A mucopolisacaridoses tipo I é uma doença lisossomal com características multisistêmicas. No sistema cardiovascular observa-se aumento do coração, disfunção das válvulas cardíacas, rigidez e dilatação aórtica. Trabalhos anteriores demonstraram que camundongos MPS I superexpressam catepsina B em múltiplos tecidos, incluindo aqueles do sistema cardiovascular. Neste trabalho hipotetizamos que a catepsina B poderia melhorar as anormalidades encontradas no coração, aorta e valvas de animais com MPS I . Em primeiro lugar, encontramos que a atividade de elastase total em aortas MPS I era elevada. Também, demostramos a ocorrência de liberação de catepsina B dos lisossomos em fibroblastos MPS I, o que poderia degradar os componentes da matriz extracelular da aorta, do coração e das válvulas cardíacas. Em seguida, utilizamos um inibidor de catepsina B in vivo em camundongos MPS I. Após 4 meses de tratamento, a inibição parcial de atividade catepsina B em camundongos tratados reduziu a dilatação da aorta, bem como o espessamento da válvula cardíaca e levou a melhorias nos parâmetros ecocardiográficos, porém nenhum destes parâmetros foram completamente normalizados. Com base nestes resultados, concluímos que as alterações no lisossomo nesta doença levam ao escape de catepsina B para fora da organela, onde esta proteína pode ter múltiplas funções patológicas. A atividade catepsina B pode ser, pelo menos em parte, responsável pelas anormalidades cardiovasculares observadas nesta doença. Este estudo destaca, pela primeira vez, a possibilidade de utilizar inibidores de catepsina como agente terapêutico numa doença de depósito lisossomal. / Mucopolysaccharidosis type I is a lysosomal storage disorder with multisystemic features, including heart enlargement, heart valve dysfunction, and aortic stiffness and dilatation. Previous studies have shown that MPS I mice overexpress cathepsin B in multiple tissues, including those from the cardiovascular system. Here we hypothesized that inhibiton of cathepsin B could ameliorate heart, aorta and valve abnormalities found in MPS I. Firstly we found that total elastase activity in MPS I aorta is elevated. Following that, we demonstrated that cathepsin B leaks from the lysosome in MPS I fibroblasts, and therefore could be degrading extracellular matrix components from aorta, heart, and heart valves. We then used a cathepsin B inhibitor in vivo in MPS I mice. After 4 months of treatment, partial inhibition of cathepsin B activity in treated mice reduced aortic dilatation, as well as heart valve thickening and lead to improvements in echocardiographic parameters, although none of these were completely normalized. Based on these results, we conclude that alterations in the lysosome in this disease lead to leakage of cathepsin B to outside the organelle, where this protein can have multiple pathological roles. Cathespin B activity may be, at least in part, responsible for the cardiovascular abnormalities observed in this disease. This study highlights for the first time the possibility of using cathepsin inhibitors as a therapeutic agent in a lysosomal storage disease.

As doenças lisossômicas (DL) são um grupo de doenças herdadas geneticamente e que são causadas por um defeito parcial ou total de enzimas envolvidas na degradação de macromoléculas dentro dos lisossomos. Terapias para aumentar os níveis de enzima nas DL incluem o transplante de célulastronco hematopoiéticas (TCTH) e terapia de reposição enzimática (TRE). Esses tratamentos são todos baseados na propriedade das enzimas lisossomais de serem secretadas e captadas pelas células vizinhas através do receptor de manose-6-fosfato (M6PR). Novas abordagens terapêuticas vêm sendo investigadas, uma vez que as terapias atuais possuem limitações. A microencapsulação de células geneticamente modificadas superexpressando um produto terapêutico e o aperfeiçoamento na captação de enzimas lisossomais, via M6PR, parecem ser estratégias promissoras. Neste trabalho objetivamos aperfeiçoar o sistema de liberação de enzimas lisossomais superexpressas por células recombinantes microencapsuladas para o tratamento das DL. Para isso, estudos de biocompatibilidade in vivo foram avaliados com distintos tipos celulares (BHK e HepG2), concentrações de alginato (1 e 1,5%), tempos (7 e 21 dias) e sítios de implante (cavidade peritoneal, tecido subcutâneo e músculo vasto-medial) em ratos Wistar. A resposta inflamatória foi caracterizada e células-tronco mesenquimais (CTM) foram encapsuladas e implantadas em ratos para avaliar se o seu efeito imunomodulador poderia diminuí-la. Posteriormente o efeito antiinflamatório da prednisolona foi avaliado em camundongos normais e MPS I tratados com células BHK superexpressando IDUA (BHKIDUA) encapsuladas e implantadas na cavidade intraperitoneal por 15 dias. A liberação da enzima após implante foi avaliada por meio da recuperação das cápsulas e cultivo das mesmas por 24h e medida de IDUA no meio. Observamos que as microcapsulas in vivo provocam uma reação do tipo corpo estranho, em todos os parâmetros avaliados. Essa reação se dá por presença de fibrose e infiltrado inflamatório e diminui aos 21 dias. O uso de CTM encapsuladas melhorou esse aspecto, uma vez que a resposta foi menor em ratos nos quais esse tipo celular foi implantado, devido ao efeito imunomodulador dessas células. O tratamento com antiinflamatório prednisolona também diminuiu a resposta inflamatória gerada contra as microcápsulas implantadas na cavidade peritoneal de camundongos normais e MPS I. As células encapsuladas permaneceram viáveis após os 15 dias de implante. A liberação de enzima para o meio extracapsular é maior nas cápsulas recuperadas de animais tratados com prednisolona. Níveis de atividade de IDUA circulante passaram de indetectáveis para 2,4 nmol/h/mL de soro nos animais MPS I tratados. Outra estratégia utilizada foi a superexpressão de M6PR para melhorar a captação enzimática. Avaliamos os níveis de M6PR em fibroblastos de pacientes com Leucodistrofia Metacromática (LDM) e normais após o tratamento com o sobrenadante de células BHK superexpressando ARSA (BHKARSA), por imunocitoquímica e PCR em Tempo Real. Finalmente foi avaliado se o pré-tratamento de fibroblastos MPS I com o sobranadante de BHKARSA e posterior tratamento com o sobrenadante de BHKIDUA melhorava a captação de IDUA nessas células devido ao aumento na expressão dos M6PR. O tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA levou a um aumento na expressão, em cerca de 2 vezes, dos M6PR em fibroblastos de pacientes com LDM e de indivíduos normais. O pré-tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA também levou a um aumento de 2 vezes na expressão dos M6PR e aumentou a captação de IDUA por fibroblastos de pacientes com MPS I. Juntos esses resultados sugerem que as células microencapsuladas podem ser uma boa estratégia para a entrega de produtos terapêuticos desde que sua biocompatibilidade seja melhorada e que a partir da descoberta dos mecanismos que levam à superxpressão dos M6PR, o sobrenadante de BHKARSA poderá ser usado como adjuvante no tratamento com TRE ou células encapsuladas. / Lysosomal Diseases (LD) are a group of genetically inherited diseases, caused by total or partial failure of enzymes involved in the degradation of macromolecules in lysosomes. Therapies to increase enzyme levels in LD include transplantation of hematopoietic stem cells (THSC) and enzyme replacement therapy (ERT). These treatments are based on the properties of lysosomal enzymes to be secreted and uptaken by neighboring cells through the mannose 6-phosphate receptor (M6PR). Since current therapies have limitations, new therapeutic approaches are under investigation. Microencapsulation of genetically modified cells overexpressing therapeutic products and the improvement in the uptake of lysosomal enzymes via M6PR seem to be promising strategies. In this work, we aimed to improve the delivery system of lysosomal enzymes overexpressed by microencapsulated recombinant cells for LD treatment. In vivo biocompatibility was evaluated using distinct cell lines (BHK and HepG2), alginate concentrations (1 and 1.5%), duration (7 and 21 days), and implant sites (peritoneal, subcutaneous and in the vastus medialis muscle) in Wistar rats. Inflammatory response was observed and characterized. Then we used encapsulated mesenchymal stem cells (MSC) to evaluate whether their immunomodulatory effect could decrease this response in rats. Subsequently, the anti-inflammatory effect of prednisolone was evaluated in normal and MPSI mice, both treated with encapsulated BHK cells overexpressing IDUA (BHKIDUA) and implanted in intraperitoneal cavity for 15 days. The enzyme release to the extra-capsular medium was measured in recovered capsules after 24h culture. The in vivo biocompatibility of microcapsules is a typical foreign body reaction in all parameters evaluated. This reaction occurs due to fibrosis and inflammatory infiltrate formation, but decreases after 21 days. The use of encapsulated MSC improved this aspect, since the response was milder in rats that received this cell type, due to the immonomodulatory effect of MSC. Treatment with prednisolone also decreased the response generated against alginate microcapsules implanted in the peritoneal cavity of both normal and MPS I mice. The encapsulated cells remained viable 15 days after the implant. The enzyme release to the extracapsular medium was higher in capsules recovered from prednisolone treated animals. Circulating levels of IDUA increased from undetectable to 2.4 nmol/h/mL of serum. Another strategy evaluated by our group was the up regulation of M6PR to enhance enzyme uptake. We evaluated M6PR levels in MLD and normal fibroblasts after treatment with the conditionated medium from cells overexpressing ARSA (BHKARSA), by immunocytochemistry and real time PCR. Finally we verified if pre-treatment of MPS I fibroblasts with BHKARSA followed by treatment with conditionated medium of BHKIDUA improved IDUA uptake. MLD and normal fibroblasts treated with BHKARSA had a 2-fold increase in M6PR expression. Pre-treatment with BHKARSA and after with BHKIDUA also led to a 2-fold increase in the expression of M6PR, and IDUA uptake was improved in these cells. Together these results suggest that microencapsulated cells may be an interesting strategy for delivery of therapeutic products as long as its biocompatibility is improved. Once the mechanism leading to M6PR over expression is defined, the conditionated medium of BHKARSA could be used as an adjuvant in ERT or with encapsulated cells.

Muitas doenças genéticas podem ser letais ou ocasionar deficiências ao indivíduo, comprometendo sua qualidade de vida. Sendo assim, é de fundamental importância, além de identificar pacientes portadores de anomalias, identificar também populações com uma frequência elevada destas doenças. No mundo, conhecem-se populações geneticamente isoladas que apresentam prevalências maiores de doenças genéticas. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer um censo de isolados populacionais com alta prevalência de doenças genéticas ou anomalias congênitas de causa ambiental ou desconhecida (CENISO – Censo Nacional de Isolados) no Brasil, além de fazer o levantamento de dados da Rede MPS Brasil, a fim de identificar possíveis “clusters” geográficos de mucopolissacaridosose tipo I no país. O CENISO foi estabelecido através de revisão da literatura publicada de populações geneticamente isoladas no Brasil, além da metodologia RUMOR. Este censo faz parte do Instituto Nacional de Genética Médica Populacional (INAGEMP). O levantamento de dados da Rede MPS I foi feito através de registros médicos arquivados na Rede MPS, localizada no Serviço de Genética Médica do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Os rumores cadastrados no CENISO foram avaliados e agrupados em 4 fases: (1) cadastro do rumor; (2) confirmação do “cluster” por um profissional da área; (3) breve visita inicial ao local; e (4) projeto de pesquisa desenvolvido e sendo executado. Dos 236 rumores registrados, 20 (8,5%) foram afastados 144 (61%) foram confirmados como “clusters” verdadeiros e 72 (30,5%) ainda estão em fase de avaliação. A maior parte dos “clusters” confirmados possui herança autossômica recessiva (64,9%), com concentração maior na região Nordeste. A região Nordeste apresentou o maior número de rumores cadastrados (57,4%), seguido pela região Sudeste (25%); a região Sul apresentou 10,6% dos rumores, a região Norte, 4,2%, e a região Centro-Oeste, 1,9%. A região Nordeste apresentou mais da metade dos rumores cadastrados, e possivelmente este fato pode ser interpretado pelo maior índice de consanguinidade nesta região. As baixas taxas de rumores nas regiões Norte e Centro-Oeste podem ser justificadas pelo fato de nessas regiões haver menor densidade populacional e escassez de profissionais geneticistas que identifiquem pacientes portadores de anomalias genéticas. Foram observados 151 casos de MPS I no Brasil, 14,7% apresentaram consanguinidade parenta. A região Sudeste apresentou o maior número de casos (23,2%), seguida pela região Sul (15,2%) e região Nordeste (13,2%). A mutação W402X foi mais frequente nos pacientes com MPS I (32,6%), seguida pela mutação P533R (11,8), porém o maior número de casos possui mutações ainda desconhecidas. Com base nos dados observados, foram identificados três possíveis clusters de MPS I no Brasil: (1) Na região de Poços de Caldas, na fronteira entre Minas Gerais e São Paulo, (2) No norte do Rio Grande do Sul, na região de colonização italiana, e (3) No leste de Santa Catarina. A identificação de comunidades que possuem frequências alteradas de doenças genéticas permitiu a elaboração de assistência médica adequada, bem como recomendação de políticas de saúde pública, incluindo acompanhamento e aconselhamento genético das famílias de pacientes afetados em vários clusters confirmados. / Many genetics disease might be lethal, or to cause disabilities to the affected person leading to a handicap in his quality of life. Therefore, it is essential to identify patients with genetic abnormalities in the early stages of the disease, as well as to identify populations with a high frequency these disorders. A number of isolated populations around the world have been identified with high prevalence of genetic disorders. The present work had as objective to establish a national census of isolated populations (CENISO – Censo Nacional de Isolados) with high prevalence of genetic diseases or birth defects of unknown or environmental cause in Brazil. The CENISO, besides an extensive review of the published scientific literatures, uses the rumor methodology, which takes into account any type of report, oral or written, about the occurrence not usual of a genetic abnormality, or an exposition as risk factor. The rumors registered were evaluated and classified in 4 phases: (1) registration of rumor and research if this is real or not; (2) Confirmation of the 'cluster' by an expert; (3) Contact with the population by a research group; and (4) Research project developed and being executed. From 2010 to 2014, 236 rumors were registered: 144 (61%) were confirmed as real clusters, 72 (30.5%) are still under evaluation and 20 (8.5 %) were excluded. The majority of the rumors have autosomal recessive inheritance (64.9%), with the highest concentration in the Northeast region. The Northeast region presented the majority rumors registered (57.4%), following for Southeast region (25%), the South region presented 10.6% of the rumors, the North region 4.2%, and the Midwest 1.9%. The fact that the Northeast region presents more than half of the rumors might be due to its higher consanguinity rate. The low rates of the rumors in the North and Midwest regions might be justified for the fact that these regions there have less populational density and shortage of medical geneticists, who can more easily identify patients with genetic diseases. Of the 144 confirmed clusters, 45 are being studied and attended by research groups. The Brazil MPS Network registered 151 cases with MPS I, 14.7% presented parental consanguinity. The Southeast region had the highest number of cases (23.2%), followed by the South region (15.2%) and Northeast region (13.2%). The W402X mutation was the most common in patients (32.6%), followed by the P533R mutation (11.8%), however the greatest number of cases has yet unknown mutations. Based on the observed data, were identified three possible clusters of MPS I in Brazil: (1) In the region of Poços de Caldas, on the border between Minas Gerais and São Paulo (2) In the North of Rio Grande do Sul state, a region of Italian colonization, and (3) in the East of Santa Catarina state. The identification of communities that have altered frequencies of genetic diseases allowed the preparation of adequate medical assistance and recommendation of public health policies, including monitoring and genetic counseling for families of affected patients in multiple clusters confirmed.

As doenças lisossômicas (DL) são um grupo de doenças herdadas geneticamente e que são causadas por um defeito parcial ou total de enzimas envolvidas na degradação de macromoléculas dentro dos lisossomos. Terapias para aumentar os níveis de enzima nas DL incluem o transplante de célulastronco hematopoiéticas (TCTH) e terapia de reposição enzimática (TRE). Esses tratamentos são todos baseados na propriedade das enzimas lisossomais de serem secretadas e captadas pelas células vizinhas através do receptor de manose-6-fosfato (M6PR). Novas abordagens terapêuticas vêm sendo investigadas, uma vez que as terapias atuais possuem limitações. A microencapsulação de células geneticamente modificadas superexpressando um produto terapêutico e o aperfeiçoamento na captação de enzimas lisossomais, via M6PR, parecem ser estratégias promissoras. Neste trabalho objetivamos aperfeiçoar o sistema de liberação de enzimas lisossomais superexpressas por células recombinantes microencapsuladas para o tratamento das DL. Para isso, estudos de biocompatibilidade in vivo foram avaliados com distintos tipos celulares (BHK e HepG2), concentrações de alginato (1 e 1,5%), tempos (7 e 21 dias) e sítios de implante (cavidade peritoneal, tecido subcutâneo e músculo vasto-medial) em ratos Wistar. A resposta inflamatória foi caracterizada e células-tronco mesenquimais (CTM) foram encapsuladas e implantadas em ratos para avaliar se o seu efeito imunomodulador poderia diminuí-la. Posteriormente o efeito antiinflamatório da prednisolona foi avaliado em camundongos normais e MPS I tratados com células BHK superexpressando IDUA (BHKIDUA) encapsuladas e implantadas na cavidade intraperitoneal por 15 dias. A liberação da enzima após implante foi avaliada por meio da recuperação das cápsulas e cultivo das mesmas por 24h e medida de IDUA no meio. Observamos que as microcapsulas in vivo provocam uma reação do tipo corpo estranho, em todos os parâmetros avaliados. Essa reação se dá por presença de fibrose e infiltrado inflamatório e diminui aos 21 dias. O uso de CTM encapsuladas melhorou esse aspecto, uma vez que a resposta foi menor em ratos nos quais esse tipo celular foi implantado, devido ao efeito imunomodulador dessas células. O tratamento com antiinflamatório prednisolona também diminuiu a resposta inflamatória gerada contra as microcápsulas implantadas na cavidade peritoneal de camundongos normais e MPS I. As células encapsuladas permaneceram viáveis após os 15 dias de implante. A liberação de enzima para o meio extracapsular é maior nas cápsulas recuperadas de animais tratados com prednisolona. Níveis de atividade de IDUA circulante passaram de indetectáveis para 2,4 nmol/h/mL de soro nos animais MPS I tratados. Outra estratégia utilizada foi a superexpressão de M6PR para melhorar a captação enzimática. Avaliamos os níveis de M6PR em fibroblastos de pacientes com Leucodistrofia Metacromática (LDM) e normais após o tratamento com o sobrenadante de células BHK superexpressando ARSA (BHKARSA), por imunocitoquímica e PCR em Tempo Real. Finalmente foi avaliado se o pré-tratamento de fibroblastos MPS I com o sobranadante de BHKARSA e posterior tratamento com o sobrenadante de BHKIDUA melhorava a captação de IDUA nessas células devido ao aumento na expressão dos M6PR. O tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA levou a um aumento na expressão, em cerca de 2 vezes, dos M6PR em fibroblastos de pacientes com LDM e de indivíduos normais. O pré-tratamento com o sobrenadante de células BHKARSA também levou a um aumento de 2 vezes na expressão dos M6PR e aumentou a captação de IDUA por fibroblastos de pacientes com MPS I. Juntos esses resultados sugerem que as células microencapsuladas podem ser uma boa estratégia para a entrega de produtos terapêuticos desde que sua biocompatibilidade seja melhorada e que a partir da descoberta dos mecanismos que levam à superxpressão dos M6PR, o sobrenadante de BHKARSA poderá ser usado como adjuvante no tratamento com TRE ou células encapsuladas. / Lysosomal Diseases (LD) are a group of genetically inherited diseases, caused by total or partial failure of enzymes involved in the degradation of macromolecules in lysosomes. Therapies to increase enzyme levels in LD include transplantation of hematopoietic stem cells (THSC) and enzyme replacement therapy (ERT). These treatments are based on the properties of lysosomal enzymes to be secreted and uptaken by neighboring cells through the mannose 6-phosphate receptor (M6PR). Since current therapies have limitations, new therapeutic approaches are under investigation. Microencapsulation of genetically modified cells overexpressing therapeutic products and the improvement in the uptake of lysosomal enzymes via M6PR seem to be promising strategies. In this work, we aimed to improve the delivery system of lysosomal enzymes overexpressed by microencapsulated recombinant cells for LD treatment. In vivo biocompatibility was evaluated using distinct cell lines (BHK and HepG2), alginate concentrations (1 and 1.5%), duration (7 and 21 days), and implant sites (peritoneal, subcutaneous and in the vastus medialis muscle) in Wistar rats. Inflammatory response was observed and characterized. Then we used encapsulated mesenchymal stem cells (MSC) to evaluate whether their immunomodulatory effect could decrease this response in rats. Subsequently, the anti-inflammatory effect of prednisolone was evaluated in normal and MPSI mice, both treated with encapsulated BHK cells overexpressing IDUA (BHKIDUA) and implanted in intraperitoneal cavity for 15 days. The enzyme release to the extra-capsular medium was measured in recovered capsules after 24h culture. The in vivo biocompatibility of microcapsules is a typical foreign body reaction in all parameters evaluated. This reaction occurs due to fibrosis and inflammatory infiltrate formation, but decreases after 21 days. The use of encapsulated MSC improved this aspect, since the response was milder in rats that received this cell type, due to the immonomodulatory effect of MSC. Treatment with prednisolone also decreased the response generated against alginate microcapsules implanted in the peritoneal cavity of both normal and MPS I mice. The encapsulated cells remained viable 15 days after the implant. The enzyme release to the extracapsular medium was higher in capsules recovered from prednisolone treated animals. Circulating levels of IDUA increased from undetectable to 2.4 nmol/h/mL of serum. Another strategy evaluated by our group was the up regulation of M6PR to enhance enzyme uptake. We evaluated M6PR levels in MLD and normal fibroblasts after treatment with the conditionated medium from cells overexpressing ARSA (BHKARSA), by immunocytochemistry and real time PCR. Finally we verified if pre-treatment of MPS I fibroblasts with BHKARSA followed by treatment with conditionated medium of BHKIDUA improved IDUA uptake. MLD and normal fibroblasts treated with BHKARSA had a 2-fold increase in M6PR expression. Pre-treatment with BHKARSA and after with BHKIDUA also led to a 2-fold increase in the expression of M6PR, and IDUA uptake was improved in these cells. Together these results suggest that microencapsulated cells may be an interesting strategy for delivery of therapeutic products as long as its biocompatibility is improved. Once the mechanism leading to M6PR over expression is defined, the conditionated medium of BHKARSA could be used as an adjuvant in ERT or with encapsulated cells.

Realizamos um estudo observacional de pacientes com mucopolissacaridose tipo VI, com o objetivo de determinar o perfil epidemiológico, clínico e bioquímico de um grupo de pacientes sul-americanos a fim de contribuir em estudos futuros de correlação genótipo-fenótipo e de avaliação de protocolos clínicos. Os critérios de inclusão foram: ter 4 anos ou mais e confirmação bioquímica da doença (níveis reduzidos da atividade da ARSB, aumento de GAGs urinários e atividade normal de outra sulfatase). Os critérios de exclusão foram: terapia com reposição enzimática atual ou prévia ou ter realizado transplante de medula óssea. Foram avaliados 28 pacientes por anamnese, exame físico, acocardiograma, eletrocardiograma, avaliação oftalmológica, medidas de glicosaminoglicanos urinários e da atividade da N-acetilgalactosamina-4-sulfatase em leucócitos. A amostra estudada tinha 92,9% de brasileiros, sendo 53,8% da região sudeste. No momento da avaliação, a média de idade foi de 97,1 meses e a média de idade ao diagnóstico foram de 48,4 meses. Em 88% da amostra os sintomas iniciaram com menos de 36 meses e em 27% das famílias houve relato de consangüinidade entre os pais. A média de peso e estatura ao nascimento foi de 3481 gramas e 51,3 centímetros, respectivamente. Da amostra, 57,1% nasceram de parto vaginal. Todos apresentavam alguma alteração ecocardiográfica, bem como opacificação corneana. As manifestações clínicas mais freqüentes foram: baixa estatura, opacificação corneana, facies grosseira, contraturas articulares e mãos em garra. A média da atividade enzimática em leucócitos foi de 5,4 nmoles/h x mg proteína e a excreção urinária de glicosaminoglicanos foi, em média, 7,9 vezes superior ao normal. O número de manifestações clínicas citadas não apresentou correlação significativa com a idade, com a excreção urinária de GAGs ou com a atividade enzimática em leucócitos. Também não houve correlação significativa entre a excreção urinária de GAGS e a atividade enzimática. Concluímos que a MPS VI é uma patologia com alta morbidade e que, comparados com a literatura, os pacientes da nossa amostra têm um diagnóstico tardio e maior freqüência de alterações cardiológicas. / An observational study of South-American patients with mucopolysaccharidosis type VI was carried out, aiming at determining their epidemiological, clinical and biochemical profile, and, to evaluate the correlation of signs/ symptoms reported with present age and biochemical findings (urinary excretion of GAGs and ARSB activity in lekocytes), so that it can serve as basis for future studies of the genotype-phenotype correlation and for protocols of future clinical studies. Each individual needed to meet the inclusion criteria: the signing of an informed term consent; age of four years or older; biochemical confirmation of the disease (reduction in level of ARSB activity and the increase in the levels of GAGs in urine, and a normal activity of another sulfatase). The exclusion criteria were: previous bone marrow transplant; previous or present enzyme replacement therapy. Twenty-eight patients were evaluated through anamnesis, physical examination, echocardiogram, electrocardiogram, ophthalmologic evaluation, and measurements of glycosaminoglycan levels in urine and of the activity of N-acetylgalactosamine-4-sulfatase (ARSB) in leukocytes. Of the sample studied, 92.9% were Brazilian, being 53.8% from the Brazil’s Southeast region. Mean age at evaluation was 97.1 months and at diagnosis 48.4 months. For 88% of patients, the onset of symptoms was before the age of 36 months, and in 27% of cases parental consanguinity was reported. Mean weight and height at birth were 3481 g and 51.3 cm, respectively. Birth was through vaginal delivery in 57.1% of cases. All patients presented some echocardiographic finding, as well as corneal clouding. The most frequently reported signs and symptoms were: short stature, corneal clouding, coarse facial features, joint contractures, and claw hands. Mean ARSB activity in leukocytes was 5,4 mmoles/h/mg prot. (rv: 72–174), and urinary excretion of glycosaminoglycans was, on average, 7.9 times higher than normal. The number of signs and symptoms reported has not shown a significant correlation with the age with the excretion of glycosaminoglycans nor with the level of enzyme activity in leukocytes. Also, no significant correlation was found between the excretion of glycosaminoglycans and the level of enzyme activity. It was concluded that MPS VI has high morbidity and that, when compared with data published in the literature, patients in our study had a later diagnosis and a higher frequency of cardiologic findings.

Mucopolissacaridose tipo VI é uma doença lisossômica causada pela deficiência de arilsulfatase B. A incidência de MPS VI é muito baixa, geralmente menos de 1 caso para cada 1.000.000 recém-nascidos. Até o presente momento, 133 mutações e 13 polimorfismos foram identificados no gene da arilsulfatase B. Entretanto, a maioria dos alelos mutantes ou está presente somente em um indivíduo ou em poucos pacientes, o que demonstra a grande heterogeneidade alélica da MPS VI. No município de Monte Santo, Nordeste do Brasil, foram identificados treze pacientes com MPS VI. O objetivo deste trabalho foi identificar a(s) mutação(ões) presente(s) nos pacientes com MPS VI de Monte Santo/BA e os heterozigotos nas famílias; definir haplótipos utilizando SNPs para identificação de uma possível origem comum do alelo mutado nesta população e permitir aconselhamento genético eficiente, bem como orientações sobre a doença aos familiares com indivíduos afetados. Os 13 pacientes com MPS VI apresentavam a mutação p.H178L em homozigose e o mesmo haplótipo para os SNPs intragênicos. Nas viagens realizadas até o município durante este trabalho foram coletadas 236 amostras de sangue dos familiares, a mutação p.H178L foi detectada em 98 (20,8%) alelos, sendo 41,5% da amostra composta por indivíduos heterozigotos. Com base em dados atuais, a prevalência de MPS VI nesta região é estimada em 1:5.000 recémnascidos. As análises dos heredogramas indicam a presença de vários indivíduos com chance de 25% ou até 50% de serem heterozigotos. Monte Santo é uma região pequena e isolada e, os altos índices de endogamia fazem com que o alelo p.H178L permaneça frequente nesta região. Estes resultados, juntamente com a análise dos heredogramas, sugerem um efeito fundador, o que reforça a necessidade de um programa abrangente de genética comunitária para esta área, incluindo uma triagem neonatal e estudos com os membros das famílias para promover um aconselhamento genético. / Mucopolysaccharidosis type VI is a lysosomal disease caused by deficiency of arylsulfatase B. The incidence of MPS VI is very low, usually less than 1 case for every 1,000,000 newborns. To date, 133 mutations and 13 polymorphisms were identified in the arylsulfatase B gene. However, the majority of mutant alleles are present only in one individual or in a few patients, demonstrating the allelic heterogeneity of MPS VI. In the county of Monte Santo, northeast Brazil, thirteen patients with MPS VI were identified. The objective of this study was to characterize the mutation(s) present(s) in MPS VI patients from Monte Santo/BA and to detect heterozygous within the families. We also aimed to define haplotypes using SNPs to identify a possible common origin of the mutant allele in this population and allow efficient genetic counseling and assistance regarding the disease to families with affected individuals. The 13 MPS VI patients showed the p.H178L mutation in homozygosis and the same haplotype for intragenic SNPs. During field trips to Monte Santo along this study we collected 236 blood samples from family members, p.H178L mutation was detected in 98 (20.8%) alleles, and 41.5% of the samples were heterozygous individuals. Based on current data, the prevalence of MPS VI in this region is estimated at 1:5,000 newborns. Pedigree analysis indicates the presence of many individuals with a 50% and 25% chance of being heterozygous. Monte Santo is a small, isolated region and the high levels of inbreeding allows for p.H178L allele to remain common in this region. These results, together with the analysis of pedigrees suggest a founder effect, which reinforces the need for a comprehensive program of community genetics in this area, including a neonatal screening and studies of family members to promote a genetic counseling.

A Mucopolissacaridose tipo VI é uma doença genética rara caracterizada pela deficiência da atividade da enzima n-acetilgalactosamina-4-sulfatase ocasionando um acúmulo dos glicosaminoglicanos sulfato e dermatan e de condroitin em diversos órgãos e tecidos. O diagnóstico é feito a partir da excreção aumentada de sulfato de dermatan na urina e da demonstração da atividade reduzida da enzima citada. Há basicamente duas formas clínicas, mais grave e menos grave, mas não há um consenso na literatura em como classificar as formas clínicas, o que seria útil para definições sobre o manejo do paciente, assim como para monitorização de tratamento. O objetivo deste trabalho é identificar fatores associados à gravidade da Mucopolissacaridose tipo VI e, secundariamente, caracterizar o envolvimento do sistema nervoso central e alterações radiológicas em mãos e coluna lombar desses indivíduos. Foram incluídos 25 pacientes com diagnóstico confirmado de Mucopolissacaridose tipo VI que realizaram avaliação clínica, física, testagem de quoficiente de inteligência, ressonância magnética de cérebro, RX de mãos e coluna lombar e dosagem de glicosaminoglicanos urinários. Foram estudadas as seguintes variáveis: idade, idade de início dos sintomas, idade de diagnóstico bioquímico, consangüinidade, primeiros sintomas, peso e déficit de peso, altura e déficit de altura, QI total, potencial cognitivo, presença de atrofia cerebral, presença de megacisterna magna, presença de espaços perivasculares dilatados, hidrocefalia, lesão de substância branca, volume cerebral, volume ventricular, volume de líquor, tamanho de metacarpos, tamanho de vértebras lombares, alterações em vértebras lombares, giba lombar, ângulo radio-ulnar e dosagem de glicosaminoglicanos urinários. Os 25 pacientes eram oriundos de 20 famílias, das quais 4 (20%) eram consangüíneas. No momento da avaliação, a média de idade foi de 10,6 ± 4,5 anos, com mediana de idade de início de sintomas de 0,5 anos sendo que o primeiro sintoma mais citado foi giba lombar. A média de idade ao diagnóstico foi de 4,8 ± 3 anos. Os pacientes apresentaram uma média de déficit de peso de39,5±18,4% e de déficit de altura de 27,5±9,7%. A média de QI total da amostra foi de 75,3 ± 16,7, sendo que 31,2% da amostra apresentam retardo mental (QI total <70). Todos os pacientes que fizeram ressonância magnética de cérebro (n=21/25) apresentavam exame alterado, sendo a alteração mais freqüente a lesão de substância branca (n=21/21). Todos os pacientes que fizeram RX de mãos e coluna lombar (n=24/25) apresentaram exame alterado, sendo as principais alterações o encurtamento de metacarpos (n=24/24) e a presença de aumento da concavidade posterior dos corpos vertebrais (n=24/24). A giba lombar esteve presente em 16/24 (66%) pacientes e o aumento da angulação rádio-ulnar em 17/23 (74%) pacientes. A média dos níveis de glicosaminoglicanos urinários foi de 343,5 ± 200,1 μg/mg de creatinina. Encontramos correlação positiva entre idade e: idade de aparecimento dos sintomas, déficit de peso, déficit de altura, volume cerebral normalizado e lesão de substância branca normalizada. Não houve correlação entre excreção de glicosaminoglicanos na urina e as demais variáveis, nem diferença entre as variáveis considerando os grupos com (n=10/25) e sem (n=15/25) Terapia de Reposição Enzimática. A partir dos nossos dados concluímos que esta é uma amostra de pacientes possivelmente com a forma mais grave da doença já que tem idade precoce de aparecimento dos sintomas, elevada excreção de glicosaminoglicanos na urina e alta freqüência de alterações relacionadas com formas graves (encurtamento de metacarpos, giba lombar). É possível que devido a este motivo e pelo tamanho da amostra, não tenha sido encontrada correlação das variáveis estudadas com os níveis de glicosaminoglicanos na urina. Apesar disto, acreditamos que, para a construção de um possível escore de gravidade, esta variável deva ser considerada, assim como os déficits de altura e peso, idade de início, idade, se possível a realização de ressonância magnética, considerar também o volume cerebral normalizado e a lesão de substância branca normalizada. / Mucopolysaccharidosis type VI is a rare genetic disease characterized by the deficiency of the activity of the n-acetylgalactosamine-4-sulfatase enzyme causing an accumulation of glycosaminoglycans as well as of dermatan and chondroitin sulfate in several organs and tissues. Diagnosis is established based both on the increased excretion of dermatan sulfate in the urine and on the decreased enzyme activity. There are essentially two clinical forms: the most severe and the less severe form; however, there is no consensus in the literature as to how to classify clinical forms, which would be useful to define patient management and to monitor treatment. The main objectives of the present work were to identify factors associated to the severity of Mucopolysaccharidosis (MPS) type VI and to characterize the involvement of central nervous system and radiological alterations in hands and lumbar spine of MPS VI patients. Study participants were 25 patients with a confirmed diagnosis of MPS type VI who underwent a clinical and physical evaluation, as well as intelligence quotient testing, brain magnetic resonance, X-ray of hands and lumbar spine, and dosage of urinary glycosaminoglycans. The following variables were studied: age, age at onset of symptoms, age at biochemical diagnosis, consanguinity, early symptoms, weight, weight deficit, height, height deficit, total QI, cognitive potential, presence of cerebral atrophy, presence of megacisterna magna, presence of dilated perivascular spaces, hydrocephaly, white matter lesion, cerebral volume, ventricular volume, liquor volume, size of metacarpi, size of lumbar vertebrae, alterations in lumbar vertebrae, lumbar gibbus, radius-ulnar angle, and dosage of urinary glycosaminoglycans. The 25 patients came from 20 families; 4 (20%) of whom were consanguineous. At evaluation, mean age was 10.6 ± 4.5 years, and median age of onset of symptoms was 0.5 years; the most frequent early symptom was lumbar gibbus. Mean age at diagnosis was 4.8 ± 3 years. Mean weight deficit was 39.5±18.4%, and height deficit was 27.5±9.7%. Mean total IQ of the sample was 12 75.3 ± 16.7; 31.2% had mental retardation (total IQ <70). All the patients who underwent brain magnetic resonance (n=21/25) had altered exams, and the most frequent alteration was white matter lesion (n=21/21). All the patients who performed X-ray of hands and lumbar spine (n=24/25) had altered exams; the most frequent alterations were shortening of metacarpi (n=24/24) and the presence of increased posterior concavity of the vertebral bodies (n=24/24). Lumbar gibbus was found in 16/24 (66%) patients, and increased radius-ulnar angle was found in 17/23 (74%) patients. Mean level of urinary glycosaminoglycans was 343.5 ± 200.1 μg/mg of creatinine. Positive correlations were found between age and the following: age at onset of symptoms; weight deficit; height deficit; normalized cerebral volume and normalized white substance lesion. No correlation was found between the excretion of urine glycosaminoglycans and the remaining variables; no difference was found between variables considering groups receiving (n=10/25) or not (n=15/25) enzyme replacement therapy. From the data collected we concluded that the present sample included patients with possibly the most severe form of the disease, who showed early age of onset of symptoms, high excretion of glycosaminoglycans in the urine, and high frequency of alterations related to the severe forms of the disease (shortening of metacarpi, lumbar gibbus). It is possible that due to the above mentioned reason and the sample size, no correlation was found between the variables studied and the levels of urinary glycosaminoglycans. Nevertheless, it is our understanding that for the construction of a possible score of severity, this variable should be considered, just as height and weight deficits, age at onset, age, and if magnetic resonance is performed, normalized cerebral volume and normalized white matter lesion.

Les mucopolysaccharidoses (MPS), un sous-groupe des maladies de surcharge lysosomale, sont causées par le défice d'une enzyme lysosomale intervenant dans le catabolisme des glycosaminoglycanes. L'absence de dégradation de ces molécules entraîne leur accumulation dans les lysosomes conduisant à une souffrance cellulaire. La plupart des MPS s'accompagnent de désordres neurologiques. Les formes sévères de MPS I (défice en α-L-iduronidase (IDUA)) se caractérisent par des manifestations neurologiques sévères. Actuellement, les approches thérapeutiques pour les MPSI s'agitent de la greffe de moelle osseuse (GMO) ou de l'injection d'enzyme purifiée (TRE). La greffe de moelle osseuse haplo-identique et géno-identique peut stopperle processus de la maladie y compris la neurodégénérescence mais les taux de mortalité et de morbidité sont élevés. L'enzymothérapie substitutive n'est pas efficace contre les atteintes du système nerveux central (SNC) car l'enzyme ne traverse pas la barrière hématoencéphalique. Les lésions de surcharge lysosomale étant diffuses dans tout le SNC, l'objectif est d'apporter l'enzyme dans la totalité de l'encéphale. Ceci peut se concevoir grâce à la thérapie génique in situ en injectant des vecteurs viraux directement dans le parenchyme cérébral par une méthode stéréotaxique, créant ainsi une source intracérébrale d'enzyme. Les vecteurs AAV sont capables de transduire les neurones et les cellules gliales du SNC. Dans ce travail nous présentons un protocol prè-clinique de thérapie génétique avec des vecteurs AAV2.5-IDUA injectés dans le striatum des souris agées de 6-semaines. L'injection a été bilaterale. Nos résultats indiquent que le transfert de gène induit une expression persistante de l'IDUA dans les cellules et entraîne une disparition des lésions de surcharge. Nous avons démontré l'efficacité et faisabilité de cette approche therapeutique pour traiter les lesions de surchage dans le cerveau des souris MPSI. Ainsi, nous proposons l'association de ce protocol de thérapie génique avec une thérapie systemique (TRE ou GMO), dans un age precoce, comme une approche thérapeutique adéquate et efficace pour le traitement global du MPS I. / As mucopolissacaridoses (MPS) constituem um subgrupo de doenças lisossomais de depósito, causadas pela deficiência em uma enzima lisossomal envolvida no catabolismo de glicosaminoglicanos. A ausência de degradação destas moléculas leva ao seu acúmulo nos lisossomas, conduzindo a um processo de dano ou degeneração celular. A maior parte das MPS apresenta desordens neurológicas. As formas serveras de MPS I [déficite em α-L-iduronidase (IDUA)] caracterizam-se por manifestações neurológicas severas. Atualmente, as abordagens terapêuticas para MPSI resumem-se ao transplante de medula óssea (TMO) e à terapia de reposição enzimática (TRE). O TMO haplo-idêntico ou geno-idêntico pode desacelerar ou mesmo parar o processo patológico, inclusive a neurodegeneração. As taxas de mortalidade e morbidade, entretanto, são elevadas. A TRE não é eficaz contra o comprometimento do sistema nervoso central (SNC), já que a enzima não pode atravessar a barreira hemato-encefálica. As lesões de depósito lisossomal são difusas por todo o SNC. Assim, o objetivo é fornecer a enzima para todo ou quase todo o encéfalo. Isto pode ser alcançado através de terapia gênica in situ, injetando vetores virais diretamente no parênquima cerebral, através de método estereotáxico, criando assim uma fonte intracerebral da enzima. Os vetores derivados de vírus adeno-associados (AAV) são capazes de transduzir os neurônios e as células gliais do SNC. Neste trabalho, nós apresentamos um protocolo pré-clínico de terapia gênica com vetor AAV2.5-IDUA injetado via intra-estriatal, bilateralmente, em camundongos com 6 semanas de vida. Nossos resultados indicam que a transferência gênica induz uma expressão persistente de IDUA nas células e leva à reversão das lesões de depósito lisossomal na quase-totalidade do SNC. Assim, nós demonstramos a eficácia e a viabilidade desta abordagem terapêutica na correção e/ou prevenção das manifestações do SNC em um modelo murino de MPSI. Assim, sugerimos que a associação deste protocolo de terapia gênica com uma terapia sistêmica (ERT ou TMO), em idade precoce, poderia ser uma abordagem terapêutica adequada e eficaz para o tratamento global da MPSI. / Mucopolysaccharidosis (MPS) is a type of lysosomal storage disease, caused by a deficiency in lysosomal enzymes involved in glycosaminoglycan catabolism. The absence of degradation of these molecules leads to cellular damage or degeneration process. The majority of MPSs shows neurological disorders. Severe forms of MPSI (defficiency in α-L-iduronidase (IDUA)) are characterized by severe neurological manifestations. Currently, therapeutic approaches for MPSI are limited to bone marrow transplantation (BMT) and enzyme replacement therapy (ERT). Haplo-identical or geno-identical BMT is able to slow or stop the pathological process, including neurodegeneration. However, mortality and morbitiy rates are high. The ERT is not efficient to correct or prevent central nervous system (CNS) damage, since the enzyme is not able to cross the blood-brain barrier. Storage lesions could be diffusely found in all CNS. Thus, the aim is the widespread delivery of the enzyme for the whole brain. This can be reached through in situ gene therapy, by injecting viral vectors directly in brain parenchyma, through stereotaxical methods, creating a brain source of the enzyme. AAV vectors are able to transduce neurons and glial cells of the CNS. In the present work, we have established a gene-therapy pre-clinical protocol with AAV2.5-IDUA vector which have been administered bilaterally in the striatum of 6-weeks old mice. Our results indicate that gene transfer leads to persistent IDUA expression in the cells and to the reversion of storage lesions in almost all the CNS. We have demonstrated the effectiveness and viability of this therapeutic approach in the correction or prevention of storage lesions in the MPSI mice brain. Thus, we suggest that the association of this gene therapy protocol with systemic therapy (ERT or BMT), in early age, could be an adequate and efective therapeutic approach to the global treatment of MPSI.

A Mucopolissacaridose tipo VI é uma doença genética rara caracterizada pela deficiência da atividade da enzima n-acetilgalactosamina-4-sulfatase ocasionando um acúmulo dos glicosaminoglicanos sulfato e dermatan e de condroitin em diversos órgãos e tecidos. O diagnóstico é feito a partir da excreção aumentada de sulfato de dermatan na urina e da demonstração da atividade reduzida da enzima citada. Há basicamente duas formas clínicas, mais grave e menos grave, mas não há um consenso na literatura em como classificar as formas clínicas, o que seria útil para definições sobre o manejo do paciente, assim como para monitorização de tratamento. O objetivo deste trabalho é identificar fatores associados à gravidade da Mucopolissacaridose tipo VI e, secundariamente, caracterizar o envolvimento do sistema nervoso central e alterações radiológicas em mãos e coluna lombar desses indivíduos. Foram incluídos 25 pacientes com diagnóstico confirmado de Mucopolissacaridose tipo VI que realizaram avaliação clínica, física, testagem de quoficiente de inteligência, ressonância magnética de cérebro, RX de mãos e coluna lombar e dosagem de glicosaminoglicanos urinários. Foram estudadas as seguintes variáveis: idade, idade de início dos sintomas, idade de diagnóstico bioquímico, consangüinidade, primeiros sintomas, peso e déficit de peso, altura e déficit de altura, QI total, potencial cognitivo, presença de atrofia cerebral, presença de megacisterna magna, presença de espaços perivasculares dilatados, hidrocefalia, lesão de substância branca, volume cerebral, volume ventricular, volume de líquor, tamanho de metacarpos, tamanho de vértebras lombares, alterações em vértebras lombares, giba lombar, ângulo radio-ulnar e dosagem de glicosaminoglicanos urinários. Os 25 pacientes eram oriundos de 20 famílias, das quais 4 (20%) eram consangüíneas. No momento da avaliação, a média de idade foi de 10,6 ± 4,5 anos, com mediana de idade de início de sintomas de 0,5 anos sendo que o primeiro sintoma mais citado foi giba lombar. A média de idade ao diagnóstico foi de 4,8 ± 3 anos. Os pacientes apresentaram uma média de déficit de peso de39,5±18,4% e de déficit de altura de 27,5±9,7%. A média de QI total da amostra foi de 75,3 ± 16,7, sendo que 31,2% da amostra apresentam retardo mental (QI total <70). Todos os pacientes que fizeram ressonância magnética de cérebro (n=21/25) apresentavam exame alterado, sendo a alteração mais freqüente a lesão de substância branca (n=21/21). Todos os pacientes que fizeram RX de mãos e coluna lombar (n=24/25) apresentaram exame alterado, sendo as principais alterações o encurtamento de metacarpos (n=24/24) e a presença de aumento da concavidade posterior dos corpos vertebrais (n=24/24). A giba lombar esteve presente em 16/24 (66%) pacientes e o aumento da angulação rádio-ulnar em 17/23 (74%) pacientes. A média dos níveis de glicosaminoglicanos urinários foi de 343,5 ± 200,1 μg/mg de creatinina. Encontramos correlação positiva entre idade e: idade de aparecimento dos sintomas, déficit de peso, déficit de altura, volume cerebral normalizado e lesão de substância branca normalizada. Não houve correlação entre excreção de glicosaminoglicanos na urina e as demais variáveis, nem diferença entre as variáveis considerando os grupos com (n=10/25) e sem (n=15/25) Terapia de Reposição Enzimática. A partir dos nossos dados concluímos que esta é uma amostra de pacientes possivelmente com a forma mais grave da doença já que tem idade precoce de aparecimento dos sintomas, elevada excreção de glicosaminoglicanos na urina e alta freqüência de alterações relacionadas com formas graves (encurtamento de metacarpos, giba lombar). É possível que devido a este motivo e pelo tamanho da amostra, não tenha sido encontrada correlação das variáveis estudadas com os níveis de glicosaminoglicanos na urina. Apesar disto, acreditamos que, para a construção de um possível escore de gravidade, esta variável deva ser considerada, assim como os déficits de altura e peso, idade de início, idade, se possível a realização de ressonância magnética, considerar também o volume cerebral normalizado e a lesão de substância branca normalizada. / Mucopolysaccharidosis type VI is a rare genetic disease characterized by the deficiency of the activity of the n-acetylgalactosamine-4-sulfatase enzyme causing an accumulation of glycosaminoglycans as well as of dermatan and chondroitin sulfate in several organs and tissues. Diagnosis is established based both on the increased excretion of dermatan sulfate in the urine and on the decreased enzyme activity. There are essentially two clinical forms: the most severe and the less severe form; however, there is no consensus in the literature as to how to classify clinical forms, which would be useful to define patient management and to monitor treatment. The main objectives of the present work were to identify factors associated to the severity of Mucopolysaccharidosis (MPS) type VI and to characterize the involvement of central nervous system and radiological alterations in hands and lumbar spine of MPS VI patients. Study participants were 25 patients with a confirmed diagnosis of MPS type VI who underwent a clinical and physical evaluation, as well as intelligence quotient testing, brain magnetic resonance, X-ray of hands and lumbar spine, and dosage of urinary glycosaminoglycans. The following variables were studied: age, age at onset of symptoms, age at biochemical diagnosis, consanguinity, early symptoms, weight, weight deficit, height, height deficit, total QI, cognitive potential, presence of cerebral atrophy, presence of megacisterna magna, presence of dilated perivascular spaces, hydrocephaly, white matter lesion, cerebral volume, ventricular volume, liquor volume, size of metacarpi, size of lumbar vertebrae, alterations in lumbar vertebrae, lumbar gibbus, radius-ulnar angle, and dosage of urinary glycosaminoglycans. The 25 patients came from 20 families; 4 (20%) of whom were consanguineous. At evaluation, mean age was 10.6 ± 4.5 years, and median age of onset of symptoms was 0.5 years; the most frequent early symptom was lumbar gibbus. Mean age at diagnosis was 4.8 ± 3 years. Mean weight deficit was 39.5±18.4%, and height deficit was 27.5±9.7%. Mean total IQ of the sample was 12 75.3 ± 16.7; 31.2% had mental retardation (total IQ <70). All the patients who underwent brain magnetic resonance (n=21/25) had altered exams, and the most frequent alteration was white matter lesion (n=21/21). All the patients who performed X-ray of hands and lumbar spine (n=24/25) had altered exams; the most frequent alterations were shortening of metacarpi (n=24/24) and the presence of increased posterior concavity of the vertebral bodies (n=24/24). Lumbar gibbus was found in 16/24 (66%) patients, and increased radius-ulnar angle was found in 17/23 (74%) patients. Mean level of urinary glycosaminoglycans was 343.5 ± 200.1 μg/mg of creatinine. Positive correlations were found between age and the following: age at onset of symptoms; weight deficit; height deficit; normalized cerebral volume and normalized white substance lesion. No correlation was found between the excretion of urine glycosaminoglycans and the remaining variables; no difference was found between variables considering groups receiving (n=10/25) or not (n=15/25) enzyme replacement therapy. From the data collected we concluded that the present sample included patients with possibly the most severe form of the disease, who showed early age of onset of symptoms, high excretion of glycosaminoglycans in the urine, and high frequency of alterations related to the severe forms of the disease (shortening of metacarpi, lumbar gibbus). It is possible that due to the above mentioned reason and the sample size, no correlation was found between the variables studied and the levels of urinary glycosaminoglycans. Nevertheless, it is our understanding that for the construction of a possible score of severity, this variable should be considered, just as height and weight deficits, age at onset, age, and if magnetic resonance is performed, normalized cerebral volume and normalized white matter lesion.

Les mucopolysaccharidoses (MPS), un sous-groupe des maladies de surcharge lysosomale, sont causées par le défice d'une enzyme lysosomale intervenant dans le catabolisme des glycosaminoglycanes. L'absence de dégradation de ces molécules entraîne leur accumulation dans les lysosomes conduisant à une souffrance cellulaire. La plupart des MPS s'accompagnent de désordres neurologiques. Les formes sévères de MPS I (défice en α-L-iduronidase (IDUA)) se caractérisent par des manifestations neurologiques sévères. Actuellement, les approches thérapeutiques pour les MPSI s'agitent de la greffe de moelle osseuse (GMO) ou de l'injection d'enzyme purifiée (TRE). La greffe de moelle osseuse haplo-identique et géno-identique peut stopperle processus de la maladie y compris la neurodégénérescence mais les taux de mortalité et de morbidité sont élevés. L'enzymothérapie substitutive n'est pas efficace contre les atteintes du système nerveux central (SNC) car l'enzyme ne traverse pas la barrière hématoencéphalique. Les lésions de surcharge lysosomale étant diffuses dans tout le SNC, l'objectif est d'apporter l'enzyme dans la totalité de l'encéphale. Ceci peut se concevoir grâce à la thérapie génique in situ en injectant des vecteurs viraux directement dans le parenchyme cérébral par une méthode stéréotaxique, créant ainsi une source intracérébrale d'enzyme. Les vecteurs AAV sont capables de transduire les neurones et les cellules gliales du SNC. Dans ce travail nous présentons un protocol prè-clinique de thérapie génétique avec des vecteurs AAV2.5-IDUA injectés dans le striatum des souris agées de 6-semaines. L'injection a été bilaterale. Nos résultats indiquent que le transfert de gène induit une expression persistante de l'IDUA dans les cellules et entraîne une disparition des lésions de surcharge. Nous avons démontré l'efficacité et faisabilité de cette approche therapeutique pour traiter les lesions de surchage dans le cerveau des souris MPSI. Ainsi, nous proposons l'association de ce protocol de thérapie génique avec une thérapie systemique (TRE ou GMO), dans un age precoce, comme une approche thérapeutique adéquate et efficace pour le traitement global du MPS I. / As mucopolissacaridoses (MPS) constituem um subgrupo de doenças lisossomais de depósito, causadas pela deficiência em uma enzima lisossomal envolvida no catabolismo de glicosaminoglicanos. A ausência de degradação destas moléculas leva ao seu acúmulo nos lisossomas, conduzindo a um processo de dano ou degeneração celular. A maior parte das MPS apresenta desordens neurológicas. As formas serveras de MPS I [déficite em α-L-iduronidase (IDUA)] caracterizam-se por manifestações neurológicas severas. Atualmente, as abordagens terapêuticas para MPSI resumem-se ao transplante de medula óssea (TMO) e à terapia de reposição enzimática (TRE). O TMO haplo-idêntico ou geno-idêntico pode desacelerar ou mesmo parar o processo patológico, inclusive a neurodegeneração. As taxas de mortalidade e morbidade, entretanto, são elevadas. A TRE não é eficaz contra o comprometimento do sistema nervoso central (SNC), já que a enzima não pode atravessar a barreira hemato-encefálica. As lesões de depósito lisossomal são difusas por todo o SNC. Assim, o objetivo é fornecer a enzima para todo ou quase todo o encéfalo. Isto pode ser alcançado através de terapia gênica in situ, injetando vetores virais diretamente no parênquima cerebral, através de método estereotáxico, criando assim uma fonte intracerebral da enzima. Os vetores derivados de vírus adeno-associados (AAV) são capazes de transduzir os neurônios e as células gliais do SNC. Neste trabalho, nós apresentamos um protocolo pré-clínico de terapia gênica com vetor AAV2.5-IDUA injetado via intra-estriatal, bilateralmente, em camundongos com 6 semanas de vida. Nossos resultados indicam que a transferência gênica induz uma expressão persistente de IDUA nas células e leva à reversão das lesões de depósito lisossomal na quase-totalidade do SNC. Assim, nós demonstramos a eficácia e a viabilidade desta abordagem terapêutica na correção e/ou prevenção das manifestações do SNC em um modelo murino de MPSI. Assim, sugerimos que a associação deste protocolo de terapia gênica com uma terapia sistêmica (ERT ou TMO), em idade precoce, poderia ser uma abordagem terapêutica adequada e eficaz para o tratamento global da MPSI. / Mucopolysaccharidosis (MPS) is a type of lysosomal storage disease, caused by a deficiency in lysosomal enzymes involved in glycosaminoglycan catabolism. The absence of degradation of these molecules leads to cellular damage or degeneration process. The majority of MPSs shows neurological disorders. Severe forms of MPSI (defficiency in α-L-iduronidase (IDUA)) are characterized by severe neurological manifestations. Currently, therapeutic approaches for MPSI are limited to bone marrow transplantation (BMT) and enzyme replacement therapy (ERT). Haplo-identical or geno-identical BMT is able to slow or stop the pathological process, including neurodegeneration. However, mortality and morbitiy rates are high. The ERT is not efficient to correct or prevent central nervous system (CNS) damage, since the enzyme is not able to cross the blood-brain barrier. Storage lesions could be diffusely found in all CNS. Thus, the aim is the widespread delivery of the enzyme for the whole brain. This can be reached through in situ gene therapy, by injecting viral vectors directly in brain parenchyma, through stereotaxical methods, creating a brain source of the enzyme. AAV vectors are able to transduce neurons and glial cells of the CNS. In the present work, we have established a gene-therapy pre-clinical protocol with AAV2.5-IDUA vector which have been administered bilaterally in the striatum of 6-weeks old mice. Our results indicate that gene transfer leads to persistent IDUA expression in the cells and to the reversion of storage lesions in almost all the CNS. We have demonstrated the effectiveness and viability of this therapeutic approach in the correction or prevention of storage lesions in the MPSI mice brain. Thus, we suggest that the association of this gene therapy protocol with systemic therapy (ERT or BMT), in early age, could be an adequate and efective therapeutic approach to the global treatment of MPSI.