As Mucopolissacaridoses (MPSs) são Erros Inatos do Metabolismo e pertencem ao grupo de Doenças Lisossômicas de Depósito. São causadas pela deficiência na atividade de enzimas responsáveis pela degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). As MPSs são graves e com um amplo espectro de anormalidades esqueléticas, comprometimento do sistema nervoso, disfunções orgânicas e acúmulo de lipídios complexos nos tecidos. Atualmente, a triagem para estas doenças é realizada pela quantificação de GAGs em amostra de urina e pela medida da atividade enzimática total em sangue colhido em papel filtro (SPF). O diagnóstico confirmatório é baseado na atividade específica das enzimas em leucócitos e plasma. O uso da urina impregnada em papel filtro (UPF) para triagem de MPSs juntamente com amostras de SPF fazem parte do objetivo geral deste trabalho, aprimorando as técnicas de análise das MPS I e VI. Primeiramente, adaptamos a técnica de eletroforese de GAGs urinários para um gel de agarose comercial, melhorando a separação do perfil eletroforético, quantificando as bandas de GAGs e reduzindo o tempo total da técnica. Demonstramos a forte correlação dos resultados de dosagens de GAGs urinários entre amostras de urina e de UPF. As amostras de UPF foram estáveis nas temperaturas de -20, 4 e 25 °C até um mês e à 37 °C até 3 semanas. Além disso, estas amostras ainda obtiveram bom desempenho ao serem submetidas à técnica de eletroforese, demostrando bandas visíveis no perfil eletroforético. Usando SPF, estabelecemos os parâmetros bioquímicos de pH ótimo, constante de Michaelis-Menten e velocidade máxima, das enzimas α-L-iduronidase (IDUA) e arilsulfatase B (ASB), nestas amostras. Determinamos nossos valores de referência para triagem de MPS I e VI em SPF, através de técnica fluorimétrica. A atividade da IDUA em SPF foi estável até 21 dias e a da ASB até 45 dias à 4ºC. As amostras de UPF são, portanto, uma alternativa segura e prática para realização das análises bioquímicas de GAGs urinários, através da dosagem total e separação de GAGs por eletroforese, assim como, as amostras de SPF para medida da atividade enzimática. Através de nossos resultados, concluímos que as amostras biológicas de urina e sangue colhidas em papel filtro apresentam grande potencial para uso em triagens de MPS I e VI e acompanhamento de pacientes em tratamento. O uso do papel filtro tem diversas vantagens, tais como: fácil transporte e armazenamento, menor volume de reação e segurança de manipulação das amostras, e, através da metodologia proposta neste trabalho, resultados bioquímicos seguros. / Mucopolysaccharidoses (MPS) are Inborn Errors of Metabolism and belong to the group of Lysosomal Storage Diseases. They are caused by deficiency in the activity of enzymes responsible for the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). The MPS are serious and with a broad spectrum of skeletal abnormalities, involvement of the nervous system, organ dysfunction and accumulation of lipids in complex tissues. Currently, screening for these diseases is performed by quantification of GAGs in the urine sample and the measurement of total enzyme activity in blood collected on filter paper (DBS). Confirmatory diagnosis is based on the specific enzyme activity in leukocytes and plasma. The use of urine impregnated on filter paper (UFP) and DBS samples for screening of MPS are part of the overall goal of this work, improving the techniques for detection of MPS I and VI. First, we adapted the technique of electrophoresis of urinary GAGs for commercial agarose gel, improving the separation of the electrophoretic profile, quantifying bands GAGs and reducing the total time of the technique. We demonstrated the strong correlation of measurements of urinary GAGs between urine and UFP. UFP samples were stable at temperatures of -20, 4 and 25 °C until 1 month and at 37 °C until 3 weeks. Moreover, these samples still had good performance when undergoing electrophoresis, showing visible bands in the electrophoretic profile. Using DBS samples, we established biochemical parameters of pH optimum, Michaelis-Menten constant and Vmax of the α-L-iduronidase enzyme (IDUA) and arylsulfatase B (ASB). We determine our reference values for screening of MPS I and VI in DBS, using fluorimetric technique. IDUA activity in DBS was stable up to 21 days and the ASB within 45 days at 4 °C. UFP samples are therefore a safe and practical alternative for achieving the biochemical analysis of urinary GAGs by total dosage and separation by electrophoresis of GAG as well as samples of DBS for the measurement of enzyme activity. Through our results, we conclude that the biological samples of urine and blood collected on filter paper have great potential for use in screening for MPS I and VI and monitoring of patients undergoing treatment. The use of filter paper has several advantages, such as easy transportation and storage, lower reaction volume and safety of sample manipulation, and, using the methodology proposed in this work, secure biochemical results.

As Mucopolissacaridoses (MPSs) são Erros Inatos do Metabolismo e pertencem ao grupo de Doenças Lisossômicas de Depósito. São causadas pela deficiência na atividade de enzimas responsáveis pela degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). As MPSs são graves e com um amplo espectro de anormalidades esqueléticas, comprometimento do sistema nervoso, disfunções orgânicas e acúmulo de lipídios complexos nos tecidos. Atualmente, a triagem para estas doenças é realizada pela quantificação de GAGs em amostra de urina e pela medida da atividade enzimática total em sangue colhido em papel filtro (SPF). O diagnóstico confirmatório é baseado na atividade específica das enzimas em leucócitos e plasma. O uso da urina impregnada em papel filtro (UPF) para triagem de MPSs juntamente com amostras de SPF fazem parte do objetivo geral deste trabalho, aprimorando as técnicas de análise das MPS I e VI. Primeiramente, adaptamos a técnica de eletroforese de GAGs urinários para um gel de agarose comercial, melhorando a separação do perfil eletroforético, quantificando as bandas de GAGs e reduzindo o tempo total da técnica. Demonstramos a forte correlação dos resultados de dosagens de GAGs urinários entre amostras de urina e de UPF. As amostras de UPF foram estáveis nas temperaturas de -20, 4 e 25 °C até um mês e à 37 °C até 3 semanas. Além disso, estas amostras ainda obtiveram bom desempenho ao serem submetidas à técnica de eletroforese, demostrando bandas visíveis no perfil eletroforético. Usando SPF, estabelecemos os parâmetros bioquímicos de pH ótimo, constante de Michaelis-Menten e velocidade máxima, das enzimas α-L-iduronidase (IDUA) e arilsulfatase B (ASB), nestas amostras. Determinamos nossos valores de referência para triagem de MPS I e VI em SPF, através de técnica fluorimétrica. A atividade da IDUA em SPF foi estável até 21 dias e a da ASB até 45 dias à 4ºC. As amostras de UPF são, portanto, uma alternativa segura e prática para realização das análises bioquímicas de GAGs urinários, através da dosagem total e separação de GAGs por eletroforese, assim como, as amostras de SPF para medida da atividade enzimática. Através de nossos resultados, concluímos que as amostras biológicas de urina e sangue colhidas em papel filtro apresentam grande potencial para uso em triagens de MPS I e VI e acompanhamento de pacientes em tratamento. O uso do papel filtro tem diversas vantagens, tais como: fácil transporte e armazenamento, menor volume de reação e segurança de manipulação das amostras, e, através da metodologia proposta neste trabalho, resultados bioquímicos seguros. / Mucopolysaccharidoses (MPS) are Inborn Errors of Metabolism and belong to the group of Lysosomal Storage Diseases. They are caused by deficiency in the activity of enzymes responsible for the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). The MPS are serious and with a broad spectrum of skeletal abnormalities, involvement of the nervous system, organ dysfunction and accumulation of lipids in complex tissues. Currently, screening for these diseases is performed by quantification of GAGs in the urine sample and the measurement of total enzyme activity in blood collected on filter paper (DBS). Confirmatory diagnosis is based on the specific enzyme activity in leukocytes and plasma. The use of urine impregnated on filter paper (UFP) and DBS samples for screening of MPS are part of the overall goal of this work, improving the techniques for detection of MPS I and VI. First, we adapted the technique of electrophoresis of urinary GAGs for commercial agarose gel, improving the separation of the electrophoretic profile, quantifying bands GAGs and reducing the total time of the technique. We demonstrated the strong correlation of measurements of urinary GAGs between urine and UFP. UFP samples were stable at temperatures of -20, 4 and 25 °C until 1 month and at 37 °C until 3 weeks. Moreover, these samples still had good performance when undergoing electrophoresis, showing visible bands in the electrophoretic profile. Using DBS samples, we established biochemical parameters of pH optimum, Michaelis-Menten constant and Vmax of the α-L-iduronidase enzyme (IDUA) and arylsulfatase B (ASB). We determine our reference values for screening of MPS I and VI in DBS, using fluorimetric technique. IDUA activity in DBS was stable up to 21 days and the ASB within 45 days at 4 °C. UFP samples are therefore a safe and practical alternative for achieving the biochemical analysis of urinary GAGs by total dosage and separation by electrophoresis of GAG as well as samples of DBS for the measurement of enzyme activity. Through our results, we conclude that the biological samples of urine and blood collected on filter paper have great potential for use in screening for MPS I and VI and monitoring of patients undergoing treatment. The use of filter paper has several advantages, such as easy transportation and storage, lower reaction volume and safety of sample manipulation, and, using the methodology proposed in this work, secure biochemical results.

Mucopolissacaridoses (MPS) são erros inatos do metabolismo, fazem parte das doenças lisossômicas de depósito e ocorrem devido à deficiência na atividade de enzimas que catalisam a degradação de glicosaminoglicanos (GAGs). São doenças crônicas e progressivas causadas pelo acúmulo de um ou mais GAGs nos lisossomos das células. A MPS do tipo IV (síndrome de Morquio) ocorre pelo acúmulo de queratan sulfato e condoitin-6-sulfato, causado pela deficiência de duas diferentes enzimas, que distinguem essa MPS em dois subtipos, deficiência de N-acetilgalactosamina-6-sulfatase (MPS IV tipo A) ou de β-galactosidase (MPS IV tipo B). Na MPS IV A as características clínicas predominantes são relacionadas ao sistema esquelético e na maioria das vezes o paciente tem inteligência normal; não há uma terapia efetiva para a doença, deste modo o diagnóstico precoce direciona para o início de tratamentos paliativos. A investigação inicial dessa MPS se baseia em avaliação clínica, radiografias, quantificação e identificação de GAGs urinários e o diagnóstico definitivo pela medida da atividade enzimática da N-acetilgalactosamina-6-sulfatase (GALNS) em leucócitos ou fibroblastos. O objetivo desse trabalho foi estudar alguns parâmetros bioquímicos da enzima GALNS em leucócitos de indivíduos normais e adaptar a técnica de medida dessa atividade enzimática para sangue impregnado em papel filtro. O Km e a Vmáx da GALNS em leucócitos de indivíduos normais foi de 7,16mM e 77,3nmol/17h/mg de proteína, respectivamente. Também adaptamos a técnica da medida da atividade enzimática dessa enzima utilizando menor concentração de substrato (3mM), esta concentração teve correlação positiva com a concentração 10 mM, que é empregada na técnica original. A partir disto, foram estabelecidos os valores de referência em leucócitos para indivíduos normais e indivíduos afetados com MPS IV A. Os mesmos foram, respectivamente: 11,0 a 101,4 e 0,1 a 0,2 nmol/17h/mg de proteína. Foi também observado que, com o passar do tempo, a temperatura de 70ºC causa uma inativação gradual da atividade enzimática. Por último, apesar de várias alterações na técnica original em leucócitos, não foi possível adaptá-la para ser utilizada na medida da atividade da GALNS em sangue impregnado em papel filtro. A determinação dos parâmetros bioquímicos da GALNS é conveniente devido ao avanço nos estudos clínicos de desenvolvimento da terapia de reposição enzimática aos indivíduos afetados com MPS IV A e na distinção de indivíduos saudáveis, afetados e heterozigotos. Desenvolver técnicas fluorimétricas em amostras de sangue impregnado em papel filtro é de grande importância para serem utilizadas em triagem de recém-nascidos e populações de alto risco para MPS. Devendo ser confirmado por testes de atividade da enzima em leucócitos ou fibroblastos cultivados. A partir dos nossos protocolos, não foi possível desenvolver e padronizar uma técnica para medida da atividade da enzima N-acetilgalactosamina-6-sulfatase em sangue impregnado em papel filtro de modo a triarmos indivíduos com suspeita de MPS IV A. / Mucopolysaccharidosis (MPS) are inborn errors of metabolism, are part of the lysosomal storage diseases and occur due to the deficiency in the activity of enzymes that catalyze the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). They are chronic and progressive diseases caused by the accumulation of one or more GAGs in the lysosomes of cells. The MPS type IV (Morquio syndrome) occurs by the accumulation of keratan sulfate and condoitin-6-sulfate, caused by two different enzyme deficiencies, which distinguish this MPS into two subtypes, deficiency of N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (MPS IV type A) or the enzyme β-galactosidase (MPS type IV B). In MPS IVA the predominant clinical features are related to the skeletal system and in most cases the patient has normal intelligence. There is no effective therapy for the disease, so early diagnosis directs for the beginning of palliative treatments. The initial investigation of this MPS is based on clinical evaluation, radiographs, quantification and identification of urinary GAGs and the definitive diagnosis by measure of N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (GALNS) activity in leukocytes or fibroblasts. The aim of this work was to study some biochemical parameters of the GALNS in leukocytes of normal individuals and adapt the technique of measuring this enzyme activity to blood impregnated on filter paper. The Km and Vmax of GALNS in leukocytes from normal subjects was 7.16 mM and 77.3 nmol/17h/mg of protein, respectively. We also adapted the technique of measuring the enzymatic activity of this enzyme using lower substrate concentration (3mM). This concentration had a positive correlation with 10 mM concentration, which is used in the original technique. From this, the reference values for normal and individuals affected with MPS IVA in leukocytes were established. They were 11.0 to 101.4 and 0.1 to 0.2 of nmol/17h/mg of protein, respectively. It was also observed that over time the temperature of 70°C causes a gradual inactivation of enzyme activity. Finally, despite several changes to the original technique in leukocytes, it has not been possible to adapt it to be used in measuring the activity of GALNS blood impregnated on filter paper. The determination of biochemical parameters of GALNS is convenient due to the advancement in clinical studies for the development of enzyme replacement therapy for individuals affected with MPS IVA and to distinguish between healthy and affected heterozygous individuals. The development of fluorometric techniques in blood impregnated on filter paper is of great importance for use in newborn screening and in high risk populations to MPS. It should be confirmed by tests of enzyme activity in leukocytes or cultured fibroblasts. Unfortunately, from our protocols, it was not possible to develop and standardize a technique for measuring the activity of the enzyme N- acetylgalactosamine-6-sulfatase in blood impregnated on filter paper for to screen individuals suspected of MPS IVA.

Mucopolissacaridoses (MPS) são erros inatos do metabolismo, fazem parte das doenças lisossômicas de depósito e ocorrem devido à deficiência na atividade de enzimas que catalisam a degradação de glicosaminoglicanos (GAGs). São doenças crônicas e progressivas causadas pelo acúmulo de um ou mais GAGs nos lisossomos das células. A MPS do tipo IV (síndrome de Morquio) ocorre pelo acúmulo de queratan sulfato e condoitin-6-sulfato, causado pela deficiência de duas diferentes enzimas, que distinguem essa MPS em dois subtipos, deficiência de N-acetilgalactosamina-6-sulfatase (MPS IV tipo A) ou de β-galactosidase (MPS IV tipo B). Na MPS IV A as características clínicas predominantes são relacionadas ao sistema esquelético e na maioria das vezes o paciente tem inteligência normal; não há uma terapia efetiva para a doença, deste modo o diagnóstico precoce direciona para o início de tratamentos paliativos. A investigação inicial dessa MPS se baseia em avaliação clínica, radiografias, quantificação e identificação de GAGs urinários e o diagnóstico definitivo pela medida da atividade enzimática da N-acetilgalactosamina-6-sulfatase (GALNS) em leucócitos ou fibroblastos. O objetivo desse trabalho foi estudar alguns parâmetros bioquímicos da enzima GALNS em leucócitos de indivíduos normais e adaptar a técnica de medida dessa atividade enzimática para sangue impregnado em papel filtro. O Km e a Vmáx da GALNS em leucócitos de indivíduos normais foi de 7,16mM e 77,3nmol/17h/mg de proteína, respectivamente. Também adaptamos a técnica da medida da atividade enzimática dessa enzima utilizando menor concentração de substrato (3mM), esta concentração teve correlação positiva com a concentração 10 mM, que é empregada na técnica original. A partir disto, foram estabelecidos os valores de referência em leucócitos para indivíduos normais e indivíduos afetados com MPS IV A. Os mesmos foram, respectivamente: 11,0 a 101,4 e 0,1 a 0,2 nmol/17h/mg de proteína. Foi também observado que, com o passar do tempo, a temperatura de 70ºC causa uma inativação gradual da atividade enzimática. Por último, apesar de várias alterações na técnica original em leucócitos, não foi possível adaptá-la para ser utilizada na medida da atividade da GALNS em sangue impregnado em papel filtro. A determinação dos parâmetros bioquímicos da GALNS é conveniente devido ao avanço nos estudos clínicos de desenvolvimento da terapia de reposição enzimática aos indivíduos afetados com MPS IV A e na distinção de indivíduos saudáveis, afetados e heterozigotos. Desenvolver técnicas fluorimétricas em amostras de sangue impregnado em papel filtro é de grande importância para serem utilizadas em triagem de recém-nascidos e populações de alto risco para MPS. Devendo ser confirmado por testes de atividade da enzima em leucócitos ou fibroblastos cultivados. A partir dos nossos protocolos, não foi possível desenvolver e padronizar uma técnica para medida da atividade da enzima N-acetilgalactosamina-6-sulfatase em sangue impregnado em papel filtro de modo a triarmos indivíduos com suspeita de MPS IV A. / Mucopolysaccharidosis (MPS) are inborn errors of metabolism, are part of the lysosomal storage diseases and occur due to the deficiency in the activity of enzymes that catalyze the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). They are chronic and progressive diseases caused by the accumulation of one or more GAGs in the lysosomes of cells. The MPS type IV (Morquio syndrome) occurs by the accumulation of keratan sulfate and condoitin-6-sulfate, caused by two different enzyme deficiencies, which distinguish this MPS into two subtypes, deficiency of N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (MPS IV type A) or the enzyme β-galactosidase (MPS type IV B). In MPS IVA the predominant clinical features are related to the skeletal system and in most cases the patient has normal intelligence. There is no effective therapy for the disease, so early diagnosis directs for the beginning of palliative treatments. The initial investigation of this MPS is based on clinical evaluation, radiographs, quantification and identification of urinary GAGs and the definitive diagnosis by measure of N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (GALNS) activity in leukocytes or fibroblasts. The aim of this work was to study some biochemical parameters of the GALNS in leukocytes of normal individuals and adapt the technique of measuring this enzyme activity to blood impregnated on filter paper. The Km and Vmax of GALNS in leukocytes from normal subjects was 7.16 mM and 77.3 nmol/17h/mg of protein, respectively. We also adapted the technique of measuring the enzymatic activity of this enzyme using lower substrate concentration (3mM). This concentration had a positive correlation with 10 mM concentration, which is used in the original technique. From this, the reference values for normal and individuals affected with MPS IVA in leukocytes were established. They were 11.0 to 101.4 and 0.1 to 0.2 of nmol/17h/mg of protein, respectively. It was also observed that over time the temperature of 70°C causes a gradual inactivation of enzyme activity. Finally, despite several changes to the original technique in leukocytes, it has not been possible to adapt it to be used in measuring the activity of GALNS blood impregnated on filter paper. The determination of biochemical parameters of GALNS is convenient due to the advancement in clinical studies for the development of enzyme replacement therapy for individuals affected with MPS IVA and to distinguish between healthy and affected heterozygous individuals. The development of fluorometric techniques in blood impregnated on filter paper is of great importance for use in newborn screening and in high risk populations to MPS. It should be confirmed by tests of enzyme activity in leukocytes or cultured fibroblasts. Unfortunately, from our protocols, it was not possible to develop and standardize a technique for measuring the activity of the enzyme N- acetylgalactosamine-6-sulfatase in blood impregnated on filter paper for to screen individuals suspected of MPS IVA.

Mucopolissacaridoses (MPS) são erros inatos do metabolismo, fazem parte das doenças lisossômicas de depósito e ocorrem devido à deficiência na atividade de enzimas que catalisam a degradação de glicosaminoglicanos (GAGs). São doenças crônicas e progressivas causadas pelo acúmulo de um ou mais GAGs nos lisossomos das células. A MPS do tipo IV (síndrome de Morquio) ocorre pelo acúmulo de queratan sulfato e condoitin-6-sulfato, causado pela deficiência de duas diferentes enzimas, que distinguem essa MPS em dois subtipos, deficiência de N-acetilgalactosamina-6-sulfatase (MPS IV tipo A) ou de β-galactosidase (MPS IV tipo B). Na MPS IV A as características clínicas predominantes são relacionadas ao sistema esquelético e na maioria das vezes o paciente tem inteligência normal; não há uma terapia efetiva para a doença, deste modo o diagnóstico precoce direciona para o início de tratamentos paliativos. A investigação inicial dessa MPS se baseia em avaliação clínica, radiografias, quantificação e identificação de GAGs urinários e o diagnóstico definitivo pela medida da atividade enzimática da N-acetilgalactosamina-6-sulfatase (GALNS) em leucócitos ou fibroblastos. O objetivo desse trabalho foi estudar alguns parâmetros bioquímicos da enzima GALNS em leucócitos de indivíduos normais e adaptar a técnica de medida dessa atividade enzimática para sangue impregnado em papel filtro. O Km e a Vmáx da GALNS em leucócitos de indivíduos normais foi de 7,16mM e 77,3nmol/17h/mg de proteína, respectivamente. Também adaptamos a técnica da medida da atividade enzimática dessa enzima utilizando menor concentração de substrato (3mM), esta concentração teve correlação positiva com a concentração 10 mM, que é empregada na técnica original. A partir disto, foram estabelecidos os valores de referência em leucócitos para indivíduos normais e indivíduos afetados com MPS IV A. Os mesmos foram, respectivamente: 11,0 a 101,4 e 0,1 a 0,2 nmol/17h/mg de proteína. Foi também observado que, com o passar do tempo, a temperatura de 70ºC causa uma inativação gradual da atividade enzimática. Por último, apesar de várias alterações na técnica original em leucócitos, não foi possível adaptá-la para ser utilizada na medida da atividade da GALNS em sangue impregnado em papel filtro. A determinação dos parâmetros bioquímicos da GALNS é conveniente devido ao avanço nos estudos clínicos de desenvolvimento da terapia de reposição enzimática aos indivíduos afetados com MPS IV A e na distinção de indivíduos saudáveis, afetados e heterozigotos. Desenvolver técnicas fluorimétricas em amostras de sangue impregnado em papel filtro é de grande importância para serem utilizadas em triagem de recém-nascidos e populações de alto risco para MPS. Devendo ser confirmado por testes de atividade da enzima em leucócitos ou fibroblastos cultivados. A partir dos nossos protocolos, não foi possível desenvolver e padronizar uma técnica para medida da atividade da enzima N-acetilgalactosamina-6-sulfatase em sangue impregnado em papel filtro de modo a triarmos indivíduos com suspeita de MPS IV A. / Mucopolysaccharidosis (MPS) are inborn errors of metabolism, are part of the lysosomal storage diseases and occur due to the deficiency in the activity of enzymes that catalyze the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). They are chronic and progressive diseases caused by the accumulation of one or more GAGs in the lysosomes of cells. The MPS type IV (Morquio syndrome) occurs by the accumulation of keratan sulfate and condoitin-6-sulfate, caused by two different enzyme deficiencies, which distinguish this MPS into two subtypes, deficiency of N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (MPS IV type A) or the enzyme β-galactosidase (MPS type IV B). In MPS IVA the predominant clinical features are related to the skeletal system and in most cases the patient has normal intelligence. There is no effective therapy for the disease, so early diagnosis directs for the beginning of palliative treatments. The initial investigation of this MPS is based on clinical evaluation, radiographs, quantification and identification of urinary GAGs and the definitive diagnosis by measure of N-acetylgalactosamine-6-sulfatase (GALNS) activity in leukocytes or fibroblasts. The aim of this work was to study some biochemical parameters of the GALNS in leukocytes of normal individuals and adapt the technique of measuring this enzyme activity to blood impregnated on filter paper. The Km and Vmax of GALNS in leukocytes from normal subjects was 7.16 mM and 77.3 nmol/17h/mg of protein, respectively. We also adapted the technique of measuring the enzymatic activity of this enzyme using lower substrate concentration (3mM). This concentration had a positive correlation with 10 mM concentration, which is used in the original technique. From this, the reference values for normal and individuals affected with MPS IVA in leukocytes were established. They were 11.0 to 101.4 and 0.1 to 0.2 of nmol/17h/mg of protein, respectively. It was also observed that over time the temperature of 70°C causes a gradual inactivation of enzyme activity. Finally, despite several changes to the original technique in leukocytes, it has not been possible to adapt it to be used in measuring the activity of GALNS blood impregnated on filter paper. The determination of biochemical parameters of GALNS is convenient due to the advancement in clinical studies for the development of enzyme replacement therapy for individuals affected with MPS IVA and to distinguish between healthy and affected heterozygous individuals. The development of fluorometric techniques in blood impregnated on filter paper is of great importance for use in newborn screening and in high risk populations to MPS. It should be confirmed by tests of enzyme activity in leukocytes or cultured fibroblasts. Unfortunately, from our protocols, it was not possible to develop and standardize a technique for measuring the activity of the enzyme N- acetylgalactosamine-6-sulfatase in blood impregnated on filter paper for to screen individuals suspected of MPS IVA.

Deficiência na enzima lisossomal glucocerebrosidase (GCR) resulta na doença de Gaucher. O tratamento atual consiste na administração da enzima exógena, produzida em células CHO. Porém, o medicamento disponível no mercado é extremamente custoso. Neste trabalho, propusemos a clonagem e a expressão da GCR humana em células CHO, visando a obtenção de um clone celular produtor para viabilizar a produção futura da enzima, a um custo menor, no Instituto Butantan. A expressão estável da GCR recombinante foi obtida a partir da transfecção de células CHO-dhfr- com o plasmídeo pED de expressão em células de mamíferos contendo o cDNA da GCR, seguido de amplificação gênica por MTX. A GCR foi detectada no extrato celular (~ 64 kDa) e secretada para o sobrenadante (63-69 kDa) em ensaios de western blotting, usando o anticorpo policlonal anti-GCR gerado neste trabalho. A enzima secretada hidrolisou o substrato 4-MUG e a sua produtividade foi estimada em 5,14 pg/célula/dia para o melhor subclone produtor, selecionado para a produção futura da GCR em larga escala. / Deficiency of the lysosomal glucocerebrosidase (GCR) enzyme results in Gaucher\'s disease. Current treatment consists on enzyme replacement therapy by the administration of recombinant GCR produced in CHO cells. However, the medicine available in the market is extremely expensive. In this work, we proposed the cloning and expression of human GCR in CHO cells, in order to obtain a productive cellular clone for future production of GCR enzyme at a lower cost at the Butantan Institute. The stable expression of recombinant GCR was obtained after transfection of CHO-dhfr- cells with pED mammalian expression vector containing the GCR cDNA, followed by gene amplification with MTX. The GCR was detected by western blotting analysis, either as cell-associated (~ 64 kDa) or as secreted forms (63-69 kDa), using the anti-GCR polyclonal antibody produced in this work. The secreted enzyme was active on 4-MUG and was produced at a level of about 5,14 pg/cell/day for the best producer subclone, selected for subsequent steps of GCR production on large scale in next future.

A miosite por corpos de inclusão (inclusion body myositis - IBM), na sua forma esporádica, é considerada a miopatia adquirida mais comum após os 50 anos de idade. Embora seja incluída no grupo das miopatias inflamatórias, estudos recentes mostram um processo particular de degeneração muscular caracterizado por deposição anormal de agregados de proteínas nas fibras musculares e funcionamento anormal dos principais sistemas de degradação proteica. O objetivo deste estudo foi o de avaliar os aspectos clínicos, histológicos e imunoistoquímicos de pacientes com IBM. Avaliamos 18 casos com diagnóstico de IBM de dois dos principais centros de doenças neuromusculares do Brasil (25 biópsias musculares). Na tentativa de diferenciar os casos de IBM das outras miopatias inflamatórias, determinamos o padrão de expressão tecidual da p-tau (p62), alfa-sinucleína e TDP-43. Também foi avaliada a função lisossomal através da reação da fosfatase ácida (marcação da atividade lisossomal global) e determinação da marcação para LC3B (marcador de autofagia). Foi observado que a IBM predominou no sexo masculino (61% dos casos), da cor branca, com início das manifestações clínicas ao redor dos 59 anos de idade e os sintomas mais frequentes foram fraqueza muscular, instabilidade postural com quedas da própria altura, disfagia e perda ponderal, podendo ainda apresentar dispneia. O diagnóstico demorou em média 7,4 anos após o início dos sintomas e frequentemente esteve associada às seguintes comorbidades: hipertensão arterial sistêmica, diabetes mellitus tipo 2, osteopenia / osteoporose, dislipidemia e hiperuricemia / gota. O padrão de comprometimento muscular na IBM foi caracterizado por tetraparesia de predomínio proximal em membros inferiores e distal em membros superiores. Os valores séricos da creatinofosfoquinase em pelo menos uma das medições foram elevados em todos os pacientes, porém sem ultrapassar 10 vezes o limite superior da normalidade. O uso de imunossupressão não se mostrou eficaz nos pacientes com IBM. Os achados histológicos na IBM incluíram alterações distróficas variáveis com a presença de inflamação endomisial, assim como a ocorrência de vacúolos marginados, além da elevada frequência de alterações mitocondriais. Outros achados histológicos musculares característicos na IBM foram o aumento da atividade lisossomal (aumento global da marcação para fosfatase ácida), a presença de marcação positiva para beta-amilóide (marcação intra-vacuolar pelo vermelho-Congo), o aumento na degradação muscular (relacionada com ativação de LC3B, p-tau, e p62/SQSTM1) e a degeneração muscular (marcação para anti-phospo TDP-43 e para ?-sinucleína). Tais alterações apresentaram alta sensibilidade e especificidade. Sugerimos que a redução do critério de idade do início dos sintomas de mais de 45 anos para mais de 35 anos aumentaria a sensibilidade diagnóstica para os casos com IBM deste estudo de 83% para 100%. Com este estudo, foi possível caracterizar clínica e histológicamente pacientes com IBM em nosso meio, e fornecer indícios do benefício do uso de marcadores de degeneração e autofagia para o diagnóstico e para a determinação de vias ou sistemas celulares envolvidos na patogênese da doença / Sporadic inclusion body myositis (sIBM) is considered the most common acquired myopathy affecting adults aged over 50 years. Although included in the group of inflammatory myopathies, recent studies show a particular process of muscle degeneration characterized by abnormal deposit of protein aggregates in muscle fibers and abnormal operation of the main protein degradation systems. The aim of this study was to evaluate the clinical, histological and immunohistochemical patients with IBM. We evaluated 18 cases with IBM diagnostic of two of the main centers of neuromuscular diseases in Brazil (25 muscle biopsies). In an attempt to differentiate the IBM cases of other inflammatory myopathies, we determined the pattern of tissue expression of p-tau (p62), alfa-synuclein and TDP-43. Also evaluated the lysosomal function by acid phosphatase reaction (marking global lysosomal activity) and determining the markup for LC3B (autophagy marker). It was observed that IBM was predominant in males (61% of cases), white colored, with onset of clinical manifestations around 59 years old and the most common symptoms are muscle weakness, postural instability with high falls, dysphagia and weight loss, and may also present dyspnea. The diagnosis took an average of 7.4 years after the onset of symptoms and was often associated with the following comorbidities: hypertension, type 2 diabetes mellitus, osteopenia / osteoporosis, dyslipidemia and hyperuricemia / gout. The muscular damage pattern at IBM was characterized by tetraparesis predominantly proximal lower limbs and distal upper limbs. Serum creatine kinase levels in at least one of the measurements were elevated in all patients, but not exceeding 10 times normal. Immunosuppression was not effective in patients with IBM. The IBM histological findings included diversify dystrophic changes, endomysial inflammation, as well as the occurrence of rimmed vacuoles, in addition to high frequency of mitochondrial changes. Other characteristic muscle histological findings in IBM were increased lysosomal activity (overall increase in labeling for acid phosphatase), the presence of positive staining for beta-amyloid (intra-vacuolar by Congo red marking), increased muscle degradation (related to activation of LC3B, p-tau and p62 / SQSTM1) and muscle degeneration (marking for anti-phospo TDP-43 and ?-synuclein). Such changes have a high sensitivity and specificity. which makes these important complementary analyzes for accurate pathological diagnosis. We suggest that lowering the age of the onset of symptoms of greater than 45 years to older than 35 years would increase the diagnostic sensitivity for cases with IBM this study from 83% to 100%. With this study, it was possible to characterize clinically and histologically the patients with IBM in our centers, and provide evidence of the benefit of using degeneration and autophagy markers for diagnosis and for determining pathways or cellular systems involved in the pathogenesis of the disease

A neuraminidase 1 (Neu1) é a enzima que regula o catabolismo de sialoglicoconjugados nos lisossomos. A deficiência da Neu1 é a base da sialidose, doença grave associada a um amplo espectro de manifestações, incluindo hipotonia e fraqueza muscular. Camundongos com deficiência de Neu1 desenvolvem degeneração muscular caracterizada principalmente por atrofia, invasão das fibras musculares por fibroblastos e expansão da matriz extracelular. A Neu1 controla a proliferação de fibroblastos de pacientes por meio da desialilação dos receptores de PDGF e IGF. Além disso, há enzimas lisossomais que são moduladas pela Neu1, tais como as catepsinas, que são capazes de degradar componentes musculares e estariam excessivamente ou erroneamente ativas (sialiladas) em decorrência da deficiência de Neu1. O objetivo deste trabalho foi identificar se o fenótipo da musculatura esquelética de camundongos Neu1-/- poderia estar associado à atividade do IGF-1R, PDGFR e/ou à sialilação de catepsina B, através da análise histológica e proteica de músculos esqueléticos e fibroblastos de camundongos Neu1+/+ e Neu1-/- tratados com inibidores de IGF1-R e PDGFR. O estudo da expressão proteica de catepsina B foi realizado nos músculos tratados com os inibidores de IGF-1R e PDGFR, e nas frações citosólica e lisossomal de fibroblastos tratados com neuraminidase exógena. Em comparação com camundongos Neu1+/+, os músculos de animais Neu1-/- apresentam menor área de fibra, peso corporal, expressão de pAkt e maior expressão de catepsina B; e os fibroblastos Neu1-/- exibem maior proliferação e expressão de pAkt. A inibição do IGF-1R em camundongos Neu1-/- aumentou a área das fibras musculares, expressão de pAKt e diminuiu a expressão de catepsina B; em relação aos fibroblastos Neu1-/-, entretanto aumentou a proliferação celular com diminuição de pAkt. A inibição do PDGFR em músculos de camundongos Neu1-/- levou ao aumento da expressão de pAkt, da área das fibras, com diminuição de pERK e catepsina L, quando comparados com os controles Neu1-/-; a mesma inibição in vitro conduziu à diminuição da expressão de pAkt, pERK e proliferação. A catepsina B encontra-se bastante ativa na fração lisossomal e o tratamento com neuraminidase foi eficaz na correção de seu peso molecular e compartimentalização lisossomal. De forma geral, o fenótipo muscular de camundongos Neu1-/- parece estar relacionado com a atividade de IGF-1R e PDGFR, e a catepsina B hipersialilada é potencialmente deletéria para o músculo esquelético / Neuraminidase 1 (Neu1) is an enzyme that regulates the catabolism of sialoglycoconjugates in lysosomes. Neu1 deficiency is the basis of sialidosis, a severe disease associated with a broad spectrum of manifestations, including hypotonia and muscle weakness. Neu1 deficient mice develop muscular degeneration characterized by atrophy, invasion of muscle fibers by fibroblasts, and expansion of the extracellular matrix. Neu1 controls the proliferation of fibroblasts from patients through the desialylation of PDGF and IGF receptors. In addition, lysosomal enzymes are modulated by Neu1, such as cathepsins, which degrade muscle components and are excessively or erroneously active (sialylated) as a result of Neu1 deficiency. The aim of this study was to identify whether skeletal muscle phenotype of Neu1-/- mice may be associated with IGF-1R, PDGFR and/or sialylation of cathepsin B, through protein and histological analysis of skeletal muscles and fibroblast from Neu1+/+ and Neu1-/- mice treated with IGF-1R and PDGFR inhibitors. The study of cathepsin B protein expression was performed in skeletal muscles treated with IGF-1R and PDGFR inhibitors, and in the cytosolic and lysosomal fractions of fibroblasts treated with exogenous neuraminidase. Compared with Neu1+/+ animals, Neu1-/- muscles showed smaller muscle fiber area, body weight, pAkt expression and higher cathepsin B expression; and Neu1-/- fibroblasts exhibited increased proliferation and expression of pAkt. The inhibition of IGF-1R Neu1-/- mice increased the area of muscle fibers, expression of pAkt and decreased expression of cathepsin B; but, considering Neu1-/- fibroblasts, there was increased cell proliferation with reduction of pAkt. The inhibition of PDGFR in muscles of Neu1-/- mice led to increased expression of pAkt, muscle fiber area, with decreased expression of pERK and cathepsin L, when compared with the Neu1-/- controls; the same inhibition in vitro led to reduced expression of pAkt, pERK and cell proliferation. Cathepsin B presented high activity in the lysosomal fraction and the treatment with neuraminidase was effective in the correction of its molecular weight and lysosomal compartmentalization. In general, the muscular phenotype of Neu1-/- mice is possibly related to IGF-1R and PDGFR activity, and oversialylated cathepsin B is potentially deleterious for the skeletal muscle

A exocitose de grânulos secretórios é o principal mecanismo efetor de células TCD8+. No entanto, pouco se sabe sobre a composição dos grânulos líticos dessas células. Resultados prévios do nosso grupo identificaram algumas dezenas de novas proteínas desses grânulos. Dentre elas foi identificada Gal-1. A literatura relata que Gal-1 age por via exógena através de sua secreção por via não convencional. Dados iniciais do nosso grupo apontam um novo cenário para esta proteína no qual ela está presente em grânulos citotóxicos. Através das técnicas de microscopia eletrônica e confocal e de ensaios de citotoxicidade, nossos resultados sugerem que Gal-1 participa do papel citotóxico das CTLs modulando a via dos receptores de morte FAS-FASL. Nós também mostramos que Gal-1 interfere com o tempo de contato entre APCs e linfócitos TCD8+, com a ativação dessas células e com o controle da proliferação dos linfócitos. Nossos resultados apontam um novo cenário para Gal-1, no qual ela está presente em grânulos líticos das CTLs e está relacionada a resposta efetora dessas células. / Exocytosis of secretory granules is the main effector mechanism of CD8+ T cells. In particular, little is known about CTLs lytic granules composition. Previous results from our group identified a few dozens of new proteins associated with these granules. Among them, we identified galectin-1. Literature reports the extracellular action of Gal-1. Initial data from our group suggested a new scenario for this protein, since Gal-1 was found inside cytotoxic granules. Here, we show by transmission electron and confocal laser scanning microscopy and cytotoxicity assays that Gal-1 has a role on CTL killing probably mediating the FAS-FASL pathway. We also show that Gal-1 is regulates the time of contact between APCs and TCD8+ lymphocytes, the activation of APCs and the proliferation of CD8 T cells. Taken together, our findings suggest a new scenario, in which Gal-1 is present in CTL granules and participates in cytotoxic effector response.

A neuraminidase 1 (Neu1) é a enzima que regula o catabolismo de sialoglicoconjugados nos lisossomos. A deficiência da Neu1 é a base da sialidose, doença grave associada a um amplo espectro de manifestações, incluindo hipotonia e fraqueza muscular. Camundongos com deficiência de Neu1 desenvolvem degeneração muscular caracterizada principalmente por atrofia, invasão das fibras musculares por fibroblastos e expansão da matriz extracelular. A Neu1 controla a proliferação de fibroblastos de pacientes por meio da desialilação dos receptores de PDGF e IGF. Além disso, há enzimas lisossomais que são moduladas pela Neu1, tais como as catepsinas, que são capazes de degradar componentes musculares e estariam excessivamente ou erroneamente ativas (sialiladas) em decorrência da deficiência de Neu1. O objetivo deste trabalho foi identificar se o fenótipo da musculatura esquelética de camundongos Neu1-/- poderia estar associado à atividade do IGF-1R, PDGFR e/ou à sialilação de catepsina B, através da análise histológica e proteica de músculos esqueléticos e fibroblastos de camundongos Neu1+/+ e Neu1-/- tratados com inibidores de IGF1-R e PDGFR. O estudo da expressão proteica de catepsina B foi realizado nos músculos tratados com os inibidores de IGF-1R e PDGFR, e nas frações citosólica e lisossomal de fibroblastos tratados com neuraminidase exógena. Em comparação com camundongos Neu1+/+, os músculos de animais Neu1-/- apresentam menor área de fibra, peso corporal, expressão de pAkt e maior expressão de catepsina B; e os fibroblastos Neu1-/- exibem maior proliferação e expressão de pAkt. A inibição do IGF-1R em camundongos Neu1-/- aumentou a área das fibras musculares, expressão de pAKt e diminuiu a expressão de catepsina B; em relação aos fibroblastos Neu1-/-, entretanto aumentou a proliferação celular com diminuição de pAkt. A inibição do PDGFR em músculos de camundongos Neu1-/- levou ao aumento da expressão de pAkt, da área das fibras, com diminuição de pERK e catepsina L, quando comparados com os controles Neu1-/-; a mesma inibição in vitro conduziu à diminuição da expressão de pAkt, pERK e proliferação. A catepsina B encontra-se bastante ativa na fração lisossomal e o tratamento com neuraminidase foi eficaz na correção de seu peso molecular e compartimentalização lisossomal. De forma geral, o fenótipo muscular de camundongos Neu1-/- parece estar relacionado com a atividade de IGF-1R e PDGFR, e a catepsina B hipersialilada é potencialmente deletéria para o músculo esquelético / Neuraminidase 1 (Neu1) is an enzyme that regulates the catabolism of sialoglycoconjugates in lysosomes. Neu1 deficiency is the basis of sialidosis, a severe disease associated with a broad spectrum of manifestations, including hypotonia and muscle weakness. Neu1 deficient mice develop muscular degeneration characterized by atrophy, invasion of muscle fibers by fibroblasts, and expansion of the extracellular matrix. Neu1 controls the proliferation of fibroblasts from patients through the desialylation of PDGF and IGF receptors. In addition, lysosomal enzymes are modulated by Neu1, such as cathepsins, which degrade muscle components and are excessively or erroneously active (sialylated) as a result of Neu1 deficiency. The aim of this study was to identify whether skeletal muscle phenotype of Neu1-/- mice may be associated with IGF-1R, PDGFR and/or sialylation of cathepsin B, through protein and histological analysis of skeletal muscles and fibroblast from Neu1+/+ and Neu1-/- mice treated with IGF-1R and PDGFR inhibitors. The study of cathepsin B protein expression was performed in skeletal muscles treated with IGF-1R and PDGFR inhibitors, and in the cytosolic and lysosomal fractions of fibroblasts treated with exogenous neuraminidase. Compared with Neu1+/+ animals, Neu1-/- muscles showed smaller muscle fiber area, body weight, pAkt expression and higher cathepsin B expression; and Neu1-/- fibroblasts exhibited increased proliferation and expression of pAkt. The inhibition of IGF-1R Neu1-/- mice increased the area of muscle fibers, expression of pAkt and decreased expression of cathepsin B; but, considering Neu1-/- fibroblasts, there was increased cell proliferation with reduction of pAkt. The inhibition of PDGFR in muscles of Neu1-/- mice led to increased expression of pAkt, muscle fiber area, with decreased expression of pERK and cathepsin L, when compared with the Neu1-/- controls; the same inhibition in vitro led to reduced expression of pAkt, pERK and cell proliferation. Cathepsin B presented high activity in the lysosomal fraction and the treatment with neuraminidase was effective in the correction of its molecular weight and lysosomal compartmentalization. In general, the muscular phenotype of Neu1-/- mice is possibly related to IGF-1R and PDGFR activity, and oversialylated cathepsin B is potentially deleterious for the skeletal muscle