Descreve-se uma enfermidade hereditária em bovinos caracterizada por acúmulo lisosssomal de glicogênio em diversos órgãos. A doença foi diagnosticada em um rebanho da raça Brahman com 20 vacas e um touro, mantidos em criação extensiva, no município de Porto Lucena, Rio Grande do Sul, Brasil. A doença afetou 3 de 16 bezerros nascidos (18,75%) no ano 2000, 5 de 19 (26,3%) em 2001 e 2 de 12 (16,6%) em 2002. Os animais afetados, após 1 mês de idade, apresentavam dificuldade de acompanharem a mãe e crescimento retardado, desenvolviam fraqueza e tremores musculares, letargia e perda de condição corporal progressivos. Com o agravamento dos sinais clínicos os animais eram eutanasiados por apresentarem dificuldade em se alimentar ou beber água sem auxílio. Todos os bezerros eram descendentes do mesmo touro. Após a retirada deste animal do plantel e introdução de um touro Nelore não houve o nascimento de animais doentes. Foi realizada necropsia em 3 bezerros doentes e palidez muscular do tronco e membros foi a única alteração macroscópica encontrada. Vacuolização citoplasmática de diversos órgãos foi a principal alteração histológica observada. Os vacúolos citoplasmáticos eram mais evidentes na musculatura esquelética, miocárdio, especialmente nas fibras de Purkinje e neurônios do Sistema Nervoso Central (SNC). Nos tecidos mais afetados, também foi observada grande quantidade de grânulos ácido periódico de Schiff (PAS) positivos e negativos quando o tecido era tratado previamente com diastase. A microscopia eletrônica de transmissão mostrou acúmulo anormal de glicogênio livre no citoplasma das células ou envolto por membrana na musculatura esquelética, neurônios do SNC e fígado As amostras processadas de pele, musculatura esquelética e tecido nervoso na histoquímica de lectinas apresentaram reação com as lectinas Griffonia simplicifolia (GS-II) e Concanavalia ensiformes (Con-A). Uma mutação letal no gene da alfa glicosidase ácida, causadora da glicogenose generalizada em bovinos da raça Brahman, a 1057∆TA, foi detectada pela técnica de reação em cadeia de polimerase (PCR) em tecidos dos animais necropsiados. Também foi detectada presença dessa mutação no gene da alfa glicosidase ácida, através da análise de amostra de sangue, de animais que tem parentesco com bezerros que nasceram com a doença. Os achados clínicos, patológicos e ultra-estruturais são semelhante ás descrições de glicogenose tipo II em bovinos da raça Brahman. Até o momento não há casos descritos de glicogenose tipo II em bovinos da raça Brahman no Brasil. O diagnóstico de glicogenose hereditária foi baseado nos dados epidemiológicos, sinais clínicos, achados histológicos e ultra-estruturais, histoquímica de lectinas e pelos resultados de PCR.

As doenças lisossômicas de depósito (DLD) são erros inatos do metabolismo causadas pela deficiência de uma proteína, normalmente uma enzima, que resulta no depósito de lipídios nos lisossomos. Neste trabalho, nos propusemos a avaliar uma metodologia para a investigação bioquímica das DLDs. Amostras em papel filtro apresentam um menor volume de sangue coletado e uma maior facilidade quanto ao transporte e acondicionamento. Tivemos por objetivos estabelecer fatores pré-analíticos em amostras de sangue em papel filtro (SPF) tais como: efeito de anticoagulantes, temperatura de armazenamento e estabilidade ao longo do tempo para as enzimas b-galactosidase (b-gal), hexosaminidase total (Hex t), alfa-galactosidase (GLA), arilsulfatase B (ASB) e alfa-glicosidase (GAA). Também foi realizada a miniaturização e a correlação das metodologias em estudo. Descrevemos ainda nossa experiência no rastreamento das DLD em SPF em uma população de alto risco. Amostras de sangue de indivíduos normais (controles) foram coletadas em tubos com anticoagulantes EDTA, heparina, ou diretamente impregnados em papel filtro e armazenadas em diferentes temperaturas (-20, 4, 25 e 37ºC) e tempos (3, 10, 17 e 180 dias). Através da determinação da atividade enzimática em SPF por técnicas fluorométricas chegamos aos seguintes resultados: não houve diferença significativa entre os diferentes métodos de coleta do estudo para nenhuma das enzimas pesquisadas. Com relação ao efeito da temperatura e do tempo foi possível determinar que aos três dias de armazenamento, em todas as temperaturas estudadas e para todas as enzimas, as atividades permaneceram estáveis. A partir deste tempo cada enzima demonstrou um efeito diferente ao longo do tempo para as diversas temperaturas estudadas. Existem aquelas que não sofrem variação em sua atividade até 180 dias de armazenamento nas temperaturas estudadas (Hex t e GLA), aquelas que só vão diminuir sua atividade aos 180 dias em todas as temperaturas (ASB) ou somente a 37°C (b-gal) ou ainda aquela que diminui constantemente sua atividade a partir de 10 dias de armazenamento em todas as temperaturas (GAA). Se o objetivo for medir a atividade de todas as enzimas no mesmo papel filtro, então o melhor será armazenar o papel filtro por no máximo 10 dias em qualquer uma das temperaturas estudadas. Este tempo pode ser estendido até 180 dias em qualquer das temperaturas se formos analisar somente as atividades enzimáticas da Hex t, GLA e b-gal. O estudo de correlação das amostras de papel filtro de 1,2mm e 3mm de diâmetro para as enzimas alfagalactosidase, arilsulfatase B e alfa-glicosidase resultou nos coeficientes 0,994; 0,900 e 0,957; respectivamente. Isto demonstra que podemos diminuir o picote de papel sem perda da qualidade do ensaio. Por fim realizamos um rastreamento para as doenças de Pompe, Fabry, Mucopolissacaridose I e VI em 205 amostras de pacientes de alto risco, onde foi observado uma freqüência de 2,9% para estas DLDs após a utilização da metodologia pesquisada. Nossos resultados mostram a viabilidade na medida da atividade enzimática em SPF, o que facilita a coleta, envio e armazenamento das amostras para a triagem destas doenças lisossômicas. / Lysosomal storage diseases (LSD) are inborn errors of metabolism caused by deficiency of a protein, usually an enzyme, which results in storage of lipids in lysosomes. In this work, we have proposed a methodology for the biochemical investigation of LSD. Dried blood spot samples on filter paper (DBS) have a lower volume of blood collected and ease about the transport and storage. The aims of the study for pre-analytical factors on DBS were: to investigate the effect of anticoagulants, storage temperature and stability over time for the enzymes b-galactosidase (b-gal), total hexosaminidase (Hex t), alphagalactosidase (GLA), arylsulfatase B (ASB) and alpha-glucosidase (GAA). We also made the miniaturization and the correlation of the methodologies under study. Also describe our experience in LSD screening on DBS in a high-risk population. Blood samples from normal individuals (controls) were collected in tubes with anticoagulant EDTA, heparin, either directly impregnated on filter paper and stored at different temperatures (-20, 4, 25 and 37ºC) and times (3, 10, 17 and 180 days). The enzymatic activities in DBS were determined by fluorometric techniques and we achieved the following results: no significant difference between the different collection methods was observed for any of the enzymes. Regarding the effect of temperature and time it was determined that the three days of storage at all temperatures studied and for all the enzymes, the activity remained stable. From this time each enzyme showed a different effect over time for various temperatures. There are enzymes that do not suffer variations in their activity until 180 days of storage at temperatures studied (t- Hex and GLA), there are those that will slow down their activity after 180 days at all temperatures only (ASB) or only at 37°C (b-gal ) or only that is constantly decreasing its activity after 10 days of storage at all temperatures (GAA). If the goal is to measure the activity of all enzymes in the same DBS, then it is best to store the DBS for a maximum of 10 days in any of the temperatures studied. This time can be extended to 180 days in any of the temperatures if we consider only the enzymatic activities of t-Hex, GLA and b-gal. The correlation study of samples of DBS of 1.2 mm and 3 mm in diameter for the enzyme GLA, ASB and GAA resulted in the coefficients 0.994, 0.900 and 0.957, respectively. This shows that we can decrease the paper punch without losing the quality of the test. Finally we performed a screening for Pompe disease, Fabry disease, Mucopolysaccharidosis I and VI in 205 samples of DBS of high-risk patients. This screening revealed a frequency of 2.9% of these LSD after using the methodology researched. Our results demonstrated the feasibility for measurement of enzymatic activity in DBS, which facilitates the collection, sending and storage of samples for the screening of these lysosomal disorders.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-30. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:24Z : No. of bitstreams: 1 Publico-00197.pdf: 1371304 bytes, checksum: c513b282e60ab12fa193b0ce8b343766 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No presente trabalho avaliou-se o papel das proteínas de membrana de lisossomos, LAMP-1 e LAMP-2 no processo de invasão de amastigotas extracelulares de T. cruzi. Foram utilizadas células MEF (murine embrionic fibroblast) nocaute para uma ou ambas as proteínas. Três diferentes pares linhagens de células selvagem/duplo nocaute foram utilizados, além de uma linhagem de célula nocaute para LAMP-1 e uma para LAMP-2. Amastigotas extracelulares invadiram mais eficientemente duas das células duplo nocaute, mas não uma terceira. Quando comparado às células selvagem, os amastigotas também invadiram mais eficientemente as células nocaute para LAMP-2, mas não as LAMP-1 nocaute. Adicionalmente, tanto células HeLa, quanto duas linhagens de MEF selvagem foram tratadas com siRNA para as proteínas LAMP. O tratamento promoveu diminuição na expressão das referidas proteínas, mas não houve diferença significativa na invasão entre as células tratadas e as células controle, indicando que essas proteínas não são importantes na invasão dos amastigotas extracelulares. Para explicar a maior permissividade à invasão em determinados tipos celulares, a taxa de exocitose de lisossomos foi avaliada. Felizmente, uma maior taxa de exocitose de lisossomos correlacionou-se com maior taxa de infectividade. Além disso, uma cinética de aquisição do marcador lisossomal CD63/LIMP-2 mostrou que nas células em que a taxa de invasão é maior em relação à célula selvagem correspondente, a aquisição do marcador lisossomal é maior em tempos iniciais de invasão, corroborando a importância da exocitose de lisossomos no processo de invasão. Ademais uma cinética de aquisição de marcador lisossomal (LAMP-1, neste caso) também foi realizada em células HeLa e Vero e foi demonstrado que também nestas células os amastigotas extracelulares de T. cruzi valeram-se da exocitose de lisossomos para o sítio de internalização do parasita. Finalmente, estudos anteriores realizados com as mesmas células MEF nocaute para LAMP utilizadas aqui haviam demonstrado que proteínas LAMP são necessárias para a fusão do fagossomo com o lisossomo no caso da fagocitose mediada por receptor. Porém, surpreendentemente, aqui foi possível notar vacúolos parasitóforos claramente marcados com CD63/LIMP-1 nas células duplo nocaute, indicando que, ao menos nas células MEF os AE de T. cruzi invadiram as células por um mecanismo diferente da fagocitose mediada por receptor. / In the present work the role of LAMP-1 and LAMP-2 in invasion by extracellular amastigotes of T. cruzi was evaluated. Murine embryonic fibroblast (MEF) knockout for one or both proteins were used. Three different pairs of wild type/double knockout cells were used, besides one single LAMP-1 or LAMP-2 knockouts cell lineage. Extracellular amastigotes invasion rate was higher for two of the double knockout clones but not for the other one. When compared to their respective wild type clones, the extracellular amastigotes showed higher infectivity in LAMP-2 knockouts, but no difference was seen in LAMP-1 knockout cells. In addition, HeLa and two wild type lineages of MEFs were submitted to siRNA treatment. Although the siRNA treatment was efficient, since down regulation in protein expression was observed, there was no difference in amastigotes cell invasion in cells treated in comparison to the controls. These results indicated that LAMP proteins were not important to extracellular amastigotes cell invasion. To explain the reason for a higher invasion rate observed in some cells, lysosomal exocytosis was evaluated. Fortunately, higher lysosomal exocytosis correlated with a higher invasion rate. Moreover, it was performed a CD63/LIMP-2 acquisition kinetics and the same cells that showed higher invasion rate, presented higher lysosomal marker acquisition in early invasion times. Taken together, these findings suggest that lysosomal exocytosis was important to amastigotes cell invasion. Lysosomal marker acquisition kinetics (LAMP-1 here) were performed also in HeLa and Vero cells. Once again lysosome exocytosis was important to extracellular amastigotes cell invasion. Finally, previous results with the same MEFs used in this study demonstrated that LAMP proteins were essential to phagosome-lysosome fusion. Here, it was demonstrated that in knockout cells parasitophorous vacuoles are clearly CD63/LIMP-1 stained, indicating that in MEFs, extracellular amastigotes enter cells by a mechanism other than receptor-mediated phagocytosis. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

A doença de Fabry (DF) é uma doença lisossômica com herança ligada ao cromossomo X, causada pela deficiência na enzima alfa-galactosidase A (GLA), gerando acúmulo progressivo de globotriaosilceramida no interior dos lisossomos. O diagnóstico bioquímico de DF é baseado na medida da atividade enzimática da GLA e pode ser difícil em alguns casos, devido à diversidade de fenótipos encontrados e à diferença existente entre indivíduos masculinos (hemizigotos) e femininos (heterozigotos). Tendo em vista a necessidade de aprimoramento das técnicas utilizadas para este diagnóstico, o objetivo deste estudo foi estabelecer e comparar as propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF), plasma e leucócitos de pacientes com DF e indivíduos saudáveis, bem como avaliar o uso de Nacetilgalactosamina (GalNAc) como inibidor da alfa-galactosidase B em ensaios realizados para os mesmos fins. A atividade da GLA foi caracterizada e comparada em termos de: pH ótimo, Km, Vmáx e termoestabilidade. Foram realizados ensaios para medida da atividade da GLA utilizando diferentes concentrações de GalNAc em amostras de SPF, plasma e leucócitos de controles e pacientes com DF. Foi observada diferença entre a Vmáx da GLA de pacientes com DF e controles saudáveis utilizando amostras de SPF, plasma e leucócitos. Em leucócitos, a préincubação a 50 °C por 1 hora foi efetiva para diferenciar pacientes com DF de controles. Foi observada diferença entre a atividade da alfa-galactosidase na ausência e presença de GalNAc, em todas as concentrações testadas do inibidor, utilizando amostras de SPF de mulheres com DF e amostras de plasma de homens com DF. Em plasma, atividade residual de mulheres e homens saudáveis diferiu em ensaios utilizando 50 mM de GalNAc, e a atividade residual de homens com DF foi menor que a atividade de homens saudáveis, para todas as concentrações testadas do inibidor. Em leucócitos, não foi observada diferença na atividade em diferentes concentrações de GalNAc, nem entre os grupos estudados. Os resultados da comparação das propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA podem ser usados como ferramenta auxiliar para o diagnóstico da DF, especialmente em casos de pacientes cuja atividade da GLA se encontra dentro dos limites considerados normais. A utilização de GalNAc pode diminuir os resultados falsonegativos, principalmente quando utilizado amostras de SPF e plasma. Em leucócitos, o uso do inibidor parece não ser necessário. / Fabry disease (FD) is a lysosomal disorder with X-linked inheritance, caused by a deficiency in the enzyme alpha-galactosidase A (GLA), resulting in progressive accumulation of globotriaosylceramide within lysosomes. The biochemical diagnosis of FD is based on the measurement of GLA enzymatic activity and can be difficult in some cases due to the diversity of phenotypes and the difference between male (hemizygous) and female (heterozygous) subjects. Given the need for improvements in the diagnosis techniques, the aim of this study was to establish and compare the GLA biochemical and kinetic properties using dried blood spots (DBS), plasma and leukocytes samples of FD patients and healthy individuals, as well as evaluating the use of N-acetylgalactosamine (GalNAc) as an inhibitor of alpha-galactosidase B in assays for the same purposes. The GLA activity was characterized and compared in terms of pH optimum, Km, Vmax and thermostability. Assays for measuring GLA activity using different concentrations of GalNAc in DBS, plasma and leukocytes samples of FD patients and controls were performed. A difference was observed between the Vmax of FD patients and controls using DBS, plasma and leukocyte samples. In leukocytes, pre-incubation at 50 °C for 60 min was effective to differentiate FD patients from healthy controls. It was observed a difference between alphagalactosidase activity in the absence and presence of GalNAc at all concentrations of inhibitor tested, using DBS samples of women with FD and plasma samples of men with DF. In plasma, the residual activity of male and female healthy subjects differed in assays using 50 mM GalNAc, and the residual activity of men with FD was lower than the activity of healthy men, for all concentrations of the inhibitor. In leukocytes, no difference in GLA activity was observed neither at different concentrations of GalNAc nor between groups. The results comparing the biochemical and kinetic properties of GLA can be used as an auxiliary method to the FD diagnosis, especially in cases of patients whose GLA activity is within normal range. The use of GalNAc can decrease the false-negative results, especially when DBS and plasma samples are used. In leukocytes, the use of the inhibitor seems not to be necessary.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-16. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:38Z : No. of bitstreams: 1 000835916_20170416.pdf: 69227 bytes, checksum: 87eb14dd41d66da225f5d081d8d7e566 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-04-17T13:37:14Z: 000835916_20170416.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-04-17T13:38:02Z : No. of bitstreams: 1 000835916.pdf: 520048 bytes, checksum: 1a74fa0bb8c7b95416b6bed3ddeb0ca5 (MD5) / O fígado é um órgão importante no metabolismo animal, sendo responsável pelo processamento e distribuição dos nutrientes, por meio da corrente sanguínea, para os outros órgãos e tecidos do organismo. Como o fígado é responsável pela realização de vários processos de síntese e tendo em vista a escassez de informação acerca das funções das fosfatases ácida e alcalina hepáticas, o presente trabalho teve por objetivo analisar as atividades dessas enzimas envolvidas no metabolismo de fósforo de girinos de rã-touro (L. catesbeianus) durante a metamorfose, visando gerar maiores informações sobre esse período da vida do animal e obtenção de imagos sadios. A metamorfose é uma etapa crucial no desenvolvimento dos anfíbios, sendo caracterizada por uma série de eventos que possibilitam aos girinos ocuparem o ambiente terrestre. Durante a metamorfose e fase adulta terrestre, a fosfatase ácida presente no fígado atua como um indicador da atividade lisossomal, o que pode ser observado pelo aumento de sua atividade no fim do clímax metamórfico, sugerindo aumento da morte celular devido ao reaproveitamento dos nutrientes. A fosfatase alcalina hepática, uma enzima de membrana, atua como fosfomonohidrolase e na detoxificação, principalmente ésteres de fosfato gerados durante o metabolismo animal. A diminuição da atividade da fosfatase alcalina quando utilizado um substrato artificial, demonstra a queda na geração de compostos secundários, devido a não ingestão de alimentos nessa fase de vida, enquanto que a utilização de um substrato fisiológico sugere um importante papel da mesma na proteção do organismo animal. / The liver is an important organ in animal metabolism, being responsible for the processing and distribution of nutrients through the blood system to other organs and tissues. Since the liver is responsible for various processes of synthesis and concerning the lack of information about the functions of liver acid and alkaline phosphatases, the aim of the study was to analyze the activities of these enzymes involved in phosphorus metabolism of bullfrog's tadpoles (L. catesbeianus) during metamorphosis, aiming to a better understanding about this period of life of the animal and to produce healthy juveniles. Metamorphosis is a crucial stage in amphibian's development, it is characterized by a series of events that enable tadpoles to occupy the terrestrial environment. During metamorphosis and terrestrial adult stage, the acid phosphatase present in the liver acts as an indicator of lysosomal activity, it can be observed by the increase in its activity at the end of the metamorphic climax, suggesting increased cell death due to recycling of nutrients. The liver alkaline phosphatase, a membrane bound enzyme, acts as a phosphomonohydrolase and in the detoxification of compounds, especially phosphate esters generated in animal metabolism. The decrease in alkaline phosphatase activity when an artificial substrate is used demonstrates a reduction in the generation of secondary metabolites because there is no food intake at this stage of life, on the other hand the use of a physiological substrate suggests an important role in protecting the organism.

As doenças lisossômicas de depósito (DLD) são erros inatos do metabolismo causadas pela deficiência de uma proteína, normalmente uma enzima, que resulta no depósito de lipídios nos lisossomos. Neste trabalho, nos propusemos a avaliar uma metodologia para a investigação bioquímica das DLDs. Amostras em papel filtro apresentam um menor volume de sangue coletado e uma maior facilidade quanto ao transporte e acondicionamento. Tivemos por objetivos estabelecer fatores pré-analíticos em amostras de sangue em papel filtro (SPF) tais como: efeito de anticoagulantes, temperatura de armazenamento e estabilidade ao longo do tempo para as enzimas b-galactosidase (b-gal), hexosaminidase total (Hex t), alfa-galactosidase (GLA), arilsulfatase B (ASB) e alfa-glicosidase (GAA). Também foi realizada a miniaturização e a correlação das metodologias em estudo. Descrevemos ainda nossa experiência no rastreamento das DLD em SPF em uma população de alto risco. Amostras de sangue de indivíduos normais (controles) foram coletadas em tubos com anticoagulantes EDTA, heparina, ou diretamente impregnados em papel filtro e armazenadas em diferentes temperaturas (-20, 4, 25 e 37ºC) e tempos (3, 10, 17 e 180 dias). Através da determinação da atividade enzimática em SPF por técnicas fluorométricas chegamos aos seguintes resultados: não houve diferença significativa entre os diferentes métodos de coleta do estudo para nenhuma das enzimas pesquisadas. Com relação ao efeito da temperatura e do tempo foi possível determinar que aos três dias de armazenamento, em todas as temperaturas estudadas e para todas as enzimas, as atividades permaneceram estáveis. A partir deste tempo cada enzima demonstrou um efeito diferente ao longo do tempo para as diversas temperaturas estudadas. Existem aquelas que não sofrem variação em sua atividade até 180 dias de armazenamento nas temperaturas estudadas (Hex t e GLA), aquelas que só vão diminuir sua atividade aos 180 dias em todas as temperaturas (ASB) ou somente a 37°C (b-gal) ou ainda aquela que diminui constantemente sua atividade a partir de 10 dias de armazenamento em todas as temperaturas (GAA). Se o objetivo for medir a atividade de todas as enzimas no mesmo papel filtro, então o melhor será armazenar o papel filtro por no máximo 10 dias em qualquer uma das temperaturas estudadas. Este tempo pode ser estendido até 180 dias em qualquer das temperaturas se formos analisar somente as atividades enzimáticas da Hex t, GLA e b-gal. O estudo de correlação das amostras de papel filtro de 1,2mm e 3mm de diâmetro para as enzimas alfagalactosidase, arilsulfatase B e alfa-glicosidase resultou nos coeficientes 0,994; 0,900 e 0,957; respectivamente. Isto demonstra que podemos diminuir o picote de papel sem perda da qualidade do ensaio. Por fim realizamos um rastreamento para as doenças de Pompe, Fabry, Mucopolissacaridose I e VI em 205 amostras de pacientes de alto risco, onde foi observado uma freqüência de 2,9% para estas DLDs após a utilização da metodologia pesquisada. Nossos resultados mostram a viabilidade na medida da atividade enzimática em SPF, o que facilita a coleta, envio e armazenamento das amostras para a triagem destas doenças lisossômicas. / Lysosomal storage diseases (LSD) are inborn errors of metabolism caused by deficiency of a protein, usually an enzyme, which results in storage of lipids in lysosomes. In this work, we have proposed a methodology for the biochemical investigation of LSD. Dried blood spot samples on filter paper (DBS) have a lower volume of blood collected and ease about the transport and storage. The aims of the study for pre-analytical factors on DBS were: to investigate the effect of anticoagulants, storage temperature and stability over time for the enzymes b-galactosidase (b-gal), total hexosaminidase (Hex t), alphagalactosidase (GLA), arylsulfatase B (ASB) and alpha-glucosidase (GAA). We also made the miniaturization and the correlation of the methodologies under study. Also describe our experience in LSD screening on DBS in a high-risk population. Blood samples from normal individuals (controls) were collected in tubes with anticoagulant EDTA, heparin, either directly impregnated on filter paper and stored at different temperatures (-20, 4, 25 and 37ºC) and times (3, 10, 17 and 180 days). The enzymatic activities in DBS were determined by fluorometric techniques and we achieved the following results: no significant difference between the different collection methods was observed for any of the enzymes. Regarding the effect of temperature and time it was determined that the three days of storage at all temperatures studied and for all the enzymes, the activity remained stable. From this time each enzyme showed a different effect over time for various temperatures. There are enzymes that do not suffer variations in their activity until 180 days of storage at temperatures studied (t- Hex and GLA), there are those that will slow down their activity after 180 days at all temperatures only (ASB) or only at 37°C (b-gal ) or only that is constantly decreasing its activity after 10 days of storage at all temperatures (GAA). If the goal is to measure the activity of all enzymes in the same DBS, then it is best to store the DBS for a maximum of 10 days in any of the temperatures studied. This time can be extended to 180 days in any of the temperatures if we consider only the enzymatic activities of t-Hex, GLA and b-gal. The correlation study of samples of DBS of 1.2 mm and 3 mm in diameter for the enzyme GLA, ASB and GAA resulted in the coefficients 0.994, 0.900 and 0.957, respectively. This shows that we can decrease the paper punch without losing the quality of the test. Finally we performed a screening for Pompe disease, Fabry disease, Mucopolysaccharidosis I and VI in 205 samples of DBS of high-risk patients. This screening revealed a frequency of 2.9% of these LSD after using the methodology researched. Our results demonstrated the feasibility for measurement of enzymatic activity in DBS, which facilitates the collection, sending and storage of samples for the screening of these lysosomal disorders.

Descreve-se uma enfermidade hereditária em bovinos caracterizada por acúmulo lisosssomal de glicogênio em diversos órgãos. A doença foi diagnosticada em um rebanho da raça Brahman com 20 vacas e um touro, mantidos em criação extensiva, no município de Porto Lucena, Rio Grande do Sul, Brasil. A doença afetou 3 de 16 bezerros nascidos (18,75%) no ano 2000, 5 de 19 (26,3%) em 2001 e 2 de 12 (16,6%) em 2002. Os animais afetados, após 1 mês de idade, apresentavam dificuldade de acompanharem a mãe e crescimento retardado, desenvolviam fraqueza e tremores musculares, letargia e perda de condição corporal progressivos. Com o agravamento dos sinais clínicos os animais eram eutanasiados por apresentarem dificuldade em se alimentar ou beber água sem auxílio. Todos os bezerros eram descendentes do mesmo touro. Após a retirada deste animal do plantel e introdução de um touro Nelore não houve o nascimento de animais doentes. Foi realizada necropsia em 3 bezerros doentes e palidez muscular do tronco e membros foi a única alteração macroscópica encontrada. Vacuolização citoplasmática de diversos órgãos foi a principal alteração histológica observada. Os vacúolos citoplasmáticos eram mais evidentes na musculatura esquelética, miocárdio, especialmente nas fibras de Purkinje e neurônios do Sistema Nervoso Central (SNC). Nos tecidos mais afetados, também foi observada grande quantidade de grânulos ácido periódico de Schiff (PAS) positivos e negativos quando o tecido era tratado previamente com diastase. A microscopia eletrônica de transmissão mostrou acúmulo anormal de glicogênio livre no citoplasma das células ou envolto por membrana na musculatura esquelética, neurônios do SNC e fígado As amostras processadas de pele, musculatura esquelética e tecido nervoso na histoquímica de lectinas apresentaram reação com as lectinas Griffonia simplicifolia (GS-II) e Concanavalia ensiformes (Con-A). Uma mutação letal no gene da alfa glicosidase ácida, causadora da glicogenose generalizada em bovinos da raça Brahman, a 1057∆TA, foi detectada pela técnica de reação em cadeia de polimerase (PCR) em tecidos dos animais necropsiados. Também foi detectada presença dessa mutação no gene da alfa glicosidase ácida, através da análise de amostra de sangue, de animais que tem parentesco com bezerros que nasceram com a doença. Os achados clínicos, patológicos e ultra-estruturais são semelhante ás descrições de glicogenose tipo II em bovinos da raça Brahman. Até o momento não há casos descritos de glicogenose tipo II em bovinos da raça Brahman no Brasil. O diagnóstico de glicogenose hereditária foi baseado nos dados epidemiológicos, sinais clínicos, achados histológicos e ultra-estruturais, histoquímica de lectinas e pelos resultados de PCR.

Orientador: João Martins Pizauro Junior / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: Claudinei da Cruz / Resumo: O fígado é um órgão importante no metabolismo animal, sendo responsável pelo processamento e distribuição dos nutrientes, por meio da corrente sanguínea, para os outros órgãos e tecidos do organismo. Como o fígado é responsável pela realização de vários processos de síntese e tendo em vista a escassez de informação acerca das funções das fosfatases ácida e alcalina hepáticas, o presente trabalho teve por objetivo analisar as atividades dessas enzimas envolvidas no metabolismo de fósforo de girinos de rã-touro (L. catesbeianus) durante a metamorfose, visando gerar maiores informações sobre esse período da vida do animal e obtenção de imagos sadios. A metamorfose é uma etapa crucial no desenvolvimento dos anfíbios, sendo caracterizada por uma série de eventos que possibilitam aos girinos ocuparem o ambiente terrestre. Durante a metamorfose e fase adulta terrestre, a fosfatase ácida presente no fígado atua como um indicador da atividade lisossomal, o que pode ser observado pelo aumento de sua atividade no fim do clímax metamórfico, sugerindo aumento da morte celular devido ao reaproveitamento dos nutrientes. A fosfatase alcalina hepática, uma enzima de membrana, atua como fosfomonohidrolase e na detoxificação, principalmente ésteres de fosfato gerados durante o metabolismo animal. A diminuição da atividade da fosfatase alcalina quando utilizado um substrato artificial, demonstra a queda na geração de compostos secundários, devido a não ingestão de alimentos nessa fase de vida, enquanto que a utilização de um substrato fisiológico sugere um importante papel da mesma na proteção do organismo animal. / Abstract: The liver is an important organ in animal metabolism, being responsible for the processing and distribution of nutrients through the blood system to other organs and tissues. Since the liver is responsible for various processes of synthesis and concerning the lack of information about the functions of liver acid and alkaline phosphatases, the aim of the study was to analyze the activities of these enzymes involved in phosphorus metabolism of bullfrog's tadpoles (L. catesbeianus) during metamorphosis, aiming to a better understanding about this period of life of the animal and to produce healthy juveniles. Metamorphosis is a crucial stage in amphibian's development, it is characterized by a series of events that enable tadpoles to occupy the terrestrial environment. During metamorphosis and terrestrial adult stage, the acid phosphatase present in the liver acts as an indicator of lysosomal activity, it can be observed by the increase in its activity at the end of the metamorphic climax, suggesting increased cell death due to recycling of nutrients. The liver alkaline phosphatase, a membrane bound enzyme, acts as a phosphomonohydrolase and in the detoxification of compounds, especially phosphate esters generated in animal metabolism. The decrease in alkaline phosphatase activity when an artificial substrate is used demonstrates a reduction in the generation of secondary metabolites because there is no food intake at this stage of life, on the other hand the use of a physiological substrate suggests an important role in protecting the organism. / Mestre

A doença de Fabry (DF) é uma doença lisossômica com herança ligada ao cromossomo X, causada pela deficiência na enzima alfa-galactosidase A (GLA), gerando acúmulo progressivo de globotriaosilceramida no interior dos lisossomos. O diagnóstico bioquímico de DF é baseado na medida da atividade enzimática da GLA e pode ser difícil em alguns casos, devido à diversidade de fenótipos encontrados e à diferença existente entre indivíduos masculinos (hemizigotos) e femininos (heterozigotos). Tendo em vista a necessidade de aprimoramento das técnicas utilizadas para este diagnóstico, o objetivo deste estudo foi estabelecer e comparar as propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF), plasma e leucócitos de pacientes com DF e indivíduos saudáveis, bem como avaliar o uso de Nacetilgalactosamina (GalNAc) como inibidor da alfa-galactosidase B em ensaios realizados para os mesmos fins. A atividade da GLA foi caracterizada e comparada em termos de: pH ótimo, Km, Vmáx e termoestabilidade. Foram realizados ensaios para medida da atividade da GLA utilizando diferentes concentrações de GalNAc em amostras de SPF, plasma e leucócitos de controles e pacientes com DF. Foi observada diferença entre a Vmáx da GLA de pacientes com DF e controles saudáveis utilizando amostras de SPF, plasma e leucócitos. Em leucócitos, a préincubação a 50 °C por 1 hora foi efetiva para diferenciar pacientes com DF de controles. Foi observada diferença entre a atividade da alfa-galactosidase na ausência e presença de GalNAc, em todas as concentrações testadas do inibidor, utilizando amostras de SPF de mulheres com DF e amostras de plasma de homens com DF. Em plasma, atividade residual de mulheres e homens saudáveis diferiu em ensaios utilizando 50 mM de GalNAc, e a atividade residual de homens com DF foi menor que a atividade de homens saudáveis, para todas as concentrações testadas do inibidor. Em leucócitos, não foi observada diferença na atividade em diferentes concentrações de GalNAc, nem entre os grupos estudados. Os resultados da comparação das propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA podem ser usados como ferramenta auxiliar para o diagnóstico da DF, especialmente em casos de pacientes cuja atividade da GLA se encontra dentro dos limites considerados normais. A utilização de GalNAc pode diminuir os resultados falsonegativos, principalmente quando utilizado amostras de SPF e plasma. Em leucócitos, o uso do inibidor parece não ser necessário. / Fabry disease (FD) is a lysosomal disorder with X-linked inheritance, caused by a deficiency in the enzyme alpha-galactosidase A (GLA), resulting in progressive accumulation of globotriaosylceramide within lysosomes. The biochemical diagnosis of FD is based on the measurement of GLA enzymatic activity and can be difficult in some cases due to the diversity of phenotypes and the difference between male (hemizygous) and female (heterozygous) subjects. Given the need for improvements in the diagnosis techniques, the aim of this study was to establish and compare the GLA biochemical and kinetic properties using dried blood spots (DBS), plasma and leukocytes samples of FD patients and healthy individuals, as well as evaluating the use of N-acetylgalactosamine (GalNAc) as an inhibitor of alpha-galactosidase B in assays for the same purposes. The GLA activity was characterized and compared in terms of pH optimum, Km, Vmax and thermostability. Assays for measuring GLA activity using different concentrations of GalNAc in DBS, plasma and leukocytes samples of FD patients and controls were performed. A difference was observed between the Vmax of FD patients and controls using DBS, plasma and leukocyte samples. In leukocytes, pre-incubation at 50 °C for 60 min was effective to differentiate FD patients from healthy controls. It was observed a difference between alphagalactosidase activity in the absence and presence of GalNAc at all concentrations of inhibitor tested, using DBS samples of women with FD and plasma samples of men with DF. In plasma, the residual activity of male and female healthy subjects differed in assays using 50 mM GalNAc, and the residual activity of men with FD was lower than the activity of healthy men, for all concentrations of the inhibitor. In leukocytes, no difference in GLA activity was observed neither at different concentrations of GalNAc nor between groups. The results comparing the biochemical and kinetic properties of GLA can be used as an auxiliary method to the FD diagnosis, especially in cases of patients whose GLA activity is within normal range. The use of GalNAc can decrease the false-negative results, especially when DBS and plasma samples are used. In leukocytes, the use of the inhibitor seems not to be necessary.

As doenças lisossômicas de depósito (DLD) são erros inatos do metabolismo causadas pela deficiência de uma proteína, normalmente uma enzima, que resulta no depósito de lipídios nos lisossomos. Neste trabalho, nos propusemos a avaliar uma metodologia para a investigação bioquímica das DLDs. Amostras em papel filtro apresentam um menor volume de sangue coletado e uma maior facilidade quanto ao transporte e acondicionamento. Tivemos por objetivos estabelecer fatores pré-analíticos em amostras de sangue em papel filtro (SPF) tais como: efeito de anticoagulantes, temperatura de armazenamento e estabilidade ao longo do tempo para as enzimas b-galactosidase (b-gal), hexosaminidase total (Hex t), alfa-galactosidase (GLA), arilsulfatase B (ASB) e alfa-glicosidase (GAA). Também foi realizada a miniaturização e a correlação das metodologias em estudo. Descrevemos ainda nossa experiência no rastreamento das DLD em SPF em uma população de alto risco. Amostras de sangue de indivíduos normais (controles) foram coletadas em tubos com anticoagulantes EDTA, heparina, ou diretamente impregnados em papel filtro e armazenadas em diferentes temperaturas (-20, 4, 25 e 37ºC) e tempos (3, 10, 17 e 180 dias). Através da determinação da atividade enzimática em SPF por técnicas fluorométricas chegamos aos seguintes resultados: não houve diferença significativa entre os diferentes métodos de coleta do estudo para nenhuma das enzimas pesquisadas. Com relação ao efeito da temperatura e do tempo foi possível determinar que aos três dias de armazenamento, em todas as temperaturas estudadas e para todas as enzimas, as atividades permaneceram estáveis. A partir deste tempo cada enzima demonstrou um efeito diferente ao longo do tempo para as diversas temperaturas estudadas. Existem aquelas que não sofrem variação em sua atividade até 180 dias de armazenamento nas temperaturas estudadas (Hex t e GLA), aquelas que só vão diminuir sua atividade aos 180 dias em todas as temperaturas (ASB) ou somente a 37°C (b-gal) ou ainda aquela que diminui constantemente sua atividade a partir de 10 dias de armazenamento em todas as temperaturas (GAA). Se o objetivo for medir a atividade de todas as enzimas no mesmo papel filtro, então o melhor será armazenar o papel filtro por no máximo 10 dias em qualquer uma das temperaturas estudadas. Este tempo pode ser estendido até 180 dias em qualquer das temperaturas se formos analisar somente as atividades enzimáticas da Hex t, GLA e b-gal. O estudo de correlação das amostras de papel filtro de 1,2mm e 3mm de diâmetro para as enzimas alfagalactosidase, arilsulfatase B e alfa-glicosidase resultou nos coeficientes 0,994; 0,900 e 0,957; respectivamente. Isto demonstra que podemos diminuir o picote de papel sem perda da qualidade do ensaio. Por fim realizamos um rastreamento para as doenças de Pompe, Fabry, Mucopolissacaridose I e VI em 205 amostras de pacientes de alto risco, onde foi observado uma freqüência de 2,9% para estas DLDs após a utilização da metodologia pesquisada. Nossos resultados mostram a viabilidade na medida da atividade enzimática em SPF, o que facilita a coleta, envio e armazenamento das amostras para a triagem destas doenças lisossômicas. / Lysosomal storage diseases (LSD) are inborn errors of metabolism caused by deficiency of a protein, usually an enzyme, which results in storage of lipids in lysosomes. In this work, we have proposed a methodology for the biochemical investigation of LSD. Dried blood spot samples on filter paper (DBS) have a lower volume of blood collected and ease about the transport and storage. The aims of the study for pre-analytical factors on DBS were: to investigate the effect of anticoagulants, storage temperature and stability over time for the enzymes b-galactosidase (b-gal), total hexosaminidase (Hex t), alphagalactosidase (GLA), arylsulfatase B (ASB) and alpha-glucosidase (GAA). We also made the miniaturization and the correlation of the methodologies under study. Also describe our experience in LSD screening on DBS in a high-risk population. Blood samples from normal individuals (controls) were collected in tubes with anticoagulant EDTA, heparin, either directly impregnated on filter paper and stored at different temperatures (-20, 4, 25 and 37ºC) and times (3, 10, 17 and 180 days). The enzymatic activities in DBS were determined by fluorometric techniques and we achieved the following results: no significant difference between the different collection methods was observed for any of the enzymes. Regarding the effect of temperature and time it was determined that the three days of storage at all temperatures studied and for all the enzymes, the activity remained stable. From this time each enzyme showed a different effect over time for various temperatures. There are enzymes that do not suffer variations in their activity until 180 days of storage at temperatures studied (t- Hex and GLA), there are those that will slow down their activity after 180 days at all temperatures only (ASB) or only at 37°C (b-gal ) or only that is constantly decreasing its activity after 10 days of storage at all temperatures (GAA). If the goal is to measure the activity of all enzymes in the same DBS, then it is best to store the DBS for a maximum of 10 days in any of the temperatures studied. This time can be extended to 180 days in any of the temperatures if we consider only the enzymatic activities of t-Hex, GLA and b-gal. The correlation study of samples of DBS of 1.2 mm and 3 mm in diameter for the enzyme GLA, ASB and GAA resulted in the coefficients 0.994, 0.900 and 0.957, respectively. This shows that we can decrease the paper punch without losing the quality of the test. Finally we performed a screening for Pompe disease, Fabry disease, Mucopolysaccharidosis I and VI in 205 samples of DBS of high-risk patients. This screening revealed a frequency of 2.9% of these LSD after using the methodology researched. Our results demonstrated the feasibility for measurement of enzymatic activity in DBS, which facilitates the collection, sending and storage of samples for the screening of these lysosomal disorders.