The human vitamin D receptor (hVDR) is a member of the nuclear receptor superfamily, involved in calcium and phosphate homeostasis; hence implicated in a number of diseases, such as Rickets and Osteoporosis. This receptor binds 1α,25-dihydroxyvitamin D3 (also referred to as 1,25(OH)2D3) and other known ligands, such as lithocholic acid. Specific interactions between the receptor and ligand are crucial for the function and activation of this receptor, as implied by the single point mutation, H305Q, causing symptoms of Type II Rickets. In this work, further understanding of the significant and essential interactions between the ligand and the receptor were deciphered, through a combination of rational and random mutagenesis. A hVDR mutant, H305F, was engineered with increased sensitivity towards lithocholic acid, with an EC50 value of 10 µM and 40 + 14 fold activation in mammalian cell assays, while maintaining wild-type activity with 1,25(OH)2D3. Furthermore, via random mutagenesis, a hVDR mutant, H305F/H397Y, was discovered to bind a novel small molecule, cholecalciferol, a precursor in the 1α,25-dihydroxyvitamin D3 biosynthetic pathway, which does not activate wild-type hVDR. This variant, H305F/H397Y, binds and activates in response to cholecalciferol concentrations as low as 100 nM, with an EC50 value of 300 nM and 70 + 11 fold activation in mammalian cell assays.

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Introdução: A vitamina D tem ações pleiotrópicas em muitas doenças crônicas. A expressão do receptor da vitamina D (VDR - vitamin D receptor) em diversas células do sistema imune reforça a possível influência da vitamina D nas doenças autoimunes. Polimorfismos genéticos localizados no gene VDR podem determinar alterações nos mecanismos de ação da vitamina D, porém com resultados ainda pouco conhecidos. O polimorfismo BsmI do gene VDR foi associado com lúpus eritematoso sistêmico (LES) em pacientes asiáticos. Estudos com pacientes lúpicos no Brasil ainda não foram realizados. Objetivos: Investigar a possibilidade dos polimorfismos BsmI e FokI do gene VDR aumentarem o risco para o desenvolvimento do LES e avaliar a possível associação destes polimorfismos com manifestações clínicas e laboratoriais da doença. Determinar os níveis séricos da 25-hidroxivitamina D [25(OH)D)] nos pacientes e investigar a possível associação das suas concentrações com os polimorfismos estudados e expressões clínicas e laboratoriais do LES. Materiais e métodos: Estudo caso-controle envolvendo 195 pacientes com LES e 201 controles saudáveis da mesma área geográfica. Foram pesquisados os polimorfismos BsmI e FokI do gene VDR. Os níveis séricos da 25(OH)D foram dosados nos casos. A genotipagem foi realizada por Restriction Fragment Length Polymorphism-Polimerase Chain Reaction (RFLP-PCR), usando primers e enzimas de restrição específicas para cada polimorfismo. A dosagem da 25(OH)D foi realizada por quimioluminescência. Os dados clínicos e laboratoriais foram coletados dos prontuários. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significativa nas frequências genotípicas e alélicas dos polimorfismos BsmI e FokI entre casos e controles eurodescendentes. Não houve associação entre as manifestações clínicas e laboratoriais do LES e os polimorfismos estudados. Os níveis séricos médios da 25(OH)D foram de 25,51±11,43 ng/ml nos pacientes com LES. Quando os pacientes foram classificados pelo estado de vitamina D, a seguinte distribuição foi observada: 55 (30,4%) normais (≥30 ng/ml), 63 (34,8%) insuficientes (20-30 ng/ml), 52 (28,7%) deficientes (<20 ng/ml) e 11 (6,1%) com níveis criticamente baixos (<10 ng/ml). Cinquenta e seis por cento dos pacientes com deficiência estavam usando pelo menos 800 UI de vitamina D por dia. Baseada na distribuição genotípica, a concentração da 25(OH)D foi significativamente maior nos pacientes com genótipo f/f, quando comparados com os pacientes com genótipo F/F (31,614,1 ng/ml versus 23,09,2 ng/ml, p=0,004). Níveis de vitamina D não foram associados com aspectos clínicos e laboratoriais do LES. Conclusões: Os polimorfismos BsmI e FokI não apresentaram associação com LES nos nossos pacientes eurodescendentes estudados. O polimorfimo FokI mostrou influência significativa nos níveis da 25(OH)D, o que reforça o papel deste polimorfismo na atividade funcional do VDR. Este achado poderia ser considerado em futuros estudos clínicos e experimentais envolvendo dosagem da vitamina D. A concentração da 25(OH)D necessária para manter o bom funcionamento do sistema musculoesquelético, cardiovascular e imunológico deveria ser individualizada para cada paciente e novas orientações sobre a suplementação de vitamina D poderiam ter que levar em consideração a ancestralidade genética. Assim, estudos adicionais são necessários para estabelecer definições dos níveis ideais de vitamina D geneticamente especificados. / Introduction: Vitamin D has pleiotropic actions on many chronic diseases. The expression of the VDR (vitamin D receptor) in various cells of the immune system strengthens the possible influence of vitamin D on autoimmune diseases. Genetic polymorphisms located in VDR gene may determine changes in the mechanisms of action of vitamin D, but with results still unknown. The BsmI VDR polymorphism was associated with systemic lupus erythematosus (SLE) in Asian patients. Studies with SLE patients in Brazil have not been conducted. Objectives: To investigate the possibility of BsmI and FokI polymorphisms of VDR gene causing increased risk for development of SLE and to evaluate the possible association of these polymorphisms with clinical and laboratory manifestations of the disease. To determine serum levels of 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D)] in patients and to investigate the possible association of their concentrations with the studied polymorphisms and clinical and laboratory expressions of SLE. Materials and methods: Case-control study involving 195 SLE patients and 201 healthy controls from the same geographical area. The BsmI and FokI polymorphisms of VDR gene were studied. Serum 25(OH)D levels were measured in the cases. Genotyping was performed by Restriction Fragment Length Polymorphism-Polymerase Chain Reaction (RFLP-PCR), using primers and restriction enzymes specific for each polymorphism. The measurement of 25(OH)D was performed by chemiluminescence. The clinical and laboratory data were collected from medical records. Results: There was no statistically significant difference in genotypic and allelic frequencies of BsmI and FokI polymorphisms among European-derived cases and controls. There was no association between clinical and laboratory features in SLE patients and the studied polymorphisms. The mean serum levels of 25(OH)D were 25.51±11.43 ng/ml in SLE patients. When patients were classified according to vitamin D status, the following distribution was observed: 55 (30.4%) had normal (≥30 ng/ml), 63 (34.8%) insufficient (20-30 ng/ml), 52 (28.7%) deficient (<20 ng/ml) and 11 (6,1%) critically low serum levels (<10 ng/ml). Fifty six percent of patients with deficiency received at least 800 IU of vitamin D per day. Based on genotype distribution, 25(OH)D levels were significantly higher in patients carrying the f/f genotype, when compared to patients carrying the F/F genotype (31.614.1 ng/ml versus 23.09.2 ng/ml, p=0.004). Vitamin D levels were not associated with clinical and laboratory features of SLE. Conclusions: The BsmI and FokI polymorphisms did not present association with SLE in our European-derived studied patients. The FokI polymorphism showed significant influence on 25(OH)D levels, reinforcing its role in functional activity of VDR. This finding may be considered in future clinical and experimental studies involving vitamin D measurements. Serum concentrations of 25(OH)D required to maintain optimal musculoskeletal, cardiovascular and immune health should be individualized for each patient and new guidelines about vitamin D supplementation may have to take into consideration the individual genetic background. Genetic-specific definitions of ideal levels of vitamin D in SLE should therefore be established in future studies.

A pubarca precoce (PP) é definida como o desenvolvimento de pêlos pubianos antes dos 8 anos de idade em meninas e 9 anos de idade em meninos. Embora a PP não interfira diretamente com os eventos da puberdade, algumas evidências sugerem que estas meninas tenham maior risco para desenvolver, mais tarde, a Síndrome dos Ovários Policísticos (PCOS). A 17ß-hidroxiesteróide desidrogenase tipo 5 (17ßHSD5) é a principal responsável pela conversão de androstenediona em testosterona. Variações no gene que codifica para essa enzima, em especial os polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), podem estar relacionados com hiperandrogenismo e PCOS. A vitamina D, além dos efeitos sobre metabolismo ósseo, parece modular outras ações extra-esqueléticas, incluindo secreção e sensibilidade tecidual à insulina. A Vitamina D vem sendo associada com resistência insulínica e variantes do gene do receptor da vitamina D (VDR), vem sendo estudadas em populações de risco como no diabetes. No entanto, pouco se sabe sobre o envolvimento destes polimorfismos na PP. Os objetivos do presente trabalho foram: Avaliar os níveis de 25-hidroxivitamina D; determinar a frequência dos polimorfismos FokI, BsmI, ApaI e TaqI do gene do VDR e do SNP-71AG do gene da 17ßHSD5; verificar se existe associação entre esses polimorfismos com variáveis antropométricas, metabólicas e hormonais em uma amostra de pacientes com PP e controles do sul do Brasil. Foram arroladas 36 meninas com PP e 197 controles saudáveis. As genotipagens foram realizadas por PCR em tempo real para os SNPs -71AG, BsmI e FokI e por PCR-RFLP para os SNPs ApaI e TaqI. O SNP -71 AG do gene da 17ßHSD5 apresentou distribuição genotípica de 52,4% AA, 39,1% AG e 8,6% GG, sendo a frequência dos alelos A:G de 0,72:0,28. Analisando os dois grupos, verificamos uma maior freqüência do alelo variante (G) no grupo de meninas com PP quando comparadas aos controles (0,37 e 0,26, respectivamente), no entanto sem diferença estatística (p=0,054); não foram verificadas associações do polimorfismo com os dados clínicos e hormonais. As meninas com PP apresentaram níveis séricos de 25(OH)D inferiores aos das meninas controles (18,08±8,32 versus 21,27±7,03; p=0,032). Na análise dos polimorfismos, observou-se que o genótipo polimórfico GG do SNP ApaI TG, apresentou uma frequência maior em PP (30,6%) do que nas controles (16,2%) (Odds Ratio: 2,269; 95% Intervalo de Confiança: 1,015 – 5,076; p=0,042). Este genótipo foi também associado com níveis mais baixos de estradiol (35,30 (14,80 – 50,48) versus 12,22 (6,49 – 23,69); p=0,030) e testosterona total (0,52 (0,39 – 0,84) versus 0,20 (0,11 – 0,47); p=0,009) nas meninas com PP, mas não foi associado com os níveis de 25(OH)D. Por outro lado, verificou-se associação entre a presença dos polimorfismos TaqI TC (genótipo TC+CC) e BsmI GA (genótipo GA+AA) e níveis séricos de 25(OH)D mais elevados no grupo de meninas saudáveis (19,86±7,16 versus 22,55±6,69, p=0,007; 19,53±6,94 versus 22,88±6,76, p=0,001, respectivamente). Em conclusão, os dados deste estudo indicam que: 1) houve maior freqüência do alelo variante G SNP -71 AG do gene da 17βHSD5, com uma associação limítrofe desse alelo com o diagnóstico clínico de PP; 2) o polimorfismo ApaI TG associou-se com PP e parece estar modulando os processos esteroidogênicos nas meninas com PP; 3) houve uma interação entre os polimorfismos TaqI TC e BsmI GA e concentrações circulantes de vitamina D em meninas do sul do Brasil. / Precocious pubarche (PP) is usually defined as the development of pubic hair before the age of 8 in girls and age of 9 in boys. Although the PP does not interfere directly in puberty events, some evidence suggests that these girls have higher risk for the development of Polycystic Ovary Syndrome (PCOS) at later ages. The Type 5 17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase (17ßHSD5) is the principal responsible for the conversion of androstenedione to testosterone. Variations in the gene encoding for this enzyme, especially Single Nucleotide polymorphisms (SNPs), may be related with hyperandrogenism, and PCOS. Besides the effects on bone metabolism, vitamin D appears to modulate other extra-skeletal actions, including secretions and tissue sensitivity to insulin. Vitamin D has been associated with insulin resistance and variants in the vitamin D receptor (VDR) gene, have been studied in populations at risk of Diabetes. However, little is known about these polymorphisms in the PP. The aims of this work were: to evaluate the levels of the 25-hydroxyvitamin D; to determine the polymorphisms FokI, BsmI, ApaI and TaqI in VDR gene and SNP -71AG in 17ßHSD5 gene frequencies; to asses if exist association between this SNPs and anthropometric, metabolic and hormonal characteristics in patients with PP and controls of the southern Brazil. Were enrolled 36 girls with PP and 197 healthy controls. Genotypic analyzes were evaluated by Real Time for the SNPs -71AG, BsmI and FokI and by PCR-RFLP for the ApaI e TaqI polymorphisms. Genotype frequency for SNP -71 AG of the 17ßHSD5 gene was 52.4% AA, 39.1% AG and 8.6% GG, A:G allelic frequency was 0.72:0.28. Analyzing both groups, higher frequency of the variant allele (G) in patient PP than controls (0.37 e 0.26, respectively) was found but without statistical difference (p=0.054); there were no associations between this polymorphism and clinical and hormonal features. PP girls have serum levels of 25(OH)D lower than those from control group (18.08±8.32 versus 21.27±7.03; p=0.032). The polymorphism analyze was observed that genotype GG of the SNP ApaI TG showed a higher frequency in PP (30.6%) than controls (16.2%) (Odds Ratio: 2.269; 95% confidence interval: 1.015 – 5.076; p=0.042). The same genotype was associated with lower estradiol (35.30 (14.80 – 50.48) versus 12.22 (6.49 – 23.69); p=0.030) and total testosterone levels (0.52 (0.39 – 0.84) versus 0.20 (0.11 – 0.47); p=0.009), in girls with PP. There were no association between this polymorphism and serum 25(OH)D. On the other hand, there was association between the presence of the polymorphisms TaqI TC (TC + CC genotype) and BsmI GA (GA + AA genotype) and higher serum 25(OH)D in the group of healthy girls (19.86 ± 7.16 versus 6.69 ± 22:55 , p = 0.007; 19:53 ± 6.94 versus 22.88 ± 6.76, p = 0.001, respectively). In conclusion, data from this study indicate that: 1) there was a higher frequency of the variant allele G of the SNP -71 AG of the 17ßHSD5 gene, with a borderline association of this allele with the clinical diagnosis of PP; 2) ApaI TG polymorphism is associated with PP and seems to modulate the processes steroidogenesis in girls with PP; 3) there was an interaction between the polymorphisms TaqI TC and BsmI GA and vitamin D concentrations in girls from southern Brazil.

Introdução: A vitamina D tem ações pleiotrópicas em muitas doenças crônicas. A expressão do receptor da vitamina D (VDR - vitamin D receptor) em diversas células do sistema imune reforça a possível influência da vitamina D nas doenças autoimunes. Polimorfismos genéticos localizados no gene VDR podem determinar alterações nos mecanismos de ação da vitamina D, porém com resultados ainda pouco conhecidos. O polimorfismo BsmI do gene VDR foi associado com lúpus eritematoso sistêmico (LES) em pacientes asiáticos. Estudos com pacientes lúpicos no Brasil ainda não foram realizados. Objetivos: Investigar a possibilidade dos polimorfismos BsmI e FokI do gene VDR aumentarem o risco para o desenvolvimento do LES e avaliar a possível associação destes polimorfismos com manifestações clínicas e laboratoriais da doença. Determinar os níveis séricos da 25-hidroxivitamina D [25(OH)D)] nos pacientes e investigar a possível associação das suas concentrações com os polimorfismos estudados e expressões clínicas e laboratoriais do LES. Materiais e métodos: Estudo caso-controle envolvendo 195 pacientes com LES e 201 controles saudáveis da mesma área geográfica. Foram pesquisados os polimorfismos BsmI e FokI do gene VDR. Os níveis séricos da 25(OH)D foram dosados nos casos. A genotipagem foi realizada por Restriction Fragment Length Polymorphism-Polimerase Chain Reaction (RFLP-PCR), usando primers e enzimas de restrição específicas para cada polimorfismo. A dosagem da 25(OH)D foi realizada por quimioluminescência. Os dados clínicos e laboratoriais foram coletados dos prontuários. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significativa nas frequências genotípicas e alélicas dos polimorfismos BsmI e FokI entre casos e controles eurodescendentes. Não houve associação entre as manifestações clínicas e laboratoriais do LES e os polimorfismos estudados. Os níveis séricos médios da 25(OH)D foram de 25,51±11,43 ng/ml nos pacientes com LES. Quando os pacientes foram classificados pelo estado de vitamina D, a seguinte distribuição foi observada: 55 (30,4%) normais (≥30 ng/ml), 63 (34,8%) insuficientes (20-30 ng/ml), 52 (28,7%) deficientes (<20 ng/ml) e 11 (6,1%) com níveis criticamente baixos (<10 ng/ml). Cinquenta e seis por cento dos pacientes com deficiência estavam usando pelo menos 800 UI de vitamina D por dia. Baseada na distribuição genotípica, a concentração da 25(OH)D foi significativamente maior nos pacientes com genótipo f/f, quando comparados com os pacientes com genótipo F/F (31,614,1 ng/ml versus 23,09,2 ng/ml, p=0,004). Níveis de vitamina D não foram associados com aspectos clínicos e laboratoriais do LES. Conclusões: Os polimorfismos BsmI e FokI não apresentaram associação com LES nos nossos pacientes eurodescendentes estudados. O polimorfimo FokI mostrou influência significativa nos níveis da 25(OH)D, o que reforça o papel deste polimorfismo na atividade funcional do VDR. Este achado poderia ser considerado em futuros estudos clínicos e experimentais envolvendo dosagem da vitamina D. A concentração da 25(OH)D necessária para manter o bom funcionamento do sistema musculoesquelético, cardiovascular e imunológico deveria ser individualizada para cada paciente e novas orientações sobre a suplementação de vitamina D poderiam ter que levar em consideração a ancestralidade genética. Assim, estudos adicionais são necessários para estabelecer definições dos níveis ideais de vitamina D geneticamente especificados. / Introduction: Vitamin D has pleiotropic actions on many chronic diseases. The expression of the VDR (vitamin D receptor) in various cells of the immune system strengthens the possible influence of vitamin D on autoimmune diseases. Genetic polymorphisms located in VDR gene may determine changes in the mechanisms of action of vitamin D, but with results still unknown. The BsmI VDR polymorphism was associated with systemic lupus erythematosus (SLE) in Asian patients. Studies with SLE patients in Brazil have not been conducted. Objectives: To investigate the possibility of BsmI and FokI polymorphisms of VDR gene causing increased risk for development of SLE and to evaluate the possible association of these polymorphisms with clinical and laboratory manifestations of the disease. To determine serum levels of 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D)] in patients and to investigate the possible association of their concentrations with the studied polymorphisms and clinical and laboratory expressions of SLE. Materials and methods: Case-control study involving 195 SLE patients and 201 healthy controls from the same geographical area. The BsmI and FokI polymorphisms of VDR gene were studied. Serum 25(OH)D levels were measured in the cases. Genotyping was performed by Restriction Fragment Length Polymorphism-Polymerase Chain Reaction (RFLP-PCR), using primers and restriction enzymes specific for each polymorphism. The measurement of 25(OH)D was performed by chemiluminescence. The clinical and laboratory data were collected from medical records. Results: There was no statistically significant difference in genotypic and allelic frequencies of BsmI and FokI polymorphisms among European-derived cases and controls. There was no association between clinical and laboratory features in SLE patients and the studied polymorphisms. The mean serum levels of 25(OH)D were 25.51±11.43 ng/ml in SLE patients. When patients were classified according to vitamin D status, the following distribution was observed: 55 (30.4%) had normal (≥30 ng/ml), 63 (34.8%) insufficient (20-30 ng/ml), 52 (28.7%) deficient (<20 ng/ml) and 11 (6,1%) critically low serum levels (<10 ng/ml). Fifty six percent of patients with deficiency received at least 800 IU of vitamin D per day. Based on genotype distribution, 25(OH)D levels were significantly higher in patients carrying the f/f genotype, when compared to patients carrying the F/F genotype (31.614.1 ng/ml versus 23.09.2 ng/ml, p=0.004). Vitamin D levels were not associated with clinical and laboratory features of SLE. Conclusions: The BsmI and FokI polymorphisms did not present association with SLE in our European-derived studied patients. The FokI polymorphism showed significant influence on 25(OH)D levels, reinforcing its role in functional activity of VDR. This finding may be considered in future clinical and experimental studies involving vitamin D measurements. Serum concentrations of 25(OH)D required to maintain optimal musculoskeletal, cardiovascular and immune health should be individualized for each patient and new guidelines about vitamin D supplementation may have to take into consideration the individual genetic background. Genetic-specific definitions of ideal levels of vitamin D in SLE should therefore be established in future studies.

A pubarca precoce (PP) é definida como o desenvolvimento de pêlos pubianos antes dos 8 anos de idade em meninas e 9 anos de idade em meninos. Embora a PP não interfira diretamente com os eventos da puberdade, algumas evidências sugerem que estas meninas tenham maior risco para desenvolver, mais tarde, a Síndrome dos Ovários Policísticos (PCOS). A 17ß-hidroxiesteróide desidrogenase tipo 5 (17ßHSD5) é a principal responsável pela conversão de androstenediona em testosterona. Variações no gene que codifica para essa enzima, em especial os polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), podem estar relacionados com hiperandrogenismo e PCOS. A vitamina D, além dos efeitos sobre metabolismo ósseo, parece modular outras ações extra-esqueléticas, incluindo secreção e sensibilidade tecidual à insulina. A Vitamina D vem sendo associada com resistência insulínica e variantes do gene do receptor da vitamina D (VDR), vem sendo estudadas em populações de risco como no diabetes. No entanto, pouco se sabe sobre o envolvimento destes polimorfismos na PP. Os objetivos do presente trabalho foram: Avaliar os níveis de 25-hidroxivitamina D; determinar a frequência dos polimorfismos FokI, BsmI, ApaI e TaqI do gene do VDR e do SNP-71AG do gene da 17ßHSD5; verificar se existe associação entre esses polimorfismos com variáveis antropométricas, metabólicas e hormonais em uma amostra de pacientes com PP e controles do sul do Brasil. Foram arroladas 36 meninas com PP e 197 controles saudáveis. As genotipagens foram realizadas por PCR em tempo real para os SNPs -71AG, BsmI e FokI e por PCR-RFLP para os SNPs ApaI e TaqI. O SNP -71 AG do gene da 17ßHSD5 apresentou distribuição genotípica de 52,4% AA, 39,1% AG e 8,6% GG, sendo a frequência dos alelos A:G de 0,72:0,28. Analisando os dois grupos, verificamos uma maior freqüência do alelo variante (G) no grupo de meninas com PP quando comparadas aos controles (0,37 e 0,26, respectivamente), no entanto sem diferença estatística (p=0,054); não foram verificadas associações do polimorfismo com os dados clínicos e hormonais. As meninas com PP apresentaram níveis séricos de 25(OH)D inferiores aos das meninas controles (18,08±8,32 versus 21,27±7,03; p=0,032). Na análise dos polimorfismos, observou-se que o genótipo polimórfico GG do SNP ApaI TG, apresentou uma frequência maior em PP (30,6%) do que nas controles (16,2%) (Odds Ratio: 2,269; 95% Intervalo de Confiança: 1,015 – 5,076; p=0,042). Este genótipo foi também associado com níveis mais baixos de estradiol (35,30 (14,80 – 50,48) versus 12,22 (6,49 – 23,69); p=0,030) e testosterona total (0,52 (0,39 – 0,84) versus 0,20 (0,11 – 0,47); p=0,009) nas meninas com PP, mas não foi associado com os níveis de 25(OH)D. Por outro lado, verificou-se associação entre a presença dos polimorfismos TaqI TC (genótipo TC+CC) e BsmI GA (genótipo GA+AA) e níveis séricos de 25(OH)D mais elevados no grupo de meninas saudáveis (19,86±7,16 versus 22,55±6,69, p=0,007; 19,53±6,94 versus 22,88±6,76, p=0,001, respectivamente). Em conclusão, os dados deste estudo indicam que: 1) houve maior freqüência do alelo variante G SNP -71 AG do gene da 17βHSD5, com uma associação limítrofe desse alelo com o diagnóstico clínico de PP; 2) o polimorfismo ApaI TG associou-se com PP e parece estar modulando os processos esteroidogênicos nas meninas com PP; 3) houve uma interação entre os polimorfismos TaqI TC e BsmI GA e concentrações circulantes de vitamina D em meninas do sul do Brasil. / Precocious pubarche (PP) is usually defined as the development of pubic hair before the age of 8 in girls and age of 9 in boys. Although the PP does not interfere directly in puberty events, some evidence suggests that these girls have higher risk for the development of Polycystic Ovary Syndrome (PCOS) at later ages. The Type 5 17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase (17ßHSD5) is the principal responsible for the conversion of androstenedione to testosterone. Variations in the gene encoding for this enzyme, especially Single Nucleotide polymorphisms (SNPs), may be related with hyperandrogenism, and PCOS. Besides the effects on bone metabolism, vitamin D appears to modulate other extra-skeletal actions, including secretions and tissue sensitivity to insulin. Vitamin D has been associated with insulin resistance and variants in the vitamin D receptor (VDR) gene, have been studied in populations at risk of Diabetes. However, little is known about these polymorphisms in the PP. The aims of this work were: to evaluate the levels of the 25-hydroxyvitamin D; to determine the polymorphisms FokI, BsmI, ApaI and TaqI in VDR gene and SNP -71AG in 17ßHSD5 gene frequencies; to asses if exist association between this SNPs and anthropometric, metabolic and hormonal characteristics in patients with PP and controls of the southern Brazil. Were enrolled 36 girls with PP and 197 healthy controls. Genotypic analyzes were evaluated by Real Time for the SNPs -71AG, BsmI and FokI and by PCR-RFLP for the ApaI e TaqI polymorphisms. Genotype frequency for SNP -71 AG of the 17ßHSD5 gene was 52.4% AA, 39.1% AG and 8.6% GG, A:G allelic frequency was 0.72:0.28. Analyzing both groups, higher frequency of the variant allele (G) in patient PP than controls (0.37 e 0.26, respectively) was found but without statistical difference (p=0.054); there were no associations between this polymorphism and clinical and hormonal features. PP girls have serum levels of 25(OH)D lower than those from control group (18.08±8.32 versus 21.27±7.03; p=0.032). The polymorphism analyze was observed that genotype GG of the SNP ApaI TG showed a higher frequency in PP (30.6%) than controls (16.2%) (Odds Ratio: 2.269; 95% confidence interval: 1.015 – 5.076; p=0.042). The same genotype was associated with lower estradiol (35.30 (14.80 – 50.48) versus 12.22 (6.49 – 23.69); p=0.030) and total testosterone levels (0.52 (0.39 – 0.84) versus 0.20 (0.11 – 0.47); p=0.009), in girls with PP. There were no association between this polymorphism and serum 25(OH)D. On the other hand, there was association between the presence of the polymorphisms TaqI TC (TC + CC genotype) and BsmI GA (GA + AA genotype) and higher serum 25(OH)D in the group of healthy girls (19.86 ± 7.16 versus 6.69 ± 22:55 , p = 0.007; 19:53 ± 6.94 versus 22.88 ± 6.76, p = 0.001, respectively). In conclusion, data from this study indicate that: 1) there was a higher frequency of the variant allele G of the SNP -71 AG of the 17ßHSD5 gene, with a borderline association of this allele with the clinical diagnosis of PP; 2) ApaI TG polymorphism is associated with PP and seems to modulate the processes steroidogenesis in girls with PP; 3) there was an interaction between the polymorphisms TaqI TC and BsmI GA and vitamin D concentrations in girls from southern Brazil.

Introdução: A vitamina D tem ações pleiotrópicas em muitas doenças crônicas. A expressão do receptor da vitamina D (VDR - vitamin D receptor) em diversas células do sistema imune reforça a possível influência da vitamina D nas doenças autoimunes. Polimorfismos genéticos localizados no gene VDR podem determinar alterações nos mecanismos de ação da vitamina D, porém com resultados ainda pouco conhecidos. O polimorfismo BsmI do gene VDR foi associado com lúpus eritematoso sistêmico (LES) em pacientes asiáticos. Estudos com pacientes lúpicos no Brasil ainda não foram realizados. Objetivos: Investigar a possibilidade dos polimorfismos BsmI e FokI do gene VDR aumentarem o risco para o desenvolvimento do LES e avaliar a possível associação destes polimorfismos com manifestações clínicas e laboratoriais da doença. Determinar os níveis séricos da 25-hidroxivitamina D [25(OH)D)] nos pacientes e investigar a possível associação das suas concentrações com os polimorfismos estudados e expressões clínicas e laboratoriais do LES. Materiais e métodos: Estudo caso-controle envolvendo 195 pacientes com LES e 201 controles saudáveis da mesma área geográfica. Foram pesquisados os polimorfismos BsmI e FokI do gene VDR. Os níveis séricos da 25(OH)D foram dosados nos casos. A genotipagem foi realizada por Restriction Fragment Length Polymorphism-Polimerase Chain Reaction (RFLP-PCR), usando primers e enzimas de restrição específicas para cada polimorfismo. A dosagem da 25(OH)D foi realizada por quimioluminescência. Os dados clínicos e laboratoriais foram coletados dos prontuários. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significativa nas frequências genotípicas e alélicas dos polimorfismos BsmI e FokI entre casos e controles eurodescendentes. Não houve associação entre as manifestações clínicas e laboratoriais do LES e os polimorfismos estudados. Os níveis séricos médios da 25(OH)D foram de 25,51±11,43 ng/ml nos pacientes com LES. Quando os pacientes foram classificados pelo estado de vitamina D, a seguinte distribuição foi observada: 55 (30,4%) normais (≥30 ng/ml), 63 (34,8%) insuficientes (20-30 ng/ml), 52 (28,7%) deficientes (<20 ng/ml) e 11 (6,1%) com níveis criticamente baixos (<10 ng/ml). Cinquenta e seis por cento dos pacientes com deficiência estavam usando pelo menos 800 UI de vitamina D por dia. Baseada na distribuição genotípica, a concentração da 25(OH)D foi significativamente maior nos pacientes com genótipo f/f, quando comparados com os pacientes com genótipo F/F (31,614,1 ng/ml versus 23,09,2 ng/ml, p=0,004). Níveis de vitamina D não foram associados com aspectos clínicos e laboratoriais do LES. Conclusões: Os polimorfismos BsmI e FokI não apresentaram associação com LES nos nossos pacientes eurodescendentes estudados. O polimorfimo FokI mostrou influência significativa nos níveis da 25(OH)D, o que reforça o papel deste polimorfismo na atividade funcional do VDR. Este achado poderia ser considerado em futuros estudos clínicos e experimentais envolvendo dosagem da vitamina D. A concentração da 25(OH)D necessária para manter o bom funcionamento do sistema musculoesquelético, cardiovascular e imunológico deveria ser individualizada para cada paciente e novas orientações sobre a suplementação de vitamina D poderiam ter que levar em consideração a ancestralidade genética. Assim, estudos adicionais são necessários para estabelecer definições dos níveis ideais de vitamina D geneticamente especificados. / Introduction: Vitamin D has pleiotropic actions on many chronic diseases. The expression of the VDR (vitamin D receptor) in various cells of the immune system strengthens the possible influence of vitamin D on autoimmune diseases. Genetic polymorphisms located in VDR gene may determine changes in the mechanisms of action of vitamin D, but with results still unknown. The BsmI VDR polymorphism was associated with systemic lupus erythematosus (SLE) in Asian patients. Studies with SLE patients in Brazil have not been conducted. Objectives: To investigate the possibility of BsmI and FokI polymorphisms of VDR gene causing increased risk for development of SLE and to evaluate the possible association of these polymorphisms with clinical and laboratory manifestations of the disease. To determine serum levels of 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D)] in patients and to investigate the possible association of their concentrations with the studied polymorphisms and clinical and laboratory expressions of SLE. Materials and methods: Case-control study involving 195 SLE patients and 201 healthy controls from the same geographical area. The BsmI and FokI polymorphisms of VDR gene were studied. Serum 25(OH)D levels were measured in the cases. Genotyping was performed by Restriction Fragment Length Polymorphism-Polymerase Chain Reaction (RFLP-PCR), using primers and restriction enzymes specific for each polymorphism. The measurement of 25(OH)D was performed by chemiluminescence. The clinical and laboratory data were collected from medical records. Results: There was no statistically significant difference in genotypic and allelic frequencies of BsmI and FokI polymorphisms among European-derived cases and controls. There was no association between clinical and laboratory features in SLE patients and the studied polymorphisms. The mean serum levels of 25(OH)D were 25.51±11.43 ng/ml in SLE patients. When patients were classified according to vitamin D status, the following distribution was observed: 55 (30.4%) had normal (≥30 ng/ml), 63 (34.8%) insufficient (20-30 ng/ml), 52 (28.7%) deficient (<20 ng/ml) and 11 (6,1%) critically low serum levels (<10 ng/ml). Fifty six percent of patients with deficiency received at least 800 IU of vitamin D per day. Based on genotype distribution, 25(OH)D levels were significantly higher in patients carrying the f/f genotype, when compared to patients carrying the F/F genotype (31.614.1 ng/ml versus 23.09.2 ng/ml, p=0.004). Vitamin D levels were not associated with clinical and laboratory features of SLE. Conclusions: The BsmI and FokI polymorphisms did not present association with SLE in our European-derived studied patients. The FokI polymorphism showed significant influence on 25(OH)D levels, reinforcing its role in functional activity of VDR. This finding may be considered in future clinical and experimental studies involving vitamin D measurements. Serum concentrations of 25(OH)D required to maintain optimal musculoskeletal, cardiovascular and immune health should be individualized for each patient and new guidelines about vitamin D supplementation may have to take into consideration the individual genetic background. Genetic-specific definitions of ideal levels of vitamin D in SLE should therefore be established in future studies.

A pubarca precoce (PP) é definida como o desenvolvimento de pêlos pubianos antes dos 8 anos de idade em meninas e 9 anos de idade em meninos. Embora a PP não interfira diretamente com os eventos da puberdade, algumas evidências sugerem que estas meninas tenham maior risco para desenvolver, mais tarde, a Síndrome dos Ovários Policísticos (PCOS). A 17ß-hidroxiesteróide desidrogenase tipo 5 (17ßHSD5) é a principal responsável pela conversão de androstenediona em testosterona. Variações no gene que codifica para essa enzima, em especial os polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), podem estar relacionados com hiperandrogenismo e PCOS. A vitamina D, além dos efeitos sobre metabolismo ósseo, parece modular outras ações extra-esqueléticas, incluindo secreção e sensibilidade tecidual à insulina. A Vitamina D vem sendo associada com resistência insulínica e variantes do gene do receptor da vitamina D (VDR), vem sendo estudadas em populações de risco como no diabetes. No entanto, pouco se sabe sobre o envolvimento destes polimorfismos na PP. Os objetivos do presente trabalho foram: Avaliar os níveis de 25-hidroxivitamina D; determinar a frequência dos polimorfismos FokI, BsmI, ApaI e TaqI do gene do VDR e do SNP-71AG do gene da 17ßHSD5; verificar se existe associação entre esses polimorfismos com variáveis antropométricas, metabólicas e hormonais em uma amostra de pacientes com PP e controles do sul do Brasil. Foram arroladas 36 meninas com PP e 197 controles saudáveis. As genotipagens foram realizadas por PCR em tempo real para os SNPs -71AG, BsmI e FokI e por PCR-RFLP para os SNPs ApaI e TaqI. O SNP -71 AG do gene da 17ßHSD5 apresentou distribuição genotípica de 52,4% AA, 39,1% AG e 8,6% GG, sendo a frequência dos alelos A:G de 0,72:0,28. Analisando os dois grupos, verificamos uma maior freqüência do alelo variante (G) no grupo de meninas com PP quando comparadas aos controles (0,37 e 0,26, respectivamente), no entanto sem diferença estatística (p=0,054); não foram verificadas associações do polimorfismo com os dados clínicos e hormonais. As meninas com PP apresentaram níveis séricos de 25(OH)D inferiores aos das meninas controles (18,08±8,32 versus 21,27±7,03; p=0,032). Na análise dos polimorfismos, observou-se que o genótipo polimórfico GG do SNP ApaI TG, apresentou uma frequência maior em PP (30,6%) do que nas controles (16,2%) (Odds Ratio: 2,269; 95% Intervalo de Confiança: 1,015 – 5,076; p=0,042). Este genótipo foi também associado com níveis mais baixos de estradiol (35,30 (14,80 – 50,48) versus 12,22 (6,49 – 23,69); p=0,030) e testosterona total (0,52 (0,39 – 0,84) versus 0,20 (0,11 – 0,47); p=0,009) nas meninas com PP, mas não foi associado com os níveis de 25(OH)D. Por outro lado, verificou-se associação entre a presença dos polimorfismos TaqI TC (genótipo TC+CC) e BsmI GA (genótipo GA+AA) e níveis séricos de 25(OH)D mais elevados no grupo de meninas saudáveis (19,86±7,16 versus 22,55±6,69, p=0,007; 19,53±6,94 versus 22,88±6,76, p=0,001, respectivamente). Em conclusão, os dados deste estudo indicam que: 1) houve maior freqüência do alelo variante G SNP -71 AG do gene da 17βHSD5, com uma associação limítrofe desse alelo com o diagnóstico clínico de PP; 2) o polimorfismo ApaI TG associou-se com PP e parece estar modulando os processos esteroidogênicos nas meninas com PP; 3) houve uma interação entre os polimorfismos TaqI TC e BsmI GA e concentrações circulantes de vitamina D em meninas do sul do Brasil. / Precocious pubarche (PP) is usually defined as the development of pubic hair before the age of 8 in girls and age of 9 in boys. Although the PP does not interfere directly in puberty events, some evidence suggests that these girls have higher risk for the development of Polycystic Ovary Syndrome (PCOS) at later ages. The Type 5 17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase (17ßHSD5) is the principal responsible for the conversion of androstenedione to testosterone. Variations in the gene encoding for this enzyme, especially Single Nucleotide polymorphisms (SNPs), may be related with hyperandrogenism, and PCOS. Besides the effects on bone metabolism, vitamin D appears to modulate other extra-skeletal actions, including secretions and tissue sensitivity to insulin. Vitamin D has been associated with insulin resistance and variants in the vitamin D receptor (VDR) gene, have been studied in populations at risk of Diabetes. However, little is known about these polymorphisms in the PP. The aims of this work were: to evaluate the levels of the 25-hydroxyvitamin D; to determine the polymorphisms FokI, BsmI, ApaI and TaqI in VDR gene and SNP -71AG in 17ßHSD5 gene frequencies; to asses if exist association between this SNPs and anthropometric, metabolic and hormonal characteristics in patients with PP and controls of the southern Brazil. Were enrolled 36 girls with PP and 197 healthy controls. Genotypic analyzes were evaluated by Real Time for the SNPs -71AG, BsmI and FokI and by PCR-RFLP for the ApaI e TaqI polymorphisms. Genotype frequency for SNP -71 AG of the 17ßHSD5 gene was 52.4% AA, 39.1% AG and 8.6% GG, A:G allelic frequency was 0.72:0.28. Analyzing both groups, higher frequency of the variant allele (G) in patient PP than controls (0.37 e 0.26, respectively) was found but without statistical difference (p=0.054); there were no associations between this polymorphism and clinical and hormonal features. PP girls have serum levels of 25(OH)D lower than those from control group (18.08±8.32 versus 21.27±7.03; p=0.032). The polymorphism analyze was observed that genotype GG of the SNP ApaI TG showed a higher frequency in PP (30.6%) than controls (16.2%) (Odds Ratio: 2.269; 95% confidence interval: 1.015 – 5.076; p=0.042). The same genotype was associated with lower estradiol (35.30 (14.80 – 50.48) versus 12.22 (6.49 – 23.69); p=0.030) and total testosterone levels (0.52 (0.39 – 0.84) versus 0.20 (0.11 – 0.47); p=0.009), in girls with PP. There were no association between this polymorphism and serum 25(OH)D. On the other hand, there was association between the presence of the polymorphisms TaqI TC (TC + CC genotype) and BsmI GA (GA + AA genotype) and higher serum 25(OH)D in the group of healthy girls (19.86 ± 7.16 versus 6.69 ± 22:55 , p = 0.007; 19:53 ± 6.94 versus 22.88 ± 6.76, p = 0.001, respectively). In conclusion, data from this study indicate that: 1) there was a higher frequency of the variant allele G of the SNP -71 AG of the 17ßHSD5 gene, with a borderline association of this allele with the clinical diagnosis of PP; 2) ApaI TG polymorphism is associated with PP and seems to modulate the processes steroidogenesis in girls with PP; 3) there was an interaction between the polymorphisms TaqI TC and BsmI GA and vitamin D concentrations in girls from southern Brazil.

Une des causes d’échec les plus importantes dans la prise en charge des cancers est la rechute, reflet de la persistance de cellules souches cancéreuses. Les leucémies aiguës myéloïdes représentent la forme principale de leucémie aiguë chez l’adulte et sont caractérisées par une prolifération excessive de cellules immatures et un défaut d’apoptose. En haut de la hiérarchie clonale, les cellules souches leucémiques (CSL) au travers de leurs capacités fonctionnelles participent à l’initiation et la maintenance de la maladie. Ces cellules sont régulées à la fois de façon extrinsèque au travers du microenvironnement et de façon intrinsèque notamment les facteurs de transcription.Notre équipe travaille sur le récepteur à la vitamine D (VDR) et son ligand la vitamine D (VD) et a mis en évidence une synergie d’action entre chélation martiale et VD afin de lever le blocage de différenciation des LAM avec une toxicité réduite (Callens et al, JEM 2010). Une étude clinique rétrospective a été conduite mettant en évidence qu’un taux de vitamine D élevé chez les patients atteints de LAM avant tout traitement leur confère un meilleur pronostic (Paubelle, Zylbersztejn et al, Plos One 2013) . Nous poursuivons donc ce projet sur l’étude la voie VD/VDR dans la maintenance des cellules souches hématopoïétiques et sa dérégulation dans la LAM. Mon projet doctoral a pour objectif de déterminer l’implication du microenvironnement tumoral (voie des BMP et du VDR) dans le maintien des cellules souches leucémiques de LAM. Notre hypothèse de travail est que le récepteur à la vitamine D en plus de son rôle différenciant connu, aurait un impact sur le maintien des cellules souches hématopoïétiques normales et de LAM et que son mécanisme d’action passerait par la voie des Bone Morphogenetic Protein. Nous avons dans un premier temps démontré l’importance du VDR dans la régulation des CSH et pu tester l’intérêt de l’emploi de son ligand afin de cibler spécifiquement les cellules souches leucémiques dans des modèles pré-cliniques. Enfin nous avons pu confirmer la dérégulation de cette voie dans des cellules primaires de LAM et la régulation de ce récepteur par la voie des Bone Morphogenetic Protein. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans la compréhension dans la biologie des CSH et de leur dérégulation dans la LAM / One of the most important causes of failure in the management of cancer is relapse, due to cancer stem cells persistence. Acute Myeloid Leukemias (AML) are the major form of acute leukemia in adults and are characterized by excessive proliferation of immature cells and apoptosis defect. At the top of the clonal hierarchy, leukemic stem cells (LSC) through their functional abilities participate in the initiation and maintenance of the disease. These cells are regulated both extrinsically mechanisms through the microenvironment and intrinsically by transcription factors.Our team is working on the Vitamin D Receptor (VDR) and its ligand Vitamin D (VD) and has demonstrated a synergistic action between iron chelation and VD in order to lift the differentiation blocking of AML with reduced toxicity (Callens et al, JEM 2010). A retrospective clinical study was conducted showing that a high vitamin D level in patients with AML before any treatment gives them a better prognosis (Paubelle, Zylbersztejn et al, Plos One 2013). We are continuing this project on the study of the VD/VDR pathway in the maintenance of hematopoietic stem cells (HSC) and its deregulation in AML. My project aims to determine the involvement of the tumor microenvironment (BMP and VDR pathway) in the maintenance of AML-LSC. Our working hypothesis is that the vitamin D receptor, in addition to its known differentiating role, would have an impact on the maintenance of normal HSC and AML and that its mechanism of action would be through the Bone Morphogenetic Protein pathway. We first demonstrated the importance of VDR in the regulation of HSCs and tested the interest of the use of its ligand to specifically target LSC in pre-clinical models. Finally we were able to confirm the deregulation of this pathway in primary AML cells and the regulation of this receptor by the Bone Morphogenetic Protein pathway. These works open up new perspectives in the understanding in CSH biology and their deregulation in AML.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-06T11:48:54Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1508850 bytes, checksum: d542c27a8bd2415bcff28c45c57ad705 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T11:48:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1508850 bytes, checksum: d542c27a8bd2415bcff28c45c57ad705 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Diabetic retinopathy (DR) is an important cause of acquired blindness among diabetics. Clinical factors are related to the risk for DR, in addition, genetic markers have been investigated, among them VDR and MTHFR polymorphisms, however, the impact of rs1801131 and rs1801133 polymorphisms is still inconclusive, while for rs1544410 there is a shortage in the literature. In this work the relationship of polymorphisms rs1544410, rs1801131 and rs1801133 with DR was investigated by cross-sectional study in a sample of 109 individuals with type 2 diabetes (T2DM) duration between 5 and 10 years. After ophthalmological screening a group of 40 affected and 69 unaffected by DR was composed. Genomic DNA was extracted from buccal cells. Genetic data were obtained by PCR-RFLP and analyzed using Fisher's exact test. Blood sample and urine for metabolic markers determinations were obtained in 62 subjects and the mean values were compared to the allele and genotype distribution of rs1544410. There was no association between alleles or genotypes of polymorphisms rs1801131 and rs1801133 with RD. The polymorphic allele b and genotypic group Bb + bb of rs1544410 were more frequent in the affected group with mild significance: [OR 0.5 (95% CI 0.31-0.98) p = 0.0478] and [OR 3.4 (95% CI 1.07-10.9) p = 0.496], respectively. None of the clinical variables were associated with rs1544410 although a trend towards higher values of C-reactive protein in patients allele b has been identified but not statistically significant. In conclusion, this study suggests that the sample investigated rs1544410 polymorphism of the VDR was related to the risk of DR, but not rs1801131 and rs1801133 MTHFR polymorphisms. / A retinopatia diabética (RD) constitui importante causa de cegueira adquirida entre diabéticos. Fatores clínicos estão relacionados ao risco para RD, em adição, diversos marcadores genéticos têm sido investigados, dentre eles, polimorfismos do MTHFR e VDR. Atividade defeituosa desses genes podem atenuar mecanismos implicados na patogenia da RD, no entanto, o impacto dos polimorfismos rs1801131 e rs1801133 ainda é inconclusivo, enquanto que para o rs1544410 há uma escassez de estudos na literatura. Neste trabalho a relação dos polimorfismos rs1801131, rs1801133 e rs1544410 com RD foi investigada por meio de estudo transversal em amostra de 109 indivíduos com tempo de duração de diabetes mellitus tipo 2 (DM2) entre 5 e 10 anos. Após avaliação oftalmológica foi constituído um grupo de 40 afetados e 69 não afetados por RD. DNA genômico foi extraído de células bucais. Os dados genéticos foram obtidos por PCR-RFLP e analisados utilizando o teste exato de Fisher. Coleta de sangue e urina para determinações de marcadores metabólicos foi feita em 62 indivíduos e as médias dos valores foram comparados à distribuição alélica e genotípica do rs1544410. Não houve associação entre alelos ou genótipos dos polimorfismos rs1801131 e rs1801133 com RD. O alelo b e o grupo genotípico Bb+bb do rs1544410 foram mais frequentes no grupo de afetados apresentando leve significância: [OR 0.5 (95% IC 0.31-0.98) p=0,0478] e [OR 3.4 (95% IC 1.07-10.9) p=0,496] respectivamente. Nenhuma das variáveis clínicas estiveram associadas com rs1544410 embora uma tendência para valores maiores de proteína C-reativa em portadores do alelo b tenha sido identificada mas sem significância estatística. Em conclusão este estudo sugere que na amostra estudada o polimorfismo rs1544410 do VDR esteve relacionado ao risco de RD, mas não o rs1801131 e rs1801133 do MTHFR. Palavras-chave: diabetes mellitus tipo 2; MTHFR; retinopatia diabética; VDR.