Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2003. / Härtill 6 uppsatser.

In this work, we have analysed the temporal dynamics of gut-dwelling bacteria and Borrelia in the gut of the deer tick Ixodes ricinus. Using quantitative PCR, we have shown that levels of the tick intestinal microflora are profoundly decreased at later stages of feeding on whole blood but not on serum. Even though we noted that host complement system manages to interfere with Borrelia viability in vitro, we did not see any effect of host complement on Borrelia acquisition in adult ticks in vivo. However, we revealed that host hemoglobin is essential for Borrelia proliferation in the tick gut. All together, these data imply that, during feeding, levels of gut-dwelling bacteria and Borrelia are determined by the host. While hemoglobin seems to be detrimental for gut-dwelling bacteria, Borrelia require it in order to proliferate. During off-host stage, we showed that levels of gut-dwelling microflora are regulated by an intestinal transmembrane enzyme Dual oxidase. In conclusion, we aimed, and mostly succeeded, to perform pilot experiments describing the biology of a complex process of regulating gut microflora in the vector Ixodes ricinus and extend it by its impact on Borrelia acquisition

A diabetes é um distúrbio endócrino do metabolismo dos carboidratos clinicamente caracterizado por hiperglicemia, resultante da incapacidade do organismo em secretar insulina, defeitos na sua ação ou ambos. Recentemente, as conseqüências neurológicas da diabetes no sistema nervoso central têm recebido maior atenção, entretanto os mecanismos pelos quais a hiperglicemia é capaz de danificar o tecido nervoso ainda permanecem pouco esclarecidos. Estudos recentes têm demonstrado que a hiperglicemia é capaz de induzir dano oxidativo em cérebro de ratos. Portanto, o presente trabalho objetivou produzir um modelo de hiperglicemia neonatal em ratos e investigar o papel do estresse oxidativo (EO) na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal. Para a indução do modelo de hiperglicemia neonatal foram utilizados ratos Wistar de 5 dias de vida que foram submetidos a administração intraperitoneal de 100 mg/Kg de peso corporal de estreptozotocina (STZ), sendo que 5 dias após a administração de STZ os animais foram sacrificados e a média glicêmica do grupo diabético (222 mg/dL) durante todo tratamento é 82% maior do que a média do grupo controle (121 mg/dL). Os efeitos da hiperglicemia neonatal induzida por STZ foram estudados sobre os seguintes parâmetros de EO em cérebro de ratos: as atividades das enzimas glicose-6-fosfatodesidrogenase (G6PD), 6-fosfogluconato-desidrogenase (6PGD) e NADPH oxidase (Nox); o conteúdo de ânion superóxido (O2 -); as atividades das principais enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSHPx) e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Os ratos submetidos ao modelo de hiperglicemia neonatal apresentaram alto conteúdo de O2•- através da ativação da NADPH oxidase, possivelmente esta ativação dependa do NADPH derivado das enzimas G6PD e 6PGD. Além disso, o aumento dos níveis de O2 - pode ter promovido um efeito rebote de aumento das atividades das principais enzimas antioxidantes (SOD, CAT e GSHPx) e ter induzido a lipoperoxidação em cérebro de ratos. Portanto, esses resultados sugerem que o EO pode representar um mecanismo envolvido nos efeitos da hiperglicemia no sistema nervoso central de ratos neonatos. No entanto, outros estudos parecem ser necessários a fim de melhor caracterizar o papel das espécies reativas na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal. / Diabetes is an endocrine disorder of carbohydrate metabolism characterized by hyperglycemia and is the result of body’s inability to secret insulin or a defect of insulin action or both. The neurological consequences of diabetes on the central nervous system have most recently been received greater attention, but the mechanisms by which hyperglycemia can cause brain damage remain poorly understood. Recent studies have shown that hyperglycemia induces oxidative damage in rat brain. Therefore, this study aimed to produce a model neonatal hyperglycemia and investigate the role of oxidative stress (OS) in the neurotoxicity of neonatal hyperglycemia. The neonatal hyperglycemia was induced by one intraperitoneal administration of 100 mg/ kg body weight of streptozotocin (STZ), 5 days after the STZ administration, the animals were killed and the glucose diabetic group mean (222 mg/dL) during all treatment was 82% higher than the control group mean (121 mg/dL). So, the effects of streptozotocin-induced neonatal hyperglycemia were studied on the following oxidative stress parameters from rat brain: the activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGD) and NADPH oxidase (Nox), the content of superoxide anion (O2•-), the activities of the main antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSHPx), and thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS). Rats subjected to a model of neonatal hyperglycemia presented high content of O2•- through activation of NADPH oxidase and it is possible that this activation was dependent of G6PD- and 6PGD-derived NADPH. Also, increased levels on O2•- may have promoted a rebout effect, through to enhanced antioxidant enzymes activities (SOD, CAT and GSHPx) and led to lipid peroxidation in the brain. So, these results suggest that OS could represent a mechanism to understand the harmful effect of hyperglycemia on the central nervous system. However, further studies appear to be worthwhile in order to better characterize the role of reactive species in the neurotoxicity of neonatal hiperglycemia.

A diabetes é um distúrbio endócrino do metabolismo dos carboidratos clinicamente caracterizado por hiperglicemia, resultante da incapacidade do organismo em secretar insulina, defeitos na sua ação ou ambos. Recentemente, as conseqüências neurológicas da diabetes no sistema nervoso central têm recebido maior atenção, entretanto os mecanismos pelos quais a hiperglicemia é capaz de danificar o tecido nervoso ainda permanecem pouco esclarecidos. Estudos recentes têm demonstrado que a hiperglicemia é capaz de induzir dano oxidativo em cérebro de ratos. Portanto, o presente trabalho objetivou produzir um modelo de hiperglicemia neonatal em ratos e investigar o papel do estresse oxidativo (EO) na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal. Para a indução do modelo de hiperglicemia neonatal foram utilizados ratos Wistar de 5 dias de vida que foram submetidos a administração intraperitoneal de 100 mg/Kg de peso corporal de estreptozotocina (STZ), sendo que 5 dias após a administração de STZ os animais foram sacrificados e a média glicêmica do grupo diabético (222 mg/dL) durante todo tratamento é 82% maior do que a média do grupo controle (121 mg/dL). Os efeitos da hiperglicemia neonatal induzida por STZ foram estudados sobre os seguintes parâmetros de EO em cérebro de ratos: as atividades das enzimas glicose-6-fosfatodesidrogenase (G6PD), 6-fosfogluconato-desidrogenase (6PGD) e NADPH oxidase (Nox); o conteúdo de ânion superóxido (O2 -); as atividades das principais enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSHPx) e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Os ratos submetidos ao modelo de hiperglicemia neonatal apresentaram alto conteúdo de O2•- através da ativação da NADPH oxidase, possivelmente esta ativação dependa do NADPH derivado das enzimas G6PD e 6PGD. Além disso, o aumento dos níveis de O2 - pode ter promovido um efeito rebote de aumento das atividades das principais enzimas antioxidantes (SOD, CAT e GSHPx) e ter induzido a lipoperoxidação em cérebro de ratos. Portanto, esses resultados sugerem que o EO pode representar um mecanismo envolvido nos efeitos da hiperglicemia no sistema nervoso central de ratos neonatos. No entanto, outros estudos parecem ser necessários a fim de melhor caracterizar o papel das espécies reativas na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal. / Diabetes is an endocrine disorder of carbohydrate metabolism characterized by hyperglycemia and is the result of body’s inability to secret insulin or a defect of insulin action or both. The neurological consequences of diabetes on the central nervous system have most recently been received greater attention, but the mechanisms by which hyperglycemia can cause brain damage remain poorly understood. Recent studies have shown that hyperglycemia induces oxidative damage in rat brain. Therefore, this study aimed to produce a model neonatal hyperglycemia and investigate the role of oxidative stress (OS) in the neurotoxicity of neonatal hyperglycemia. The neonatal hyperglycemia was induced by one intraperitoneal administration of 100 mg/ kg body weight of streptozotocin (STZ), 5 days after the STZ administration, the animals were killed and the glucose diabetic group mean (222 mg/dL) during all treatment was 82% higher than the control group mean (121 mg/dL). So, the effects of streptozotocin-induced neonatal hyperglycemia were studied on the following oxidative stress parameters from rat brain: the activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGD) and NADPH oxidase (Nox), the content of superoxide anion (O2•-), the activities of the main antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSHPx), and thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS). Rats subjected to a model of neonatal hyperglycemia presented high content of O2•- through activation of NADPH oxidase and it is possible that this activation was dependent of G6PD- and 6PGD-derived NADPH. Also, increased levels on O2•- may have promoted a rebout effect, through to enhanced antioxidant enzymes activities (SOD, CAT and GSHPx) and led to lipid peroxidation in the brain. So, these results suggest that OS could represent a mechanism to understand the harmful effect of hyperglycemia on the central nervous system. However, further studies appear to be worthwhile in order to better characterize the role of reactive species in the neurotoxicity of neonatal hiperglycemia.

A diabetes é um distúrbio endócrino do metabolismo dos carboidratos clinicamente caracterizado por hiperglicemia, resultante da incapacidade do organismo em secretar insulina, defeitos na sua ação ou ambos. Recentemente, as conseqüências neurológicas da diabetes no sistema nervoso central têm recebido maior atenção, entretanto os mecanismos pelos quais a hiperglicemia é capaz de danificar o tecido nervoso ainda permanecem pouco esclarecidos. Estudos recentes têm demonstrado que a hiperglicemia é capaz de induzir dano oxidativo em cérebro de ratos. Portanto, o presente trabalho objetivou produzir um modelo de hiperglicemia neonatal em ratos e investigar o papel do estresse oxidativo (EO) na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal. Para a indução do modelo de hiperglicemia neonatal foram utilizados ratos Wistar de 5 dias de vida que foram submetidos a administração intraperitoneal de 100 mg/Kg de peso corporal de estreptozotocina (STZ), sendo que 5 dias após a administração de STZ os animais foram sacrificados e a média glicêmica do grupo diabético (222 mg/dL) durante todo tratamento é 82% maior do que a média do grupo controle (121 mg/dL). Os efeitos da hiperglicemia neonatal induzida por STZ foram estudados sobre os seguintes parâmetros de EO em cérebro de ratos: as atividades das enzimas glicose-6-fosfatodesidrogenase (G6PD), 6-fosfogluconato-desidrogenase (6PGD) e NADPH oxidase (Nox); o conteúdo de ânion superóxido (O2 -); as atividades das principais enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSHPx) e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Os ratos submetidos ao modelo de hiperglicemia neonatal apresentaram alto conteúdo de O2•- através da ativação da NADPH oxidase, possivelmente esta ativação dependa do NADPH derivado das enzimas G6PD e 6PGD. Além disso, o aumento dos níveis de O2 - pode ter promovido um efeito rebote de aumento das atividades das principais enzimas antioxidantes (SOD, CAT e GSHPx) e ter induzido a lipoperoxidação em cérebro de ratos. Portanto, esses resultados sugerem que o EO pode representar um mecanismo envolvido nos efeitos da hiperglicemia no sistema nervoso central de ratos neonatos. No entanto, outros estudos parecem ser necessários a fim de melhor caracterizar o papel das espécies reativas na neurotoxicidade da hiperglicemia neonatal. / Diabetes is an endocrine disorder of carbohydrate metabolism characterized by hyperglycemia and is the result of body’s inability to secret insulin or a defect of insulin action or both. The neurological consequences of diabetes on the central nervous system have most recently been received greater attention, but the mechanisms by which hyperglycemia can cause brain damage remain poorly understood. Recent studies have shown that hyperglycemia induces oxidative damage in rat brain. Therefore, this study aimed to produce a model neonatal hyperglycemia and investigate the role of oxidative stress (OS) in the neurotoxicity of neonatal hyperglycemia. The neonatal hyperglycemia was induced by one intraperitoneal administration of 100 mg/ kg body weight of streptozotocin (STZ), 5 days after the STZ administration, the animals were killed and the glucose diabetic group mean (222 mg/dL) during all treatment was 82% higher than the control group mean (121 mg/dL). So, the effects of streptozotocin-induced neonatal hyperglycemia were studied on the following oxidative stress parameters from rat brain: the activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGD) and NADPH oxidase (Nox), the content of superoxide anion (O2•-), the activities of the main antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSHPx), and thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS). Rats subjected to a model of neonatal hyperglycemia presented high content of O2•- through activation of NADPH oxidase and it is possible that this activation was dependent of G6PD- and 6PGD-derived NADPH. Also, increased levels on O2•- may have promoted a rebout effect, through to enhanced antioxidant enzymes activities (SOD, CAT and GSHPx) and led to lipid peroxidation in the brain. So, these results suggest that OS could represent a mechanism to understand the harmful effect of hyperglycemia on the central nervous system. However, further studies appear to be worthwhile in order to better characterize the role of reactive species in the neurotoxicity of neonatal hiperglycemia.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao leonardo ciencia animal.pdf: 381642 bytes, checksum: 916af2bb18068d3efe78bdc7c8582617 (MD5) Previous issue date: 2009-10-29 / Myxomatous mitral valve degeneration (MMVD) or mitral valve endocardiosis is an endocardial age-related disease characterized by the mucopolysaccharide (MPS) accumulation and by collagen degeneration in mitral valves of many species, especially in humans, dogs and swine. Metalloproteinases (MMP) are proteolytic enzymes responsible for the extracellular matrix (ECM) remodelling in regular and pathological tissue. It has been suggested that the changing of the valvular distribution of these enzymes might be responsible for MMVD genesis. Likewise, vasoactive substances like nitric oxide (NO) played a role in the endocardiosis development. The aim of this study was to evaluate the histological changes, the expression of nitric oxide synthase (NADPH-d) and the immunohistochemical localization of MMP-2 and MMP-9 in the anterior leaflet in dogs and swine with regular mitral valves and those with endocardiosis. For this purpose, two experiments were done. First, 12 mitral valves of dogs and 22 of swine were analyzed. Valves were fixed in a 4% paraformaldehyde, exposed to NADPH-d reaction, processed routinely and microscopically evaluated for the detection of MPS deposition, collagen degeneration and fibrosis. In dogs, very high intensity reaction to NADPH-d was associated with higher endocardiosis degree and with presence of MPS deposition as well as collagen degeneration. There was no alteration in colour during the swine valves reaction to NADPH-d. In conclusion, NO works in canine mitral valves, remodeling MEC and playing a role in dogs mitral endocardiosis disease. In swine, it is suggested that NO has restricted action in MEC or there are major differences on the structures of swine valves because there was no reaction to NADPH-d and absence of macroscopical endocardiosis lesions. For the second study, 25 mitral valves of dogs and 32 valves of swine were also analyzed. Valves were macroscopically evaluated for the occurrence or not of endocardiosis. They were fixed in a 4% paraformaldehyde, routinely processed and submitted to immunohistochemical reaction and microscopically evaluated for the intensity of antigen labelling and for the number of positive cells, as well as MPS deposition, collagen degeneration and fibrosis. In dogs, DMVM is characterized by MPS accumulation. This collagen deposition and degeneration are directly related to the endocardiosis level. The MMP-2 and MMP-9 enzymes are involved in dogs myxomatous mitral valve degeneration process. In swine, even with the lack of microscopical endocardiosis there was observed some MPS deposition changes, especially in females. In these animals valves there are constitutive expression of MMP-2 and MMP-9, what suggests the action of these enzymes in the normal MEC mitral valvular remodeling in young and old female pigs / A degeneração mixomatosa da válvula mitral (DMVM) ou endocardiose mitral é uma doença do endocárdio valvular relacionada com a idade e caracterizada por acúmulo de mucopolissacarídeos (MPS) e degeneração do colágeno na mitral de várias espécies mamíferas, sendo observada com maior frequência em humanos, cães e suínos. Metaloproteinases (MMP) são enzimas proteolíticas dependentes do zinco, responsáveis pelo remodelamento da matriz extracelular (MEC) em processos normais e patológicos de vários tecidos. A alteração na expressão e a distribuição valvular dessas enzimas estão envolvidas na gênese da DMVM. Da mesma forma, substâncias vasoativas como o óxido nítrico (NO) tem papel importante no desenvolvimento da endocardiose. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar as alterações histológicas, a expressão da sintase de óxido nítrico (NADPH-d), e o padrão de marcação imunoistoquímica de MMP-2 e MMP-9 no folheto anterior da válvula mitral normal e com endocardiose de cães, de suínos jovens e matrizes. Para isso, realizaram-se dois experimentos. No primeiro foram utilizadas 12 mitrais de cães adultos a idosos, 22 válvulas de suínos, 10 de animais com idade de sete e oito meses, e 12 mitrais de matrizes entre cinco e seis anos. As válvulas foram avaliadas macroscopicamente quanto ocorrência ou não de endocardiose, colhidas, fixadas em paraformaldeído a 4%, submetidas à reação de NADPH-d, incluídas em parafina e avaliadas microscopicamente quanto à deposição de mucopolissacarídeos (MPS), degeneração do colágeno, fibrose e grau de endocardiose. Nas válvulas caninas quanto maior a intensidade da reação de NADPH-d, maiores eram o grau de endocardiose, a deposição de MPS e a degeneração do colágeno. Nas válvulas suínas não houve coloração à reação de NADPH-d. Com isso, concluiu-se que o NO atua na mitral canina, remodelando a MEC e participando da patogenia da endocardiose mitral nessa espécie. Na mitral suína sugere-se a ação restrita do NO no remodelamento da MEC ou diferenças estruturais na válvula desta espécie, já que não houve reação ao NADPH-d e lesões macroscópicas de endocardiose. No segundo estudo foram utilizadas 25 mitrais de cães adultos e idosos e 32 válvulas de suínos, sendo 10 de animais com idade de sete e oito meses, e 22 mitrais de matrizes entre cinco e seis anos. As válvulas foram avaliadas macroscopicamente quanto ocorrência ou não de endocardiose, fixadas em paraformaldeído a 4%, incluídas em parafina, submetidas à reação de imunoistoquímica e avaliadas microscopicamente quanto à intensidade de marcação e número de células marcadas, quanto à deposição de MPS, degeneração do colágeno e fibrose. Nos cães, concluiu-se que a DMVM é caracterizada por acúmulo de MPS e degeneração do colágeno, que estão diretamente relacionadas ao grau de endocardiose e, consequentemente, à gravidade da doença valvular. Ainda, as enzimas MMP-2 e MMP-9 estão envolvidas na degeneração mixomatosa da válvula canina. Em suínos, mesmo na ausência macroscópica de endocardiose podem ser observadas alterações como deposição de MPS, degeneração do colágeno e fibrose, sendo esta última evidente em matrizes. Também, nesses animais há expressão constitutiva de MMP-2 e MMP-9, sugerindo a participação dessas enzimas no remodelamento da MEC valvular mitral normal em suínos jovens e matrizes

A principal função da glândula tireoide é a produção dos hormônios T3 e T4, que promovem a regulação do consumo energético no organismo. O hipotireoidismo congênito (HC) é um distúrbio metabólico sistêmico, onde a produção de T3 e T4 no período neonatal é insuficiente. O HC por disormonogênese é uma doença causada por erros inatos na síntese de T3 e T4, com herança autossômica recessiva. Já foram descritas mutações nos genes NIS, SLC26A4, DUOX2, DUOXA2, TPO, TG e DEHAL-1. O defeito na organificação do iodeto (DOI) é o mais comum na disormonogênese, sendo a falha mais frequente na TPO, seguida pelas proteínas DUOX2 e DUOXA2. A TPO é responsável pela oxidação do iodeto, pela iodação da tireoglobulina e pelo acoplamento das tirosinas iodinizadas. Já foram descritas 70 mutações ao longo de todo o gene TPO. Por ser uma heme peroxidase, a TPO requer H2O2 para sua função. O principal núcleo catalítico gerador de H2O2 na tireoide é o complexo DUOX2/DUOXA2. Foram descritas 25 mutações no gene DUOX2 e uma única mutação no gene DUOXA2. Em estudo anterior, avaliamos pacientes com HC após os 3 anos de idade para estabelecimento do diagnóstico etiológico, através de dosagem de TG sérica, ultrassonografia, captação e mapeamento da tireoide com 131I. Sete pacientes apresentaram DOI. Nestes pacientes avaliamos o gene TPO e identificamos diversos SNPs já descritos na literatura. Um paciente apresentou a mutação p.Q660E em heterozigose, outro paciente o SNP p.R584Q em homozigose, e um terceiro paciente as alterações p.Q660E e p.584Q em heterozigose composta. Os objetivos deste estudo foram pesquisar mutações dos genes DUOX2 e DUOXA2 nos pacientes com DOI e realizar o estudo funcional da alteração p.R584Q na TPO. Para o estudo molecular, extraímos o DNA de leucócitos periféricos dos pacientes e seus familiares, seguido de amplificação por PCR, e sequenciamento automático, e os resultados comparados com as sequencias normais de cada gene (GenBank). Na análise funcional da alteração p.R584Q na TPO, células HeLa foram transfectadas com plasmídios pcDNA contendo o gene da TPO normal e alterado, e a atividade das proteínas produzidas pelas células foi avaliada pelo sistema AmplexRed. Análises in silico foram realizadas com os programas de bioanálise PolyPhen, MutationTaster, SIFT e PSIPRED. Ao final do estudo molecular, no gene DUOX2, identificamos 20 SNPs previamente descritos, incluindo o SNP funcional p.H678R (rs57659670), presente em heterozigose em 3 pacientes. Também identificamos a nova substituição p.A1087V em heterozigose em um paciente. De acordo com dados dos programas de bioanálise, a alteração p.A1087V é prejudicial e o SNP p.H678R é tolerável. No gene DUOXA2 identificamos 5 polimorfismos previamente descritos e nenhuma mutação. No estudo funcional, verificamos uma diminuição significativa da atividade da TPO portadora da alteração p.R584Q em comparação à proteína normal (5% de atividade residual; p=0,0193). De acordo com os dados dos programas de bioanálise, a alteração p.R584Q é prejudicial. Três pacientes não apresentaram alterações nas regiões estudadas dos genes TPO, DUOX2 e DUOXA2. As revisões dos dados clínicos e laboratoriais sugerem a presença de outras proteínas alteradas, como TG, Pendrina ou receptor do TSH. Um paciente apresentou a nova alteração p.A1087V na DUOX2 em heterozigose e nenhuma outra alteração nas regiões estudadas dos genes avaliados. Cogitamos a presença de alterações em regiões não avaliadas ou ainda a expressão monoalélica de DUOX2. O SNP funcional p.H678R na DUOX2 foi identificado em três pacientes com alterações na TPO: um com a alteração p.R584Q em homozigose, outro com a p.R584Q e a mutação p.Q660E em heterozigose composta. Estes dois pacientes apresentam os dois alelos da TPO alterados, justificando o DOI. O terceiro caso apresentou apenas a mutação p.Q660E em heterozigose, podendo apresentar alterações em regiões não avaliadas ou ainda a expressão monoalélica da TPO. Concluímos que definimos o diagnóstico molecular de 4 dos nossos pacientes, que apresentaram importantes alterações nos genes avaliados, e ressaltamos que a alteração p.R584Q na TPO provoca perda da atividade, causando DOI / The main role of the thyroid gland is to produce T3 and T4, which promote the regulation of body energy intake. Congenital hypothyroidism (CH) is a systemic metabolic disorder where T3 and T4 production during neonatal period is insufficient. CH due to dyshormonogenesis is a disease caused by inborn errors in T3 and T4 synthesis, with autosomal recessive inheritance. Mutations in NIS, SLC26A4, DUOX2, DUOXA2, TPO, TG and DEHAL-1 genes have been described. The iodide organification defect (IOD) is the most common cause of dyshormonogenesis, being the TPO defect the most frequent, followed by defects in DUOX2 and DUOXA2 proteins. TPO is responsible for iodide oxidation, tyrosine iodination and its coupling. Seventy mutations have been described throughout the gene. As a heme peroxidase, TPO requires H2O2 to its regular function. The main catalytic core for H2O2 generation in thyroid is the DUOX2/DUOXA2 complex. Twenty five mutations have been described in DUOX2 gene and only one mutation in DUOXA2 gene. In our previous study, we evaluated patients with CH after 3 years of age to establish their etiologic diagnosis, by combining serum TG, thyroid ultrasound, and radioiodide uptake with 131I. Seven patients were diagnosed with IOD. In these patients, we evaluated TPO gene and identified several already described SNPs. One patient had the p.Q660E mutation in heterozygous state, another patient had the SNP p.R584Q in homozygous state and a third one had p.Q660E and p.584Q in compound heterozygous state. The aims of this study were to search for mutations in DUOX2 and DUOXA2 genes in patients with IOD and perform a functional study of TPO p.R584Q change. For the molecular study, DNA was extracted from peripheral blood leukocytes of each patient and parents, followed by PCR, and automatic sequence, and the results were compared with normal sequences of each gene (GenBank). For functional analysis of TPO p.R584Q, HeLa cells were transfected with pcDNA plasmids containing normal and altered TPO gene and the protein activity was assessed by AmplexRed system. In silico analyzes were performed with the bioanalysis programs: PolyPhen, MutationTaster, SIFT and PSIPRED. At the end of the molecular study, in DUOX2 gene we identified 20 previously described SNPs, including the functional p.H678R SNP (rs57659670), present in heterozygous state in 3 patients. We also identified the new p.A1087V change in heterozygous state in one patient. According to bioassay programs datas, p.A1087V change is damage and p.H678R SNP is tolerable. In DUOXA2 gene we identified five previously described polymorphisms and no mutation. In TPO functional study, we observed a significant activity decrease of TPO p.R584Q compared to normal TPO (5% of activity; p=0.0193). According to bioassay programs datas, p.R584Q is damaging. Three patients showed no changes in TPO, DUOX2 and DUOXA2 genes studied regions. A review of clinical and laboratory data suggested the presence of other altered proteins, such as TG, Pendrin or TSH receptor. One patient had the new DUOX2 p.A1087V alteration in heterozygous state and no other changes in the studied regions of evaluated genes, suggesting that there could be changes in other nonevaluated regions or the monoallelic expression of DUOX2. The functional DUOX2 p.H678R SNP was identified in three patients with changes in TPO: one with p.R584Q change in homozygous state and another one with p.R584Q and p.Q660E in compound heterozygous state. These cases have the two alleles of TPO changed, justifying their IOD. A third case showed only the TPO p.Q660E mutation in heterozygous state. We speculate that the patient may present changes in regions nonevaluated or the monoallelic expression of TPO. We conclude that we defined the molecular diagnosis of four patients, that showed significant changes in evaluated genes, and that TPO p.R584Q change is functionally harmful, causing IOD

A doença granulomatosa crônica é uma imunodeficiência primária dos fagócitos causada por mutações no sistema NADPH oxidase resultando em burst oxidativo ausente ou reduzido. Nosso objetivo foi realizar uma análise genética molecular do complexo NADPH oxidase em pacientes com diagnóstico clínico de DGC. Cinqüenta e quatro pacientes com diagnóstico clínico sugestivo da DGC foram incluídos em nosso estudo. As populações de neutrófilos e monócitos foram avaliadas pela capacidade de produzir peróxido de hidrogênio por meio do teste de DHR. Dezoito pacientes apresentaram defeito no burst oxidativo, enquanto trinta e oito apresentaram produção de peróxido normal. O DNA genômico dos dezoito pacientes com burst oxidativo diminuído foi extraído, os genes da cadeia beta polipeptídica do complexo citocromo b e o factor citoplasmático de neutrófilos, foram sequenciados. Sete pacientes apresentaram diferentes mutações, tanto no gene CYBB como no NCF1. Concluímos que a combinação do teste de DHR e o sequenciamento direto são métodos eficazes para o diagnóstico genético da DGC. / Chronic granulomatous disease is a primary immunodeficiency caused by mutations in the phagocyte NADPH oxidase system resulting in absent or reduced oxidative burst. Our goal was to perform a molecular genetic analysis of complex NADPH oxidase in patients with clinical diagnosis of CGD. Fifty-four patients with a clinical diagnosis of CGD were included in our study. The populations of neutrophils and monocytes were evaluated for the ability to produce hydrogen peroxide through the DHR test. Eighteen patients had a defect in the oxidative burst, while thirty-eight had normal peroxide production. Genomic DNA of the eighteen patients with decreased oxidative burst was extracted, the genes the chain complex cytochrome beta polypeptide and the neutrophil cytoplasmic factor, were sequenced. Seven patients had different mutations, both in the CYBB gene as in NCF1. We conclude that the combination of direct sequencing and DHR test methods are effective for the genetic diagnosis of CGD.

O sistema NADPH oxidase é um complexo enzimático gerador de ânion superóxido formado pelas subunidades gp91-phox e p22-phox, p47-phox, p67-phox e p40-phox. O eixo IL-12/23-IFN-g é crítico para a ativação dos fagócitos e controle de infecções. Defeitos na ativação deste eixo resultam em infecções recorrentes e à MSMD, e podem levar à diminuição da expressão do componente gp91-phox. Em minha Dissertação de Mestrado (Aragão-Filho, 2009), vimos que as subunidades 1 e 2 do receptor do IFN-g são necessárias para a expressão dos genes NCF1 e NCF2 e para a ativação do sistema NADPH oxidase humano nos modelos experimentais de células humanas por nós utilizados. Assim, no presente trabalho de doutorado, continuamos a investigar o papel dos defeitos no eixo IL-12/23-IFN-g sobre o sistema NADPH oxidase utilizando novas linhagens celulares de pacientes com defeitos no eixo IL-12/23-IFN-g. Verificamos que há defeito secundário da ativação da NADPH oxidase em pacientes com defeitos no eixo IL-12/23-IFN-g, o que representa um novo mecanismo imunopatológico envolvido na MSMD. / The NADPH oxidase system is an enzymatic complex that generates superoxide anion, it is formed by gp91-phox, p22-phox, p47-phox, p67-phox and p40-phox subunits. The IL-12/23-IFN-g axis is critical for the phagocytes activation and infection control. Defects in this axis activation result in recurrent infections and MSMD, and can lead to decreased expression of gp91-phox component. In my Master Thesis (Aragão-Filho, 2009), we found that the subunits 1 and 2 of the IFN-g receptor are required for NCF1 and NCF2 gene expression and activation of human NADPH oxidase system in human experimental cell models that we used. Therefore, in the present doctoral work, we continue to investigate the role of IL-12/23-IFN-g axis defects on NADPH oxidase system using new cell lines from patients with IL-12/23-IFN-g axis defects. We verify that there is a secundary defect in the activation of the NADPH oxidase from patients with IL-12/23-IFN-g defects, what represents a new immunopathological mechanism involved in MSMD.