Neste trabalho realizou-se uma analise detalhada das vantagens e desvantagens da sequencia de Precessao Livre no Estado Estacionario (Steady State Free Precession - SSFP) para aquisicao rapida de espectros de Ressonancia Magnetica Nuclear (RMN) de 13C. O regime de SSFP e obtido atraves da aplicacao de um trem de pulsos de mesma fase, duracao e intensidade, separados por um intervalo de tempo (Tp) menor que os tempos de relaxacao longitudinal (T1) e transversal (T2) da amostra. Nestas condicoes e possivel acumular dezenas de espectros por unidade de T1, proporcionando um incremento significativo na razao sinal/ruido (s/r) do espectro. Ao comparar os resultados obtidos com as sequencias de SSFP e convencional (pulsos de 90 graus e T 5T1 p >= ), verificou-se que a SSFP apresentou um ganho medio de 30 vezes no tempo de analise para uma mesma s/r. No entanto, os espectros obtidos com a SSFP apresentam anomalias de fase e amplitude do sinal, decorrente da refocalizacao da magnetizacao na forma de um eco de spin. Comparou-se tambem a SSFP com a sequencia padrao usada para obtencao de espectros de 13C, que utiliza pulsos de 30 graus e Tp = 1.38s. Neste caso os ganhos da SSFP foram menores (5,5 vezes no tempo de analise para uma mesma s/r) verificando que a sequencia padrao utiliza a vantagem da SSFP (Tp < T1, T2). A formacao do eco e, consequente das anomalias de fase nao sao observadas na sequencia padrao, pois a aquisicao do sinal e truncada em 0,9s, e a ciclagem de fase dos pulsos reduz a formacao do eco, por levar a uma perda de coerencia do sinal SSFP. Neste trabalho tambem analisou-se os metodos propostos por Rudakov, Freeman e Hill e Schwenk para supressao destas anomalias nos espectros de RMN 13C quando adquiridos no regime de SSFP. Os resultados demonstraram que a aplicacao destas metodologias proporciona uma melhora significativa na qualidade do espectro. No entanto, verificou-se que nenhum metodo foi capaz de suprimir totalmente as anomalias de fase e amplitude do sinal. / It was performed a detailed analysis of the advantages and disadvantages of Steady State Free Precession (SSFP) sequence for a rapid acquisition of 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectra. The SSFP regime is obtained by the application of a pulse train with the same phase, duration and intensity, separated by a time interval (Tp) shorter than the transverse (T2) and longitudinal (T1) relaxation times. In these conditions it is possible to accumulate tens of spectra per units of T1, providing a significant increase in the spectrum signal-to-noise ratio (s/n). By comparing the spectra obtained by SSFP and conventional pulse sequence (90 degree pulse and T 5T1 p >= ) it was noted that SSFP shows an average gain of 30 times in analysis time for the same s/n. However, the SSFP spectra show phase and intensity anomalies due to the refocusing of the magnetization, generating a spin echo. We also compared the SSFP with the standard 13C pulse sequence, that uses a 30 degree pulses and Tp = 1.38 s. In this comparison the SSFP gain were small (5,5 times in analysis time for the same s/n), because the standard sequence also uses the advantage of SSFP (Tp < T1, T2). The echo signal and the phase anomalies are not observed in the standard sequence because the signal acquisition is truncated at 0.9s and the cycling of the pulse phase, that partially destroy the SSFP coherence. We also analyzed the methods proposed by Rudakov, Freeman and Hill and Schwenk to suppress those anomalies in the 13C NMR spectrum when acquired in SSFP regime. The results showed that the application of these methodologies provides a significant improvement in the spectrum quality. However, it was verified that none of the methods were able to completely eliminate the phase and intensity anomalies.

A Espectroscopia Raman Intensificada pela Superfície (SERS) é um efeito de intensificação da intensidade Raman de uma molécula adsorvida numa superfície metálica nanoestruturada. Esta característica permite a utilização do SERS na caracterização vibracional de sistemas como junções moleculares (JM) (JM são sistemas constituídos de fios moleculares sintetizados em junções do tipo metal|fiomolecular|metal) e, no entendimento de quais características morfológicas de agregados metálicos mais influenciariam no sinal SERS obtido. Portanto, esta tese apresenta os seguintes objetivos: (a) síntese e caracterização de substratos SERS ativos, nanoesferas (AuNE) e nanobastões (AuNB) de ouro e eletrodo de ouro ativado eletroquimicamente; (b) síntese e caracterização SERS de fios moleculares em JM; (c) estudo do acoplamento plasmônico entre as superfícies metálicas em JM; (d) correlação entre SERS - morfologia de agregados individuais de AuNB. Os fios moleculares estudados foram os da família das oligofeniliminas (OPI) e, no melhor do nosso entendimento, esta foi a primeira vez que fios moleculares desta família foram caracterizados por Raman e SERS. As JM apresentaram um comportamento SERS não esperado. Enquanto para o modo vibracional, v(CS), a intensidade da banda se apresentou constante com o aumento do espaçamento entre as nanoestruturas metálicas (para distâncias de até 5 nm), o modo vibracional, &#946;(CH), teve a intensidade de sua banda aumentada. Este comportamento foi explicado considerando a diferente natureza da interação dos plasmons nas JM, sendo estas interações do tipo, ressonância de plasmon de superfície (LSPR) - dipolo imagem, para ambos os modos. No entanto, para o modo &#946;(CH) existe também uma intensificação extra devido ao aumento da polarizabilidade dos fios moleculares com o aumento do número de unidades. A correlação SERS - morfologia dos agregados de AuNB indicam que, para agregados onde predominam interações ponta a ponta, os espectros SERS apresentavam uma maior intensidade quando comparados com aqueles em que interações lado a lado predominavam. No entanto, este comportamento não foi observado para agregados contendo mais do que cinco nanopartículas onde estes dois tipos de interações ocorrem indicando que deve existir um acoplamento dos plasmons destes dois tipos de interações contribuindo para maiores valores de intensidade SERS. / Surface enhanced Raman Spectroscopy (SERS) is a Raman enhancing effect of molecules adsorbed on nanostructured metal surfaces. This characteristic allows the use of SERS in the vibrational study of Molecular Junction systems (MJ) (MJ is a system formed by Molecular Wires (pi-conjugated molecules) synthesized in metal junctions like metal|molecular-wire|metal). In addition, we can also use SERS to understand the influence of morphological characteristic of gold nanostructures. This thesis aims: (a) synthesis and characterization of gold nanospheres (AuNS), nanorods (AuNR) and gold electrode (electrochemically activated); (b) synthesis and vibrational studies of molecular wires in JM; (c) plasmon coupling studies between flat surface and gold nanorods; (d) correlation SERS - AuNR morphology of individual aggregates. For the best of our knowledge, this was the first time that oligophenilenelimine (OPI) as molecular wire was characterized by Raman and SERS. The MJ showed an unusual behavior such that the v(CS) vibrational mode remained constant in intensity with the increasing of the gap spacing (within 5 nm) while the &#946;(CH) increased with the increase of the gap. This behaviour was related to the different nature of the interaction between plasmons resonances in JM (surface plasmon resonance (LSPR) - dipole image) for the first case and due to chemical contributions by the molecular wires for the second vibrational mode. The results for SERS - morphology AuNR aggregates correlation showed (for small aggregates) that when in the aggregate predominated end-by-end interaction SERS spectra showed a higher intensity when compared to those in which interactions side-by-side predominated. Although, this behavior was not observed for aggregates containing more than five nanoparticles indicating that there is not a preferential interaction between the nanorods for such aggregates and that a mixture of both will be preferable for large SERS intensities.

Introdução: As mucopolissacaridoses (MPS) constituem um grupo de doenças lisossômicas caracterizadas pela deficiência de uma das enzimas responsáveis pela degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). É difícil determinar a incidência precisa de hidrocefalia em pacientes com MPS, pois não possui uma definição formal por consenso. Além disso, é difícil distinguir a hidrocefalia comunicante da dilatação ventricular secundária à atrofia cerebral, porque ambas apresentam características clínicas e neuroradiológicas comuns. Embora várias técnicas sejam usadas para identificar pacientes com MPS com maior probabilidade de ter hidrocefalia e responder ao tratamento cirúrgico, não existe um método definitivo para provar o diagnóstico. Objetivos: Avaliar a relação entre ventriculomegalia, volume cerebral e liquórico, fluxo de líquor aquedutal e cervical e pressão de abertura liquórica em pacientes com MPS, e detectar potenciais biomarcadores para as alterações da circulação liquórica. Métodos: Quarenta e três pacientes com MPS (12 MPS I, 15 MPS II, 5 MPS III, 9 MPS IV A e 2 MPS VI) realizaram testes clínicos e de desenvolvimento neurológico, ressonância magnética (RM) nas sequências T1, T2, FLAIR e por contraste de fase, seguidas por punção lombar para avaliação da pressão de abertura liquórica. Para a análise das variáveis da RM, foram medidos: volume cerebral e liquórico, carga de lesões na substância branca (LSB), índice de Evans, largura do terceiro ventrículo, ângulo do corpo caloso, espaços perivasculares dilatados (EPVD), estenose da junção craniocervical, volume de stroke aquedutal e cervical, e concentração de GAGs no líquor. Resultados: As formas graves e a macrocefalia estiveram significativamente associadas com a ventriculomegalia, principalmente com o índice de Evans (p = 0.004 e p = 0.008, respectivamente). A carga de LSB apresentou uma forte correlação com as medidas ventriculares e o volume liquórico ventricular (rs = 0.51, p = 0.001). A dilatação ventricular supratentorial e o volume de líquor ventricular apresentaram uma correlação moderada com o volume de stroke aquedutal (VSA) (rs = 0.46, p = 0.002). A pressão de abertura liquórica não se correlacionou nem com as três medidas da ventriculomegalia, nem com a volumetria liquórica, nem com o VSA. O prejuízo cognitivo e os EPVD mostraram uma associação significativa com a ventriculomegalia, especialmente com a largura do terceiro ventrículo (p = 0.019 e p = 0.001, respectivamente). Os EPVD em quantidade aumentada também apresentaram uma significativa associação com o VSA elevado (p = 0.007). Conclusões: Nos pacientes com MPS, a ventriculomegalia está associada a um fenótipo grave da doença, maior declínio cognitivo e maior extensão das LSB e EPVD. Existem associações entre as medidas de fluxo liquórico e as medidas relacionadas à volumetria liquórica. Além disso, as medidas volumétricas estão associadas a quantidade de EPVD. / Background: The mucopolysaccharidoses (MPS) are a group of lysosomal diseases characterized by a deficiency in one of the lysosomal enzymes responsible to degrade glycosaminoglycans (GAGs). The precise incidence of hydrocephalus in patients with MPS is hard to determine, because it lacks a formal, consensus-based definition. In addition, it is difficult to distinguish communicating hydrocephalus from ventricular dilatation secondary to brain atrophy, because both share common clinical and neuroradiological features. Although various techniques are used to identify MPS patients who are most likely to have hydrocephalus and respond to surgical treatment, no definitive method exists to prove diagnosis. Objectives: To assess the relationship between ventriculomegaly, brain and cerebrospinal fluid (CSF) volumes, aqueductal and cervical CSF flows, and CSF opening pressure in MPS patients, and to provide potential biomarkers for abnormal CSF circulation. Methods: Forty-three MPS patients (12 MPS I, 15 MPS II, 5 MPS III, 9 MPS IV A and 2 MPS VI) performed clinical and neurodevelopmental tests, and T1, T2, FLAIR and phase-contrast magnetic resonance imaging (MRI) followed by a lumbar puncture with the CSF opening pressure assessment. For the analysis of MRI variables, the following measures were performed: brain and CSF volumes, white matter (WM) lesion load, Evans’ index, third ventricle width, callosal angle, dilated perivascular spaces (PVS), craniocervical junction stenosis, aqueductal and cervical CSF stroke volumes, and CSF GAGs concentration Results: The severe forms and the macrocephaly were significantly associated with the ventriculomegaly, mainly with the Evans’ index (p = 0.004 and p = 0.008, respectively). The WM lesion load presented a high correlation with the ventricular measurements and the ventricular CSF volume (rs = 0.51, p = 0.001). The supratentorial ventricular dilation and the ventricular CSF volume presented a moderate correlation with the aqueductal CSF stroke volume (ACSV) (rs = 0.46, p = 0.002). The CSF opening pressure did not correlate with either the three measures of ventriculomegaly, either with the CSF volumetry or with the ACSV. The cognitive impairment and the dilated PVS showed a significant association with the ventriculomegaly, especially with the width of the third ventricle (p = 0.019 and p = 0.001, respectively). Increased amount of dilated PVS also had a significant association with the elevated ACSV (p = 0.007). Conclusions: In MPS patients ventriculomegaly is associated with a severe phenotype, increased cognitive decline, WM lesion severity and enlarged PVS. There are associations between CSF flow measurements and measurements related to CSF volumetrics. Also, the volumetric measurements are associated with the degree of dilated PVS.

O intenso uso de compostos orgânicos em conjunto com o grande avanço industrial culminou em um enorme acúmulo de poluentes orgânicos no meio ambiente. Dentre estes poluentes têm-se destacado a presença de hidrocarbonetos aromáticos altamente tóxicos e resistentes à degradação física, química, fotolítica e biológica. Desta maneira, uma nova forma de combater a presença deste tipo de composto no meio ambiente têm sido estudada: o uso de microorganismos, naturais ou geneticamente modificados, capazes de transformá-los em substâncias inertes, como CO2 e água. Tal metodologia é denominada biorremediação. Dentres estes microorganismos destacam-se bactérias dos gêneros Pseudomonas, Aeromonas, Beijerinckia, dentre outros, que têm sido estudadas para esta finalidade. A enzima clorocatecol 1,2-dioxigenase (Pp 1,2-CCD) é uma das proteínas expressas por bactérias do gênero Pseudomonas putida, sendo responsável pela clivagem de hidrocarbonetos aromáticos através da incorporação de ambos os átomos de uma molécula de oxigênio à estrutura do anel aromático, sendo a proteína escolhida para desenvolvermos o presente trabalho. Mais especificamente, nos interessa estudar como o mecanismo de ação da referida enzima é controlado por moléculas extrínsecas, como fosfolipídios. Tal interesse pela interação entre a enzima e fosfolipídios surgiu recentemente quando da obtenção da primeira estrutura cristalográfica de uma enzima da família da CCD (dioxigenases intradióis). Nesta estrutura foi observado um sítio de ligação por monômero para fosfolipídios, o que fez com que várias questões relativas à influência desses sobre a atividade da enzima fossem levantadas. Nosso objetivo foi fazer uso das técnicas de Dicroísmo Circular (CD), Calorimetria e Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) para estudar alterações conformacionais da enzima e de sua cinética induzidas por moléculas de fosfolipídio, e assim, obter informações que correlacionem as mudanças estruturais com o mecanismo de atividade enzimática da enzima. Os resultados obtidos através do uso daquelas técnicas em conjunto com protocolos que possibilitam a delipidação da enzima mostraram que a presença do fosfolipídios na estrutura da enzima tem influência sobre a atividade enzimática. Quando retiramos o fosfolipídio/ácido graxo, pudemos visualizar uma pequena mudança na estrutura secundária da enzima, um aumento da entalpia de reação, bem como um aumento na velocidade de reação, enquanto que a afinidade da enzima pelo substrato diminuiu. Pudemos também observar uma maior estabilidade térmica da enzima quando na ausência do fosfolipídio/ácido graxo e não foi observado interação da Pp 1,2-CCD com modelos micelares constituídos por lisofosfolipídios. Um breve estudo realizado sobre o papel da força iônica na atividade e na estabilidade térmica da proteína mostrou que na ausência de NaCl, em pH 8, a enzima se mostrou mais ativa, com uma afinidade pelo substrato maior e neste ambiente com baixa força iônica foi observado uma pequena interação da enzima com modelos micelares carregados negativamente. Assim, pudemos concluir que as moléculas anfipáticas, retiradas com os processos de delipidação, apesar de modificarem muito pouco a estrutura secundária da enzima, ainda assim instauram modificações na sua função de catálise do substrato catecol. Esta informação juntamente com os dados sobre inibição do processo reacional ocasionada pelo produto da reação formam um novo conjunto de dados que pode ser utilizado para se alcançar o objetivo mais geral de se controlar a atividade biológica da Pp 1,2-CCD. / The intensive use of organic compounds in conjunction with the industrial advances led to a huge accumulation of organic pollutants in the environment. Among these pollutants it has been noticed the presence of aromatic hydrocarbons that are highly toxic and resistant to physical, chemical and biological degradation. Thus, a new way to deal with the presence of this compounds in the environment has been studied: the use of microorganisms, natural or genetically modified, that can turn them into inert substances such as CO2 and water. This methodology is called bioremediation. Among those microorganisms, bacteria from the gender Pseudomonas, Aeromonas, Beijerinckia, among others, have been studied for this purpose. The enzyme chlorocatechol 1,2-dioxygenase (Pp 1,2-CCD) is one of the proteins expressed by Pseudomonas putida bacteria, being responsible for the cleavage of aromatic hydrocarbons through the incorporation of both atoms of a molecule of oxygen into the aromatic ring structure, being the protein chosen for investigation in this work. More specifically, we are interested in studying how the mechanism of action of this enzyme is controlled by extrinsic molecules such as phospholipids. The interest in the interaction between the enzyme and phospholipids arose recently when the first crystal structure of an enzyme of the intradiol dioxygenase family was reported. In this structure it was observed a binding site for a phospholipid per monomer, which raised many issues concerning its influence on the activity of the enzyme. Our goal was to use the techniques of Circular Dichroism (CD), calorimetry and Electron Magnetic Resonance (EMR) to study enzyme conformational changes and kinetics alterations induced by phospholipid molecules, thus gathering information on the structure-function correlation. The results obtained through those experimental techniques in conjunction with the use of protocols for protein delipidation showed that the presence of phospholipids/fatty acids in the structure of the enzyme play a role in enzyme activity. Upon removal of the phospholipid/fatty acids, we observed small changes in the secondary structure of the enzyme, an increase of the enthalpy of reactions as well as an increase in the reaction rate, whereas the affinity of the enzyme for the substrate decreased. We also observed a higher thermal stability of the Pp 1,2-CCD in the absence of the phospholipids/fatty acids, but no interaction was observed between the Pp 1,2-CCD and lysophospholipid micelles. A brief study of the function of ionic strength on the activity and thermal stability of the protein showed that in the absence of NaCl, at pH 8, the enzyme is more active, showing a greater affinity for the substrate and a low interaction was observed between Pp 1,2-CCD and negatively charged micelles. This information along with the data on the inhibition capacity of the reaction product are a new set of data that can be used to achieve the more general goal of controlling Pp 1,2-CCD biological activity.

Introdução: As mucopolissacaridoses (MPS) constituem um grupo de doenças lisossômicas caracterizadas pela deficiência de uma das enzimas responsáveis pela degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). É difícil determinar a incidência precisa de hidrocefalia em pacientes com MPS, pois não possui uma definição formal por consenso. Além disso, é difícil distinguir a hidrocefalia comunicante da dilatação ventricular secundária à atrofia cerebral, porque ambas apresentam características clínicas e neuroradiológicas comuns. Embora várias técnicas sejam usadas para identificar pacientes com MPS com maior probabilidade de ter hidrocefalia e responder ao tratamento cirúrgico, não existe um método definitivo para provar o diagnóstico. Objetivos: Avaliar a relação entre ventriculomegalia, volume cerebral e liquórico, fluxo de líquor aquedutal e cervical e pressão de abertura liquórica em pacientes com MPS, e detectar potenciais biomarcadores para as alterações da circulação liquórica. Métodos: Quarenta e três pacientes com MPS (12 MPS I, 15 MPS II, 5 MPS III, 9 MPS IV A e 2 MPS VI) realizaram testes clínicos e de desenvolvimento neurológico, ressonância magnética (RM) nas sequências T1, T2, FLAIR e por contraste de fase, seguidas por punção lombar para avaliação da pressão de abertura liquórica. Para a análise das variáveis da RM, foram medidos: volume cerebral e liquórico, carga de lesões na substância branca (LSB), índice de Evans, largura do terceiro ventrículo, ângulo do corpo caloso, espaços perivasculares dilatados (EPVD), estenose da junção craniocervical, volume de stroke aquedutal e cervical, e concentração de GAGs no líquor. Resultados: As formas graves e a macrocefalia estiveram significativamente associadas com a ventriculomegalia, principalmente com o índice de Evans (p = 0.004 e p = 0.008, respectivamente). A carga de LSB apresentou uma forte correlação com as medidas ventriculares e o volume liquórico ventricular (rs = 0.51, p = 0.001). A dilatação ventricular supratentorial e o volume de líquor ventricular apresentaram uma correlação moderada com o volume de stroke aquedutal (VSA) (rs = 0.46, p = 0.002). A pressão de abertura liquórica não se correlacionou nem com as três medidas da ventriculomegalia, nem com a volumetria liquórica, nem com o VSA. O prejuízo cognitivo e os EPVD mostraram uma associação significativa com a ventriculomegalia, especialmente com a largura do terceiro ventrículo (p = 0.019 e p = 0.001, respectivamente). Os EPVD em quantidade aumentada também apresentaram uma significativa associação com o VSA elevado (p = 0.007). Conclusões: Nos pacientes com MPS, a ventriculomegalia está associada a um fenótipo grave da doença, maior declínio cognitivo e maior extensão das LSB e EPVD. Existem associações entre as medidas de fluxo liquórico e as medidas relacionadas à volumetria liquórica. Além disso, as medidas volumétricas estão associadas a quantidade de EPVD. / Background: The mucopolysaccharidoses (MPS) are a group of lysosomal diseases characterized by a deficiency in one of the lysosomal enzymes responsible to degrade glycosaminoglycans (GAGs). The precise incidence of hydrocephalus in patients with MPS is hard to determine, because it lacks a formal, consensus-based definition. In addition, it is difficult to distinguish communicating hydrocephalus from ventricular dilatation secondary to brain atrophy, because both share common clinical and neuroradiological features. Although various techniques are used to identify MPS patients who are most likely to have hydrocephalus and respond to surgical treatment, no definitive method exists to prove diagnosis. Objectives: To assess the relationship between ventriculomegaly, brain and cerebrospinal fluid (CSF) volumes, aqueductal and cervical CSF flows, and CSF opening pressure in MPS patients, and to provide potential biomarkers for abnormal CSF circulation. Methods: Forty-three MPS patients (12 MPS I, 15 MPS II, 5 MPS III, 9 MPS IV A and 2 MPS VI) performed clinical and neurodevelopmental tests, and T1, T2, FLAIR and phase-contrast magnetic resonance imaging (MRI) followed by a lumbar puncture with the CSF opening pressure assessment. For the analysis of MRI variables, the following measures were performed: brain and CSF volumes, white matter (WM) lesion load, Evans’ index, third ventricle width, callosal angle, dilated perivascular spaces (PVS), craniocervical junction stenosis, aqueductal and cervical CSF stroke volumes, and CSF GAGs concentration Results: The severe forms and the macrocephaly were significantly associated with the ventriculomegaly, mainly with the Evans’ index (p = 0.004 and p = 0.008, respectively). The WM lesion load presented a high correlation with the ventricular measurements and the ventricular CSF volume (rs = 0.51, p = 0.001). The supratentorial ventricular dilation and the ventricular CSF volume presented a moderate correlation with the aqueductal CSF stroke volume (ACSV) (rs = 0.46, p = 0.002). The CSF opening pressure did not correlate with either the three measures of ventriculomegaly, either with the CSF volumetry or with the ACSV. The cognitive impairment and the dilated PVS showed a significant association with the ventriculomegaly, especially with the width of the third ventricle (p = 0.019 and p = 0.001, respectively). Increased amount of dilated PVS also had a significant association with the elevated ACSV (p = 0.007). Conclusions: In MPS patients ventriculomegaly is associated with a severe phenotype, increased cognitive decline, WM lesion severity and enlarged PVS. There are associations between CSF flow measurements and measurements related to CSF volumetrics. Also, the volumetric measurements are associated with the degree of dilated PVS.

Neste trabalho realizou-se uma analise detalhada das vantagens e desvantagens da sequencia de Precessao Livre no Estado Estacionario (Steady State Free Precession - SSFP) para aquisicao rapida de espectros de Ressonancia Magnetica Nuclear (RMN) de 13C. O regime de SSFP e obtido atraves da aplicacao de um trem de pulsos de mesma fase, duracao e intensidade, separados por um intervalo de tempo (Tp) menor que os tempos de relaxacao longitudinal (T1) e transversal (T2) da amostra. Nestas condicoes e possivel acumular dezenas de espectros por unidade de T1, proporcionando um incremento significativo na razao sinal/ruido (s/r) do espectro. Ao comparar os resultados obtidos com as sequencias de SSFP e convencional (pulsos de 90 graus e T 5T1 p >= ), verificou-se que a SSFP apresentou um ganho medio de 30 vezes no tempo de analise para uma mesma s/r. No entanto, os espectros obtidos com a SSFP apresentam anomalias de fase e amplitude do sinal, decorrente da refocalizacao da magnetizacao na forma de um eco de spin. Comparou-se tambem a SSFP com a sequencia padrao usada para obtencao de espectros de 13C, que utiliza pulsos de 30 graus e Tp = 1.38s. Neste caso os ganhos da SSFP foram menores (5,5 vezes no tempo de analise para uma mesma s/r) verificando que a sequencia padrao utiliza a vantagem da SSFP (Tp < T1, T2). A formacao do eco e, consequente das anomalias de fase nao sao observadas na sequencia padrao, pois a aquisicao do sinal e truncada em 0,9s, e a ciclagem de fase dos pulsos reduz a formacao do eco, por levar a uma perda de coerencia do sinal SSFP. Neste trabalho tambem analisou-se os metodos propostos por Rudakov, Freeman e Hill e Schwenk para supressao destas anomalias nos espectros de RMN 13C quando adquiridos no regime de SSFP. Os resultados demonstraram que a aplicacao destas metodologias proporciona uma melhora significativa na qualidade do espectro. No entanto, verificou-se que nenhum metodo foi capaz de suprimir totalmente as anomalias de fase e amplitude do sinal. / It was performed a detailed analysis of the advantages and disadvantages of Steady State Free Precession (SSFP) sequence for a rapid acquisition of 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectra. The SSFP regime is obtained by the application of a pulse train with the same phase, duration and intensity, separated by a time interval (Tp) shorter than the transverse (T2) and longitudinal (T1) relaxation times. In these conditions it is possible to accumulate tens of spectra per units of T1, providing a significant increase in the spectrum signal-to-noise ratio (s/n). By comparing the spectra obtained by SSFP and conventional pulse sequence (90 degree pulse and T 5T1 p >= ) it was noted that SSFP shows an average gain of 30 times in analysis time for the same s/n. However, the SSFP spectra show phase and intensity anomalies due to the refocusing of the magnetization, generating a spin echo. We also compared the SSFP with the standard 13C pulse sequence, that uses a 30 degree pulses and Tp = 1.38 s. In this comparison the SSFP gain were small (5,5 times in analysis time for the same s/n), because the standard sequence also uses the advantage of SSFP (Tp < T1, T2). The echo signal and the phase anomalies are not observed in the standard sequence because the signal acquisition is truncated at 0.9s and the cycling of the pulse phase, that partially destroy the SSFP coherence. We also analyzed the methods proposed by Rudakov, Freeman and Hill and Schwenk to suppress those anomalies in the 13C NMR spectrum when acquired in SSFP regime. The results showed that the application of these methodologies provides a significant improvement in the spectrum quality. However, it was verified that none of the methods were able to completely eliminate the phase and intensity anomalies.

Introdução: As mucopolissacaridoses (MPS) constituem um grupo de doenças lisossômicas caracterizadas pela deficiência de uma das enzimas responsáveis pela degradação dos glicosaminoglicanos (GAGs). É difícil determinar a incidência precisa de hidrocefalia em pacientes com MPS, pois não possui uma definição formal por consenso. Além disso, é difícil distinguir a hidrocefalia comunicante da dilatação ventricular secundária à atrofia cerebral, porque ambas apresentam características clínicas e neuroradiológicas comuns. Embora várias técnicas sejam usadas para identificar pacientes com MPS com maior probabilidade de ter hidrocefalia e responder ao tratamento cirúrgico, não existe um método definitivo para provar o diagnóstico. Objetivos: Avaliar a relação entre ventriculomegalia, volume cerebral e liquórico, fluxo de líquor aquedutal e cervical e pressão de abertura liquórica em pacientes com MPS, e detectar potenciais biomarcadores para as alterações da circulação liquórica. Métodos: Quarenta e três pacientes com MPS (12 MPS I, 15 MPS II, 5 MPS III, 9 MPS IV A e 2 MPS VI) realizaram testes clínicos e de desenvolvimento neurológico, ressonância magnética (RM) nas sequências T1, T2, FLAIR e por contraste de fase, seguidas por punção lombar para avaliação da pressão de abertura liquórica. Para a análise das variáveis da RM, foram medidos: volume cerebral e liquórico, carga de lesões na substância branca (LSB), índice de Evans, largura do terceiro ventrículo, ângulo do corpo caloso, espaços perivasculares dilatados (EPVD), estenose da junção craniocervical, volume de stroke aquedutal e cervical, e concentração de GAGs no líquor. Resultados: As formas graves e a macrocefalia estiveram significativamente associadas com a ventriculomegalia, principalmente com o índice de Evans (p = 0.004 e p = 0.008, respectivamente). A carga de LSB apresentou uma forte correlação com as medidas ventriculares e o volume liquórico ventricular (rs = 0.51, p = 0.001). A dilatação ventricular supratentorial e o volume de líquor ventricular apresentaram uma correlação moderada com o volume de stroke aquedutal (VSA) (rs = 0.46, p = 0.002). A pressão de abertura liquórica não se correlacionou nem com as três medidas da ventriculomegalia, nem com a volumetria liquórica, nem com o VSA. O prejuízo cognitivo e os EPVD mostraram uma associação significativa com a ventriculomegalia, especialmente com a largura do terceiro ventrículo (p = 0.019 e p = 0.001, respectivamente). Os EPVD em quantidade aumentada também apresentaram uma significativa associação com o VSA elevado (p = 0.007). Conclusões: Nos pacientes com MPS, a ventriculomegalia está associada a um fenótipo grave da doença, maior declínio cognitivo e maior extensão das LSB e EPVD. Existem associações entre as medidas de fluxo liquórico e as medidas relacionadas à volumetria liquórica. Além disso, as medidas volumétricas estão associadas a quantidade de EPVD. / Background: The mucopolysaccharidoses (MPS) are a group of lysosomal diseases characterized by a deficiency in one of the lysosomal enzymes responsible to degrade glycosaminoglycans (GAGs). The precise incidence of hydrocephalus in patients with MPS is hard to determine, because it lacks a formal, consensus-based definition. In addition, it is difficult to distinguish communicating hydrocephalus from ventricular dilatation secondary to brain atrophy, because both share common clinical and neuroradiological features. Although various techniques are used to identify MPS patients who are most likely to have hydrocephalus and respond to surgical treatment, no definitive method exists to prove diagnosis. Objectives: To assess the relationship between ventriculomegaly, brain and cerebrospinal fluid (CSF) volumes, aqueductal and cervical CSF flows, and CSF opening pressure in MPS patients, and to provide potential biomarkers for abnormal CSF circulation. Methods: Forty-three MPS patients (12 MPS I, 15 MPS II, 5 MPS III, 9 MPS IV A and 2 MPS VI) performed clinical and neurodevelopmental tests, and T1, T2, FLAIR and phase-contrast magnetic resonance imaging (MRI) followed by a lumbar puncture with the CSF opening pressure assessment. For the analysis of MRI variables, the following measures were performed: brain and CSF volumes, white matter (WM) lesion load, Evans’ index, third ventricle width, callosal angle, dilated perivascular spaces (PVS), craniocervical junction stenosis, aqueductal and cervical CSF stroke volumes, and CSF GAGs concentration Results: The severe forms and the macrocephaly were significantly associated with the ventriculomegaly, mainly with the Evans’ index (p = 0.004 and p = 0.008, respectively). The WM lesion load presented a high correlation with the ventricular measurements and the ventricular CSF volume (rs = 0.51, p = 0.001). The supratentorial ventricular dilation and the ventricular CSF volume presented a moderate correlation with the aqueductal CSF stroke volume (ACSV) (rs = 0.46, p = 0.002). The CSF opening pressure did not correlate with either the three measures of ventriculomegaly, either with the CSF volumetry or with the ACSV. The cognitive impairment and the dilated PVS showed a significant association with the ventriculomegaly, especially with the width of the third ventricle (p = 0.019 and p = 0.001, respectively). Increased amount of dilated PVS also had a significant association with the elevated ACSV (p = 0.007). Conclusions: In MPS patients ventriculomegaly is associated with a severe phenotype, increased cognitive decline, WM lesion severity and enlarged PVS. There are associations between CSF flow measurements and measurements related to CSF volumetrics. Also, the volumetric measurements are associated with the degree of dilated PVS.

O intenso uso de compostos orgânicos em conjunto com o grande avanço industrial culminou em um enorme acúmulo de poluentes orgânicos no meio ambiente. Dentre estes poluentes têm-se destacado a presença de hidrocarbonetos aromáticos altamente tóxicos e resistentes à degradação física, química, fotolítica e biológica. Desta maneira, uma nova forma de combater a presença deste tipo de composto no meio ambiente têm sido estudada: o uso de microorganismos, naturais ou geneticamente modificados, capazes de transformá-los em substâncias inertes, como CO2 e água. Tal metodologia é denominada biorremediação. Dentres estes microorganismos destacam-se bactérias dos gêneros Pseudomonas, Aeromonas, Beijerinckia, dentre outros, que têm sido estudadas para esta finalidade. A enzima clorocatecol 1,2-dioxigenase (Pp 1,2-CCD) é uma das proteínas expressas por bactérias do gênero Pseudomonas putida, sendo responsável pela clivagem de hidrocarbonetos aromáticos através da incorporação de ambos os átomos de uma molécula de oxigênio à estrutura do anel aromático, sendo a proteína escolhida para desenvolvermos o presente trabalho. Mais especificamente, nos interessa estudar como o mecanismo de ação da referida enzima é controlado por moléculas extrínsecas, como fosfolipídios. Tal interesse pela interação entre a enzima e fosfolipídios surgiu recentemente quando da obtenção da primeira estrutura cristalográfica de uma enzima da família da CCD (dioxigenases intradióis). Nesta estrutura foi observado um sítio de ligação por monômero para fosfolipídios, o que fez com que várias questões relativas à influência desses sobre a atividade da enzima fossem levantadas. Nosso objetivo foi fazer uso das técnicas de Dicroísmo Circular (CD), Calorimetria e Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) para estudar alterações conformacionais da enzima e de sua cinética induzidas por moléculas de fosfolipídio, e assim, obter informações que correlacionem as mudanças estruturais com o mecanismo de atividade enzimática da enzima. Os resultados obtidos através do uso daquelas técnicas em conjunto com protocolos que possibilitam a delipidação da enzima mostraram que a presença do fosfolipídios na estrutura da enzima tem influência sobre a atividade enzimática. Quando retiramos o fosfolipídio/ácido graxo, pudemos visualizar uma pequena mudança na estrutura secundária da enzima, um aumento da entalpia de reação, bem como um aumento na velocidade de reação, enquanto que a afinidade da enzima pelo substrato diminuiu. Pudemos também observar uma maior estabilidade térmica da enzima quando na ausência do fosfolipídio/ácido graxo e não foi observado interação da Pp 1,2-CCD com modelos micelares constituídos por lisofosfolipídios. Um breve estudo realizado sobre o papel da força iônica na atividade e na estabilidade térmica da proteína mostrou que na ausência de NaCl, em pH 8, a enzima se mostrou mais ativa, com uma afinidade pelo substrato maior e neste ambiente com baixa força iônica foi observado uma pequena interação da enzima com modelos micelares carregados negativamente. Assim, pudemos concluir que as moléculas anfipáticas, retiradas com os processos de delipidação, apesar de modificarem muito pouco a estrutura secundária da enzima, ainda assim instauram modificações na sua função de catálise do substrato catecol. Esta informação juntamente com os dados sobre inibição do processo reacional ocasionada pelo produto da reação formam um novo conjunto de dados que pode ser utilizado para se alcançar o objetivo mais geral de se controlar a atividade biológica da Pp 1,2-CCD. / The intensive use of organic compounds in conjunction with the industrial advances led to a huge accumulation of organic pollutants in the environment. Among these pollutants it has been noticed the presence of aromatic hydrocarbons that are highly toxic and resistant to physical, chemical and biological degradation. Thus, a new way to deal with the presence of this compounds in the environment has been studied: the use of microorganisms, natural or genetically modified, that can turn them into inert substances such as CO2 and water. This methodology is called bioremediation. Among those microorganisms, bacteria from the gender Pseudomonas, Aeromonas, Beijerinckia, among others, have been studied for this purpose. The enzyme chlorocatechol 1,2-dioxygenase (Pp 1,2-CCD) is one of the proteins expressed by Pseudomonas putida bacteria, being responsible for the cleavage of aromatic hydrocarbons through the incorporation of both atoms of a molecule of oxygen into the aromatic ring structure, being the protein chosen for investigation in this work. More specifically, we are interested in studying how the mechanism of action of this enzyme is controlled by extrinsic molecules such as phospholipids. The interest in the interaction between the enzyme and phospholipids arose recently when the first crystal structure of an enzyme of the intradiol dioxygenase family was reported. In this structure it was observed a binding site for a phospholipid per monomer, which raised many issues concerning its influence on the activity of the enzyme. Our goal was to use the techniques of Circular Dichroism (CD), calorimetry and Electron Magnetic Resonance (EMR) to study enzyme conformational changes and kinetics alterations induced by phospholipid molecules, thus gathering information on the structure-function correlation. The results obtained through those experimental techniques in conjunction with the use of protocols for protein delipidation showed that the presence of phospholipids/fatty acids in the structure of the enzyme play a role in enzyme activity. Upon removal of the phospholipid/fatty acids, we observed small changes in the secondary structure of the enzyme, an increase of the enthalpy of reactions as well as an increase in the reaction rate, whereas the affinity of the enzyme for the substrate decreased. We also observed a higher thermal stability of the Pp 1,2-CCD in the absence of the phospholipids/fatty acids, but no interaction was observed between the Pp 1,2-CCD and lysophospholipid micelles. A brief study of the function of ionic strength on the activity and thermal stability of the protein showed that in the absence of NaCl, at pH 8, the enzyme is more active, showing a greater affinity for the substrate and a low interaction was observed between Pp 1,2-CCD and negatively charged micelles. This information along with the data on the inhibition capacity of the reaction product are a new set of data that can be used to achieve the more general goal of controlling Pp 1,2-CCD biological activity.

A Espectroscopia Raman Intensificada pela Superfície (SERS) é um efeito de intensificação da intensidade Raman de uma molécula adsorvida numa superfície metálica nanoestruturada. Esta característica permite a utilização do SERS na caracterização vibracional de sistemas como junções moleculares (JM) (JM são sistemas constituídos de fios moleculares sintetizados em junções do tipo metal|fiomolecular|metal) e, no entendimento de quais características morfológicas de agregados metálicos mais influenciariam no sinal SERS obtido. Portanto, esta tese apresenta os seguintes objetivos: (a) síntese e caracterização de substratos SERS ativos, nanoesferas (AuNE) e nanobastões (AuNB) de ouro e eletrodo de ouro ativado eletroquimicamente; (b) síntese e caracterização SERS de fios moleculares em JM; (c) estudo do acoplamento plasmônico entre as superfícies metálicas em JM; (d) correlação entre SERS - morfologia de agregados individuais de AuNB. Os fios moleculares estudados foram os da família das oligofeniliminas (OPI) e, no melhor do nosso entendimento, esta foi a primeira vez que fios moleculares desta família foram caracterizados por Raman e SERS. As JM apresentaram um comportamento SERS não esperado. Enquanto para o modo vibracional, v(CS), a intensidade da banda se apresentou constante com o aumento do espaçamento entre as nanoestruturas metálicas (para distâncias de até 5 nm), o modo vibracional, &#946;(CH), teve a intensidade de sua banda aumentada. Este comportamento foi explicado considerando a diferente natureza da interação dos plasmons nas JM, sendo estas interações do tipo, ressonância de plasmon de superfície (LSPR) - dipolo imagem, para ambos os modos. No entanto, para o modo &#946;(CH) existe também uma intensificação extra devido ao aumento da polarizabilidade dos fios moleculares com o aumento do número de unidades. A correlação SERS - morfologia dos agregados de AuNB indicam que, para agregados onde predominam interações ponta a ponta, os espectros SERS apresentavam uma maior intensidade quando comparados com aqueles em que interações lado a lado predominavam. No entanto, este comportamento não foi observado para agregados contendo mais do que cinco nanopartículas onde estes dois tipos de interações ocorrem indicando que deve existir um acoplamento dos plasmons destes dois tipos de interações contribuindo para maiores valores de intensidade SERS. / Surface enhanced Raman Spectroscopy (SERS) is a Raman enhancing effect of molecules adsorbed on nanostructured metal surfaces. This characteristic allows the use of SERS in the vibrational study of Molecular Junction systems (MJ) (MJ is a system formed by Molecular Wires (pi-conjugated molecules) synthesized in metal junctions like metal|molecular-wire|metal). In addition, we can also use SERS to understand the influence of morphological characteristic of gold nanostructures. This thesis aims: (a) synthesis and characterization of gold nanospheres (AuNS), nanorods (AuNR) and gold electrode (electrochemically activated); (b) synthesis and vibrational studies of molecular wires in JM; (c) plasmon coupling studies between flat surface and gold nanorods; (d) correlation SERS - AuNR morphology of individual aggregates. For the best of our knowledge, this was the first time that oligophenilenelimine (OPI) as molecular wire was characterized by Raman and SERS. The MJ showed an unusual behavior such that the v(CS) vibrational mode remained constant in intensity with the increasing of the gap spacing (within 5 nm) while the &#946;(CH) increased with the increase of the gap. This behaviour was related to the different nature of the interaction between plasmons resonances in JM (surface plasmon resonance (LSPR) - dipole image) for the first case and due to chemical contributions by the molecular wires for the second vibrational mode. The results for SERS - morphology AuNR aggregates correlation showed (for small aggregates) that when in the aggregate predominated end-by-end interaction SERS spectra showed a higher intensity when compared to those in which interactions side-by-side predominated. Although, this behavior was not observed for aggregates containing more than five nanoparticles indicating that there is not a preferential interaction between the nanorods for such aggregates and that a mixture of both will be preferable for large SERS intensities.

Introdução: As mucopolissacaridoses (MPSs) são doenças de deposito lisossômico causadas por deficiências enzimáticas envolvidas na degradação das glicosaminoglicanas. O catabolismo das glicosaminoglicanas pode ser bloqueado isoladamente ou em combinações, podendo ocorrer o acúmulo de dermatan sulfato, heparan sulfato, queratan sulfato, e o acido hialurônico. Existem sete tipos de MPSs (tipos I, II, III, IV, VI, VII e IX) causados por onze deficiências enzimáticas conhecidas; o comprometimento multissistêmico progressivo é uma característica comum à maioria dos tipos. O espectro de manifestações neurológicas é amplo e o diagnóstico precoce de tais manifestações é fundamental para um melhor prognóstico. A terapia de reposição enzimática (TRE) é atualmente disponível para o tratamento de alguns tipos de MPS, entretanto não há evidências de melhorias dos sintomas neurológicos com o uso da TRE. Objetivo: O objetivo deste estudo foi descrever as alterações neurológicas e de neuroimagem nos diversos tipos de MPSs. Métodos: Vinte pacientes com diagnóstico de mucopolissacaridoses (MPS) foram incluídos no estudo e avaliados conforme o protocolo clínico e de neuroimagem pré-estabelecido. Os pacientes foram submetidos à ressonância magnética (RM) de crânio e coluna em aparelhos de 1,5 Tesla. Resultados: Dentre os 20 pacientes da amostra, dois pacientes apresentavam MPS I (10%), três MPS II (15%), nove MPS IV (45%) e seis MPS VI (30%). As idades variaram de três a 26 anos (12,5 ± 6,1) e 13 (65%) pacientes eram do sexo masculino. Os pacientes com MPSs tipo I e II apresentaram uma ampla diversidade clínica e de neuroimagem. Desde casos oligossintomáticos com exame neurológico normal até um atraso significativo do desenvolvimento neuropsicomotor (DNPM), com alterações cognitivas, motoras e sensitivas persistentes foram encontrados. Os exames de RM dos pacientes com MPSs I e II apresentaram alterações tais como espessamento da díploe, alargamento dos espaços perivasculares, dilatação ventricular e comprometimento da substância branca. Alterações degenerativas na coluna vertebral estiveram presentes em todos os pacientes com MPSs I e II, a despeito da maioria estar em regime de TRE. Compressão medular foi observada em apenas um paciente com MPS I e em nenhum paciente MPS II. Dos nove pacientes com MPS IV, dois apresentaram atraso do DNPM, um deles com alterações cognitivas persistentes; em todos os pacientes encontramos déficits motores e seis dentre os nove apresentaram alterções de sensibilidade profunda. Na RM dos pacientes com MPS IV, observamos hipoplasia do processo odontóide em todos os pacientes, e em oito foram encontrados sinais de compressão medular. Subluxação atlanto-axial foi vista em seis pacientes. Estenose do canal e lipomatose epidural também contribuíram para compressão medular, e três pacientes apresentaram dois níveis de compressão. Na RM do crânio, dois pacientes com MPS IV apresentaram alterações da substância branca. Nos pacientes com MPS VI, a cognição esteve preservada e alterações de reflexos e sensibilidade profunda foram encontradas. Além das alterações clássicas encontradas em outros pacientes com outros tipos de MPSs, a RM dos pacientes com MPS VI mostrou alterações morfológicas dos diâmetros do crânio e da fossa média. Mesmo apresentando força muscular normal, todos os pacientes com MPS VI apresentaram algum grau de compressão medular. Em quatro pacientes encontramos subluxação atlanto-axial e em três estenose do canal medular. Conclusões: A heterogeneidade clínica e de neuroimagem foram marcantes nos pacientes com MPSs tipos I e II. Alterações degenerativas do coluna vertebral estiveram presentes em todos os pacientes destes grupo, a despeito da TRE. Os achados clínicos e de neuroimagem nos pacientes com MPS IV reforçam o comprometimento primário do sistema nervoso central neste tipo de MPS. Além disso, os efeitos secundários da doença sobre o medula requerem avaliação neurológica e RM da coluna total periodicamente. Nos pacientes com MPS VI, apesar do exame clínico mostrar apenas alterações sutis, o comprometimento do neuroeixo foi um achado universal pela RM, demonstrando a necessidade de seguimento radiológico mesmo em pacientes oligossintomáticos em regime de TRE / Introduction: Mucopolysaccharidosis (MPS) are lisosomal storage disorders caused by deficiencies of glycosaminoglycans catabolism enzymes, leading to deposition of mucopolysaccharides; over time, there is cellular damage affecting several organs and systems. There are seven distinct phenotypes of MPS (types I, II, III, IV, VI, VII e IX) with eleven known enzymatic defects, which may result in accumulation of dermatan sulfate, heparan sulfate, queratan sulfate, and hyaluronic acid. Neurological manifestations are broad, and an early detection of these manifestations is essential to ensure a better prognosis of MPS patients. Enzymatic replacement therapy (ERT) is currently available to treat some types of MPS, albeit there is no evidence of direct neurological improvement with ERT. Objective: The objective of this study was to describe the clinical neurological abnormalities and neuroimaging findings in a sample of patients with diagnosis of MPS. Methods: Twenty patients previously diagnosed with distinct types of MPS were enrolled in the clinical and MRI protocol. Brain and spinal cord MRI were performed in 1.5 Tesla machines. Results: Amongst the 20 patients, two had diagnosis of MPS I (10%), three had MPS II (15%), nine had MPS type IV (45%), and six had MPS type VI (30%). The ages ranged between three and 26 years-old (mean 12,5 ± 6,1) and 13 pacients (65%) were male. Clinical findings in patients with MPS I and II were broad, ranging from an unremarkable neurologic examination to severe milestones delay, and cognitive, motor, and sensitive impairment. Neuroimaging features in patients with MPS I and II showed diploe thickness, enlargement of perivascular spaces, hydrocephalus and white matter abnormalities. Degenerative abnormalities in the spine were present in all patients with MPS I and MPS II. On the other hand, spinal cord compression was found in only one patient with MPS I and in none of the MPS II patients. Among the nine MPS IV patients, two had delayed milestones and one of those exhibited persistent cognitive impairment. All patients with MPS IV had motor deficits and six of them presented impairment of deep sensory modalities. Neuroimaging of patients with MPS IV showed white matter abnormalities in two and spinal cord compression in eight patients, with three of them presenting two levels of spinal cord compression. The main mechanism of compression was atlantoaxial subluxation; in addition, other abnormalities such as spinal stenosis and epidural lipomatosis also contributed to spinal cord compression in MPS IV patients. Patients with MPS VI had preserved cognition, but sensory exam and deep tendon reflex were abnormal. Other than classical brain MRI abnormalities, patients with MPS type VI also presented with changes in the middle cranial fossa and increased anteroposterior skull diameter. Even though all six patients with MPS VI presented normal muscle strength, all of them had some degree of spinal cord compression; four patients had atlantoaxial subluxation and three had spinal stenosis. Conclusions: Clinical and neuroimaging heterogeneity was remarkable in patients with MPS types I and II. Degenerative features in vertebrae were found in all patients with MPS I and II, despite ERT. Our clinical and neuroimaging findings in patients with MPS IV support the central nervous system impairment in these patients; additionally, it was possible to understand the underlying spinal cord compression mechanisms in MPS. Although clinical abnormalities were not meaningful in patients with MPS VI, they presented significant MRI abnormalities despite ERT. Routine assessments including neurologic examination and spinal cord MRI is extremely important in MPS patients