O ciclo de divisão celular compreende uma seqüência de fenômenos controlados por una complexa rede de regulação gênica muito estável e robusta. Aplicamos as Redes Genéticas Probabilísticas (PGNs) para construir um modelo cuja dinâmica e robustez se assemelham às observadas no ciclo celular biológico. A estrutura de nosso modelo PGN foi inspirada em fatos biológicos bem estabelecidos tais como a existência de subsistemas integradores, realimentação negativa e positiva e caminhos de sinalização redundantes. Nosso modelo representa as interações entre genes como processos estocásticos e apresenta uma forte robustez na presença de ruido e variações moderadas dos parâmetros. Um modelo determinístico recentemente publicado do ciclo celular da levedura não resiste a condições de ruido que nosso modelo suporta bem. A adição de mecanismos de auto excitação, permite a nosso modelo apresentar uma atividade oscilatória similar à observada no ciclo celular embrionário. Nossa abordagem de modelar e simular o comportamento observado usando mecanismos de controle biológico conhecidos fornece hipóteses plausíveis de como a regulação subjacente pode ser realizada na célula. A pesquisa atualmente em curso procura identificar tais mecanismos de regulação no ciclo celular da levedura, usando dados de expressão gênica provenientes de medições seqüenciais de microarray. / The cell division cycle comprises a sequence of phenomena controlled by a stable and robust genetic network. We applied a Probabilistic Genetic Network (PGN) to construct an hypothetical model with dynamical behaviour and robustness typical of the biological cell-cycle. The structure of our PGN model was inspired in well established biological facts such as the existence of integrator subsystems, negative and positive feedback loops and redundant signaling pathways. Our model represents genes\' interactions as stochastic processes and presents strong robustness in the presence of moderate noise and parameters fluctuations. A recently published deterministic yeast cell-cycle model collapses upon noise conditions that our PGN model supports well. In addition, self stimulatory mechanisms can give our PGN model the possibility of having a pacemaker activity similar to the observed in the oscillatory embryonic cell cycle. Our approach of modeling and simulating the observed behavior by known biological control mechanisms provides plausible hypotheses of how the underlying regulation may be performed in the cell. The ongoing research is lead to identify such regulation mechanisms in the yeast cell-cycle from time-series microarray gene expression data.

As mucopolissacaridoses (MPS) são um grupo de doenças metabólicas hereditárias causadas pela deficiência de enzimas lisossomais específicas, que causam alterações físicas e/ou comportamentais crônicas e progressivas. Um fenótipo comportamental é um padrão característico de observações motoras, cognitivas, linguísticas e sociais consistentemente associado a uma condição biológica. Tal fenótipo pode ser um transtorno mental ou outras características de comportamento não necessariamente associadas a transtornos. No caso específico das mucopolissacaridoses, embora haja diversos relatos na literatura sobre as altas taxas de ocorrência de problemas de comportamento na síndrome de Sanfilippo (MPS III), muito pouco é conhecido sobre as características comportamentais das outras entidades (MPS I, II, IV, VI e VII). Este trabalho pretendeu avaliar e descrever as alterações psiquiátricas encontradas em 22 pacientes com MPS atendidos em três serviços de genética clínica (4 MPS I, 5 MPS II, 1 MPS III, 4 MPS IV, 7 MPS VI, 1 MPS VII). As avaliações foram feitas através de instrumentos específicos, traduzidos e validados para nossa população, a saber: K-SADS PL, ATA, CARS, CGAS; e um instrumento traduzido, mas ainda sem validação brasileira: Escalas de Comportamento Adaptativo de Vineland. Os resultados mostraram que esses indivíduos apresentam altas taxas de transtornos mentais ao longo da vida, comportamento adaptativo deficitário e funcionamento global prejudicado. Além disso, observou-se um grande impacto familiar da doença, abandono escolar por falta de condições de acesso e de preparo da própria escola, grande dependência dos indivíduos avaliados e sobrecarga de um único cuidador, geralmente a mãe. Também ficou evidente o peso trazido pelo próprio tratamento, traduzido em uma recusa em aceitar novas propostas clínicas oferecidas. Concluiu-se que a população estudada é altamente vulnerável dos pontos de vista pessoal, familiar e social, sendo necessários mais estudos para seu melhor conhecimento e elaboração de programas e políticas de atendimento mais direcionados para suas necessidades / Mucopolysaccharidoses (MPS) are a group of hereditary metabolic diseases caused by deficient lysossomal enzymes, that lead to progressive physic and/or behavioral abnormalities. A behavioral phenotype is a characteristic pattern of motor, cognitive, linguistic and social observations, consistently associated to a biological condition. That phenotype may be a mental disorder or other behavioral characteristics not necessarily associated to any specific disorder. Referring to MPS, altohugh there are several descriptions of high ocurrence of behavioral problems in patients with Sanfilippo Syndrome (MPS III), the knowledge about behavioral characteristics of the other types of MPS is scarce. This work intended to analyse and describe psychiatric alterations in 22 patients with MPS from three services of medical genetics. Evaluation was made using specific instruments, translated and validated for use with brazilian population: K-SADS-PL, ATA, CARS, CGAS; and one instrument translated but not validated for brazilian population: Vineland Adaptive Behavior Scales. Results showed high lifetime prevalence of mental disorders, deficient adaptive behavior, and poor global functioning. Besides, it was observed intense familiar impact, high drop out rates from school, highly dependent individuals, and excessive burden for the caretaker. It was also evidenced the burden of the treatment itself. The conclusion was that this population is extremely vulnerable, and that it is necessary the realization of more studies for the better understanding of its specific necessitites

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:38:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VINICIUS MONTENEGRO TORRES.pdf: 1768646 bytes, checksum: 07597e8ad4cdc3a2b202a13efcd25a60 (MD5) Previous issue date: 2014-03-13 / Cerebral Palsy is the most common motor disorder in childhood. Its prevalence in Brazil is estimated at around 30,000 to 40,000 new cases a year. The advancement in diagnostic methods in recent years has changed the profile of the PC and etiological genetic causes are considered to be an important etiology. The objective of the present study was to conduct a literature review on the latest advances in the knowledge of the genetic changes associated with the etiology of the PC. The terms Cerebral Palsy, coagulation factors, cytokines, genetic mutations, genetic polymorphisms and pediatric stroke were searched in electronic databases in order to select important publications on the subject (Medline, Scielo, PubMed, OVID, Web of Science, Elsevier Science Direct and CAPES Journals). Direct searches in the collections of the libraries of the PUC-Goiás and Federal University of Goiás also were held. Searches in databases identified 1,731 articles with potential for inclusion in the study and, after reading the summaries, 164 articles were selected for inclusion. The dates of the publications were limited from 1993 to 2013. The languages accepted for reading were Portuguese, English, French and Spanish. A large number of numeric and structural chromosomal mutations, affecting different metabolic pathways, was associated with the signs and symptoms of PC. In the studies reviewed, mutations in several genes with different functions, located on several chromosomes and with different inheritance patterns were described, highlighting the complexity of the etiology of PC. Mutations in complex AP4 (adaptor protein Complex 4), which participates in the transmembrane transport of glutamate receptor vesicles, suggest the existence of a complex AP4 syndrome, with characteristic symptoms, representing one of the few mutations with pathophysiology partially elucidated on PC. Studies correlating the PC with mutations in genes involved in the glutamate metabolism were also reviewed, which emphasizes the importance of this neurotransmitter in the PC. In the evaluated period, mutations in genes encoding factors related to the coagulation cascade, leading to hereditary thrombophilia, were the most widely studied, however, the role of these mutations on PC seems to be discreet. PC is a multifactorial and complex manifestation and different cellular mechanisms must be involved in its occurrence, reflecting various types of mutations involved in its etiology. Multicenter studies, with the largest number of individuals evaluated, are necessary in order to elucidate the complex role of genetic changes in the pathophysiology of PC. / A Paralisia Cerebral é a desordem motora mais comum na infância. Sua prevalência no Brasil é estimada em cerca de 30.000 a 40.000 novos casos por ano. O avanço nos métodos de diagnóstico nos últimos anos mudou o perfil etiológico da PC, sendo as causas genéticas consideradas como uma etiologia importante. O objetivo do presente estudo foi realizar uma revisão bibliográfica sobre os últimos avanços no conhecimento das alterações genéticas associadas ao aparecimento da PC. Os termos acidentes vasculares cerebrais pediátricos, citocinas, fatores da coagulação, mutações genéticas, Paralisia Cerebral e polimorfismos genéticos foram pesquisados nas bases de dados eletrônicas para a busca de publicações sobre o assunto (Medline, PubMed, Scielo, OVID, Web of Science, Elsevier Science Direct e Periódicos CAPES). Pesquisas diretas nos acervos das bibliotecas da PUC-Goiás e Universidade Federal de Goiás também foram realizadas. As pesquisas nas bases de dados identificaram 1.731 artigos com potencial de inclusão no estudo e, após a leitura dos resumos, foram selecionados 164 artigos para inclusão. As datas das publicações foram limitadas de 1993 a 2013. Os idiomas aceitos para leitura foram Português, Inglês, Francês e Espanhol. Um grande número de mutações cromossômicas numéricas e estruturais, que afetam diferentes vias metabólicas, foi associado aos sinais e sintomas da PC. Nos estudos revisados foi observado o envolvimento de mutações em genes localizados em diferentes cromossomos e com padrões de herança distintos, o que evidencia a complexidade da etiologia da PC. As mutações no complexo AP4 (Complexo de proteínas adaptadoras 4), que participa no transporte de transmembranar de vesículas dos receptores de glutamato, indicam a existência de uma síndrome do complexo AP4, com sintomas característicos, representando uma das poucas mutações com fisiopatologia parcialmente elucidada na PC. Estudos correlacionando a PC com mutações em genes envolvidos no metabolismo do glutamato, também foram revisados, o que evidencia a importância deste neurotransmissor na PC. No período avaliado, mutações em genes que codificam fatores relacionados à cascata de coagulação, levando às trombofilias hereditárias, foram os mais amplamente estudados, porém, o papel dessas mutações na PC parece ser discreto e secundário. A PC é uma manifestação multifatorial e complexa e diferentes mecanismos celulares devem estar envolvidos no seu aparecimento, refletindo vários tipos de mutações envolvidas na sua etiologia. Estudos multicêntricos, com maior número de indivíduos avaliados, são necessários para que o papel das alterações genéticas seja melhor elucidado na fisiopatologia da PC.

A neoplasia endócrina múltipla tipo 1 (NEM1) é uma doença genética, de herança autossômica dominante, caracterizada pelo desenvolvimento de tumores endócrinos acometendo, principalmente, hipófise, paratireoide e pâncreas/duodeno endócrinos. É causada, principalmente, por mutação germinativa no gene supressor tumoral MEN1 (11q13). A tumorigênese segue o modelo de Knudson (1971). O diagnóstico genético de famílias com NEM1 reconhece os portadores assintomáticos de mutação MEN1, permite o diagnóstico e tratamento precoce de tumores, promove a redução da morbimortalidade relacionada à NEM1 e exclui familiares não portadores de mutação do rastreamento clínico periódico. O diagnóstico genético de NEM1 tem sido realizado por meio da técnica de sequenciamento Sanger. Entretanto, limitações desta técnica a tornam menos custo efetiva, devido a sua reduzida capacidade de geração de dados, que leva a necessidade de obtenção de produtos de PCR de até 700 pb para adequada leitura do sequenciamento. Além disto, condições específicas do gene MEN1, como a ausência de \"hot spots\" mutacionais, levam a necessidade de sequenciamento de toda sua extensão (7Kb) e contribuem para tornar esta técnica laboriosa e dispendiosa. A subdivisão do gene para sequenciamento Sanger pode ocultar informações, principalmente de regiões intrônicas, que podem ser importantes para o desenvolvimento da doença. Tais dificuldades impedem a incorporação do diagnóstico gênico de NEM1 na prática clínica. Desde 2005, estão disponíveis tecnologias denominadas NGS (Next- Generation Sequencing), que consistem em ferramentas para o sequenciamento genético com capacidade aumentada de geração de dados, tornando-as mais atrativas e de melhor custo-benefício. O NGS confere, ainda, maior velocidade ao processo de obtenção de dados e detém a capacidade de realizar a leitura completa do gene, incluindo regiões promotoras e intrônicas. Por isto, torna a leitura mais ampla e informativa, sem desconsiderar aspectos qualitativos. Dentre várias opções de NGS disponíveis, plataformas leves são consideradas mais adequadas para aplicação clínica, destacando-se as plataformas Ion PGM e Illumina MiSeq. Uma forte tendência tem sido mostrada de migração do sequenciamento Sanger para o NGS, incluindo a aplicação da mesma em diagnóstico genético de doenças complexas e de câncer hereditário. Entretanto, não há estudos prévios envolvendo NGS em NEM1. Diante disto, foi avaliado a qualidade desta técnica como método de diagnóstico genético em NEM1 em comparação ao sequenciamento Sanger. Objetivos: validação da técnica de NGS utilizando como parâmetro o sequenciamento Sanger; avaliação da sensibilidade, especificidade e relação custo-benefício do NGS. Para tal, foram analisados 76 casos-índices com diagnóstico clínico de NEM1 na plataforma Illumina MiSeq. As análises foram subdivididas em duas fases. O enriquecimento da região genômica do gene MEN1 foi realizado por meio de PCR longa. Com base nos dados obtidos foi possível aferir 96% de reprodutibilidade entre as diferentes fases do estudo e aproximadamente 99% de precisão para detecção de variantes. Exatidão, sensibilidade e especificidade resultaram em 100%. Não houve falsos-positivos ou negativos. A técnica de NGS também se mostrou mais custo-efetiva do que o sequenciamento Sanger. Este estudo permitiu validar e introduzir esta técnica como ferramenta de diagnóstico gênico de NEM1 para rastreamento genético de casos-índices / The multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1) is a genetic, autossomic and dominant disease and is correlated with the development of endocrine tumors affecting pituitary gland, parathyroid, endocrine pancreas or duodenum. It is mainly caused by a germinative mutation in tumor suppressor gene MEN1 (11q13). The tumorigenesis follow the Knudson\'s model (1971). Genetic diagnosis of families with MEN1 is essential to recognizes asymptomatic mutation carriers, and allows an earlier detection and treatment of tumors leading to a reduction of mortality and morbidity associated to MEN1. Furthermore, it can exclude family members that do not carry mutations from the periodical screening. The genetic diagnosis for MEN1 is held using Sanger sequencing. However, limitations of this technique make it less cost-effective, mostly, the less capacity of data generation that leads to the need of PCR products up to 700 bp to obtain a suitable read. Moreover, specific conditions of the MEN1 gene contributes to make this process more laborious and expensive, like the need to read all gene sequence (7kb) to make a correct analysis due to the absence of \"hot spots\". This way, the need of \"fragmentation\" to allow the sequencing can hide important information to disease development, mostly in introns. These limitations preclude the clinical application of genetic diagnosis of MEN1. Since 2005, new technologies are available; they are called Next Generation Sequencing (NGS) and consist in a new tool that allow the same sequencing, but with a larger data generation capacity, making them more attractive and costeffective. The NGS also gives a higher speed to the process of data acquiring and allows the complete read of gene, including promoters and introns. Therefore, it makes the results more informative, not forgetting quality aspects. Among lot of options of NGS available, lighter platforms are recommended, for example, Ion PGM and Illumina MiSeq. A strong tendency has been shown in order to change the Sanger sequencing to NGS, including clinical application to genetic diagnosis of complex diseases and inherited cancer. However, there is not previous studies evaluating NGS to MEN1 genetic diagnosis. Thus, present study evaluated NGS as a genetic diagnosis method for MEN1, comparing with Sanger sequencing. This study aimed to validate the NGS method using as model the Sanger sequencing and evaluated sensibility, specificity and costeffectiveness of NGS. For this purpose, 76 index-cases with clinical MEN1 diagnosis were analyzed on Illumina MiSeq. Analyzes were divided in two phases. After analyzes, 96% of reproducibility and 99% of precision were calculated. Accuracy, sensibility and specificity were resulted in 100%. There were not falses negatives or positives. NGS showed more cost-effectiveness with lower costs. This study allowed validation of genetic screening of MEN1 indexcases applying NGS platform

O uso da microfluídica na área de análises genéticas possibilita não apenas a diminuição de custos, mas também menor manipulação de amostras e reagentes e ainda maior portabilidade das análises. Com isso aumenta a possibilidade da sua utilização em locais remotos, sem a infraestrutura de um laboratório bem equipado. Dispositivos capazes de usar apenas a força centrifuga para movimentação de fluidos juntamente com a utilização de válvulas passivas para controle dos fluidos pode potencializar a sua utilização nos diagnósticos Point-of-Care. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um microdispositivo descartável de poliéster para análises genéticas, visando a extração e amplificação do DNA alvo, de forma rápida, barata, integrada e automatizada. Os resultados confirmam a viabilidade dos dispositivos poliéster-toner (PeT) e poliéster-fita dupla face (PeDF) automatizados de extração, obtendo por meio da extração dinâmica em fase sólida de amostras complexas, DNA com qualidade compatível à técnica da reação em cadeia de polimerase (PCR). Esses resultados foram confirmados por meio da amplificação por PCR dos genes β-globina nas amostras de sangue e urina, e o gene malB nas amostras de Escherichia coli. Também foi confirmado a compatibilidade dos dispositivos de PeT para amplificação por PCR mediado por infravermelho (IV-PCR) do gene malB presente no DNA genômico de bactéria E. coli. Por fim, os dispositivos de extração e amplificação foram interligados para obtenção de um dispositivo integrado e automatizado formado pela combinação de dispositivos fabricados com diferentes filmes e métodos, PeT e PeDF. O controle de todas as soluções no interior dos dispositivos foi realizado por meio da força centrífuga combinada a válvulas passivas, sem qualquer necessidade de equipamento adicional. Portanto, podemos concluir que o dispositivo integrado PeDF - PeT possui grande potencial para aplicações em análises genéticas de forma mais barata, portátil e com menor manipulação das amostras pelo analista. / The development of microfluidics for genetic analysis allows not only cost reduction but also reduces sample and reagents handling, and increases the chances of a portable analysis. With this, increasing the possibility to use the techniques on remote places without the infrastructure of an equipped laboratory. Microdevices capable of using the centrifugal force in combination with passive valves to fluidic control can promote Point-of-Care analysis. The primary goal of this thesis was to associate these tools for the development of a disposable microdevice for genetic analysis, aiming faster, inexpensive, integrated and automated DNA extraction and amplification. The results confirmed the viability of PeT and PeDF automated microdevices, for DNA dynamic solid phase extraction, in providing high-quality DNA compatible to PCR analysis using complex samples. These results were confirmed by the β-globin PCR amplification using blood and urine samples, and the malB gene amplification in Escherichia coli samples. We have also verified the compatibility of the PeT microdevices with IV-PCR for malB gene amplification in genomic E. coli DNA. The extraction and amplification modules were interconnected to obtain an integrated and automated microdevice by the combination of devices made with different films and microfabrication methods, PeT and PeDF. The fluidic control in the devices was made using the centrifugal force combined to passive valves, with no requirement of any extra equipment. Therefore, we can conclude that the integrated PeDF - PeT microdevice has a great potential for cheaper and portable genetic analysis application, with less operator manipulation.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucia Hoffmann.pdf: 1860358 bytes, checksum: d1a047a5d9cc402bd848a17fc42409b4 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apolipoprotein B (apoB) is the principal protein from low density lipoprotein (LDL) involved in cholesterol metabolism and transport. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the human apoB gene have been associated with cardiovascular disease risk, such as Coronary Artery Disease (CAD), dyslipidemia and atherosclerosis. These multifactorial diseases are generated by interaction between environmental and genetic factors. Previous works investigated the genetic causative components of these diseases and focused mainly on polymorphisms that occur in genes encoding structural proteins and enzymes related to lipid profile. The present study aimed to investigate the MspI polymorphism in the apoB gene association with cardiovascular risk factors in a case-control patients group from the Campos Gerais region (Paraná, Brazil) population, moreover to determine this polymorphism allele and genotype frequencies, and also to associate the obtained genetic data with cardiac risk related variables by using correlation analysis. We evaluated 66 patients, from which 55 patients formed the cardiovascular risk group, and 11 others composed the group without risk – control. The patients mean age was 60 ± 10.0 years in the group with risk and 53 ± 14.0 years in the control group. The MspI polymorphism (exon 26) on apoB gene was characterized by PCR-RFLP and, after restriction, DNA fragments were identified by electrophoresis using agarose gel. The normal allele was named M1 and the mutated allele was called M2. The obtained values for MspI polymorphism genotypic frequencies were 0.82, 0.09, 0.09 for the control group, and 0.76, 0.24, 0.00 for the CAD risk group, respectively for genotypes M1M1, M1M2, M2M2. It was showed that the M1M1 homozygous was dominant in the genotype distribution for both groups. There was no significant difference between the allele and genotype frequencies for MspI polymorphism in the apoB gene (2 = 5.90, P > 0.05; Contingency Test) when comparing the two groups. Therefore, the distribution of the studied polymorphism in the Campos Gerais region population presented to be in Hardy-Weinberg equilibrium both for the control group and for the CAD risk patients group, keeping stable the polymorphism, what was already previously reported for Chinese and Korean populations. The Pearson correlation analysis performed between the risk variables (age, diabetes mellitus, high LDL, high triglycerides, low HDL, hypothyroidism, weight, body mass index) showed correlation between the most of the variables for M1M1 and M1M2 genotypes. But for the total population (n = 66), the association of the apoB gene polymorphism was not correlated with cardiac risk variables. In the end, this research presented data for understanding the association of apoB gene polymorphism with lipid metabolism disorder in the development of risk factors for cardiovascular disease in the population of Campos Gerais (PR). / A apolipoproteína B (apoB) é a principal proteína da lipoproteína de baixa densidade (LDL) que está envolvida no transporte e metabolismo do colesterol. Polimorfismos de único nucleotídeo (SNPs) no gene da apoB humana têm sido associados ao risco para doenças cardiovasculares, como a Doença Arterial Coronariana (DAC), as dislipidemias e a aterosclerose. Estas doenças são caracterizadas como multifatoriais, causadas pela interação entre fatores ambientais e genéticos. Estudos de investigação dos componentes genéticos causadores destas doenças têm focado principalmente em polimorfismos nos genes que codificam proteínas estruturais e enzimas relacionadas ao perfil lipídico. Este trabalho teve como objetivo investigar a associação do polimorfismo MspI no gene da apoB com os fatores de risco cardiovascular em um grupo de pacientes caso-controle na população da Região dos Campos Gerais (Paraná, Brasil), além de determinar as frequências alélicas e genotípicas deste polimorfismo, e associar os dados genéticos obtidos com as variáveis relacionadas aos riscos cardíacos através da análise de correlação. Foram avaliados 66 pacientes, dos quais 55 compuseram o grupo com risco cardiovascular, e os 11 demais formaram o grupo sem risco – controle. A idade média dos pacientes foi de 60 ± 10,0 anos no grupo com risco e 53 ± 14,0 anos no grupo controle. O polimorfismo MspI (exon 26) no gene da apoB foi caracterizado por PCR-RFLP, sendo os fragmentos de DNA, após a restrição, identificados por eletroforese em gel de agarose. O alelo normal foi denominado M1 e o alelo mutado M2. As frequências genotípicas encontradas para o polimorfismo MspI foram 0,82, 0,09 e 0,09 para o grupo controle; e 0,76, 0,24 e 0,00 para o grupo de pacientes com risco, respectivamente para os genótipos M1M1, M1M2 e M2M2. O homozigoto M1M1 foi predominante na distribuição genotípica para ambos os grupos. Não houve diferença significativa entre as frequências genotípicas e alélicas do polimorfismo MspI no gene da apoB (2 = 5,90; P > 0,05; Teste de Contingência), quando comparados os 2 grupos em estudo. Assim, a distribuição do polimorfismo estudado na população da região dos Campos Gerais (PR) se mostrou no equilíbrio de Hardy-Weinberg, tanto no grupo controle quanto no grupo de pacientes com risco cardíaco, mantendo o polimorfismo estável, sendo estes resultados também relatados para as populações chinesa e coreana. Na análise de correlação de Pearson entre as variáveis de risco (idade, diabetes mellitus, LDL alto, triglicerídios alto, HDL baixo, hipotireoidismo, peso, índice de massa corporal), observou-se que a maioria das variáveis analisadas se correlacionaram para os genótipos M1M1 e M1M2. Já para a população total estudada (n = 66), a associação do polimorfismo gênico da apoB não apresentou correlação com as variáveis de risco cardíaco. Enfim, esta pesquisa apresentou dados para o entendimento da associação do polimorfismo do gene da apoB com o distúrbio de metabolismo lipídico no desenvolvimento de fatores de risco para doenças cardiovasculares na população dos Campos Gerais (PR).

A produção de microssistemas de análises totais (µTAS) tem sido objeto de esforços intensos pela comunidade científica. A necessidade de produção de uma plataforma que realize extração, amplificação e separação de DNA--um verdadeiro \"lab on a chip\"--é impulsionada pelas vantagens associadas com as análises em plataformas miniaturizadas. Esta Tese foca no desenvolvimento de métodos para análises de DNA em dispositivos microfluídicos que podem ser associados em µTAS. Inicialmente, foi feito o desenvolvimento de um novo método de extração em fase sólida em que a eficiência de extração depende da manipulação magnética das partículas e não do fluxo da solução através da fase sólida. A utilidade desta técnica em isolar DNA puro de alta qualidade (amplificável) a partir de uma amostra biológica complexa foi demonstrada através da purificação de DNA a partir de sangue total e a subsequente amplificação do fragmento do gene β-globina. A técnica descrita é rápida, simples e eficiente, permitindo uma recuperação de mais de 60% de DNA a partir de 600 nL de sangue em concentração suficiente para amplificação via reação em cadeia da polimerase (PCR). Após o desenvolvimento da extração dinâmica de DNA em fase sólida (dSPE) em microchip de vidro, o método foi adaptado para o uso em microchips de poliéster-toner (PT). Além da extração, a amplificação e separação de DNA também foram realizadas em microchips de PT. O processo convencional de fabricação dos dispositivos de PT produz canais com 12 µm de profundidade. Este trabalho descreve um novo processo de fabricação dos microchips de PT com canais mais profundos. Uma cortadora a laser de CO2 é usada para definir a estrutura desejada no filme de poliéster recoberto com toner. Estes filmes de poliéster recobertos com toner e os canais recortados são utilizados com partes intermediárias no microchip. A tampa e a base (filmes de poliéster) são laminadas juntamente com as partes intermediárias. Desta forma microchips com canais mais profundos podem ser criados. Microchips com 4 filmes de poliéster (base, tampa, e dois filmes centrais) foram utilizados para realizar dSPE. Estes microchips possuem canais com ~270 µm de profundidade. A dSPE adaptada para os microchips de PT demonstrou ser capaz de extrair eficientemente DNA (~65%), e o DNA purificado apresentou qualidade suficiente para PCR. A PCR realizada em microchips de PT demonstrou que os dispositivos de PT são compatíveis com os reagentes da PCR e o sucesso da reação de PCR foi demonstrado através da amplificação do fragmento de 520 pares de bases do λ-DNA. A possibilidade de manipular diferentes soluções que são necessárias para realizar a extração e a PCR demonstra o grande potencial desta plataforma para realizar análises genéticas. Além da extração e amplificação, a separação também foi demonstrada nos dispositivos de PT. Duas integrações foram feitas nos microchips de PT, dSPE-PCR e PCR-separação. Na primeira integração a dSPE e PCR foram realizadas em uma única câmara, e a amplificação do fragmento de 520 pb do λ-DNA foi demonstrada. Na segunda integração, o dispositivo foi fabricado com espessuras diferentes para os diferentes domínios. No domínio da PCR as câmaras possuem profundidade de ~270 µm de profundidade, e para o domínio da eletroforese os canais apresentam 12 µm de profundidade. A integração realizada sem válvulas foi demonstrada através da amplificação e detecção do fragmento de 520 pb do λ-DNA em um mesmo microchip. Este trabalho demonstra o grande potencial dos microchips de PT para produzir dispositivos descartáveis totalmente integrados para análise genética. / Efforts to develop a microfluidic-based total analysis system (µTAS) have been intense in the scientific community. The goal of achieving a device comprising DNA extraction, amplification, and detection in a single device, a true \"lab on a chip,\" is driven by the substantial advantages associated with such a device. This Thesis focus on development of methods for DNA analysis on microdevices, that can be associated with µTAS. Sequentially, the first step was the development of a novel solid-phase extraction technique in which DNA is bound and eluted from magnetic silica beads in a manner that efficiency is dependent on the magnetic manipulation of the beads and not on the flow of solution through a packed bed. The utility of this technique in the isolation of reasonably pure, PCR-amplifiable DNA from complex samples is shown by isolating DNA from whole human blood, and subsequently amplifying a fragment of the β-globin gene. The technique described here is rapid, simple, and efficient, allowing for recovery of more than 60% of DNA from 600 nL of blood at a concentration which is suitable for PCR amplification. The second step was the use of polyester-toner (PT) microchips for DNA analysis (extraction, PCR and separation). The laser-printing of toner onto polyester films has been shown to be effective for generating PT microfluidic devices with channel depths on the order of 12 µm. We describe a novel and innovative process that allows for the production of multilayer PT microdevices with substantially larger channel depths. Utilizing a CO2 laser to create the microchannel in polyester sheets containing a uniform layer of printed toner, multilayer devices can easily be constructed by sandwiching the channel layer between uncoated cover sheets of polyester containing precut access holes. The process allows for the fabrication of channels several hundred microns in depth, with ~270 µm deep microchannels utilized here to demonstrate the effectiveness of multilayer PT microchips for dynamic solid phase extraction (dSPE) and PCR amplification. Dynamic SPE adapted for PT microchip was able to recover more than 65% of DNA from 600 nL of blood and the DNA was compatible with downstream microchip-based PCR amplification. The compatibility of PT microchips was demonstrated by successful amplification of a 520 bp fragment of λ-phage DNA. The ability to handle the diverse chemistries associated with DNA purtification and extraction is a testimony to potential utility of PT microchips beyond separations, and presents a promising new platform for genetic analysis that is low cost and easy to fabricate. Two integrations were carrying out on PT microchip, dSPE - PCR and PCR-ME. The first integration was made in a single chamber and the amplification of 520 bp fragment of λ-phage was demonstrated. The second integration describes a process that allows the production of a multidomain microchip with different channel depths for the different domains for genetic analysis. The final device was made by the conventional sandwiching of the four polyester films of the PCR domain with the two polyester films for the electrophoresis domain. The successful valveless integration of PCR and separation was demonstrated by amplification and detection of a 520 bp fragment of λ-phage DNA. This work shows the enormous potential of PT microchips to be used for total genetic analysis.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sidneypinheirojunior_tese.pdf: 1185692 bytes, checksum: 2cae9b38515819abe487b6260ac74acc (MD5) Previous issue date: 2012-03-27 / Background Outstanding, among the factors associated to cholelithiasis after bariatric surgery, are those related to metabolism and synthesis of lipoproteins, such as apolipoprotein E (ApoE) and protein from cholesterol ester transfer protein (CETP). Methods - 220 patients have been part of the study, 114 (G1) with cholelithiasis postoperatively and 106 (G2) without cholelithiasis in over 8 months period, including the analysis of apoE-Hha I and CETP-TaqIB polymorphisms per PCR / RFLP and biochemical profile [total cholesterol (TC), lipoprotein cholesterol fraction of low (LDL), high (HDLc) and very low density (VLDLc), triglycerides (TG) and glucose levels. It was accepted level of significance for P <0.05. Results - Preoperatively, it was observed that in G1 54% of the patients with the APOE*4 allele had serum altered levels of LDL. Postoperatively, there was a decrease (P <0.001) of LDL with TG in G2 (85.3 ± 32.1 mg / dL, P <0.0001) and glucose (G1 = 83.2 ± 10.7 mg / dL; G2 = 84.7 ± 11.5 mg / dL, P <0.0001 for both), TC and LDL and HDL cholesterol increased only in G2 (P <0.0001). The B1 allele was related to decreased (P <0.01) of TC, LDLc and TG postoperatively in both groups, in addition to lowering glucose levels and increase HDL cholesterol only in G2 (P <0.0001). The genotype APOE*_/4 in G2 was associated with decreased levels of TC, LDL, TG and glucose levels and increased levels of HDL cholesterol (P<0.01) postoperatively. Conclusions - This study does not confirm the association of apoE-Hha-I and CETP-TaqIB with gallstones in the late postoperative period after bariatric surgery. However, B1 allele seems to enhance the action of bariatric surgery in the control of dyslipidemia effectively reducing levels of TC, LDL and TG, with additional benefit to those without gallstones by decreasing blood glucose levels and also increase HDL cholesterol. The relationship of APOE*4 with increased LDLc preoperatively only in G1 suggests its association with cholelithiasis in the late postoperative bariatric surgery, which should be evaluated in prospective studies. / Introdução- Destacam-se entre os fatores associados à colelitíase após cirurgia bariátrica, aqueles relacionados a metabolismo e síntese de lipoproteínas plasmáticas, como apolipoproteína E (apo E) e proteína de transferência do éster de colesterol (CETP). Objetivos-Avaliar a associação das variantes genéticas apoE-Hha I e CETP-TaqIB na colelitíase e sua influência no perfil bioquímico,além de perfil antropométrico e co-morbidades em pacientes com obesidade mórbida após cirurgia bariátrica. Métodos- Foram estudados 220 pacientes: 114 (G1) com colelitíase no pós-operatório e 106 (G2) sem colelitíase, em período >8 meses, incluindo a análise dos polimorfismos apoE-HhaI e CETP-TaqIB por PCR/RFLP e perfil bioquímico [colesterol total (CT), fração de colesterol de lipoproteína de baixa (LDLc), alta (HDLc) e muito baixa densidade (VLDLc), triglicérides (TG) e glicemia], além do índice de massa corporal (IMC), cintura abdominal (CA), hipertensão e diabete melito. Admitiu-se nível de significância para P<0,05. Resultados- Houve semelhança entre os grupos para os genótipos de apoE-HhaI e CETP-TaqIB. O genótipo APOE*3/3 prevaleceu em ambos os grupos (G1: 65% e G2:73%; P=0,204), enquanto genótipos APOE*_/4 destacaram-se em G1 (23% versus 16%; P=0,269). Para CETP o alelo B1 prevaleceu em G1 (0,59) e G2 (0,62; P=0,558). O perfil bioquímico, com valores recomendados já no pré-operatório em ambos os grupos, exceto para TG (141,4±75,4; 159,3±90,9mg/dL, respectivamente, P=0,123) e glicemia (113,0±53,2; 105,8±34,3mg/dL, respectivamente; P=0,262), mostrou decréscimo (P<0,001) no pós-operatório para todas as variáveis, incluindo TG (respectivamente, 89,0±34,6mg/dL; 85,3±32,1mg/dL; P<0,0001 para ambos) e glicemia (respectivamente, 83,2±10,7mg/dL; 84,7±11,5mg/dL; P<0,0001 para ambos). Níveis de HDLc mostraram acréscimo no pós-operatório apenas em G2 (52,5±14,7 versus 43,0±11,9; P<0,0001). Em G1, 54% dos pacientes portadores do alelo APOE*4 tinham níveis séricos alterados de LDLc no pré-operatório. O genótipo APOE*3/3, em G1, associou-se com decréscimo nos níveis de CT, LDLc, TG e glicemia e aumento nos níveis de HDLc (P<0,01). O mesmo ocorreu para genótipos APOE*_/4, em G2. O alelo B1 relacionou-se com decréscimo (P<0,01) de CT, LDLc e TG no pós-operatório em ambos os grupos, além de redução de glicemia e aumento de HDLc apenas em G2 (P<0,0001).Ambos os grupos mostraram redução nos valores de IMC e CA, além de hipertensão e diabete melito. Conclusões: Variantes de apoE-HhaI e CETP-TaqIB não diferenciam os grupos com e sem colelitíase no pós-operatório tardio de cirurgia bariátrica. Presença de APOE*4 relacionada com aumento de LDLc no pré-operatório, sugere sua influência no desenvolvimento de colelitíase no pós- operatório tardio, a ser confirmado em estudos prospectivos. CETP-Taq IB, representado pelo alelo B1 parece potencializar a ação da cirurgia bariátrica no controle do perfil bioquímico, particularmente em G2 com aumento de HDLc e decréscimo da glicemia. Além disso, independente da presença de colelitiase, a cirurgia bariátrica controla também doenças crônicas como diabete melito e hipertensão arterial.

Submitted by Danilo Giorgi Abranches de Andrade null (dgaandrade@fmvz.unesp.br) on 2017-02-23T14:17:39Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_danilo_g_a_andrade.pdf: 2560202 bytes, checksum: d847a79e450a463626e2d953a46fcc54 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-03-02T14:45:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andrade_dga_me_bot.pdf: 2560202 bytes, checksum: d847a79e450a463626e2d953a46fcc54 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-02T14:45:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andrade_dga_me_bot.pdf: 2560202 bytes, checksum: d847a79e450a463626e2d953a46fcc54 (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Dermatosparaxia é uma enfermidade autossômica recessiva do tecido conjuntivo caracterizada clinicamente por fragilidade e hiperextensibilidade cutâneas. Estas características impedem que o animal seja mantido no sistema de criação, sendo descartado na maioria dos casos. Descrita em diversas espécies, a dermatosparaxia foi relatada também em algumas raças de ovinos. O polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) c.421G>T no gene ADAMTS2 (a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin type I motif, 2), em homozigose, é responsável pela enfermidade em ovinos da raça White Dorper. Recentemente a doença foi descrita no Brasil, contudo acredita-se que possa ter sido subdiagnosticada, uma vez que a enfermidade já foi descrita em diversos países. O objetivo desta pesquisa foi estimar a frequência alélica do SNP c.421G>T no gene ADAMTS2 em ovinos da raça White Dorper do estado de São Paulo a partir de uma metodologia diagnóstica que utilizasse a reação em cadeia da polimerase (PCR) seguida do sequenciamento direto da região desse SNP. Neste estudo, foram coletadas amostras de sangue para extração do DNA de 303 ovinos da raça White Dorper. Após a extração do DNA, realizou-se PCR para amplificar a região do SNP e, então, o sequenciamento genético para determinar sua presença no gene ADAMTS2. A frequência alélica do SNP na população estudada foi de 7,8%. Este resultado indica que as medidas de controle devem ser adotadas para prevenir a propagação do SNP c.421G>T no gene ADAMTS2 nos rebanhos de ovinos White Dorper brasileiros. / Dermatosparaxis is an autosomal recessive disorder of the connective tissue; the disorder is clinically characterized by skin fragility and hyperextensibility. These skin defects prevent affected animals from entering the breeding system because they are either discarded or removed from their usual activities. Described in several species, dermatosparaxis has also been reported in some sheep breeds. The single nucleotide polymorphism (SNP) c.421G>T in the ADAMTS2 (a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin type I motif, 2) gene, in homozygosity, is responsible for the disease in White Dorper sheep. Recently the disorder was described in Brazil, however, it might have been underdiagnosed since the disease has already been described in many countries. The aim of this study was to estimate the allelic frequency of SNP c.421G>T in the ADAMTS2 gene in the White Dorper herd of Sao Paulo state, Brazil using a diagnostic methodology with polymerase chain reaction (PCR) and then direct sequencing of the SNP region. In this study, we collected blood DNA samples from 303 White Dorper sheep and performed PCR to amplify the SNP region. The samples were sequenced to determine the presence of the SNP in the ADAMTS2 gene. The allelic frequency of the SNP in the studied population was 7.8%; this finding indicates that control measures should be adopted to prevent the inheritance of SNP c.421G>T in the ADAMTS2 gene in Brazilian White Dorper herds.

O uso da microfluídica na área de análises genéticas possibilita não apenas a diminuição de custos, mas também menor manipulação de amostras e reagentes e ainda maior portabilidade das análises. Com isso aumenta a possibilidade da sua utilização em locais remotos, sem a infraestrutura de um laboratório bem equipado. Dispositivos capazes de usar apenas a força centrifuga para movimentação de fluidos juntamente com a utilização de válvulas passivas para controle dos fluidos pode potencializar a sua utilização nos diagnósticos Point-of-Care. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um microdispositivo descartável de poliéster para análises genéticas, visando a extração e amplificação do DNA alvo, de forma rápida, barata, integrada e automatizada. Os resultados confirmam a viabilidade dos dispositivos poliéster-toner (PeT) e poliéster-fita dupla face (PeDF) automatizados de extração, obtendo por meio da extração dinâmica em fase sólida de amostras complexas, DNA com qualidade compatível à técnica da reação em cadeia de polimerase (PCR). Esses resultados foram confirmados por meio da amplificação por PCR dos genes &beta;-globina nas amostras de sangue e urina, e o gene malB nas amostras de Escherichia coli. Também foi confirmado a compatibilidade dos dispositivos de PeT para amplificação por PCR mediado por infravermelho (IV-PCR) do gene malB presente no DNA genômico de bactéria E. coli. Por fim, os dispositivos de extração e amplificação foram interligados para obtenção de um dispositivo integrado e automatizado formado pela combinação de dispositivos fabricados com diferentes filmes e métodos, PeT e PeDF. O controle de todas as soluções no interior dos dispositivos foi realizado por meio da força centrífuga combinada a válvulas passivas, sem qualquer necessidade de equipamento adicional. Portanto, podemos concluir que o dispositivo integrado PeDF - PeT possui grande potencial para aplicações em análises genéticas de forma mais barata, portátil e com menor manipulação das amostras pelo analista. / The development of microfluidics for genetic analysis allows not only cost reduction but also reduces sample and reagents handling, and increases the chances of a portable analysis. With this, increasing the possibility to use the techniques on remote places without the infrastructure of an equipped laboratory. Microdevices capable of using the centrifugal force in combination with passive valves to fluidic control can promote Point-of-Care analysis. The primary goal of this thesis was to associate these tools for the development of a disposable microdevice for genetic analysis, aiming faster, inexpensive, integrated and automated DNA extraction and amplification. The results confirmed the viability of PeT and PeDF automated microdevices, for DNA dynamic solid phase extraction, in providing high-quality DNA compatible to PCR analysis using complex samples. These results were confirmed by the &beta;-globin PCR amplification using blood and urine samples, and the malB gene amplification in Escherichia coli samples. We have also verified the compatibility of the PeT microdevices with IV-PCR for malB gene amplification in genomic E. coli DNA. The extraction and amplification modules were interconnected to obtain an integrated and automated microdevice by the combination of devices made with different films and microfabrication methods, PeT and PeDF. The fluidic control in the devices was made using the centrifugal force combined to passive valves, with no requirement of any extra equipment. Therefore, we can conclude that the integrated PeDF - PeT microdevice has a great potential for cheaper and portable genetic analysis application, with less operator manipulation.