Submitted by ROBERTO PAULO CORREIA DE ARAÚJO (ppgorgsistem@ufba.br) on 2017-05-19T23:50:45Z No. of bitstreams: 1 MIRELA FREDERICO DE ALMEIDA ANDRADE.pdf: 2535683 bytes, checksum: ca06f1174b8e7c24e2fc0cea813113d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-19T23:50:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MIRELA FREDERICO DE ALMEIDA ANDRADE.pdf: 2535683 bytes, checksum: ca06f1174b8e7c24e2fc0cea813113d8 (MD5) / INTRODUÇÃO: A mucopolissacaridose é uma doença genética caracterizada por depósito intralisossômico de glicosaminoglicanos por deficiência enzimática específica. Afeta diversos órgãos e sistemas do organismo, sendo o comprometimento cardiovascular frequente e importante causa de morbimortalidade, caracterizando-se principalmente por lesões valvares esquerdas e hipertrofia do ventrículo esquerdo. Os sinais e sintomas cardiovasculares são subvalorizados pelo acometimento concomitante da doença em outros sistemas, como o respiratório e ósseo. A terapia de reposição enzimática pode ser utilizada em pacientes com essa enfermidade, nos seus tipos I, II, IV e VI. Os efeitos na doença cardiovascular ainda estão sendo avaliados. Diante desse panorama, torna-se relevante o conhecimento da aplicação de novas ferramentas da ecocardiografia convencional e avançada, a fim de melhorar a assistência cardiológica nessa população. OBJETIVO: Descrever o perfil ecocardiográfico de pacientes com mucopolissacaridose, por meio da ecocardiografia convencional e medida de strain dos ventrículos esquerdo e direito, por meio da técnica speckle-tracking da ecocardiografia bidimensional. MÉTODOS: Trata-se de um estudo seccional descritivo, de base ambulatorial, sem grupo de comparação, com pacientes portadores de mucopolissacaridose, acompanhados no ambulatório de genética do Hospital Universitário Professor Edgard Santos, da Faculdade de Medicina, da Universidade Federal da Bahia. Os pacientes foram submetidos à avaliação ecocardiográfica convencional e por strain, no período de janeiro a junho de 2016. RESULTADOS: Avaliaram-se 16 pacientes com idade mediana de 14,2 anos (desvio de 5,2 anos), sendo 12 (75%) do sexo masculino. O tipo mais frequente foi a mucopolissacaridose VI (8 pacientes - 50%), seguido da II (4 pacientes - 25%), da I (3 pacientes - 18,8%) e apenas um paciente com III (6,2%). Entre os pacientes com os tipos I, II e VI, apenas um paciente não estava em uso de terapia de reposição enzimática. A mediana de idade para início da terapia de reposição enzimática foi de 8 anos (desvio de 4,5 anos). Lesão valvar esquerda foi encontrada em 15 pacientes (93,3%) com maior prevalência da lesão mitral, presente em 13 pacientes (81,2%) sendo que todos estes apresentaram insuficiência valvar. Apenas dois pacientes apresentaram concomitantemente estenose mitral. Oito (50%) pacientes apresentaram insuficiência aórtica e nenhum apresentou estenose aórtica. Nenhum paciente apresentou lesão valvar direita. Hipertrofia do ventrículo esquerdo foi encontrada em dois pacientes, sendo um paciente com hipertrofia concêntrica e outro com hipertrofia excêntrica, ambos portadores de mucopolissacaridose II. Doze (75%) pacientes apresentaram remodelamento concêntrico do ventrículo esquerdo. Todos os pacientes apresentaram função sistólica do ventrículo esquerdo preservada pelos métodos de Simpson e Teichholz. Três (18,8%) pacientes tiveram índice de performance miocárdica do ventrículo esquerdo alterado. Apenas três (18,8%) pacientes apresentaram disfunção diastólica do ventrículo esquerdo. Um paciente apresentou redução do fractional area change do ventrículo direito e três (18,8%) tiveram disfunção diastólica do ventrículo direito. Nenhum paciente apresentou alteração em tricuspid annular plane systolic excursion ou onda S’ do anel tricuspídeo. Nove (56,2%) pacientes apresentaram alteração no strain global longitudinal do ventrículo esquerdo e quatro (25%) apresentaram a mesma alteração do ventrículo direito. O estudo demonstrou associação positiva entre massa e alteração do índice de performance miocárdica do ventrículo esquerdo e strain global longitudinal do ventrículo esquerdo e tempo de início da terapia de reposição enzimática e índice de performance miocárdica do ventrículo esquerdo e strain global longitudinal ventrículo esquerdo. CONCLUSÃO: As alterações ecocardiográficas em pacientes com mucopolissacaridose são frequentes, principalmente as alterações valvares esquerdas, mudança na geometria ventricular esquerda e disfunção subclínica do ventrículo esquerdo, diagnosticada pelo strain. As alterações cardíacas são significativas, fundamentando a importância do acompanhamento cardiológico regular nessa população. O uso das novas ferramentas da ecocardiografia convencional e avançada pode aprimorar este acompanhamento, aprimorando, assim, o seguimento do paciente com mucopolissacaridose.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-06-16T14:06:04Z No. of bitstreams: 1 Cibele Gomes Bicalho Avaliação...2015.pdf: 1225744 bytes, checksum: 0e4067d0336141afabfd635be5750ec5 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-06-16T14:06:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Cibele Gomes Bicalho Avaliação...2015.pdf: 1225744 bytes, checksum: 0e4067d0336141afabfd635be5750ec5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-16T14:06:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cibele Gomes Bicalho Avaliação...2015.pdf: 1225744 bytes, checksum: 0e4067d0336141afabfd635be5750ec5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / Introdução: Mucopolissacaridose (MPS) é um conjunto de doenças raras causadas pela deficiência de enzimas lisossômicas levando ao acúmulo de glicosaminoglicanos (GAG) em órgãos e tecidos, responsáveis pelo quadro clínico multissistêmico, crônico e progressivo. O comprometimento auditivo é frequente. Objetivo: Avaliar manifestações auditivas de pacientes com MPS. Metodologia: Estudo descritivo, série de casos do comprometimento auditivo de pacientes com MPS. Foi realizada avaliação retrospectiva através de revisão de prontuário e avaliação prospectiva de dezembro de 2012 a outubro de 2014. Foram analisados a primeira e a última avaliação otorrinolaringológica (ORL) e audiológica realizada. Resultados: A principal queixa auditiva foi a hipoacusia. Aperdaauditiva estava presente em quase todos os pacientes, sendo que a perda auditiva condutiva foi a mais frequente, especialmente nos pacientes com MPS VI. Conclusão: A perda auditiva é muito frequente em pacientes com MPS, devendo o acompanhamento audiológicoser realizado precocemente. / Introduction: Mucopolysaccharidosis (MPS) is a set of rare diseases caused by deficiency of lysosomal enzymes leading to accumulation of glicosaminoglicanos (GAG) in tissues and organs responsible for the multisystemic clinical, chronic and progressive symptons. Objective: Todescribe the profile of otorhinolaryngological clinical examination and audiology tests of patients with MPS disease. Methods:Study of case series. The evaluation was performed, at the beginning, in 31 patients with MPS I, II, IIIA, IV and VI. Results: The most common hearing complaint was hearing loss and it was confirmed by audiology tests in almost 100% of patients, mostly with condutive hearing loss. Conclusions: It is important to evaluate the complaints, physical examination and audiology tests in MPS disease. Otorhinolaryngologist should be part of professional group that follow these patients in order to better monitor their hearing and provide early hearing rehabilitation.

A Mucopolisacaridose tipo I é uma doença lisosomal caracterizada pela deficiência de a-L-iduronidase (IDUA), que é responsável pela degradação de glicosaminoglicanos (GAGs). Esta deficiência leva ao acúmulo de dermatan e heparan sulfato nos lisossomos. Atualmente, os tratamentos disponíveis envolvem transplante de medula óssea e terapias de reposição enzimática que são limitadas em seus efeitos. Neste trabalho, camundongos nocaute (KO) para o gene IDUA (gentilmente fornecidos pela Dr. Elizabeth Neufeld, UCLA) foram tratados com um vetor nonviral contendo cDNA IDUA humano (pRIDUA). Os camundongos KO foram transfectados através de injeção hidrodinâmica pRIDUA na veia caudal (iv, n = 3) ou por injeção intraperitoneal de complexos pRIDUA/Superfect (ip, n = 3). A acumulação de GAGs foi medida nos rins, baço, pulmões, cérebro e fígado; atividade de IDUA foi analisada nos órgãos. A expressão de IDUA também foi analisada nos órgãos por RT-PCR. A concentração de GAGs nos órgãos foi diferente entre KO e camundongos normais. No baço, níveis de GAGs foram significativamente mais baixos em camundongos KO tratados iv comparando com o grupo KO sem tratamento. O RT-PCR mostrou amplificação do cDNA IDUA em todos órgãos dos camundongos KO ambos tratados por iv ou ip. Os resultados mostram atividade da enzima nos mesmos órgãos analisados (principalmente no baço, cérebro e pulmão). Estes dados sugerem que o transgene é expresso nos órgãos dos camundongos KO tratados ip ou iv com pRIDUA. Este tipo de transfecção pode ser uma ferramenta útil para protocolos não-virais de terapia de gene de MPS. / Mucopolysaccharidosis I is a lysosomal disorder characterized by deficiency of a-L-iduronidase (IDUA), which is responsible for the degradation of glycosaminoglycans (GAGs). This deficiency leads to accumulation of dermatan and heparan sulphate on lysosomes. Presently, available treatments involve bone marrow transplantation and enzyme replacement therapies which are however limited in their effects. In this work, knockout (KO) MPS I mice (gently provided by Dr Elizabeth Neufeld, UCLA) were treated with a nonviral vector with the human IDUA cDNA. KO mice were transfected with by hydrodynamic injection of pRIDUA in the caudal vein (iv, n = 3) or by intraperitoneal injection of pRIDUA/Superfect complexes (ip, n = 3). GAG accumulation was measured in the kidneys, spleen, lungs, brain and liver; IDUA activity was analyzed in the organs. The expression of IDUA was also analyzed in the organs by RT-PCR. The concentration of GAGs in the organs was different between KO and normal mice. In the spleen, however, GAGs levels were significantly lower in KO mice treated iv with pRIDUA than in control KO. RT-PCR showed amplification of IDUA cDNA in all organs of the KO mice both treated by iv and ip. The results show enzyme activity in the same the organs analyzed (specially in spleen, brain and lung). These data suggest that the transgene is expressed in the organs of KO mice treated ip or iv with pRIDUA. This kind of transfection may be a useful tool for non-viral protocols of gene therapy of MPS.

A mucopolissacaridose tipo I (MPS I) é uma doença genética autossômica recessiva, causada pela deficiência da enzima lisossomal α-L-iduronidase (IDUA), envolvida na degradação de dermatan e heparan sulfato. O acúmulo desses substratos nas células provoca inúmeras e variadas manifestações clínicas, acarretando diferentes formas da doença, as quais estão divididas de acordo com a sua gravidade: forma atenuada (Síndrome de Scheie – MPS I S), forma intermediária (Síndrome de Hurler-Scheie – MPS I SH) e forma grave (Síndrome de Hurler – MPS I H). O diagnóstico molecular precoce e preciso pode ser feito pela análise de DNA. Entretanto, como essa abordagem despende bastante tempo e recursos, procurou-se estabelecer uma estratégia mais eficiente de diagnóstico molecular. Inicialmente foi feita a comparação entre a metodologia tradicional e a análise por RNA através de levantamentos comparativos de tempo e custos de ambas as metodologias. A seguir, foi realizada a padronização e a validação dessa técnica. A padronização foi realizada em plasmídeo contendo cDNA de IDUA e a sua validação foi feita utilizando-se sangue e/ou fibroblastos de pacientes com diagnóstico molecular já estabelecido pela metodologia tradicional. Finalmente, foi sugerida uma nova abordagem otimizada de análise de DNA através da análise das freqüências de mutações descritas na literatura. O estudo do RNA pareceu, num primeiro momento, bastante vantajoso, sendo realizado em menos tempo e com custo reduzido para a genotipagem completa do gene. Para pesquisa das mutações comuns, a análise por RNA teve um custo mais alto, porém uma redução de 60% no tempo de processamento. Passou-se para a padronização da técnica, que foi realizada com sucesso. Entretanto, na etapa de validação observou-se que em pacientes com mutações sem sentido ou que alteram o sítio de splice, não são corretamente diagnosticados através dessa metodologia. Apenas as mutações com sentido trocado aparecem claramente, porém ainda assim pacientes heterozigotos compostos para essas mutações e uma mutação sem sentido são incorretamente diagnosticados como homozigotos, devido à falha de amplificação do alelo com mutação sem sentido. Como a abordagem proposta inicialmente não foi satisfatória, procurou-se uma estratégia otimizada de análise de DNA através do seqüenciamento direto de éxons com maior freqüência de mutações. Essa nova abordagem utilizando DNA ainda necessita ser validada em uma amostra de pacientes para que se possa conhecer o seu real impacto no tempo e custo do diagnóstico molecular de pacientes com MPS I. / Mucopolisaccharidosis type I (MPS I) is an autosomal recessive genetic disorder caused by the deficiency of the lysosomal enzyme α-L-iduronidase (IDUA), responsible for the degradation of dermatan and heparan sulfate. The storage of these undegraded or partially degraded substrates causes the various clinical manifestations of the disease that can be classified into three main forms: Scheie Syndrome (MPS I S), the attenuated form; Hurler- Scheie Syndrome (MPS I HS), the intermediate form; and Hurler Syndrome (MPS I H), the severe form. Early and precise molecular diagnosis can be performed by DNA analysis. However, as this methodology is time and resource-consuming, more efficient approaches are needed. Initially, a comparison between the traditional DNA analysis and RNA-based analysis was performed for each step of both techniques. Then, the RNA-based technique was set up using a plasmid with IDUA cDNA and validated on patients with molecular diagnosis already performed by DNA analysis. Finally, an optimized strategy for DNA-based analysis based on the mutation frequencies was proposed. In comparison with DNA-based analysis, RNA studies seem more advantageous, as it is less expensive and faster for whole gene sequencing. For the screening of common mutations it is more expensive but 60% less time-consuming. This technique was successfully set-up. However, at the validation step it was noticed that nonsense and splice site mutations are not correctly diagnosed by this methodology. Missense mutations can be clearly identified even though compound heterozygotes with nonsense mutations are wrongly diagnosed as homozygotes due to amplification failure of the nonsense carrying allele. As this approach was considered unsuitable for the analysis of MPS I patients, a new optimized strategy based on direct sequencing of selected exons was suggested. This approach still needs to be validated in a sample of patients so that its real impact on molecular diagnosis of MPS I can be established.

Mucopolissacaridose tipo II (MPS II) é uma doença de depósito lisossômico, que possui herança ligada ao cromossomo X, causada pela deficiência da enzima iduronato-2-sulfatase envolvida na degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs) dermatan e heparan sulfato. Os GAGs parcialmente degradados acumulam-se nos lisossomos, levando a disfunção celular, tecidual e orgânica. Os mecanismos envolvidos na fisiopatologia desta doença não estão completamente esclarecidos. Considerando que a geração de radicais livres está envolvida na patogênese de várias doenças, inclusive em alguns erros inatos do metabolismo, o objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros de estresse oxidativo em pacientes com MPS II, antes e durante os seis primeiros meses da terapia de reposição enzimática (TRE). Foram verificados níveis aumentados de malondialdeído (MDA) e de grupamentos carbonila plasmáticos assim como da atividade da catalase eritrocitária (CAT) em pacientes com MPS II antes do tratamento quando comparado com os controles. Por outro lado, o conteúdo de grupamentos sulfidrila e o estado antioxidante total (TAS) plasmáticos estavam significativamente diminuídos, enquanto a atividade da superóxido dismutase (SOD) eritrocitária não estava alterada antes do início do tratamento quando comparado com os controles. Durante a TRE, houve uma redução significativa nos níveis de MDA e um aumento significativo de grupamentos sulfidrila, quando comparados com o pré-tratamento. Ainda, foi analisado o dano ao DNA em leucócitos periféricos através do ensaio cometa em pacientes com MPS II no pré-tratamento e durante a TRE. Foi encontrado um aumento significativo no dano ao DNA antes do tratamento quando comparado com os controles e a TRE levou à significante diminuição desse dano quando comparado com o prétratamento. Além disso, foi verificada uma correlação positiva significativa entre o dano ao DNA e os níveis de MDA, assim como com o conteúdo de grupamentos carbonila. Nossos resultados mostram que pacientes com MPS II estão sujeitos a dano oxidativo a lipídios, proteínas e DNA e, pioneiramente, mostram que a TRE é capaz de protegê-los contra esses danos. / Mucopolysaccharidosis type II (MPS II) is a lysosomal storage disease, which has Xlinked inheritance, caused by deficiency of iduronate-2-sulfatase enzyme involved in degradation of glycosaminoglycans (GAGs) dermatan and heparan sulfate. The partially degraded GAGs accumulate in lysosomes, leading to cellular, tissue and organic dysfunction. The mechanisms involved in the pathophysiology of this disease are not completely understood. Considering that the generation of free radicals is involved in the pathogenesis of many diseases, including some inborn errors of metabolism, the aim of this study was to evaluate oxidative stress parameters in patients with MPS II, before and during the first six months of enzyme replacement therapy (ERT). It was veified significantly increased levels of malondialdehyde (MDA) and carbonyl group content in plasma as well as erythrocyte catalase (CAT) activity in patients with MPS II before treatment when compared with controls. On the other hand, plasma sulfhydryl group content and total antioxidant status (TAS) were significantly reduced, while erythrocyte superoxide dismutase (SOD) activity was not altered before the beginning of treatment when compared to controls. During ERT, there was a significant reduction in MDA levels and a significant increase in sulfhydryl groups, when compared to pretreatment. Also, it was analyzed the DNA damage in peripheral leukocytes by the comet assay in MPS II patients at pretreatment and during ERT. It was verified a significant increase in DNA damage before treatment when compared with controls and ERT induced a significant reduction of this damage compared to pretreatment. Furthermore, we observed a significant positive correlation between DNA damage and MDA levels as well as with carbonyl group content. Our results show that MPS II patients are subject to lipid, protein and DNA oxidative damage and, for the first time, show that ERT is able to protect them against such damage.

Introdução:Mucopolissacaridose tipo II é uma doença lisossômica causada pela deficiência da enzima idounato-2-sulfatase. A incidência de MPS II é muito baixa, geralmente menos de 1 caso para cada 1.000.000 recém-nascidos. Até o presente momento, cerca de 340 mutações foram identificadas no gene da idorunatosulfatase. Objetivo: O presente trabalho teve como objetivo principal identificar as alterações moleculares presentes em 149 pacientes brasileiros e sul americanos com diagnóstico bioquímico de MPS II. Métodos: Após a realização do protocolo inicial proposto e que incluía o sequenciamento completo do gene IDS, alguns pacientes não apresentaram alterações e foram incluídos num protocolo adicional para casos “especais”. Resultados: Uma deleção de 178pb foi encontrada na região promotora do gene, em 2 pacientes que não apresentaram alterações em região codificante, bem como outros 2 pacientes apresentaram um polimorfismo na mesma região, que nunca havia sido relatado em pacientes com MPS II. A detecção de uma deleção em 3 pacientes através da técnica de PCR convencional,exon por exon, nos mostrou que a deleção se estendia da região proximal do gene IDS até a região dos genes FRAXA e FRAXE, contudo análises adicionais, através de SNP-array, confirmaram a deleção restrita a estas regiões em 2 pacientes e identificaram a deleção total retrita ao gene IDS em outro. Após a análise de 105 pacientes com MPS II, 30 novas mutações foram encontradas o que demonstra uma grande heterogeneidade genica. Conclusão: Tais análises são importantes para elucidar o defeito básico e assim poder identificar portadoras nas famílias, o que tem uma importância fundamental para o aconselhamento genético, diagnóstico pré-natal e prevenção de novos casos. Adicionalmente, a informação sobre o defeito genéticomolecular é muito importante para a predição do fenótipo e consequentemente para a definição da melhor estratégia de tratamento. / Background: Mucopolysaccharidosis type II is a lysosomal disease caused by deficiency of the enzyme idounate-2-sulfatase. The incidence of MPS II is very low, usually less than 1 case per 1 million newborns. To date, about 340 mutations have been identified in the IDS gene. Objective: This study aimed to identify the molecular alterations present in 149 Brazilian and South American patients with biochemical diagnosis of MPS II. Methods: After molecular analysis using the initial protocol proposed, wich included complete sequencing of the IDS gene, someof the patients showed no DNA alterations of the gene coding region and were included an additional protocol for “special” cases. Results: A deletion of 178pb was found in the promoter region of the gene in two patients. An other 2 patients had a polymorphism in the same region, which had never been reported in patients with MPS II. A deletion was observed in 3 patients by conventional PCR, exon by exon, which extended from the proximal IDS gene until the fagile sites FRAXA and FRAXE. Additional analyzes using SNP-array confirmed the deletion of those regions in two patients and have identified the full deletion restricted to IDS in another. After analysis of 105 patients with MPS II, 30 new mutations were found which shows a broad genomic heterogeneity. Conclusion: Such analyzes are important to elucidate the basic defect and thus enable to identify carriers in families, which is of fundamental importance for genetic counseling, prenatal diagnosis and prevention of new cases. In addition, information about the molecular genetic defect is very important for the prediction of phenotype and thus for defining the best tstrategy for treatment.

A mucopolissacaridose tipo I (MPS I) é uma doença genética autossômica recessiva, causada pela deficiência da enzima lisossomal α-L-iduronidase (IDUA), envolvida na degradação de dermatan e heparan sulfato. O acúmulo desses substratos nas células provoca inúmeras e variadas manifestações clínicas, acarretando diferentes formas da doença, as quais estão divididas de acordo com a sua gravidade: forma atenuada (Síndrome de Scheie – MPS I S), forma intermediária (Síndrome de Hurler-Scheie – MPS I SH) e forma grave (Síndrome de Hurler – MPS I H). O diagnóstico molecular precoce e preciso pode ser feito pela análise de DNA. Entretanto, como essa abordagem despende bastante tempo e recursos, procurou-se estabelecer uma estratégia mais eficiente de diagnóstico molecular. Inicialmente foi feita a comparação entre a metodologia tradicional e a análise por RNA através de levantamentos comparativos de tempo e custos de ambas as metodologias. A seguir, foi realizada a padronização e a validação dessa técnica. A padronização foi realizada em plasmídeo contendo cDNA de IDUA e a sua validação foi feita utilizando-se sangue e/ou fibroblastos de pacientes com diagnóstico molecular já estabelecido pela metodologia tradicional. Finalmente, foi sugerida uma nova abordagem otimizada de análise de DNA através da análise das freqüências de mutações descritas na literatura. O estudo do RNA pareceu, num primeiro momento, bastante vantajoso, sendo realizado em menos tempo e com custo reduzido para a genotipagem completa do gene. Para pesquisa das mutações comuns, a análise por RNA teve um custo mais alto, porém uma redução de 60% no tempo de processamento. Passou-se para a padronização da técnica, que foi realizada com sucesso. Entretanto, na etapa de validação observou-se que em pacientes com mutações sem sentido ou que alteram o sítio de splice, não são corretamente diagnosticados através dessa metodologia. Apenas as mutações com sentido trocado aparecem claramente, porém ainda assim pacientes heterozigotos compostos para essas mutações e uma mutação sem sentido são incorretamente diagnosticados como homozigotos, devido à falha de amplificação do alelo com mutação sem sentido. Como a abordagem proposta inicialmente não foi satisfatória, procurou-se uma estratégia otimizada de análise de DNA através do seqüenciamento direto de éxons com maior freqüência de mutações. Essa nova abordagem utilizando DNA ainda necessita ser validada em uma amostra de pacientes para que se possa conhecer o seu real impacto no tempo e custo do diagnóstico molecular de pacientes com MPS I. / Mucopolisaccharidosis type I (MPS I) is an autosomal recessive genetic disorder caused by the deficiency of the lysosomal enzyme α-L-iduronidase (IDUA), responsible for the degradation of dermatan and heparan sulfate. The storage of these undegraded or partially degraded substrates causes the various clinical manifestations of the disease that can be classified into three main forms: Scheie Syndrome (MPS I S), the attenuated form; Hurler- Scheie Syndrome (MPS I HS), the intermediate form; and Hurler Syndrome (MPS I H), the severe form. Early and precise molecular diagnosis can be performed by DNA analysis. However, as this methodology is time and resource-consuming, more efficient approaches are needed. Initially, a comparison between the traditional DNA analysis and RNA-based analysis was performed for each step of both techniques. Then, the RNA-based technique was set up using a plasmid with IDUA cDNA and validated on patients with molecular diagnosis already performed by DNA analysis. Finally, an optimized strategy for DNA-based analysis based on the mutation frequencies was proposed. In comparison with DNA-based analysis, RNA studies seem more advantageous, as it is less expensive and faster for whole gene sequencing. For the screening of common mutations it is more expensive but 60% less time-consuming. This technique was successfully set-up. However, at the validation step it was noticed that nonsense and splice site mutations are not correctly diagnosed by this methodology. Missense mutations can be clearly identified even though compound heterozygotes with nonsense mutations are wrongly diagnosed as homozygotes due to amplification failure of the nonsense carrying allele. As this approach was considered unsuitable for the analysis of MPS I patients, a new optimized strategy based on direct sequencing of selected exons was suggested. This approach still needs to be validated in a sample of patients so that its real impact on molecular diagnosis of MPS I can be established.

Mucopolissacaridose tipo II (MPS II) é uma doença de depósito lisossômico, que possui herança ligada ao cromossomo X, causada pela deficiência da enzima iduronato-2-sulfatase envolvida na degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs) dermatan e heparan sulfato. Os GAGs parcialmente degradados acumulam-se nos lisossomos, levando a disfunção celular, tecidual e orgânica. Os mecanismos envolvidos na fisiopatologia desta doença não estão completamente esclarecidos. Considerando que a geração de radicais livres está envolvida na patogênese de várias doenças, inclusive em alguns erros inatos do metabolismo, o objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros de estresse oxidativo em pacientes com MPS II, antes e durante os seis primeiros meses da terapia de reposição enzimática (TRE). Foram verificados níveis aumentados de malondialdeído (MDA) e de grupamentos carbonila plasmáticos assim como da atividade da catalase eritrocitária (CAT) em pacientes com MPS II antes do tratamento quando comparado com os controles. Por outro lado, o conteúdo de grupamentos sulfidrila e o estado antioxidante total (TAS) plasmáticos estavam significativamente diminuídos, enquanto a atividade da superóxido dismutase (SOD) eritrocitária não estava alterada antes do início do tratamento quando comparado com os controles. Durante a TRE, houve uma redução significativa nos níveis de MDA e um aumento significativo de grupamentos sulfidrila, quando comparados com o pré-tratamento. Ainda, foi analisado o dano ao DNA em leucócitos periféricos através do ensaio cometa em pacientes com MPS II no pré-tratamento e durante a TRE. Foi encontrado um aumento significativo no dano ao DNA antes do tratamento quando comparado com os controles e a TRE levou à significante diminuição desse dano quando comparado com o prétratamento. Além disso, foi verificada uma correlação positiva significativa entre o dano ao DNA e os níveis de MDA, assim como com o conteúdo de grupamentos carbonila. Nossos resultados mostram que pacientes com MPS II estão sujeitos a dano oxidativo a lipídios, proteínas e DNA e, pioneiramente, mostram que a TRE é capaz de protegê-los contra esses danos. / Mucopolysaccharidosis type II (MPS II) is a lysosomal storage disease, which has Xlinked inheritance, caused by deficiency of iduronate-2-sulfatase enzyme involved in degradation of glycosaminoglycans (GAGs) dermatan and heparan sulfate. The partially degraded GAGs accumulate in lysosomes, leading to cellular, tissue and organic dysfunction. The mechanisms involved in the pathophysiology of this disease are not completely understood. Considering that the generation of free radicals is involved in the pathogenesis of many diseases, including some inborn errors of metabolism, the aim of this study was to evaluate oxidative stress parameters in patients with MPS II, before and during the first six months of enzyme replacement therapy (ERT). It was veified significantly increased levels of malondialdehyde (MDA) and carbonyl group content in plasma as well as erythrocyte catalase (CAT) activity in patients with MPS II before treatment when compared with controls. On the other hand, plasma sulfhydryl group content and total antioxidant status (TAS) were significantly reduced, while erythrocyte superoxide dismutase (SOD) activity was not altered before the beginning of treatment when compared to controls. During ERT, there was a significant reduction in MDA levels and a significant increase in sulfhydryl groups, when compared to pretreatment. Also, it was analyzed the DNA damage in peripheral leukocytes by the comet assay in MPS II patients at pretreatment and during ERT. It was verified a significant increase in DNA damage before treatment when compared with controls and ERT induced a significant reduction of this damage compared to pretreatment. Furthermore, we observed a significant positive correlation between DNA damage and MDA levels as well as with carbonyl group content. Our results show that MPS II patients are subject to lipid, protein and DNA oxidative damage and, for the first time, show that ERT is able to protect them against such damage.

Introdução:Mucopolissacaridose tipo II é uma doença lisossômica causada pela deficiência da enzima idounato-2-sulfatase. A incidência de MPS II é muito baixa, geralmente menos de 1 caso para cada 1.000.000 recém-nascidos. Até o presente momento, cerca de 340 mutações foram identificadas no gene da idorunatosulfatase. Objetivo: O presente trabalho teve como objetivo principal identificar as alterações moleculares presentes em 149 pacientes brasileiros e sul americanos com diagnóstico bioquímico de MPS II. Métodos: Após a realização do protocolo inicial proposto e que incluía o sequenciamento completo do gene IDS, alguns pacientes não apresentaram alterações e foram incluídos num protocolo adicional para casos “especais”. Resultados: Uma deleção de 178pb foi encontrada na região promotora do gene, em 2 pacientes que não apresentaram alterações em região codificante, bem como outros 2 pacientes apresentaram um polimorfismo na mesma região, que nunca havia sido relatado em pacientes com MPS II. A detecção de uma deleção em 3 pacientes através da técnica de PCR convencional,exon por exon, nos mostrou que a deleção se estendia da região proximal do gene IDS até a região dos genes FRAXA e FRAXE, contudo análises adicionais, através de SNP-array, confirmaram a deleção restrita a estas regiões em 2 pacientes e identificaram a deleção total retrita ao gene IDS em outro. Após a análise de 105 pacientes com MPS II, 30 novas mutações foram encontradas o que demonstra uma grande heterogeneidade genica. Conclusão: Tais análises são importantes para elucidar o defeito básico e assim poder identificar portadoras nas famílias, o que tem uma importância fundamental para o aconselhamento genético, diagnóstico pré-natal e prevenção de novos casos. Adicionalmente, a informação sobre o defeito genéticomolecular é muito importante para a predição do fenótipo e consequentemente para a definição da melhor estratégia de tratamento. / Background: Mucopolysaccharidosis type II is a lysosomal disease caused by deficiency of the enzyme idounate-2-sulfatase. The incidence of MPS II is very low, usually less than 1 case per 1 million newborns. To date, about 340 mutations have been identified in the IDS gene. Objective: This study aimed to identify the molecular alterations present in 149 Brazilian and South American patients with biochemical diagnosis of MPS II. Methods: After molecular analysis using the initial protocol proposed, wich included complete sequencing of the IDS gene, someof the patients showed no DNA alterations of the gene coding region and were included an additional protocol for “special” cases. Results: A deletion of 178pb was found in the promoter region of the gene in two patients. An other 2 patients had a polymorphism in the same region, which had never been reported in patients with MPS II. A deletion was observed in 3 patients by conventional PCR, exon by exon, which extended from the proximal IDS gene until the fagile sites FRAXA and FRAXE. Additional analyzes using SNP-array confirmed the deletion of those regions in two patients and have identified the full deletion restricted to IDS in another. After analysis of 105 patients with MPS II, 30 new mutations were found which shows a broad genomic heterogeneity. Conclusion: Such analyzes are important to elucidate the basic defect and thus enable to identify carriers in families, which is of fundamental importance for genetic counseling, prenatal diagnosis and prevention of new cases. In addition, information about the molecular genetic defect is very important for the prediction of phenotype and thus for defining the best tstrategy for treatment.

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No. of bitstreams: 1 Tese - José Maria Cabral.pdf: 2564703 bytes, checksum: 7c12bbf1d7242ebf4c86cdbdfcc713e1 (MD5) Previous issue date: 2013-11-28 / Hunter syndrome, or mucopolysaccharidosis II is one of the seven types of MPSs, lysosomal storage diseases inserted in the inborn errors of metabolism universe. Mutations in iduronate-2-sulfatase gene (IDS) cause deficiency of the homonymous enzyme activity and define the accumulation of GAG heparan and dermatan sulfate in the lysosomes, leading to dysfunction of cells, tissues and organs and clinical manifestations of wide phenotypic variety. The measures of the IDS gene expression in leukocytes by PCR in real time relative values evaluated by cDNA, were low in all five patients amazonenses in repeated tests, including in subjects with symptoms suggestive and no biochemical evidence. The partial sequencing of genomic DNA by choice of exon 9, home region of most mutations in Brazilian patients, to verify the presence of point mutation in all patients allowed to question the standard status gold of biochemical measurement of IDS enzyme for diagnosis. The use of PCR real time, via high-resolution melting analysis (HRM), proved to be useful for the identification of women with the mutant allele. Sequencing and HRM should be inserted in the flowchart for the confirmation of the disease with the accuracy of the advantages of early diagnosis and genetic counseling in more scientific basis. Plasma levels of manganese (Mn++) and B vitamins (pyridoxine and cobalamin) proved the deficiency of these items in patients and families, denouncing nutritional deficiency. Discusses the hypothesis that hipomanganesemia is directly related to low activity of IDS enzyme. The hypovitaminosis B6 and B12, in turn, can be related to hiperhomocistinemia / hypomethylation and changes in the methylation pattern of the IDS gene, further modifying gene expression and phenotypic defining multiple frames. This study advances the understanding of epigenetic accustomed processes to Hunter syndrome and justifies the development of new research in which a broader approach to validate low-cost therapeutic measures that are established in early childhood, pre-symptomatic, may prove to be able to modify the natural history of the disease to ensure greater efficiency of enzyme therapy and more favorable clinical outcome. / A Síndrome de Hunter ou Mucopolissacaridose II representa um dos sete tipos de MPSs, doenças de depósito lisossômico inseridas no universo dos erros inatos do metabolismo. Mutações no gene iduronato-2-sulfatase (IDS) causam deficiência da atividade da enzima homônima e definem o acúmulo de GAGsheparan e dermatan sulfato nos lisossomos, levando à disfunção de células, tecidos e órgãos e manifestações clínicas de ampla variedade fenotípica. As medidas da expressão do gene IDS em leucócitos através da PCR em tempo real, avaliadas pelos valores relativos de cDNA, foram baixas em todos os cinco pacientes amazonenses, em testes repetidos,inclusive no indivíduo com clínica sugestiva e sem comprovação bioquímica.O sequenciamento parcial do DNA genômico por escolha do éxon 9, região sede da maioria das mutações em pacientes brasileiros,ao constatar a presença de mutação pontual em todos os pacientes estudados, permitiu questionar o status de padrão ouro das dosagens bioquímicas da enzima IDS para o diagnóstico. O emprego da PCR real time, via análise de fusão de alta resolução (HRM), mostrou-se útil para a identificação das mulheres portadoras do alelo mutante. Sequenciamento e HRM devem ser inseridos no fluxograma para a confirmação da doença com as vantagens da precisão do diagnóstico precoce e do aconselhamento genético em bases mais científicas. As dosagens plasmáticas de manganês (Mn++) e de vitaminas do complexo B (piridoxina e cobalamina) comprovaram a deficiência desses itens em pacientes e familiares, denunciando carência nutricional. Discute-se a hipótese de que a hipomanganesemia esteja diretamente relacionada à baixa atividade da enzima IDS. As hipovitaminoses B6 e B12, por sua vez, podem estar relacionadas à hiperhomocistinemia/hipometilação e alterações no padrão de metilação do gene IDS, modificando ainda mais a expressão do gene e definindo quadros fenotípicos múltiplos. Este estudo avança no entendimento dos processos epigenéticosafeitos à síndrome de Hunter e justifica o empreendimento de novas pesquisas, nas quais uma abordagem mais ampla possa validar medidas terapêuticas de baixo custo que se instituídas em idade mais tenra,pré-sintomática,podem revelar-se capazes de modificar a história natural da doença aogarantir maior eficiência da terapia enzimática e evolução clínica mais favorável.