Introdução: A doença de Machado-Joseph, também conhecida como ataxia espinocerebelar tipo 3 (DMJ/SCA3), é de inicio na vida adulta, uma doença neurodegenerativa autossômica dominante causada por uma expansão CAG no gene ATXN3. A DMJ/SCA3 pertence ao grupo de doenças chamado de poliglutaminopatias (PoliQ). A redução do risco de câncer em indivíduos com PolyQ tais como a doença de Huntington foi previamente relatada em um população diferente. Nenhum estudo buscando essa associação em DMJ/SCA3 já foi realizada.Objetivos: comparar os 15 anos de incidência cumulativa de câncer (ICC) e a proporção de câncer como causa de morte em portadores de DMJ/SCA3 sintomáticos observados e nos controles. Métodos: Indivíduos com DMJ/SCA3 pertencentes ao Rio Grande do Sul em uma coorte de 2000 a 2015 foram identificados. Entrevistas estruturadas foram feitas com indivíduos afetados e com controles não relacionados. A CIC conforme publicado pelo Instituto Nacional de Câncer (INCA), do Brasil, foi usado como um controle populacional. As causas de morte entre as famílias com DMJ/SCA3 e controles não relacionados pareados também foram obtidos pelo Sistema de Informações sobre Mortalidade Pública. Foram entrevistados 154 pacientes com DMJ/SCA3 e 80 controles não relacionados: Resultados: A CIC foi de 7/154 (4,5%) e 5/80 (6,3%) entre DMJ/SCA3 e nos indivíduos controles não relacionados, respectivamente. Para obter uma redução do risco absoluto de 1,8 entre os casos e controles, seriam necessários 1.938 indivíduos por grupo para detectar uma diferença significativa entre os grupos. A população total de sintomáticos com DMJ/SCA3 igualou-se a 625 indivíduos em 2015, esse estudo foi interrompido. O câncer foi a causa da morte em 9/101 (8,9%) DMJ/SCA3 e em 52/202 (26,2%) controles, com uma redução do risco absoluto de 17,3% no grupo DMJ/SCA3 (χ² = 12,421; p = 0,001 ; OR 0,27, IC 95% 0,13-0,58). Indivíduos com DMJ/SCA3 que morreram de câncer eram mais velhos e tinham uma menor CAGexp que os casos que faleceram de outras causas.Discussão: Devido à raridade da DMJ/SCA3, estudos de CIC em indivíduos vivos com poder estatístico são inviáveis. No entanto, uma redução significativa de câncer como uma causa de morte foi detectada em DMJ/SCA3. Estes dados confirmam a associação de polyQ com proteção contra o câncer e sugerem que polyQ de fato são doenças de multissistemas. / Introduction: Machado-Joseph disease, also known as Spinocerebellar Ataxia type 3 (MJD/SCA3), is an adult-onset autosomal dominant neurodegenerative disease caused by an expanded CAG repeat in the ATXN3 gene. MJD/SCA3 belongs to the so-called group of polyglutamine disorders (PolyQ). Reduced risk of câncer in individuals with PolyQ such as Huntington disease was previously reported in different population. No study searching for this association in MJD/SCA3 was already performed. Objectives: We aimed to compare the 15 years cumulative incidence of câncer (ICC) and the proportion of câncer as a cause of death in symptomatic SCA3/MJD carriers with those observed in controls. Methods: SCA3/MJD individuals belonging to the Rio Grande do Sul cohort from 2000 to 2015 were identified. A structured interview was done with affected individuals and with unrelated controls. CIC as published by the National Institute of Câncer (INCA), Brazil, was used as a population control. Causes of death among SCA3/MJD families and paired unrelated controls were also obtained from the Public Information System on Mortality. Results: 154 SCA3/MJD patients and 80 unrelated controls were interviewed. CIC were 7/154 (4.5%) and 5/80 (6.3%) among SCA3/MJD and unrelated control individuals, respectively. For an absolute risk reduction of 1.8 between cases and controls, 1,938 individuals per group would be needed to detect a significant difference between groups. Since the total symptomatic SCA3/MJD population equaled 625 individuals in 2015, this study was interrupted. Câncer was a cause of death in 9/101 (8.9%) SCA3/MJD and in 52/202 (26.2%) controls, with an absolute reduction risk of 17.3% in the SCA3/MJD group (χ²=12.421; p=0.001; OR 0.27, IC95% 0.13 to 0.58). SCA3/MJD individuals who died from câncer were older and carried shorter CAGexp than those SCA3/MJD cases who died from other causes. Discussion: Due to the rarity of SCA3/MJD, CIC studies in living individuals with statistical power are unfeasible. However, a significant reduction of câncer as a cause of death was detected in SCA3/MJD. This data confirm the association of PolyQ with protection against câncer and suggest that PolyQ are indeed multisystem disorders.

Introdução: A doença de Machado-Joseph, também conhecida como ataxia espinocerebelar tipo 3 (DMJ/SCA3), é de inicio na vida adulta, uma doença neurodegenerativa autossômica dominante causada por uma expansão CAG no gene ATXN3. A DMJ/SCA3 pertence ao grupo de doenças chamado de poliglutaminopatias (PoliQ). A redução do risco de câncer em indivíduos com PolyQ tais como a doença de Huntington foi previamente relatada em um população diferente. Nenhum estudo buscando essa associação em DMJ/SCA3 já foi realizada.Objetivos: comparar os 15 anos de incidência cumulativa de câncer (ICC) e a proporção de câncer como causa de morte em portadores de DMJ/SCA3 sintomáticos observados e nos controles. Métodos: Indivíduos com DMJ/SCA3 pertencentes ao Rio Grande do Sul em uma coorte de 2000 a 2015 foram identificados. Entrevistas estruturadas foram feitas com indivíduos afetados e com controles não relacionados. A CIC conforme publicado pelo Instituto Nacional de Câncer (INCA), do Brasil, foi usado como um controle populacional. As causas de morte entre as famílias com DMJ/SCA3 e controles não relacionados pareados também foram obtidos pelo Sistema de Informações sobre Mortalidade Pública. Foram entrevistados 154 pacientes com DMJ/SCA3 e 80 controles não relacionados: Resultados: A CIC foi de 7/154 (4,5%) e 5/80 (6,3%) entre DMJ/SCA3 e nos indivíduos controles não relacionados, respectivamente. Para obter uma redução do risco absoluto de 1,8 entre os casos e controles, seriam necessários 1.938 indivíduos por grupo para detectar uma diferença significativa entre os grupos. A população total de sintomáticos com DMJ/SCA3 igualou-se a 625 indivíduos em 2015, esse estudo foi interrompido. O câncer foi a causa da morte em 9/101 (8,9%) DMJ/SCA3 e em 52/202 (26,2%) controles, com uma redução do risco absoluto de 17,3% no grupo DMJ/SCA3 (χ² = 12,421; p = 0,001 ; OR 0,27, IC 95% 0,13-0,58). Indivíduos com DMJ/SCA3 que morreram de câncer eram mais velhos e tinham uma menor CAGexp que os casos que faleceram de outras causas.Discussão: Devido à raridade da DMJ/SCA3, estudos de CIC em indivíduos vivos com poder estatístico são inviáveis. No entanto, uma redução significativa de câncer como uma causa de morte foi detectada em DMJ/SCA3. Estes dados confirmam a associação de polyQ com proteção contra o câncer e sugerem que polyQ de fato são doenças de multissistemas. / Introduction: Machado-Joseph disease, also known as Spinocerebellar Ataxia type 3 (MJD/SCA3), is an adult-onset autosomal dominant neurodegenerative disease caused by an expanded CAG repeat in the ATXN3 gene. MJD/SCA3 belongs to the so-called group of polyglutamine disorders (PolyQ). Reduced risk of câncer in individuals with PolyQ such as Huntington disease was previously reported in different population. No study searching for this association in MJD/SCA3 was already performed. Objectives: We aimed to compare the 15 years cumulative incidence of câncer (ICC) and the proportion of câncer as a cause of death in symptomatic SCA3/MJD carriers with those observed in controls. Methods: SCA3/MJD individuals belonging to the Rio Grande do Sul cohort from 2000 to 2015 were identified. A structured interview was done with affected individuals and with unrelated controls. CIC as published by the National Institute of Câncer (INCA), Brazil, was used as a population control. Causes of death among SCA3/MJD families and paired unrelated controls were also obtained from the Public Information System on Mortality. Results: 154 SCA3/MJD patients and 80 unrelated controls were interviewed. CIC were 7/154 (4.5%) and 5/80 (6.3%) among SCA3/MJD and unrelated control individuals, respectively. For an absolute risk reduction of 1.8 between cases and controls, 1,938 individuals per group would be needed to detect a significant difference between groups. Since the total symptomatic SCA3/MJD population equaled 625 individuals in 2015, this study was interrupted. Câncer was a cause of death in 9/101 (8.9%) SCA3/MJD and in 52/202 (26.2%) controls, with an absolute reduction risk of 17.3% in the SCA3/MJD group (χ²=12.421; p=0.001; OR 0.27, IC95% 0.13 to 0.58). SCA3/MJD individuals who died from câncer were older and carried shorter CAGexp than those SCA3/MJD cases who died from other causes. Discussion: Due to the rarity of SCA3/MJD, CIC studies in living individuals with statistical power are unfeasible. However, a significant reduction of câncer as a cause of death was detected in SCA3/MJD. This data confirm the association of PolyQ with protection against câncer and suggest that PolyQ are indeed multisystem disorders.

Introdução: A doença de Machado-Joseph, também conhecida como ataxia espinocerebelar tipo 3 (DMJ/SCA3), é de inicio na vida adulta, uma doença neurodegenerativa autossômica dominante causada por uma expansão CAG no gene ATXN3. A DMJ/SCA3 pertence ao grupo de doenças chamado de poliglutaminopatias (PoliQ). A redução do risco de câncer em indivíduos com PolyQ tais como a doença de Huntington foi previamente relatada em um população diferente. Nenhum estudo buscando essa associação em DMJ/SCA3 já foi realizada.Objetivos: comparar os 15 anos de incidência cumulativa de câncer (ICC) e a proporção de câncer como causa de morte em portadores de DMJ/SCA3 sintomáticos observados e nos controles. Métodos: Indivíduos com DMJ/SCA3 pertencentes ao Rio Grande do Sul em uma coorte de 2000 a 2015 foram identificados. Entrevistas estruturadas foram feitas com indivíduos afetados e com controles não relacionados. A CIC conforme publicado pelo Instituto Nacional de Câncer (INCA), do Brasil, foi usado como um controle populacional. As causas de morte entre as famílias com DMJ/SCA3 e controles não relacionados pareados também foram obtidos pelo Sistema de Informações sobre Mortalidade Pública. Foram entrevistados 154 pacientes com DMJ/SCA3 e 80 controles não relacionados: Resultados: A CIC foi de 7/154 (4,5%) e 5/80 (6,3%) entre DMJ/SCA3 e nos indivíduos controles não relacionados, respectivamente. Para obter uma redução do risco absoluto de 1,8 entre os casos e controles, seriam necessários 1.938 indivíduos por grupo para detectar uma diferença significativa entre os grupos. A população total de sintomáticos com DMJ/SCA3 igualou-se a 625 indivíduos em 2015, esse estudo foi interrompido. O câncer foi a causa da morte em 9/101 (8,9%) DMJ/SCA3 e em 52/202 (26,2%) controles, com uma redução do risco absoluto de 17,3% no grupo DMJ/SCA3 (χ² = 12,421; p = 0,001 ; OR 0,27, IC 95% 0,13-0,58). Indivíduos com DMJ/SCA3 que morreram de câncer eram mais velhos e tinham uma menor CAGexp que os casos que faleceram de outras causas.Discussão: Devido à raridade da DMJ/SCA3, estudos de CIC em indivíduos vivos com poder estatístico são inviáveis. No entanto, uma redução significativa de câncer como uma causa de morte foi detectada em DMJ/SCA3. Estes dados confirmam a associação de polyQ com proteção contra o câncer e sugerem que polyQ de fato são doenças de multissistemas. / Introduction: Machado-Joseph disease, also known as Spinocerebellar Ataxia type 3 (MJD/SCA3), is an adult-onset autosomal dominant neurodegenerative disease caused by an expanded CAG repeat in the ATXN3 gene. MJD/SCA3 belongs to the so-called group of polyglutamine disorders (PolyQ). Reduced risk of câncer in individuals with PolyQ such as Huntington disease was previously reported in different population. No study searching for this association in MJD/SCA3 was already performed. Objectives: We aimed to compare the 15 years cumulative incidence of câncer (ICC) and the proportion of câncer as a cause of death in symptomatic SCA3/MJD carriers with those observed in controls. Methods: SCA3/MJD individuals belonging to the Rio Grande do Sul cohort from 2000 to 2015 were identified. A structured interview was done with affected individuals and with unrelated controls. CIC as published by the National Institute of Câncer (INCA), Brazil, was used as a population control. Causes of death among SCA3/MJD families and paired unrelated controls were also obtained from the Public Information System on Mortality. Results: 154 SCA3/MJD patients and 80 unrelated controls were interviewed. CIC were 7/154 (4.5%) and 5/80 (6.3%) among SCA3/MJD and unrelated control individuals, respectively. For an absolute risk reduction of 1.8 between cases and controls, 1,938 individuals per group would be needed to detect a significant difference between groups. Since the total symptomatic SCA3/MJD population equaled 625 individuals in 2015, this study was interrupted. Câncer was a cause of death in 9/101 (8.9%) SCA3/MJD and in 52/202 (26.2%) controls, with an absolute reduction risk of 17.3% in the SCA3/MJD group (χ²=12.421; p=0.001; OR 0.27, IC95% 0.13 to 0.58). SCA3/MJD individuals who died from câncer were older and carried shorter CAGexp than those SCA3/MJD cases who died from other causes. Discussion: Due to the rarity of SCA3/MJD, CIC studies in living individuals with statistical power are unfeasible. However, a significant reduction of câncer as a cause of death was detected in SCA3/MJD. This data confirm the association of PolyQ with protection against câncer and suggest that PolyQ are indeed multisystem disorders.

Dix-huit maladies humaines graves ont jusqu'ici été associées avec des expansions de trinucléotides répétés (TNR) codant soit pour des polyalanines (codées par des codons GCN répétés) soit pour des polyglutamines (codées par des codons CAG répétés) dans des protéines spécifiques. Parmi eux, la dystrophie musculaire oculopharyngée (DMOP), l’Ataxie spinocérébelleuse de type 3 (SCA3) et la maladie de Huntington (MH) sont des troubles à transmission autosomale dominante et à apparition tardive, caractérisés par la présence d'inclusions intranucléaires (IIN). Nous avons déjà identifié la mutation responsable de la DMOP comme étant une petite expansion (2 à 7 répétitions supplémentaires) du codon GCG répété du gène PABPN1. En outre, nous-mêmes ainsi que d’autres chercheurs avons identifié la présence d’événements de décalage du cadre de lecture ribosomique de -1 au niveau des codons répétés CAG des gènes ATXN3 (SCA3) et HTT (MH), entraînant ainsi la traduction de codons répétés hybrides CAG/GCA et la production d'un peptide contenant des polyalanines. Or, les données observées dans la DMOP suggèrent que la toxicité induite par les polyalanines est très sensible à leur quantité et leur longueur. Pour valider notre hypothèse de décalage du cadre de lecture dans le gène ATXN3 dans des modèles animaux, nous avons essayé de reproduire nos constatations chez la drosophile et dans des neurones de mammifères. Nos résultats montrent que l'expression transgénique de codons répétés CAG élargis dans l’ADNc de ATXN3 conduit aux événements de décalage du cadre de lecture -1, et que ces événements sont néfastes. À l'inverse, l'expression transgénique de codons répétés CAA (codant pour les polyglutamines) élargis dans l’ADNc de ATXN3 ne conduit pas aux événements de décalage du cadre de lecture -1, et n’est pas toxique. Par ailleurs, l’ARNm des codons répétés CAG élargis dans ATXN3 ne contribue pas à la toxicité observée dans nos modèles. Ces observations indiquent que l’expansion de polyglutamines dans nos modèles drosophile et de neurones de mammifères pour SCA3 ne suffit pas au développement d'un phénotype. Par conséquent, nous proposons que le décalage du cadre de lecture ribosomique -1 contribue à la toxicité associée aux répétitions CAG dans le gène ATXN3. Pour étudier le décalage du cadre de lecture -1 dans les maladies à expansion de trinucléotides CAG en général, nous avons voulu créer un anticorps capable de détecter le produit présentant ce décalage. Nous rapportons ici la caractérisation d’un anticorps polyclonal qui reconnaît sélectivement les expansions pathologiques de polyalanines dans la protéine PABPN1 impliquée dans la DMOP. En outre, notre anticorps détecte également la présence de protéines contenant des alanines dans les inclusions intranucléaires (IIN) des échantillons de patients SCA3 et MD. / Eighteen severe human diseases have thus far been associated with trinucleotide repeat (TNR) expansions coding for either polyalanine (encoded by a GCN repeat tract) or polyglutamine (encoded by a CAG repeat tract) in specific proteins. Among them, oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD), spinocerebellar ataxia type-3 (SCA3), and Huntington’s disease (HD) are late-onset autosomal-dominant disorders characterised by the presence of intranuclear inclusions (INIs). We have previously identified the OPMD causative mutation as a small expansion (2 to 7) of a GCG repeat tract in the PABPN1 gene. In addition, we and others have reported the occurrence of -1 ribosomal frameshifting events in expanded CAG repeat tracts in the ATXN3 (SCA3) and HTT (HD) genes, which result in the translation of a hybrid CAG/GCA repeat tract and the production of a polyalanine-containing peptide. Data from OPMD suggests that polyalanine-induced toxicity is very sensitive to the dosage and length of the alanine stretch. To validate our ATXN3 -1 frameshifting hypothesis in animal models, we set out to reproduce our findings in Drosophila and mammalian neurons. Our results show that the transgenic expression of expanded CAG repeat tract ATXN3 cDNA led to -1 frameshifting events, and that these events are deleterious. Conversely, the expression of polyglutamine-encoding expanded CAA repeat tract ATXN3 cDNA was neither frameshifted nor toxic. Furthermore, expanded CAG repeat tract ATXN3 mRNA does not contribute to the toxicity observed in our models. These observations indicate that expanded polyglutamine repeats in Drosophila and mammalian neuron models of SCA3 are insufficient for the development of a phenotype. Hence, we propose that -1 ribosomal frameshifting contributes to the toxicity associated with CAG repeat tract expansions in the ATXN3 gene. To further investigate ribosomal frameshifting in expanded CAG repeat tract diseases, we sought to create an antibody capable of detecting the frameshifted product. Here we report the characterization of a polyclonal antibody that selectively recognizes pathological expansions of polyalanine in the protein implicated in OPMD, PABPN1. Furthermore, our antibody also detects the presence of alanine proteins in the intranuclear inclusions (INIs) of SCA3 and HD patient samples.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.