resultados. Assim, este trabalhou visou identificar mutações no gene IFITM5 e validar mutações identificadas por NGS nos genes COL1A1 e COL1A2 para caracterizar o padrão de mutações nestes genes em pacientes do Espírito Santo. Este estudo contou com uma amostra inicial de 31 pacientes que foram previamente analisados para outros genes. Desta amostra, 8 indivíduos que apresentaram resultados moleculares inconclusivos foram estudados para o gene IFITM5. Foi detectada a presença da mutação c.-14C>T em um paciente. Esta mutação ocorre na região 5-UTR do gene e é recorrente em várias populações do mundo. A validação de mutações foi realizada em 16 indivíduos que apresentaram alterações genéticas nos genes COL1A1 ou COL1A2 detectadas por NGS. Apenas uma das sequências identificadas por NGS não foi validada. Este estudo confirmou que mutações no gene COL1A1 e COL1A2 são encontradas, em aproximadamente 75% dos pacientes, enquanto que no gene IFITM5 são encontradas mutações em, aproximadamente, 3% dos pacientes com OI do Espírito Santo. Esses resultados poderão auxiliar no desenvolvimento de estratégias de diagnóstico molecular mais eficientes para esta doença.

abstract: Skeletal diseases related to reduced bone strength, like osteoporosis, vary in frequency and severity among human populations due in part to underlying genetic differentiation. With >600 disease-associated mutations (DAMs), COL1a1, which encodes the primary subunit of type I collagen, the main structural protein in bone, is most commonly associated with this phenotypic variation. Although numerous studies have explored genotype-phenotype relationships with COL1a1, surprisingly, no study has undertaken an evolutionary approach to determine how changes in constraint over time can be modeled to help predict bone-related disease factors. Here, molecular population and comparative species genetic analyses were conducted to characterize the evolutionary history of COL1a1. First, nucleotide and protein sequences of COL1a1 in 14 taxa representing ~450 million years of vertebrate evolution were used to investigate constraint across gene regions. Protein residues of historically high conservation are significantly correlated with disease severity today, providing a highly accurate model for disease prediction, yet interestingly, intron composition also exhibits high conservation suggesting strong historical purifying selection. Second, a human population genetic analysis of 192 COL1a1 nucleotide sequences representing 10 ethnically and geographically diverse samples was conducted. This random sample of the population shows surprisingly high numbers of amino acid polymorphisms (albeit rare in frequency), suggesting that not all protein variants today are highly deleterious. Further, an unusual haplotype structure was identified across populations, but which is only associated with noncoding variation in the 5' region of COL1a1 where gene expression alteration is most likely. Finally, a population genetic analysis of 40 chimpanzee COL1a1 sequences shows no amino acid polymorphism, yet does reveal an unusual haplotype structure with significantly extended linkage disequilibrium >30 kilobases away, as well as a surprisingly common exon duplication that is generally highly deleterious in humans. Altogether, these analyses indicate a history of temporally and spatially varying purifying selection on not only coding, but noncoding COL1a1 regions that is also reflected in population differentiation. In contrast to clinical studies, this approach reveals potentially functional variation, which in future analyses could explain the observed bone strength variation not only seen within humans, but other closely related primates. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Biology 2010

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2017-03-06T13:14:08Z No. of bitstreams: 1 Tese_Med_ Lucas Frederico de Almeida.pdf: 7866748 bytes, checksum: c6c7f11d9447181d9a6b3340df160336 (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-03-23T12:36:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Med_ Lucas Frederico de Almeida.pdf: 7866748 bytes, checksum: c6c7f11d9447181d9a6b3340df160336 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T12:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Med_ Lucas Frederico de Almeida.pdf: 7866748 bytes, checksum: c6c7f11d9447181d9a6b3340df160336 (MD5) / NIH;FAPESB / Estudos prévios têm demonstrado um papel para os genes de cura de lesão na resolução das lesões cutâneas causadas por espécies de Leishmania em camundongos e humanos, incluindo o gene FLI1 (Friend leukemia vírus integration 1). O alto grau de metilação de ilhas CpG na região promotora do gene FLI1 é conhecido por tornar o gene transcricionalmente inativo. Redução da expressão de FLI1 resulta na regulação positiva dos genes COL1A1 (collagen type I alpha 1) e COL1A2 (collagen type I alpha 2), e, inversamente, na regulação negativa do gene MMP1 (matrix metallopeptidase 1). Ambos, colágeno do tipo 1 e metaloproteinase de matriz 1, desempenham um importante papel nas condições fisiológicas normais e patológicas de muitas doenças, e estão envolvidos no reparo de lesões. Adicionalmente, em estudo prévio, foi mostrada uma associação entre leishmaniose e um polimorfismo regulatório no gene IL6 (interleukin 6), e dados na literatura sugerem uma interação funcional entre IL6 e FLI1. Para entender melhor o papel desta via na leishmaniose, nós avaliamos o polimorfismo dos genes COL1A1, COL1A2 e MMP1 e sua possível associação com a leishmaniose tegumentar americana na população de Corte de Pedra, Bahia, assim como também avaliamos a expressão gênica de COL1A1, COL1A2, MMP1, FLI1, e o grau de metilação em ilhas CpG da região promotora deste último gene em biópsias de pele e em culturas de macrófagos infectados por Leishmania braziliensis. No estudo de associação genética, FBAT (Family-based association tests) mostrou uma forte associação entre os marcadores COL1A1_rs1061237 (P = 0,002) e COL1A1_rs2586488 (P = 0,027) e o fenótipo leishmaniose cutânea. O estudo com biópsias de pele revelou que a porcentagem de DNA metilado na região promotora de FLI1 foi mais baixa (P = 0,001) em biópsias de lesão de leishmaniose cutânea comparadas com biópsias de pele normal. A expressão gênica de FLI1 e de COL1A1 não diferiu entre as biópsias de lesão e as biópsias de pele normal, enquanto a expressão de COL1A2 foi menor (P = 0,033) e a expressão de MMP1 foi maior (P = 0,0002) nas biópsias de lesão de leishmaniose cutânea. Por fim, a análise da expressão gênica em macrófagos infectados mostrou que a expressão de FLI1 induzida pela infecção por Leishmania braziliensis teve um pico com 24 horas de infecção (P < 0,0001), e foi maior (P = 0,005) e teve um pico mais tardio (48 horas) na presença de IL-6. A expressão de genes de colágeno do tipo 1, COL1A1 e COL1A2, foi baixa em macrófagos infectados, e não foi detectável em macrófagos tratados com IL-6. A expressão de MMP1 foi fortemente induzida (P = 0,007) após infecção de macrófagos, mas não foi facilmente detectável em macrófagos tratados com IL-6 até 72 horas de infecção, quando o efeito da IL-6 na expressão de FLI1 diminuiu. MMP1 quebra o colágeno do tipo 1 intersticial, que é essencial para a migração de queratinócitos e o processo de re-epitelização. Porém, em lesões ativas de leishmaniose cutânea, baixos níveis de colágeno do tipo 1 junto com a exagerada expressão de MMP1 indica que o MMP1 está contribuindo para o dano tecidual em vez de levar ao reparo. Similarmente, foi observado que níveis exagerados de MMP1 contribuem para a destruição do tecido e progressão para a doença na tuberculose, levando outros autores a destacar o MMP1 como potencial alvo terapêutico. Nossos dados sugerem que a modulação desta via pode também ser relevante no tratamento da leishmaniose cutânea.

A osteogênese imperfeita (OI) é caracterizada como uma desordem genética na qual uma osteopenia generalizada leva a baixa estatura, fragilidade óssea excessiva e deformidades ósseas graves. As células mesenquimais estromais multipotentes (CTMs) são precursores presentes na medula óssea adulta capazes de se diferenciar em osteoblastos, adipócitos e mioblastos que passaram a ter grande importância como fonte terapia celular. O objetivo do presente estudo foi analisar o perfil de expressão gênica durante a diferenciação osteogênica a partir de células mesenquimais estromais multipotentes da medula óssea obtidas de pacientes diagnosticados com Osteogênese Imperfeita e de indivíduos controle. Foram coletadas amostras de três indivíduos normais e cinco amostras de pacientes portadores de Osteogênese Imperfeita. As células mononucleares (CMN) foram isoladas para a obtenção de células mesenquimais que foram expandidas até a terceira passagem quando iniciou-se o estímulo para diferenciação osteogênica. Também foram realizadas análises para contagem de CFU-F e para quatro das cinco amostras de pacientes portadores de OI, o número de CFU-F observado foi inferior ao geralmente encontrado para amostras de doadores normais. Foram coletadas células para análises de imunofenotipagem celular por citometria de fluxo e o RNA foi extraído originando a amostra denominada T0. As garrafas restantes tiveram suas células estimuladas para diferenciação osteogênica. Após um dia em cultura com estímulo, mais uma garrafa teve o RNA de suas células extraído (T1), e o mesmo procedimento foi realizado nos dias 2 (T2), 7 (T7), 12 (T12), 17 (T17) e 21 (T21). Todas as amostras demonstraram possuir potencial de diferenciação in vitro em osteoblastos e adipócitos. A imunofenotipagem de células mesenquimais foi realizada e as amostras de todos os pacientes apresentaram perfil imunofenotípico compatível com trabalhos anteriores. Foram identificadas mutações nos genes COL1A1 e/ou COL1A2 responsáveis pelo desenvolvimento da doença para quatro dos cinco pacientes avaliados. Para o paciente portador de Osteogênese Imperfeita e Síndrome de Bruck a região codificadora do gene PLOD2 também foi seqüenciada, porém não foram encontradas mutações. A análise da expressão gênica foi realizada pela técnica de microarranjos e foram identificados vários genes com expressão diferencial. Alguns genes com importância fundamental na diferenciação osteoblástica apresentaram menor expressão nas amostras dos pacientes portadores de OI, sugerindo um menor comprometimento das CTMs desses pacientes com a linhagem osteogênica. Outros genes também tiveram sua expressão diferencial confirmada por PCR em Tempo Real. Foi observado um aumento na expressão de genes relacionados a adipócitos, sugerindo um aumento da diferenciação adipogênica em detrimento à diferenciação osteogênica. A expressão das variantes do gene PLOD2 mostrou-se diferencial entre amostras normais, de OI e do paciente portador de Síndrome de Bruck. Também foi evidenciada uma expressão diferencial do microRNA 29b, um microRNA com papel estabelecido durante a diferenciação osteogênica, sugerindo um mecanismo de regulação dependente da quantidade de RNAm do seu gene alvo, o COL1A1. / Osteogenesis imperfecta (OI) is characterized as a genetic disorder in which a generalized osteopenia leads to short stature, bone fragility and serious skeletal deformities. Mesenchymal stem cells (MSCs) are precursors present in adult bone marrow that can differentiate into osteoblasts, adipocytes and myoblasts that have been given great importance as a source cell therapy. The aim of this study was to analyze the gene expression profile during osteogenic differentiation from mesenchymal stem cells from bone marrow taken from patients diagnosed with Osteogenesis Imperfecta and control subjects. Samples were collected from three normal individuals and five samples from patients with Osteogenesis Imperfecta. Mononuclear cells (MON) were isolated to obtain mesenchymal cells that were expanded until third passage when the stimulus for osteogenic differentiation was induced. Analyses were also conducted to count the CFU-F and for four of the five samples from patients with OI, the number of CFU-F observed was lower than generally found for normal samples. Cells were collected for analysis of cell immunophenotyping by flow cytometry and RNA was extracted from the resulting sample called T0. Remaining cells were stimulated for osteogenic differentiation. After a day in culture with stimulation, cells from another bottle had their RNA extracted (T1), and the same procedure was performed on days 2 (T2), 7 (T7), 12 (T12), 17 (T17) and 21 (T21). All samples have shown potential of in vitro differentiation into osteoblasts and adipocytes. Immunophenotyping of mesenchymal cells was performed and samples of all patients had immunophenotypic profile consistent with previous works. We identified mutations in COL1A1 and / or COL1A2 responsible for developing the disease for four of five patients. For the patient with Osteogenesis Imperfecta and Bruck Syndrome, coding region of the gene PLOD2 was also sequenced, but no mutations were found. The gene expression analysis was performed by microarray and identified several genes with differential expression. Some genes of fundamental importance in osteoblast differentiation showed lower expression in samples from patients with OI, suggesting a minor involvement of MSCs of patients with osteogenic lineage. Other genes also confirmed their differential expression by Real Time PCR. We observed an increased expression of genes related to adipocytes, suggesting an increased adipogenic differentiation at the expense of osteogenic differentiation. The expression of PLOD2 gene variants proved to be different between normal samples, OI and the patient with Bruck Syndrome. There was also evidence of differential expression of 29b microRNA, with established role during osteogenic differentiation, suggesting a mechanism dependent regulation of mRNA abundance of its gene target, COL1A1.

A osteogênese imperfeita (OI) é caracterizada como uma desordem genética na qual uma osteopenia generalizada leva a baixa estatura, fragilidade óssea excessiva e deformidades ósseas graves. As células mesenquimais estromais multipotentes (CTMs) são precursores presentes na medula óssea adulta capazes de se diferenciar em osteoblastos, adipócitos e mioblastos que passaram a ter grande importância como fonte terapia celular. O objetivo do presente estudo foi analisar o perfil de expressão gênica durante a diferenciação osteogênica a partir de células mesenquimais estromais multipotentes da medula óssea obtidas de pacientes diagnosticados com Osteogênese Imperfeita e de indivíduos controle. Foram coletadas amostras de três indivíduos normais e cinco amostras de pacientes portadores de Osteogênese Imperfeita. As células mononucleares (CMN) foram isoladas para a obtenção de células mesenquimais que foram expandidas até a terceira passagem quando iniciou-se o estímulo para diferenciação osteogênica. Também foram realizadas análises para contagem de CFU-F e para quatro das cinco amostras de pacientes portadores de OI, o número de CFU-F observado foi inferior ao geralmente encontrado para amostras de doadores normais. Foram coletadas células para análises de imunofenotipagem celular por citometria de fluxo e o RNA foi extraído originando a amostra denominada T0. As garrafas restantes tiveram suas células estimuladas para diferenciação osteogênica. Após um dia em cultura com estímulo, mais uma garrafa teve o RNA de suas células extraído (T1), e o mesmo procedimento foi realizado nos dias 2 (T2), 7 (T7), 12 (T12), 17 (T17) e 21 (T21). Todas as amostras demonstraram possuir potencial de diferenciação in vitro em osteoblastos e adipócitos. A imunofenotipagem de células mesenquimais foi realizada e as amostras de todos os pacientes apresentaram perfil imunofenotípico compatível com trabalhos anteriores. Foram identificadas mutações nos genes COL1A1 e/ou COL1A2 responsáveis pelo desenvolvimento da doença para quatro dos cinco pacientes avaliados. Para o paciente portador de Osteogênese Imperfeita e Síndrome de Bruck a região codificadora do gene PLOD2 também foi seqüenciada, porém não foram encontradas mutações. A análise da expressão gênica foi realizada pela técnica de microarranjos e foram identificados vários genes com expressão diferencial. Alguns genes com importância fundamental na diferenciação osteoblástica apresentaram menor expressão nas amostras dos pacientes portadores de OI, sugerindo um menor comprometimento das CTMs desses pacientes com a linhagem osteogênica. Outros genes também tiveram sua expressão diferencial confirmada por PCR em Tempo Real. Foi observado um aumento na expressão de genes relacionados a adipócitos, sugerindo um aumento da diferenciação adipogênica em detrimento à diferenciação osteogênica. A expressão das variantes do gene PLOD2 mostrou-se diferencial entre amostras normais, de OI e do paciente portador de Síndrome de Bruck. Também foi evidenciada uma expressão diferencial do microRNA 29b, um microRNA com papel estabelecido durante a diferenciação osteogênica, sugerindo um mecanismo de regulação dependente da quantidade de RNAm do seu gene alvo, o COL1A1. / Osteogenesis imperfecta (OI) is characterized as a genetic disorder in which a generalized osteopenia leads to short stature, bone fragility and serious skeletal deformities. Mesenchymal stem cells (MSCs) are precursors present in adult bone marrow that can differentiate into osteoblasts, adipocytes and myoblasts that have been given great importance as a source cell therapy. The aim of this study was to analyze the gene expression profile during osteogenic differentiation from mesenchymal stem cells from bone marrow taken from patients diagnosed with Osteogenesis Imperfecta and control subjects. Samples were collected from three normal individuals and five samples from patients with Osteogenesis Imperfecta. Mononuclear cells (MON) were isolated to obtain mesenchymal cells that were expanded until third passage when the stimulus for osteogenic differentiation was induced. Analyses were also conducted to count the CFU-F and for four of the five samples from patients with OI, the number of CFU-F observed was lower than generally found for normal samples. Cells were collected for analysis of cell immunophenotyping by flow cytometry and RNA was extracted from the resulting sample called T0. Remaining cells were stimulated for osteogenic differentiation. After a day in culture with stimulation, cells from another bottle had their RNA extracted (T1), and the same procedure was performed on days 2 (T2), 7 (T7), 12 (T12), 17 (T17) and 21 (T21). All samples have shown potential of in vitro differentiation into osteoblasts and adipocytes. Immunophenotyping of mesenchymal cells was performed and samples of all patients had immunophenotypic profile consistent with previous works. We identified mutations in COL1A1 and / or COL1A2 responsible for developing the disease for four of five patients. For the patient with Osteogenesis Imperfecta and Bruck Syndrome, coding region of the gene PLOD2 was also sequenced, but no mutations were found. The gene expression analysis was performed by microarray and identified several genes with differential expression. Some genes of fundamental importance in osteoblast differentiation showed lower expression in samples from patients with OI, suggesting a minor involvement of MSCs of patients with osteogenic lineage. Other genes also confirmed their differential expression by Real Time PCR. We observed an increased expression of genes related to adipocytes, suggesting an increased adipogenic differentiation at the expense of osteogenic differentiation. The expression of PLOD2 gene variants proved to be different between normal samples, OI and the patient with Bruck Syndrome. There was also evidence of differential expression of 29b microRNA, with established role during osteogenic differentiation, suggesting a mechanism dependent regulation of mRNA abundance of its gene target, COL1A1.

Les glioblastomes (GBMs) sont des tumeurs cérébrales au pronostic défavorable. La résistance aux thérapies actuelles et la rechute des GBMs pourraient être due à l'existence de cellules aux propriétés souches. L'objectif de ma thèse a été la caractérisation des cellules souches de GBMs (CSGs) isolées à partir de tumeurs. L'analyse du profil souche et de pluripotence des CSGs a montré qu'elles sont maintenues dans un état souche par SOX2 et que COL1A1 et IFITM1 peuvent être des cibles thérapeutiques potentielles. L'étude de la radiosensibilité des CSGs à travers l'analyse des courbes de clonogénicité a mis en évidence deux groupes dont un «atypique» pouvant être composé de sous-populations de cellules aux radiosensibilités différentes qu'il conviendra de caractériser. L'étude de la réparation a mis en évidence deux autres groupes dont un ayant un fort potentiel de réparation qui exprime plus fortement le gène RAD51 après irradiations. Le traitement par un inhibiteur spécifique de RAD51 ralentirait la capacité de réparation de ces cellules. Malgré cette hétérogénéité, l'inhibition de la voie Hedgehog (HH) par un vecteur glucuronylé de la cyclopamine, activé par le microenvironnement tumoral, inhibe la prolifération et l'auto-renouvellement des CSGs in vitro et ralentit la croissance tumorale in vivo. La voie HH semble être une cible thérapeutique intéressante commune à toutes les CSGs. Néanmoins, il est nécessaire de prendre en compte l'hétérogénéité dans les populations tumorales pour le développement de la médecine personnalisée. / Glioblastomas (GBMs) are brain tumors with a poor prognosis. Their resistance to current therapies and the occurrence of tumor relapse may be related to the existence of cells bearing stem cell characteristics. The aim of this PhD research was to characterize glioblastoma stem cells (GSCs) having been isolated from tumors. Analysis of the stemness and pluripotency profiles of GSCs indicated that their stemness states are maintained by SOX2 and that COL1A1 and IFITM1 may be potential therapeutic targets. Clonogenic studies of GSC radiosensitivity underscored the presence of two groups, one of them composed of sub-populations of cells with different degrees of radiosensitivity that have yet to be fully characterized. Study of DNA repair capacity highlighted two additional groups including one with high repair potential overexpressing the RAD51 gene after 4Gy. However, treatment with RAD51 inhibitor is likely to slow down repair of GSC lesions. Notwithstanding GSC heterogeneity, in our study inhibition of the Hedgehog pathway (HH) by a cyclopamine glucuronid prodrug, activated by the tumor microenvironment, inhibited in vitro proliferation and self-renewal in all the GSCs tested and slowed down tumor growth in vivo. Hence, HH pathway appears to be conserved among GSCs and constitutes an interesting potential therapeutic target. With regard to the development of personalized medicine, it is nevertheless highly advisable to take into account the pronounded heterogeneity of tumor populations.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第18146号 / 医博第3866号 / 新制||医||1002(附属図書館) / 31004 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 鈴木 茂彦, 教授 妻木 範行, 教授 戸口田 淳也 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Osteogenesis imperfecta is an inherited disorder caused mainly by collagen type I genes mutations, COL1A1 and COL1A2. These mutations affect especially connective tissue. Disease is characterized by fragile bones, deformations and increased frequency of fractures. It's worldwide extensive disorder regardless of age, sex, nationality or races. The incidence is 1: 16 - 20 000 births. Currently, we described nine clinically distinct forms of Osteogenesis imperfecta. Only the first four types OI, type I-IV, are caused by collagen type I genes mutations . In these nine types there are distinguished mild and severe forms. Type II and III are lethal forms, death occur offen during prenatal period or in the first days of the life affected individuals. Characteristic clinical features of collagen forms OI are an increased incidence of fractures, deformations of bones, blue sclera, hearing loss, Dentinogenesis imperfecta small or subnormal growth (Marini, 2010). This study alignment is mainly the description of the clinical forms, exploring the molecular basis of disease and determine the relationship between the type and position of the mutation and the resulting phenotype of affected individuals. We have analysed exons 31-40, including associated non-coding regions, of the COL1A1 gene (so-called MLBR =...

Osteogenesis imperfecta (OI) is a heterogeneous disease of connective tissue, the cardinal symptom being fractures and severity ranging from mild to lethal. Dominant mutations in collagen I, encoded by COL1A1 and COL1A2, cause &gt;90% of cases. To delineate genotype-phenotype correlations and pharmaco-genetic response, collagen I was sequenced in 150 unrelated Swedish families and clinical data were collected in Paper I. Mutation type, gene affected, and N- to C-terminal location correlated with phenotype and severity. Bisphosphonate response assessed by calculated yearly change in lumbar spine bone mineral density (BMD) was inversely related to age and BMD at treatment initiation. Mutations associated with a more severe phenotype exhibited an increased response after 2 years; however, all types of OI responded well. To investigate the effect of naturally occurring variations in collagen I, the only common coding single nucleotide polymorphism (rs42524 in COL1A2) was genotyped in 2004 healthy men in Paper II. Heterozygous genotype was associated with decreased BMD and an increased risk of stroke. An adolescent with repeated fractures despite a markedly high BMD harbored a unique C-terminal procollagen cleavage-site mutation in COL1A1, which motivated extensive investigations in concert with a similar COL1A2 case in Paper III. The probands were found to have impaired procollagen processing, incorporation of collagen with retained C-propeptide in matrix and increased mineral to matrix ratio, which demonstrates that C-propeptide cleavage is crucial to normal bone mineralization and structure. Bisphosphonate therapy has insufficient effect in OI, and as classical OI is a dominant disorder severe cases would benefit from silencing of the mutated allele. In Paper IV and V small interfering RNAs (siRNAs) were used to allele-specifically target primary human bone cells heterozygous for I) a coding polymorphism in COL1A2 and II) insertion/deletions in the 3’UTR of COL1A1 and COL1A2. Results were promising with altered allele ratios and decreased mRNA levels in the predicted fashion. To summarize, this thesis found that collagen I is crucial to bone and connective tissue and that collagen I mutations create markedly diverse phenotypes. Age, BMD and pharmaco-genetic effects influence the response to bisphosphonate therapy in individuals with OI; however, novel approaches are needed. Utilizing allele-specific siRNAs may be a way forward in the treatment of severe OI.

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