Article / La enfermedad de Gaucher (EG), debe su nombre por haber sido descrita por Phillipe Gaucher en 1882. Es la enfermedad más frecuente del grupo de las enfermedades de depósito lisosomal comprendidas dentro de los errores innatos del metabolismo (1). La enfermedad de Gaucher se debe a mutaciones en el gen responsable de la síntesis de la enzima lisosomal b-glucocerebrosidasa ácida, también llamada ß-Glucosidasa ácida, (o ß-GA), cuyos locus se ubica en 1q21, es decir en la banda uno de la región 2 del brazo largo del cromosoma 1. El patrón de herencia es autosómico recesivo, es decir que la mutación en éste gen debe darse en estado de homocigocia (2).

Th.--Méd.--Reims, 1981. N°: 13.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-graduação em Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 209157.pdf: 1641394 bytes, checksum: cbd4f8512528c429750b081e53684823 (MD5) / Estudar as características clínicas, laboratoriais e radiológicas; demonstrar as principais mutações encontradas, relacionando-as com as formas clínicas e avaliar a resposta à terapia de reposição enzimática (TRE), nos pacientes com doença de Gaucher (DG) em Santa Catarina. Método: Foram estudados e acompanhados 10 pacientes com DG no Hospital Universitário de Florianópolis, no período compreendido entre 1998 e 2003, após a obtenção do consentimento informado e a confirmação diagnóstica da doença pela dosagem da enzima glucocerebrosidase em leucócitos de sangue periférico. A pesquisa das principais mutações foi realizada em amostras de sangue e de mucosa oral. Resultados: Houve um discreto predomínio do gênero masculino (60%). A média de idade ao diagnóstico foi de 19,6 anos. Quatro pacientes eram crianças e seis adultos. Um paciente era negro e nenhum era judeu. DG tipo 1 foi diagnosticada em 80% dos casos, tipo 2 em 20%. Quatro pacientes tiveram história familiar de DG. Hepatomegalia e esplenomegalia foram às manifestações clínicas mais comuns (ambas 80%). Anemia e trombocitopenia estiveram presentes em 100% dos casos. História de dores ósseas foram relatadas por 75% dos pacientes com DG tipo 1. Os alelos mutantes encontrados foram N370S e L444P, sendo a mutação N370S (60%) a mais freqüente. Independente do número de infusões da imiglucerase, houve um aumento dos níveis de hemoglobina, com uma média de acréscimo de 1,2g/dl, em todos os pacientes com DG tipo 1. Conclusões: DG tipo 1 é a forma clínica mais comum. Anemia, trombocitopenia, hepatoesplenomegalia e osteopenia, associadas à deficiência enzimática da beta-glicosidase são as características mais freqüentes dos pacientes com DG em Santa Catarina. O alelo N370S é o mais freqüente e está relacionado com o tipo 1. O alelo L444P em homozigose sugere letalidade precoce. O estudo do genótipo auxilia no suporte clínico e no aconselhamento genético. TRE é segura e efetiva para a DG tipo 1.

Considerada a mais comum das doenças lisossômicas, a doença de Gaucher é causada por mutações no gene GBA1 que resultam na síntese defeituosa da enzima glicocerebrosidase (GBA), responsável pela hidrólise dos glicocerebrosídios em glicose e ceramida. A deficiência da enzima provoca o acúmulo desses glicolipídios nos macrófagos, principalmente no fígado, no baço e na medula óssea, levando a um fenótipo complexo. O tratamento da doença consiste na administração da enzima GBA humana (HsGBA) exógena e, apesar de sua eficácia, é extremamente oneroso. Assim como outras espécies de microalgas, Chlamydomonas reinhardtii apresenta alto potencial para a produção de grandes quantidades de proteínas recombinantes de forma rápida e a um custo muito inferior ao dos sistemas de expressão tradicionais. O objetivo proposto para o desenvolvimento deste trabalho foi a expressão do gene codificador da HsGBA a partir do genoma nuclear de C. reinhardtii visando à produção da proteína como possível alternativa para a terapia de reposição enzimática. O gene HsGBA artificial foi projetado com códons adaptados para a expressão nuclear em C. reinhardtii e com sítios de restrição. A sequência nucleotídica foi sintetizada pela empresa GenScript USA Inc. e, após seu recebimento em plasmídeo de clonagem, o gene HsGBA foi inserido no plasmídeo pHsp70A/RbcS2-cgLuc por restrição com endonucleases e ligação. Esse vetor foi combinado com o plasmídeo pKS-aph7``-lox para a transferência do cassete de expressão do gene de interesse por recombinação sítio específica mediada pelo sistema Cre/lox, originando o vetor pKS-aph7``-lox::HsGBA, que contém, assim, os cassetes de expressão em tandem para HsGBA e para o marcador de seleção aph7``, codificador da enzima aminoglicosídeo fosfotransferase e capaz de conferir resistência à higromicina B. A linhagem de C. reinhardtii CC-400 cw15 mt+ foi transformada por eletroporação com o plasmídeo resultante linearizado (clivado com EcoRV) e na forma circular. A integração de HsGBA no genoma de cinco linhagens de C. reinhardtii foi comprovada por PCR e sua expressão foi demonstrada em três dessas linhagens de forma qualitativa por RT-PCR. Como HsGBA é controlado por um promotor induzível, hsp70A, diversas condições foram testadas visando à sua máxima expressão. Entretanto, análises por SDS-PAGE e western blot não permitiram a detecção da proteína recombinante. De modo semelhante, a atividade enzimática da HsGBA avaliada em extratos proteicos de linhagens transformadas não foi diferente da observada para linhagens não transformadas de C. reinhardtii. / Considered the most common lysosomal disorder, Gaucher disease is caused by mutations in GBA1 gene that result in defective synthesis of the enzyme glucocerebrosidase (GBA), responsible for the hydrolysis of glucocerebrosides into glucose and ceramide. When the enzyme is defective, these glycolipids accumulate in the macrophages, mainly in the liver, spleen and bone marrow, leading to a complex phenotype. Current treatment consists of enzyme replacement therapy by the administration of exogenous human GBA (HsGBA) and, in spite of its efficacy, it is exceptionally expensive. As other species of microalgae, Chlamydomonas reinhardtii has a high potential for production of large amounts of recombinant proteins rapidly and at a much lower cost than traditional expression systems. In the present work we proposed the expression of the HsGBA gene from the nuclear genome of C. reinhardtii aiming the production of the protein as a possible alternative to enzyme replacement therapy. The artificial HsGBA gene, adapted to the nuclear codon usage of C. reinhardtii, was designed with restriction sites and synthesized by GenScript USA Inc. The nucleotide sequence was provided in a cloning vector and the HsGBA gene was inserted into the plasmid pHsp70A/RbcS2-cgLuc by endonuclease digestion and ligation. The resulting vector was fused to the plasmid pKS-aph7``-lox for transferring of the expression cassette of the gene of interest by site-specific recombination mediated by the Cre/lox system, yielding the plasmid pKS-aph7``-lox::HsGBA. As a result, this tandem vector has the expression cassettes for HsGBA and for the selection marker aph7``, which encodes the aminoglycoside phosphotransferase enzyme that confers resistance to hygromycin B. The C. reinhardtii strain CC-400 cw15 mt+ was transformed by electroporation with the resulting plasmid, in the supercoiled and linear (digested with EcoRV) forms. The HsGBA integration into the genome of five strains of C. reinhardtii was confirmed by PCR and their expression was demonstrated qualitatively in three of these strains by RT-PCR. As the HsGBA gene is under the control of the inducible promoter hsp70A, several conditions were tested aiming its higher expression. However, the protein could not be detected by SDS-PAGE and western blot. Likewise, the enzymatic activity of the HsGBA was measured in protein extracts of the transgenic strains but did not differ from the control.

Considerada a mais comum das doenças lisossômicas, a doença de Gaucher é causada por mutações no gene GBA1 que resultam na síntese defeituosa da enzima glicocerebrosidase (GBA), responsável pela hidrólise dos glicocerebrosídios em glicose e ceramida. A deficiência da enzima provoca o acúmulo desses glicolipídios nos macrófagos, principalmente no fígado, no baço e na medula óssea, levando a um fenótipo complexo. O tratamento da doença consiste na administração da enzima GBA humana (HsGBA) exógena e, apesar de sua eficácia, é extremamente oneroso. Assim como outras espécies de microalgas, Chlamydomonas reinhardtii apresenta alto potencial para a produção de grandes quantidades de proteínas recombinantes de forma rápida e a um custo muito inferior ao dos sistemas de expressão tradicionais. O objetivo proposto para o desenvolvimento deste trabalho foi a expressão do gene codificador da HsGBA a partir do genoma nuclear de C. reinhardtii visando à produção da proteína como possível alternativa para a terapia de reposição enzimática. O gene HsGBA artificial foi projetado com códons adaptados para a expressão nuclear em C. reinhardtii e com sítios de restrição. A sequência nucleotídica foi sintetizada pela empresa GenScript USA Inc. e, após seu recebimento em plasmídeo de clonagem, o gene HsGBA foi inserido no plasmídeo pHsp70A/RbcS2-cgLuc por restrição com endonucleases e ligação. Esse vetor foi combinado com o plasmídeo pKS-aph7``-lox para a transferência do cassete de expressão do gene de interesse por recombinação sítio específica mediada pelo sistema Cre/lox, originando o vetor pKS-aph7``-lox::HsGBA, que contém, assim, os cassetes de expressão em tandem para HsGBA e para o marcador de seleção aph7``, codificador da enzima aminoglicosídeo fosfotransferase e capaz de conferir resistência à higromicina B. A linhagem de C. reinhardtii CC-400 cw15 mt+ foi transformada por eletroporação com o plasmídeo resultante linearizado (clivado com EcoRV) e na forma circular. A integração de HsGBA no genoma de cinco linhagens de C. reinhardtii foi comprovada por PCR e sua expressão foi demonstrada em três dessas linhagens de forma qualitativa por RT-PCR. Como HsGBA é controlado por um promotor induzível, hsp70A, diversas condições foram testadas visando à sua máxima expressão. Entretanto, análises por SDS-PAGE e western blot não permitiram a detecção da proteína recombinante. De modo semelhante, a atividade enzimática da HsGBA avaliada em extratos proteicos de linhagens transformadas não foi diferente da observada para linhagens não transformadas de C. reinhardtii. / Considered the most common lysosomal disorder, Gaucher disease is caused by mutations in GBA1 gene that result in defective synthesis of the enzyme glucocerebrosidase (GBA), responsible for the hydrolysis of glucocerebrosides into glucose and ceramide. When the enzyme is defective, these glycolipids accumulate in the macrophages, mainly in the liver, spleen and bone marrow, leading to a complex phenotype. Current treatment consists of enzyme replacement therapy by the administration of exogenous human GBA (HsGBA) and, in spite of its efficacy, it is exceptionally expensive. As other species of microalgae, Chlamydomonas reinhardtii has a high potential for production of large amounts of recombinant proteins rapidly and at a much lower cost than traditional expression systems. In the present work we proposed the expression of the HsGBA gene from the nuclear genome of C. reinhardtii aiming the production of the protein as a possible alternative to enzyme replacement therapy. The artificial HsGBA gene, adapted to the nuclear codon usage of C. reinhardtii, was designed with restriction sites and synthesized by GenScript USA Inc. The nucleotide sequence was provided in a cloning vector and the HsGBA gene was inserted into the plasmid pHsp70A/RbcS2-cgLuc by endonuclease digestion and ligation. The resulting vector was fused to the plasmid pKS-aph7``-lox for transferring of the expression cassette of the gene of interest by site-specific recombination mediated by the Cre/lox system, yielding the plasmid pKS-aph7``-lox::HsGBA. As a result, this tandem vector has the expression cassettes for HsGBA and for the selection marker aph7``, which encodes the aminoglycoside phosphotransferase enzyme that confers resistance to hygromycin B. The C. reinhardtii strain CC-400 cw15 mt+ was transformed by electroporation with the resulting plasmid, in the supercoiled and linear (digested with EcoRV) forms. The HsGBA integration into the genome of five strains of C. reinhardtii was confirmed by PCR and their expression was demonstrated qualitatively in three of these strains by RT-PCR. As the HsGBA gene is under the control of the inducible promoter hsp70A, several conditions were tested aiming its higher expression. However, the protein could not be detected by SDS-PAGE and western blot. Likewise, the enzymatic activity of the HsGBA was measured in protein extracts of the transgenic strains but did not differ from the control.

Considerada a mais comum das doenças lisossômicas, a doença de Gaucher é causada por mutações no gene GBA1 que resultam na síntese defeituosa da enzima glicocerebrosidase (GBA), responsável pela hidrólise dos glicocerebrosídios em glicose e ceramida. A deficiência da enzima provoca o acúmulo desses glicolipídios nos macrófagos, principalmente no fígado, no baço e na medula óssea, levando a um fenótipo complexo. O tratamento da doença consiste na administração da enzima GBA humana (HsGBA) exógena e, apesar de sua eficácia, é extremamente oneroso. Assim como outras espécies de microalgas, Chlamydomonas reinhardtii apresenta alto potencial para a produção de grandes quantidades de proteínas recombinantes de forma rápida e a um custo muito inferior ao dos sistemas de expressão tradicionais. O objetivo proposto para o desenvolvimento deste trabalho foi a expressão do gene codificador da HsGBA a partir do genoma nuclear de C. reinhardtii visando à produção da proteína como possível alternativa para a terapia de reposição enzimática. O gene HsGBA artificial foi projetado com códons adaptados para a expressão nuclear em C. reinhardtii e com sítios de restrição. A sequência nucleotídica foi sintetizada pela empresa GenScript USA Inc. e, após seu recebimento em plasmídeo de clonagem, o gene HsGBA foi inserido no plasmídeo pHsp70A/RbcS2-cgLuc por restrição com endonucleases e ligação. Esse vetor foi combinado com o plasmídeo pKS-aph7``-lox para a transferência do cassete de expressão do gene de interesse por recombinação sítio específica mediada pelo sistema Cre/lox, originando o vetor pKS-aph7``-lox::HsGBA, que contém, assim, os cassetes de expressão em tandem para HsGBA e para o marcador de seleção aph7``, codificador da enzima aminoglicosídeo fosfotransferase e capaz de conferir resistência à higromicina B. A linhagem de C. reinhardtii CC-400 cw15 mt+ foi transformada por eletroporação com o plasmídeo resultante linearizado (clivado com EcoRV) e na forma circular. A integração de HsGBA no genoma de cinco linhagens de C. reinhardtii foi comprovada por PCR e sua expressão foi demonstrada em três dessas linhagens de forma qualitativa por RT-PCR. Como HsGBA é controlado por um promotor induzível, hsp70A, diversas condições foram testadas visando à sua máxima expressão. Entretanto, análises por SDS-PAGE e western blot não permitiram a detecção da proteína recombinante. De modo semelhante, a atividade enzimática da HsGBA avaliada em extratos proteicos de linhagens transformadas não foi diferente da observada para linhagens não transformadas de C. reinhardtii. / Considered the most common lysosomal disorder, Gaucher disease is caused by mutations in GBA1 gene that result in defective synthesis of the enzyme glucocerebrosidase (GBA), responsible for the hydrolysis of glucocerebrosides into glucose and ceramide. When the enzyme is defective, these glycolipids accumulate in the macrophages, mainly in the liver, spleen and bone marrow, leading to a complex phenotype. Current treatment consists of enzyme replacement therapy by the administration of exogenous human GBA (HsGBA) and, in spite of its efficacy, it is exceptionally expensive. As other species of microalgae, Chlamydomonas reinhardtii has a high potential for production of large amounts of recombinant proteins rapidly and at a much lower cost than traditional expression systems. In the present work we proposed the expression of the HsGBA gene from the nuclear genome of C. reinhardtii aiming the production of the protein as a possible alternative to enzyme replacement therapy. The artificial HsGBA gene, adapted to the nuclear codon usage of C. reinhardtii, was designed with restriction sites and synthesized by GenScript USA Inc. The nucleotide sequence was provided in a cloning vector and the HsGBA gene was inserted into the plasmid pHsp70A/RbcS2-cgLuc by endonuclease digestion and ligation. The resulting vector was fused to the plasmid pKS-aph7``-lox for transferring of the expression cassette of the gene of interest by site-specific recombination mediated by the Cre/lox system, yielding the plasmid pKS-aph7``-lox::HsGBA. As a result, this tandem vector has the expression cassettes for HsGBA and for the selection marker aph7``, which encodes the aminoglycoside phosphotransferase enzyme that confers resistance to hygromycin B. The C. reinhardtii strain CC-400 cw15 mt+ was transformed by electroporation with the resulting plasmid, in the supercoiled and linear (digested with EcoRV) forms. The HsGBA integration into the genome of five strains of C. reinhardtii was confirmed by PCR and their expression was demonstrated qualitatively in three of these strains by RT-PCR. As the HsGBA gene is under the control of the inducible promoter hsp70A, several conditions were tested aiming its higher expression. However, the protein could not be detected by SDS-PAGE and western blot. Likewise, the enzymatic activity of the HsGBA was measured in protein extracts of the transgenic strains but did not differ from the control.

No description available.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Thesis Erasmus University Rotterdam. / Auteursnaam op omslag: Rob Willemsen. ook verschenen in gedrukte versie. With bibliogr., with a summary in Dutch.

A Doença de Gaucher (DG) é uma esfingolipidose causada por mutações no gene da -glicosidase, ocasionando depósito lisossomal de glicosilceramida (GliCer), principalmente, nas células do sistema mononuclear fagocitário. O diagnóstico da DG é, normalmente, confirmado pela determinação enzimática e/ou pela caracterização molecular. Neste trabalho nos propusemos a: (1) confirmar o diagnóstico de uma amostra de indivíduos com DG através da medida da atividade da -glicosidase e da quitotriosidase (QT); (2) extrair, purificar e quantificar a GliCer de plasma de pacientes com DG com e sem tratamento por reposição enzimática (TRE) e de indivíduos normais, comparando o conteúdo deste lipídio entre os grupos mencionados e (3) comparar a concentração plasmática da quemoquina CCL18/PARC entre os 3 grupos acima. Os leucócitos e o plasma de cada indivíduo foram separados por centrifugação. A atividade da -glicosidase em leucócitos dos pacientes com DG foi 5% daquela de indivíduos normais e a quitotriosidase estava 500 vezes aumentada nos pacientes com DG. O plasma de cada indivíduo foi tratado, seqüencialmente, com três sistemas de solventes: clorofórmio (C): metanol (M) em três proporções distintas. Os três extratos lipídicos totais de cada amostra foram reunidos (extrato lipídico total) e evaporados a seco (resíduo). Este resíduo de extrato lipídico total foi submetido, seqüencialmente, a uma coluna de ácido silícico, à metanólise alcalina e a uma coluna Sep-Pack. Desta coluna resultaram os eluatos C:M:água (3:48:47) e (60:30:4,5). Após ajustes necessários obtivemos a purificação de glicosilceramida numa única fração. A análise destes eluatos por cromatografia em camada delgada de alta resolução (HPTLC) e com revelação química (CuSO4/H3PO4) mostrou que ambos continham uma banda com velocidade de migração semelhante a do padrão de GliCer. A confirmação da identidade desta banda foi realizada por imunorevelação usando anticorpo primário anti-GliCer e secundário conjugado a peroxidase. Pacientes com DG sem tratamento por TRE apresentaram, aproximadamente, 20 vezes mais GliCer que indivíduos normais e 11 vezes mais que pacientes com tratamento. Com a dosagem plasmática da quemoquina CCL18/PARC, observamos que pacientes com DG possuíam uma concentração da mesma 28 vezes aumentada em relação aos indivíduos normais e 17 vezes mais elevada que a de pacientes com tratamento. Ou seja, podemos detectar uma redução de 90% da concentração de GliCer e de 40% na concentração de CCL18/PARC nos pacientes com DG com TRE em comparação com as respectivas concentrações nos paciente com DG sem tratamento. A metodologia estabelecida neste trabalho permitiu extrair, purificar, separar, detectar e quantificar GliCer no plasma de pacientes com DG com e sem tratamento por TRE, bem como, GliCer de indivíduos normais. Tanto a quantificação da GliCer quanto a dosagem de CCL18/PARC permitiram identificar, através dos respectivos valores obtidos de plasma, os grupos de indivíduos analisados. Portanto, estas duas avaliações podem ser associadas à determinação da atividade da quitotriosidase como biomarcadores da DG. / Gaucher’s disease (GD) is a sphingolipidosis caused by mutations in the β-glucosidase gene, causing lysosomal storage of glucosylceramide (GluCer) mainly in the mononuclear phagocyte system cells. As a rule, GD diagnosis is confirmed by enzyme determination and/or molecular characterization. The objectives of the present study were (1) to confirm GD diagnosis in a sample of subjects by measuring β-glucosidase activity and chitotriosidase activity, (2) to extract, purify and quantify GluCer in the plasma of patients with GD with and without enzyme replacement therapy (ERT) and of healthy individuals, comparing the content of the lipid between the groups, and (3) the compare the plasma concentration of chemokine CCL18/PARC between the three groups. Plasma of each individual was centrifuged to obtain leukocytes. β-glucosidase activity in leukocytes of patients with GD represented a 5% share of that of healthy individuals, while chitotriosidase activity was 500 times higher in GD patients. Plasma was treated sequentially with a chloroform:methanol solvent system as three sequential solution ratios. The three total lipid extracts of each sample were pooled (total lipid extract) and evaporated to dryness to obtain a residue. This residue was sequentially treated in a salicylic acid column and a Sep-Pak™ column for alkaline methanolysis, from which two chloroform:methanol:water eluates were obtained (3:48:47 and 60:30:4.5). After the required adjustments, GluCer was purified as a single fraction. High performance thin-layer chromatography (HPTLC) and chemical development using CuSO4 and H3PO4 showed that both eluates had a band whose migration speed was similar to the GluCer standard. Confirmation of this band’s identity was conducted by immune development using anti-GluCer primary antibody and peroxidase-conjugated secondary antibody. GluCer levels in DG patients without ERT treatment were approximately 20 times higher than in healthy individuals and 11 times higher than in patients under treatment. Plasma chemokine CCL18/PARC levels in DG patients without treatment were 28 and 17 times higher as compared to healthy and individuals DG patients under treatment, respectively. This accounts for a 90% decrease in GluCer levels and a 40% decrease in CCL18/PARC levels in GD patients with ERT in comparison to DG patients without treatment. The methodology described in this paper afforded to quantify GluCer in plasma of DG individuals with and without ERT as well as GluCer levels in healthy individuals. Quantification of GluCer and CCL18/PARC levels in plasma afforded to identify the groups of individuals analyzed. Therefore, these two parameters may be associated to the determination of chitotriosidase activity as GD biomarkers.