Abstract The Prader-Willi (PWS) and Angelman (AS) syndromes are clinically distinct developmental disorders which are caused by genetic defects in the imprinted domain at chromosome 15q11-q13, resulting in the loss of paternal (PWS) or maternal (AS) gene function. In this study, the genetic changes of 15q11-q13 and their possible inheritance in Finnish PWS (n=76) and AS (n=47) patients are described. The diagnosis could be confirmed by laboratory methods in all PWS and in 43 (91%) AS patients. A deletion of 15q11-q13 accounted for 76% of the PWS and 67% of the AS patients in whom a specific genetic defect had been established. The origin of deletion was always paternal in PWS and maternal in AS. In PWS, deletions of four different sizes were detected, while in AS only type I or II deletions were found. The smallest overlap of deletions/critical region detected was from locus D15S13 to locus D15S10 in PWS and from locus D15S128 to locus D15S12 in AS. A rare recurrence of del(15)(q11q13) due to maternal germ line mosaicism is described. Maternal uniparental disomy of chromosome 15 accounted for 21% of PWS patients and paternal UPD for 2% of AS patients. In PWS, most UPD cases were due to errors in maternal meiosis (87%), most commonly leading to maternal heterodisomy (MI error). In AS, a rare error in the second segregation of paternal meiosis was found. UPD was associated with advanced maternal age, the mean being 34.6 years. Imprinting defects were found in 3% of PWS (two non-IC-deletions) and 11% of AS (IC deletion in one sib pair and three non-IC-deletions) patients. In the case with IC deletion, the mutation was seen in several generations. The non-deletion cases were thought to be due to a de novo prezygotic or postzygotic error. In the non-deletion PWS cases, the maternally imprinted paternal chromosome region was shown to have been inherited from the paternal grandmother, while in AS the paternally imprinted maternal chromosome region had been inherited from either the maternal grandfather or the maternal grandmother. The region of IC involved in AS was defined to be 1.15 kb. Five (11%) AS patients with normal DNA methylation test results had a UBE3A mutation. One of the two novel missense mutations (902A→C) had been inherited from the mosaic mother, while the mutation 975T→C was a new one. De novo deletions 1930delAG and 3093delAAGA have also been described previously, suggesting that these sites may be mutation hotspots in UBE3A. Identification of different genetic aetiologies with different recurrence risks is essential for genetic counselling, and close co-operation between clinicians and the laboratory is required both for diagnosis and for the detection of possible inheritance.

博士(経営) / 甲第596号 / 173 p. / Hitotsubashi University(一橋大学)

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医科学) / 甲第21023号 / 医科博第84号 / 新制||医科||6(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医科学専攻 / (主査)教授 斎藤 通紀, 教授 萩原 正敏, 教授 小川 誠司 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

O imprinting genômico, processo regulado epigeneticamente segundo o qual os genes se expressam de acordo com sua origem parental (paterna ou materna), está envolvido no desenvolvimento placentário. Na região cromossômica 11p15.5 encontram-se vários genes importantes para o desenvolvimento fetal e da placenta, os quais são regulados por duas principais regiões controladoras de imprinting (ICR1 e 2) onde se encontram as regiões diferencialmente metiladas H19DMR e KvDMR1, respectivamente. O imprinting genômico e a inativação aleatória do cromossomo X são processos epigenéticos presentes em mamíferos placentários. O presente trabalho teve como objetivo principal verificar a presença de mosaicismo do perfil epigenético entre tecidos extraembrionários de estágios precoces da gravidez (primeiro trimestre), e em vilosidade coriônica de placentas a termo (terceiro trimestre). Foram coletadas amostras de 10 gestações de primeiro trimestre (vilosidade coriônica, âmion, membrana de cordão umbilical e tecido embrionário) e 14 de terceiro trimestre (vilosidade coriônica), das quais 10 foram consideradas como controles e quatro utilizadas para estudo de mosaicismo restrito à vilosidade coriônica (coleta de amostras de todos os cotilédones). Após extração do DNA, foi utilizado o Método de Digestão Enzimática Sensível à Metilação Associada à PCR em Tempo Real para o estudo do padrão de metilação da KvDMR1 e da H19DMR em diferentes tecidos do primeiro trimestre gestacional e em tecido placentário do terceiro trimestre. O padrão de inativação do cromossomo X foi avaliado em todos os cotilédones de duas placentas a termo, de fetos do sexo feminino, por meio do ensaio do receptor de andrógeno humano (HUMARA assay), utilizando eletroforese capilar, e com acréscimo de um novo marcador de inativação do cromossomo X (ICX1). Na análise estatística foram utilizados o teste t não pareado, teste de Turkey e teste t pareado. A média de metilação da KvDMR1 das amostras de vilosidade coriônica do primeiro trimestre gestacional foi estatisticamente diferente da média de metilação do terceiro trimestre. Enquanto que a metilação da H19DMR não apresentou diferença estatística entre amostras de vilosidade coriônica do primeiro e do terceiro trimestre gestacionais. Com relação ao mosaicismo, a KvDMR1 não apresentou variação com relação ao tamanho ou a posição dos cotilédones, enquanto que a H19DMR apresentou diferença estatisticamente significativa na média de metilação com relação ao tamanho dos cotilédones e ao posicionamento nos quadrantes; em consequência da hipometilação em cotilédones pertencentes a uma das placentas estudadas. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas na média de metilação da KvDMR1 e da H19DMR entre diferentes tecidos das amostras do primeiro trimestre gestacional. No entanto, a comparação entre tecidos pareados de um mesmo indivíduo mostrou que a metilação não é correspondente entre os tecidos. Os dados obtidos mostram que o imprinting genômico provavelmente é um processo dinâmico, que evolui ao longo da gestação, estando relacionado a formação e ao amadurecimento da placenta. No presente estudo foi possível verificar que cotilédones de uma mesma placenta apresentam diferentes padrões de inativação do cromossomo X. Diferenças que podem ser explicadas pela expansão clonal das células trofoblásticas progenitoras com o cromossomo X paterno ou o cromossomo X materno inativo. Devido à variabilidade epigenética, exames em tecidos placentários devem considerar as diferenças intra-placentárias e as diferenças entre tecidos embrionários e extraembrionários. / Genomic imprinting, a mechanism of allele-specific expression depending on parental origin, is an epigenetic process that regulates the expression of many genes involved in placental development. Several important genes for fetal and placental growth are located on the human chromosome region 11p15.5, which are regulated by two imprinting control regions (ICR1 e 2), which have the differentially methylated regions H19DMR and KvDMR1, respectively. Genomic imprinting and random inactivation of X chromosome are two epigenetic processes present in placental mammals. The present study aimed to verify the presence of epigenetic mosaicism between extra-embryonic and embryonic tissues from early stages of pregnancy (first trimester), and in chorionic villi of term placentas (third trimester). Samples were collected from 10 pregnancies in the first trimester (chorionic villous, amnion, umbilical cord membrane, and embryonic tissue) and 14 from third trimester (chorionic villus sampling), of which 10 were considered as controls and four used to study mosaicism restricted to chorionic villi (sampling of all cotyledons). After DNA extraction, we used real time PCR associated to enzymatic restriction with a methylation sensitive enzyme to study the methylation pattern of KvDMR1 and H19DMR in different tissues from first trimester and placental third trimester tissue. The pattern of X chromosome inactivation was evaluated in all cotyledons from two term placentas of female fetuses, using the human androgen receptor (HUMARA) assay, capillary electrophoresis, and adding a new X chromosome inactivation (ICX1) marker. Unpaired and paired t and Turkey tests were used in statistical analysis. The average methylation of KvDMR1 of chorionic villi samples in first trimester was statistically different from average methylation of the third trimester. While the methylation of H19DMR showed no statistically significant difference between chorionic villi samples in the first and third trimester of pregnancy. In relation to the mosaicism, the KvDMR1 methylation did not vary in respect to the size or position of the cotyledons, while H19DMR showed statistically significant difference in average methylation relative to the size of the cotyledons, to the position in quadrants, due to the hypomethylation in cotyledons from one studied placenta. There were no statistically significant differences in the mean methylation KvDMR1 and H19DMR among different tissues from the first trimester of pregnancy, however, the comparison between paired tissues from the same individual showed that the methylation is different between tissues. The data from this study showed that genomic imprinting is probably a dynamic process and evolved across human pregnancy. This process is probable connected to placenta formation and maturation. We observed different patterns of X chromosome inactivation in cotyledons from the same placenta. This difference could be explained by clonal expansion of a limited number of trophoblastic progenitor cells with either an inactive maternal or paternal X chromosome. Due to the epigenetic variability, placental tissue examinations must consider the differences intra-placental and differences between embryonic and extra-embryonic tissues.

Biotecnologias reprodutivas como a produção in vitro de embriões e a transferência de núcleo apresentam grande potencial de aplicação na medicina veterinária seja para a correção de infertilidades, para o aumento na eficiência da produção animal ou mesmo para um melhor entendimento sobre os mecanismos envolvidos no desenvolvimento embrionário inicial. Porém, manipulações in vitro de gametas ou embriões levam a alterações na regulação epigenética, podendo causar altas taxas de anormalidades no desenvolvimento e no nascimento de indivíduos derivados. A geração de um modelo de indução da pluripotência in vitro, ou seja, a geração de células iPS (do inglês induced pluripotent stem cells) possibilitou estudar o processo de reprogramação in vitro de maneira robusta e precisa. Os genes OCT4 e SOX2 são fundamentais no processo de aquisição e manutenção da pluripotência celular, e recentemente foi reportado que a ação destes dois fatores exerce grande influência sobre a regulação de alguns genes imprinted, em especial, no locus H19/IGF2, sabidamente importantes para o desenvolvimento normal do embrião e de sua placenta. Este estudo propõe a geração de um modelo experimental in vitro onde os fatores em questão sejam estudados, juntos ou em combinação, quanto à sua influência na regulação do imprinting genômico. Para tal, três linhagens de fibroblastos fetais bovinos (bFF1, bFF2 e bFF3) foram transduzidas com vetores lentivirais contendo cDNAs de OCT4 ou SOX2 humanos. Os fibroblastos foram analisados através de citometria e as células positivas foram separadas e recuperadas (sorted). Os fibroblastos expressando OCT4, SOX2, ambos (OCT4 + SOX2), nenhum (controle) juntamente com um controle recuperado (não sorted) não transgênico (total de cinco tratamentos) foram investigados quanto à expressão de genes relacionados à pluripotência e expressão de genes imprinted, bem como a manutenção dos padrões de metilação do DNA no locus H19/IGF2. Além disso, estas células foram submetidas à reprogramação in vitro e produção de células iPS. A indução à pluripotência foi realizada através da transdução dos fibroblastos com o vetor policistrônico contendo o cDNAs murino ou humano dos fatores de transcrição OCT4, SOX2, c-MYC e KLF4 (OSMK, vetor STEMCCA). Os resultados da análise de fluorescência por citometria de fluxo foram, em média, de 40,4% para OCT4, 6,1% para SOX2 e 0,63% para OCT4 + SOX2. A bFF1 foi a única linhagem a apresentar uma recuperação pós-sorting, o que possibilitou sua utilização para a indução da pluripotência. De maneira interessante, as células que não passaram pela citometria geraram colónias de células iPS, enquanto que os demais grupos não. A quantificação de transcritos por qRT-PCR mostrou que a expressão de OCT4 e de SOX2 estava aumentada nos respectivos grupos, a expressão do gene H19 mostrou-se aumentada no grupo controle que passou pelo procedimento de sorting e a expressão do gene imprinted IGF2R não variou entre os grupos. Já a análise preliminar da manutenção do padrão de metilação de DNA na DMR do locus H19/IGF2 mostrou que o grupo controle sorted apresentou uma leve diferença no padrão de metilação quando comparada aos outros grupos. Neste estudo, portanto, o procedimento de separação e recuperação celular por citometria de fluxo celular, aliado ao elevado número de repiques celulares durante o cultivo prolongado pode ter levado a um efeito prejudicial sobre a eficiência de reprogramação in vitro / Reproductive biotechniques such as in vitro embryo production and somatic cell nuclear transfer may greatly contribute for fertility improvements, to enhance animal production or else to contribute to a better understanding of the underlying mechanism involved during initial embryonic development. However, in vitro manipulation of gametes or embryos may lead to possible disruptions on epigenetic regulation, causing high developmental abnormalities and decreased healthy calves born at term. The generation of induced pluripotency models (induced pluripotent stem cells, or iPS) made it possible to study the process of in vitro reprogramming in a more solid and precise manner. OCT4 and SOX2 are fundamental genes for the acquisition and maintenance process of cellular pluripotency. Recently, it has been reported that both factors may have a huge influence on the regulation of some imprinted genes, specially at locus H19/IGF2, known to be important for the normal development of embryo and placenta. Therefore, this study aimed to generate an in vitro experimental model where the above transcription factors will be studied together or separately regarding their influence on genomic imprinting regulation. For that, three bovine fetal fibroblasts cell lines (bFF1, bFF2 and bFF3) were transduced with lentiviral vectors containing human OCT4 or SOX2 cDNAs. The fibroblasts were analyzed trough cell cytometry and positive cells were sorted. Fibroblasts expressing OCT4, SOX2, both (OCT4+SOX2), none (control) together with a non-sorted and non-transgenic control (five treatments) were investigated regarding pluripotency and imprinted gene expression, as well maintenance of DNA methylation patterns at H19/IGF2 locus. Further, these cells were also submitted to in vitro induced reprogramming and production of iPS cell colonies. Induction into pluripotency was realized by transducing fibroblasts with polycistronic excisable vector containing the murine or human cDNA of OCT4, SOX2, c-MYC and KLF4 transcription factors (OSMK, STEMCCA vector). The results of fluorescence analysis by flow cytometry were, on average, 40.4% for OCT4, 6.1% for SOX2 and 0,63% for OCT4+SOX2 groups. bFF1 was the only lineage presenting a post-sorting recovery that enabled its use for pluripotency induction. Interestingly, non-sorted cells generated biPS colonies whereas sorted cells (control non transgenic, OCT4, SOX2 and OCT4+SOX2 expressing cells) did not generate biPS cells. The transcript quantification by qRT-PCR showed that OCT4 and SOX2 expression were increased in the respective groups, the expression of H19 gene was increased in the control sorted group and IGF2R expression was not different between groups. Preliminary results of imprinting pattern methylation at H19/IGF2 locus showed that sorted group was slightly different from others. In this study, therefore, analysis and sorting procedure by flow citometry, together with an extended period in culture may have lead to a detrimental effect on in vitro reprogramming efficiency

ARAUJO, F. M. Ocorrência Familial e Associação de Polimorfismos dos Genes H19 e IGF2 com as Síndromes Hipertensivas Gestacionais. 2007. 118f. Disertação (Mestrado) Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2007. As síndromes hipertensivas gestacionais [Pré-eclâmpsia/eclâmpsia (PE/E), hipertensão gestacional (HG) e hipertensão arterial crônica (HAC)] estão entre as maiores causas de morte materna e fetal. A PE é a mais prevalente dessas síndromes e o papel dos fatores genéticos na sua etiologia é bem aceito, embora o padrão de herança seja ainda assunto para debate. Os genes H19 e IGF2 sofrem imprinting (marcação) genômico e estão envolvidos na formação placentária e no desenvolvimento fetal. O objetivo do presente trabalho foi a pesquisa de ocorrência familial e da associação com os polimorfismos H19/RsaI e do IGF2/ApaI das síndromes hipertensivas gestacionais e do peso do recém-nascido. Todas as pacientes do estudo foram atendidas no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo e o projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética deste hospital e pela Comissão Nacional de Ética em Pesquisa. Para a condução do estudo familial foram selecionadas 226 mulheres (75 apresentavam PE, 49 com HG e 102 do grupo controle). Os dados foram analisados pelos Testes Exato de Fisher e do Qui-quadrado, resultando em uma maior freqüência estatisticamente significativa (p <0,05) de parentes de primeiro-grau com PE/E entre o grupo de PE/E comparado aos outros grupos. Não foi observada influência da cor da pele na distribuição entre os grupos de pacientes. Para a pesquisa de polimorfismos de comprimento de fragmento de restrição H19/RsaI (alelos A e B) e IGF2/ApaI (alelos A e G) através da reação em cadeia da polimerase , foi extraído DNA de sangue periférico de 236 pacientes (55 apresentavam PE, 40 com HG, 34 com HAC e 107 do grupo controle). Os resultados, analisados através dos Testes do Qui-quadrado e G, não mostraram associação estatisticamente significativa entre os polimorfismos e as síndromes hipertensivas gestacionais ou HAC. Houve uma maior freqüência do alelo G na população estudada. Foi observado que em torno de 80% das pacientes dos quatro grupos estudados apresentou pelo menos uma cópia do alelo B e uma do alelo G, concomitantemente. A associação do peso do recém-nascido com os polimorfismos foi analisada utilizando-se os Testes Kolmogorov-Smirnov (a P<0,05) e os Não-paramétricos de Kruskal-Wallis (a P<0,05), não tendo sido evidenciadas diferenças estatisticamente significativas. No grupo da PE houve uma diminuição estatisticamente significativa do peso dos recém-nascidos quando não havia correção para a idade gestacional. Embora não tenha sido evidenciada correlação entre os polimorfismos e os fenótipos estudados, trabalhos futuros com um número amostral maior serão importantes para auxiliar no entendimento do envolvimento de fatores epigenéticos nas síndromes hipertensivas gestacionais e fornecer indícios para a prevenção, o tratamento e o aconselhamento genético. / ARAUJO, F. M. Familial Occurrence and H19 and IGF2 Polymorphism Association with Gestational Hypertensive Disorders. 2007. 118p. Dissertation (Master\'s degree) - University of Medicine, University of São Paulo, Ribeirão Preto, 2007. Gestational hypertensive disorders [preeclampsia/eclampsia (PE/E), gestational hypertension (GH) and chronic hypertension (CH)] are among the largest causes of maternal and fetal death. PE is the more prevalent of those syndromes and the role of the genetic factors in its etiology is well accepted, although the pattern of inheritance is still subject for debate. The imprinted genes H19 and IGF2 are involved in the placental formation and in the fetal development. The objective of the present study was to verify the familial occurrence of these disorders and the H19/RsaI and IGF2/ApaI polymorphism association with gestational hypertensive disorders and the weight of the newborn. All patients of the study were referred to the Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, University of São Paulo, and the project was approved by the Hospital Ethic Committee and the National Commission of Ethics in Research. For the familial study, 226 women were selected (75 presented PE/E, 49 with GH and 102 from the control group). The data were analyzed by Exact of Fisher and Qui-square tests, and the frequency of families with at least one female first-degree relative (mothers and/or sisters) with PE/E was higher among the PE/E group compared to the other groups, and it was statistically significant (P<0.05). There was no statistically significant influence of the \"skin color\". Blood samples of 236 pregnant women (55 with PE/E, 40 with GH, 34 with CH and 107 from the control group) were obtained for DNA extraction, and PCR. Genotyping was carried out by enzymatic digestion with ApaI (IGF2) and RsaI (H19). The statistical analyses were performed by Qui-square and G tests. The genotypes were not significantly associated with the different groups. A higher frequency of the G allele (IGF2) was observed. Around 80% of the patients presented at least one copy of the allele B (H19) and G (IGF2), concomitantly. The association of the weight of the newborn with the polymorphisms was analyzed using the Kolmogorov-Smirnov (P <0.05) and the No-parametric Test of Kruskal-Wallis (P <0.05) tests, and statistically significant differences were not evidenced. In the group of the PE/E there was a statistically significant decrease of the weight of the newborn when the correction for the gestational age was not carried out. Although correlation has not been evidenced between the polymorphisms and the phenotypes, future studies with a higher number of patients and other imprinted genes will be important to elucidate the involvement of epigenetic factors for the prevention, treatment and genetic counseling of the gestational hypertensive disorders

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1580756 bytes, checksum: 350f6dfe8f9943efab139b47104445dc (MD5) Previous issue date: 2010-02-23 / Data from an F2 swine population, consisting of 600 animals derived from crosses between Piau sires and Commercial dams were used in order to detect QTL with parent-of-origin effects. Phenotypic data on performance, carcass, internal organs, viscera, carcass cuts and meat quality traits were collected in the F2 animals. The population was genotyped for 16 microsatellite loci covering the chromosomes 1, 2 and 144. Based on the genotypes a specific linkage map was constructed for this population. Association analyses were performed using interval mapping by regression for QTL detection. A decision tree for identifying QTL with parent-of-origin effects based on tests against the Mendelian mode of expression was used. Twenty three QTL were detected using the Mendelian model of analysis, three on the chromosome one, five on chromosome two and 15 on chromosome four. It was also detected 12 QTL with parentof-origin effects. Six of these QTL were identified on chromosome one, where three were paternally expressed and three were maternally expressed. Three QTL were detected on chromosome two, where one was paternally expressed and the other two were maternally expressed. The remaining three QTL were identified on chromosome four, all of them were paternally expressed. None of the QTL with parent-of-origin effects was detected by the Mendelian model. The results generated in this study may contribute to a better understanding of the genetic mechanisms involved in the control of quantitative traits. / Com o objetivo de detectar QTL com efeito da origem parental dos alelos, foram utilizados dados de uma população F2 de suínos, composta de 600 animais, obtidos a partir do cruzamento de machos Piau e fêmeas comerciais. Nos animais F2, foram avaliadas características de desempenho, carcaça, órgãos e vísceras, cortes de carcaça e qualidade de carne. Para a genotipagem de todos os animais, foram utilizados 16 locos de microssatélites distribuídos nos cromossomos 1, 2 e 4. Com o resultado da genotipagem, foi construído o mapa de ligação específico dos marcadores para a população desenvolvida. As análises de associação foram baseadas no mapeamento por intervalo usando métodos de regressão. Para identificar QTL com efeito da origem parental dos alelos, foi utilizada uma árvore de decisão baseada em testes contra o modelo de expressão Mendeliana. Usando o método de análise para esse tipo de expressão, foram detectados 23 QTL mendelianos: três no cromossomo 1, cinco no cromossomo 2 e 15 no cromossomo 4. Foram detectados também 12 QTL com efeito da origem parental dos alelos: seis no cromossomo 1 (três de expressão paterna e três de expressão materna), outros três no cromossomo 2 (um de expressão paterna e os outros dois de expressão materna) e três no cromossomo 4 (todos de expressão paterna). Nenhum dos QTL com efeito da origem parental dos alelos foi identificado pelo modelo Mendeliano. Os resultados obtidos podem contribuir para o melhor entendimento dos mecanismos genéticos envolvidos no controle das características quantitativas.

Biotecnologias reprodutivas como a produção in vitro de embriões e a transferência de núcleo apresentam grande potencial de aplicação na medicina veterinária seja para a correção de infertilidades, para o aumento na eficiência da produção animal ou mesmo para um melhor entendimento sobre os mecanismos envolvidos no desenvolvimento embrionário inicial. Porém, manipulações in vitro de gametas ou embriões levam a alterações na regulação epigenética, podendo causar altas taxas de anormalidades no desenvolvimento e no nascimento de indivíduos derivados. A geração de um modelo de indução da pluripotência in vitro, ou seja, a geração de células iPS (do inglês induced pluripotent stem cells) possibilitou estudar o processo de reprogramação in vitro de maneira robusta e precisa. Os genes OCT4 e SOX2 são fundamentais no processo de aquisição e manutenção da pluripotência celular, e recentemente foi reportado que a ação destes dois fatores exerce grande influência sobre a regulação de alguns genes imprinted, em especial, no locus H19/IGF2, sabidamente importantes para o desenvolvimento normal do embrião e de sua placenta. Este estudo propõe a geração de um modelo experimental in vitro onde os fatores em questão sejam estudados, juntos ou em combinação, quanto à sua influência na regulação do imprinting genômico. Para tal, três linhagens de fibroblastos fetais bovinos (bFF1, bFF2 e bFF3) foram transduzidas com vetores lentivirais contendo cDNAs de OCT4 ou SOX2 humanos. Os fibroblastos foram analisados através de citometria e as células positivas foram separadas e recuperadas (sorted). Os fibroblastos expressando OCT4, SOX2, ambos (OCT4 + SOX2), nenhum (controle) juntamente com um controle recuperado (não sorted) não transgênico (total de cinco tratamentos) foram investigados quanto à expressão de genes relacionados à pluripotência e expressão de genes imprinted, bem como a manutenção dos padrões de metilação do DNA no locus H19/IGF2. Além disso, estas células foram submetidas à reprogramação in vitro e produção de células iPS. A indução à pluripotência foi realizada através da transdução dos fibroblastos com o vetor policistrônico contendo o cDNAs murino ou humano dos fatores de transcrição OCT4, SOX2, c-MYC e KLF4 (OSMK, vetor STEMCCA). Os resultados da análise de fluorescência por citometria de fluxo foram, em média, de 40,4% para OCT4, 6,1% para SOX2 e 0,63% para OCT4 + SOX2. A bFF1 foi a única linhagem a apresentar uma recuperação pós-sorting, o que possibilitou sua utilização para a indução da pluripotência. De maneira interessante, as células que não passaram pela citometria geraram colónias de células iPS, enquanto que os demais grupos não. A quantificação de transcritos por qRT-PCR mostrou que a expressão de OCT4 e de SOX2 estava aumentada nos respectivos grupos, a expressão do gene H19 mostrou-se aumentada no grupo controle que passou pelo procedimento de sorting e a expressão do gene imprinted IGF2R não variou entre os grupos. Já a análise preliminar da manutenção do padrão de metilação de DNA na DMR do locus H19/IGF2 mostrou que o grupo controle sorted apresentou uma leve diferença no padrão de metilação quando comparada aos outros grupos. Neste estudo, portanto, o procedimento de separação e recuperação celular por citometria de fluxo celular, aliado ao elevado número de repiques celulares durante o cultivo prolongado pode ter levado a um efeito prejudicial sobre a eficiência de reprogramação in vitro / Reproductive biotechniques such as in vitro embryo production and somatic cell nuclear transfer may greatly contribute for fertility improvements, to enhance animal production or else to contribute to a better understanding of the underlying mechanism involved during initial embryonic development. However, in vitro manipulation of gametes or embryos may lead to possible disruptions on epigenetic regulation, causing high developmental abnormalities and decreased healthy calves born at term. The generation of induced pluripotency models (induced pluripotent stem cells, or iPS) made it possible to study the process of in vitro reprogramming in a more solid and precise manner. OCT4 and SOX2 are fundamental genes for the acquisition and maintenance process of cellular pluripotency. Recently, it has been reported that both factors may have a huge influence on the regulation of some imprinted genes, specially at locus H19/IGF2, known to be important for the normal development of embryo and placenta. Therefore, this study aimed to generate an in vitro experimental model where the above transcription factors will be studied together or separately regarding their influence on genomic imprinting regulation. For that, three bovine fetal fibroblasts cell lines (bFF1, bFF2 and bFF3) were transduced with lentiviral vectors containing human OCT4 or SOX2 cDNAs. The fibroblasts were analyzed trough cell cytometry and positive cells were sorted. Fibroblasts expressing OCT4, SOX2, both (OCT4+SOX2), none (control) together with a non-sorted and non-transgenic control (five treatments) were investigated regarding pluripotency and imprinted gene expression, as well maintenance of DNA methylation patterns at H19/IGF2 locus. Further, these cells were also submitted to in vitro induced reprogramming and production of iPS cell colonies. Induction into pluripotency was realized by transducing fibroblasts with polycistronic excisable vector containing the murine or human cDNA of OCT4, SOX2, c-MYC and KLF4 transcription factors (OSMK, STEMCCA vector). The results of fluorescence analysis by flow cytometry were, on average, 40.4% for OCT4, 6.1% for SOX2 and 0,63% for OCT4+SOX2 groups. bFF1 was the only lineage presenting a post-sorting recovery that enabled its use for pluripotency induction. Interestingly, non-sorted cells generated biPS colonies whereas sorted cells (control non transgenic, OCT4, SOX2 and OCT4+SOX2 expressing cells) did not generate biPS cells. The transcript quantification by qRT-PCR showed that OCT4 and SOX2 expression were increased in the respective groups, the expression of H19 gene was increased in the control sorted group and IGF2R expression was not different between groups. Preliminary results of imprinting pattern methylation at H19/IGF2 locus showed that sorted group was slightly different from others. In this study, therefore, analysis and sorting procedure by flow citometry, together with an extended period in culture may have lead to a detrimental effect on in vitro reprogramming efficiency

O imprinting genômico, processo regulado epigeneticamente segundo o qual os genes se expressam de acordo com sua origem parental (paterna ou materna), está envolvido no desenvolvimento placentário. Na região cromossômica 11p15.5 encontram-se vários genes importantes para o desenvolvimento fetal e da placenta, os quais são regulados por duas principais regiões controladoras de imprinting (ICR1 e 2) onde se encontram as regiões diferencialmente metiladas H19DMR e KvDMR1, respectivamente. O imprinting genômico e a inativação aleatória do cromossomo X são processos epigenéticos presentes em mamíferos placentários. O presente trabalho teve como objetivo principal verificar a presença de mosaicismo do perfil epigenético entre tecidos extraembrionários de estágios precoces da gravidez (primeiro trimestre), e em vilosidade coriônica de placentas a termo (terceiro trimestre). Foram coletadas amostras de 10 gestações de primeiro trimestre (vilosidade coriônica, âmion, membrana de cordão umbilical e tecido embrionário) e 14 de terceiro trimestre (vilosidade coriônica), das quais 10 foram consideradas como controles e quatro utilizadas para estudo de mosaicismo restrito à vilosidade coriônica (coleta de amostras de todos os cotilédones). Após extração do DNA, foi utilizado o Método de Digestão Enzimática Sensível à Metilação Associada à PCR em Tempo Real para o estudo do padrão de metilação da KvDMR1 e da H19DMR em diferentes tecidos do primeiro trimestre gestacional e em tecido placentário do terceiro trimestre. O padrão de inativação do cromossomo X foi avaliado em todos os cotilédones de duas placentas a termo, de fetos do sexo feminino, por meio do ensaio do receptor de andrógeno humano (HUMARA assay), utilizando eletroforese capilar, e com acréscimo de um novo marcador de inativação do cromossomo X (ICX1). Na análise estatística foram utilizados o teste t não pareado, teste de Turkey e teste t pareado. A média de metilação da KvDMR1 das amostras de vilosidade coriônica do primeiro trimestre gestacional foi estatisticamente diferente da média de metilação do terceiro trimestre. Enquanto que a metilação da H19DMR não apresentou diferença estatística entre amostras de vilosidade coriônica do primeiro e do terceiro trimestre gestacionais. Com relação ao mosaicismo, a KvDMR1 não apresentou variação com relação ao tamanho ou a posição dos cotilédones, enquanto que a H19DMR apresentou diferença estatisticamente significativa na média de metilação com relação ao tamanho dos cotilédones e ao posicionamento nos quadrantes; em consequência da hipometilação em cotilédones pertencentes a uma das placentas estudadas. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas na média de metilação da KvDMR1 e da H19DMR entre diferentes tecidos das amostras do primeiro trimestre gestacional. No entanto, a comparação entre tecidos pareados de um mesmo indivíduo mostrou que a metilação não é correspondente entre os tecidos. Os dados obtidos mostram que o imprinting genômico provavelmente é um processo dinâmico, que evolui ao longo da gestação, estando relacionado a formação e ao amadurecimento da placenta. No presente estudo foi possível verificar que cotilédones de uma mesma placenta apresentam diferentes padrões de inativação do cromossomo X. Diferenças que podem ser explicadas pela expansão clonal das células trofoblásticas progenitoras com o cromossomo X paterno ou o cromossomo X materno inativo. Devido à variabilidade epigenética, exames em tecidos placentários devem considerar as diferenças intra-placentárias e as diferenças entre tecidos embrionários e extraembrionários. / Genomic imprinting, a mechanism of allele-specific expression depending on parental origin, is an epigenetic process that regulates the expression of many genes involved in placental development. Several important genes for fetal and placental growth are located on the human chromosome region 11p15.5, which are regulated by two imprinting control regions (ICR1 e 2), which have the differentially methylated regions H19DMR and KvDMR1, respectively. Genomic imprinting and random inactivation of X chromosome are two epigenetic processes present in placental mammals. The present study aimed to verify the presence of epigenetic mosaicism between extra-embryonic and embryonic tissues from early stages of pregnancy (first trimester), and in chorionic villi of term placentas (third trimester). Samples were collected from 10 pregnancies in the first trimester (chorionic villous, amnion, umbilical cord membrane, and embryonic tissue) and 14 from third trimester (chorionic villus sampling), of which 10 were considered as controls and four used to study mosaicism restricted to chorionic villi (sampling of all cotyledons). After DNA extraction, we used real time PCR associated to enzymatic restriction with a methylation sensitive enzyme to study the methylation pattern of KvDMR1 and H19DMR in different tissues from first trimester and placental third trimester tissue. The pattern of X chromosome inactivation was evaluated in all cotyledons from two term placentas of female fetuses, using the human androgen receptor (HUMARA) assay, capillary electrophoresis, and adding a new X chromosome inactivation (ICX1) marker. Unpaired and paired t and Turkey tests were used in statistical analysis. The average methylation of KvDMR1 of chorionic villi samples in first trimester was statistically different from average methylation of the third trimester. While the methylation of H19DMR showed no statistically significant difference between chorionic villi samples in the first and third trimester of pregnancy. In relation to the mosaicism, the KvDMR1 methylation did not vary in respect to the size or position of the cotyledons, while H19DMR showed statistically significant difference in average methylation relative to the size of the cotyledons, to the position in quadrants, due to the hypomethylation in cotyledons from one studied placenta. There were no statistically significant differences in the mean methylation KvDMR1 and H19DMR among different tissues from the first trimester of pregnancy, however, the comparison between paired tissues from the same individual showed that the methylation is different between tissues. The data from this study showed that genomic imprinting is probably a dynamic process and evolved across human pregnancy. This process is probable connected to placenta formation and maturation. We observed different patterns of X chromosome inactivation in cotyledons from the same placenta. This difference could be explained by clonal expansion of a limited number of trophoblastic progenitor cells with either an inactive maternal or paternal X chromosome. Due to the epigenetic variability, placental tissue examinations must consider the differences intra-placental and differences between embryonic and extra-embryonic tissues.

ARAUJO, F. M. Ocorrência Familial e Associação de Polimorfismos dos Genes H19 e IGF2 com as Síndromes Hipertensivas Gestacionais. 2007. 118f. Disertação (Mestrado) Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2007. As síndromes hipertensivas gestacionais [Pré-eclâmpsia/eclâmpsia (PE/E), hipertensão gestacional (HG) e hipertensão arterial crônica (HAC)] estão entre as maiores causas de morte materna e fetal. A PE é a mais prevalente dessas síndromes e o papel dos fatores genéticos na sua etiologia é bem aceito, embora o padrão de herança seja ainda assunto para debate. Os genes H19 e IGF2 sofrem imprinting (marcação) genômico e estão envolvidos na formação placentária e no desenvolvimento fetal. O objetivo do presente trabalho foi a pesquisa de ocorrência familial e da associação com os polimorfismos H19/RsaI e do IGF2/ApaI das síndromes hipertensivas gestacionais e do peso do recém-nascido. Todas as pacientes do estudo foram atendidas no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo e o projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética deste hospital e pela Comissão Nacional de Ética em Pesquisa. Para a condução do estudo familial foram selecionadas 226 mulheres (75 apresentavam PE, 49 com HG e 102 do grupo controle). Os dados foram analisados pelos Testes Exato de Fisher e do Qui-quadrado, resultando em uma maior freqüência estatisticamente significativa (p <0,05) de parentes de primeiro-grau com PE/E entre o grupo de PE/E comparado aos outros grupos. Não foi observada influência da cor da pele na distribuição entre os grupos de pacientes. Para a pesquisa de polimorfismos de comprimento de fragmento de restrição H19/RsaI (alelos A e B) e IGF2/ApaI (alelos A e G) através da reação em cadeia da polimerase , foi extraído DNA de sangue periférico de 236 pacientes (55 apresentavam PE, 40 com HG, 34 com HAC e 107 do grupo controle). Os resultados, analisados através dos Testes do Qui-quadrado e G, não mostraram associação estatisticamente significativa entre os polimorfismos e as síndromes hipertensivas gestacionais ou HAC. Houve uma maior freqüência do alelo G na população estudada. Foi observado que em torno de 80% das pacientes dos quatro grupos estudados apresentou pelo menos uma cópia do alelo B e uma do alelo G, concomitantemente. A associação do peso do recém-nascido com os polimorfismos foi analisada utilizando-se os Testes Kolmogorov-Smirnov (a P<0,05) e os Não-paramétricos de Kruskal-Wallis (a P<0,05), não tendo sido evidenciadas diferenças estatisticamente significativas. No grupo da PE houve uma diminuição estatisticamente significativa do peso dos recém-nascidos quando não havia correção para a idade gestacional. Embora não tenha sido evidenciada correlação entre os polimorfismos e os fenótipos estudados, trabalhos futuros com um número amostral maior serão importantes para auxiliar no entendimento do envolvimento de fatores epigenéticos nas síndromes hipertensivas gestacionais e fornecer indícios para a prevenção, o tratamento e o aconselhamento genético. / ARAUJO, F. M. Familial Occurrence and H19 and IGF2 Polymorphism Association with Gestational Hypertensive Disorders. 2007. 118p. Dissertation (Master\'s degree) - University of Medicine, University of São Paulo, Ribeirão Preto, 2007. Gestational hypertensive disorders [preeclampsia/eclampsia (PE/E), gestational hypertension (GH) and chronic hypertension (CH)] are among the largest causes of maternal and fetal death. PE is the more prevalent of those syndromes and the role of the genetic factors in its etiology is well accepted, although the pattern of inheritance is still subject for debate. The imprinted genes H19 and IGF2 are involved in the placental formation and in the fetal development. The objective of the present study was to verify the familial occurrence of these disorders and the H19/RsaI and IGF2/ApaI polymorphism association with gestational hypertensive disorders and the weight of the newborn. All patients of the study were referred to the Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, University of São Paulo, and the project was approved by the Hospital Ethic Committee and the National Commission of Ethics in Research. For the familial study, 226 women were selected (75 presented PE/E, 49 with GH and 102 from the control group). The data were analyzed by Exact of Fisher and Qui-square tests, and the frequency of families with at least one female first-degree relative (mothers and/or sisters) with PE/E was higher among the PE/E group compared to the other groups, and it was statistically significant (P<0.05). There was no statistically significant influence of the \"skin color\". Blood samples of 236 pregnant women (55 with PE/E, 40 with GH, 34 with CH and 107 from the control group) were obtained for DNA extraction, and PCR. Genotyping was carried out by enzymatic digestion with ApaI (IGF2) and RsaI (H19). The statistical analyses were performed by Qui-square and G tests. The genotypes were not significantly associated with the different groups. A higher frequency of the G allele (IGF2) was observed. Around 80% of the patients presented at least one copy of the allele B (H19) and G (IGF2), concomitantly. The association of the weight of the newborn with the polymorphisms was analyzed using the Kolmogorov-Smirnov (P <0.05) and the No-parametric Test of Kruskal-Wallis (P <0.05) tests, and statistically significant differences were not evidenced. In the group of the PE/E there was a statistically significant decrease of the weight of the newborn when the correction for the gestational age was not carried out. Although correlation has not been evidenced between the polymorphisms and the phenotypes, future studies with a higher number of patients and other imprinted genes will be important to elucidate the involvement of epigenetic factors for the prevention, treatment and genetic counseling of the gestational hypertensive disorders