Laboratory genetic-based reference values for cholinesterase activity in a Colombian population: A step forward in personalized diagnostics / Valores de referencia basados en el contexto genético de la actividad enzimática de la colinesterasa en una población colombiana: un paso hacia el diagnóstico personalizado

Introduction: The determination of cholinesterase (ChE) activity has been commonly applied in the biomonitoring of exposure to organophosphate and carbamate pesticides. However, ChE activity is influenced by genetic factors. Integrating genotype and phenotype information in clinical laboratory tests would increase the accuracy of the reference values in well-defined populations. Objective: To establish genetic-based reference values for acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) activity in a Colombian population. Materials and methods: A total of 397 healthy adults from Bucaramanga were included in the study. AChE and BChE activities were measured in blood samples by potentiometry and spectrophotometry, respectively. Genotyping for ACHE rs17880573 and BCHE rs1803274 was performed using the TaqMan allelic discrimination assay. The statistical analyses to obtain the reference values were performed with the MedCalc® software. Results: Allele frequencies were 10.58% for rs17880573 A and 8.82% for rs1803274 A. People with genotypes rs1803274 AA and AG showed a reduction of 20.69% and 10.92% respectively in mean BChE activity compared to people with genotype GG. No significant differences were identified in AChE activity between rs17880573 alleles or genotypes. In the overall sample, the corresponding reference values were as follows: for AChE activity, 0.62-0.98 D pH/h and for BChE activity, 4796.3-10321.1 U/L for people carrying the allele rs1803274A and 5768.2-11180.4 U/L for people carrying the genotype rs1803274 GG. Conclusion: We strongly recommend using these genetic-based reference values for ChE enzymes in our well-defined population in daily clinical practice.

Introducción. La determinación de la actividad enzimática de la colinesterasa se utiliza comúnmente en la vigilancia biológica de la exposición a pesticidas organofosforados y carbamatos. Sin embargo, los factores genéticos afectan la actividad de la colinesterasa, por lo que la integración de la información sobre genotipos y fenotipos en las pruebas de laboratorio clínico, incrementaría la precisión de los valores de referencia. Objetivo. Establecer los valores de referencia basados en el contexto genético para la actividad enzimática de la acetilcolinesterasa (AChE) y la butirilcolinesterasa (BChE), en una población colombiana. Materiales y métodos. Se incluyeron 397 adultos sanos. La actividad de la acetilcolinesterasa y la de la butirilcolinesterasa, se determinaron en muestras de sangre por potenciometría y espectrofotometría, respectivamente. Los genotipos de los ACHE rs17880573 y BCHE rs1803274 se obtuvieron mediante el ensayo TaqMan y los valores de referencia se estimaron con el programa MedCalc®. Resultados. La frecuencia alélica fue de 10,58 % para rs17880573 A y de 8,82 % para rs1803274 A. Las personas con los genotipos rs1803274 AA y AG, mostraron una reducción en el promedio de la actividad de la butirilcolinesterasa de 20,69 % y de 10,92 %, respectivamente, comparados con aquellas con el genotipo GG. No se encontraron diferencias significativas en la actividad de la acetilcolinesterasa con respecto a los alelos y genotipos del rs17880573. Los valores de referencia determinados para esta población fueron de 0,62-0,98 D pH/h para acetilcolinesterasa y de 4796,3-10321,1 U/L para butirilcolinesterasa, en las personas portadoras del alelo rs1803274 A, y de 5768,2-11180,4 U/L, en las portadoras del genotipo rs1803274 GG. Conclusión. Se recomienda el uso de estos valores de referencia basados en el contexto genético para las colinesterasas, en la práctica clínica diaria en esta población.

Actividad enzimática colinesterasa en muestras de sangre humana: efecto de las condiciones de almacenamiento / Cholinesterase enzyme activity in human blood samples: effects of the store conditions

Introducción: La determinación de la actividad enzimática colinesterasa (ChE) es el principal biomarcador de efecto de la exposición a los plaguicidas organofosforados y carbamatos. Por lo tanto, la estabilidad de la actividad de las ChEs en muestras de sangre es un parámetro pre-analítico importante que necesita ser considerado en términos de la seguridad diagnóstica. Objetivo: Determinar el efecto del tiempo y de la temperatura de almacenamiento sobre la actividad de las ChEs en muestras de sangre humana. Metodología: Muestras de sangre entera y suspensiones de eritrocitos (eritrocitos + solución salina 0.9% proporción 1:1) fueron almacenados a -20°C, 4°C y 25°C. Las determinaciones enzimáticas se realizaron una hora después de la toma de la muestra y se repitieron entre el día 1 hasta el día 90. La actividad enzimática ChE total y Acetil-ChE se determinaron respectivamente mediante el método colorimétrico de Limperos & Ranta y mediante el método potenciométrico de Michel. Resultados: La máxima estabilidad de la actividad ChE total se observó a -20°C hasta por 60 días, además, dicha estabilidad perduró hasta por el tiempo máximo del estudio a 4°C para la Acetil-ChE. Una considerable disminución de la actividad Acetil-ChE se observó después de los días 7 a 25°C y 4 a -20°C. Conclusión: Considerando la seguridad diagnóstica, nosotros recomendamos almacenar las muestras de sangre entera a -20°C por un tiempo máximo de 30 días para la determinación de la actividad ChE total y la suspensión de eritrocitos en 0.9% de NaCl a 4°C por 14 días máximo para la determinación de la Acetil-ChE.

Introduction: Determination of cholinesterase (ChE) enzyme activity is the main biomarker of exposure to pesticides organophosphorus and carbamate. Therefore, the enzyme stability of ChEsin blood samples is an important pre-analytical factor to take into account in the diagnosis. Objective: To determine the effect of storage time and temperature on ChEs enzyme activity in human blood samples. Methodology: Whole-blood samples and erythrocyte suspensions (erythrocyte + 0.9% saline solution; ratio 1:1) were stored at -20°C, 4°C and 25°C. Enzyme activity measurements were performed at one hour after the blood samples have been obtained and then were repeated between days 1 and 90. Total ChE and Acetyl-ChE activities were determined using the Limperos & Ranta colorimetric method and the potentiometric method of Michel respectively. Results: The maximum stability of the total ChE enzyme activity was achieved at -20°C for 60 days and, in the case of Acetyl-ChE, at 4°C for the time the study was conducted. A decrease of Acetyl-ChE activity was shown after 7 days at 25°C and 4 days at -20°C. Conclusion: In terms of diagnosis, we recommend that in order to measure the total ChE activity the wholeblood samples should be stored at -20°C for 30 days, whereas to measure the Acetyl-ChE activity the erythrocyte suspensions in 0.9% NaCl at 4°C for 14 days.

Amplificación por PCR de tejidos de archivo: efecto de los fijadores / PCR amplification of stored tissues: Effect of tissue-fixatives

El diagnóstico a nivel de los laboratorios de Patología está aprovechando las ventajas que ofrecen las técnicas moleculares, entre ellas la alta sensibilidad, especificidad y la estabilidad y fácil manipulación del DNA. La utilidad de los datos obtenidos a partir del análisis de tejidos está directamente relacionada con la calidad de la muestra, la cual se puede ver afectada por las condiciones de manejo y almacenamiento que pueden contribuir a su deterioro o degradación. En este estudio se determinó la calidad y la integridad del DNA extraído de tejido cardíaco por análisis en electroforesis de agarosa y amplificación por Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) de fragmentos de diferentes tamaños. Adicionalmente se analizó la presencia de DNA de Trypanosoma cruzi. Los mejores resultados se obtuvieron cuando el tejido se congeló sin la utilización de fijadores. De los fijadores el que mostró los mejores resultados fue la formalina tamponada antes de su uso y el almacenamiento a –20 ºC.

The diagnosis in Patology is taking advantages offered by molecular approach, including, high sensibility, specificity, stability and facility to manipulate DNA. The usefulness of data obtained from tissue analysis is related to specimen quality, wich may be affected by conditions of manipulation and storage that may contribute to its degradation. In this report the quality and integrity of DNA obtained fron cardiac tissues was measured for electrophoretic pattern and specific amlied polymerase chain reaction (PCR) products to different sizes. DNA to T. cruzi was also amplified. Bests results for PCR products were obtained with frozen tissues without fixatives. Buffered-Formaline and incubation at -20ºC was the best fixative.

Influencia del método de desparafinación y el tiempo de almacenamiento en la extracción de DNA a partir de tejidos de archivo / Influence of the metod of dewaxing and the time of storage in DNA's extraction from stored tissues

Los tejidos fijados en formalina y embebidos en parafina son un material de incalculable valor para estudios retrospectivos que requieran aplicar el análisis molecular a muestras clínicas de archivo. Sin embargo, la extracción del DNA a partir de este material consume mucho tiempo y los reactivos usados pueden contribuir a su fragmentación y contaminación, dificultando de esta forma su uso para pruebas moleculares. En este trabajo se analizaron cuatro métodos de desparafinación y su efecto sobre la cantidad y calidad del DNA. Todos los métodos mostraron una alta fragmentación del DNA, con amplificación de fragmentos de tamaños menores a 200 pb. El método de microondas fue el único que permitió amplificación de fragmentos de mayor tamaño, además de presentar la ventaja de su simplicidad, poco tiempo de ejecución y bajo costo. El tiempo de almacenamiento influyó, obteniéndose amplificación hasta 6 años y no en muestras almacenadas 10 años.

Formaline-fixed and paraffin wax embedded tissues are an invaluable source for retrospectives molecular analysis with clinical correlation. However, DNA extraction from this type of material demands a prolonged time and the DNA is often highly fragmented and contaminated by protein agents, making it inadequate for molecular purposes. Four methods to deparaffinization are tested and compared the quality and quantity to DNA obtained. All techniques lead to DNA degradation but only short sequences can be amplified, less than 200 bases in all methods. The most efficient method uses a microwave to melt the wax. This method was quick, straighforward, cheaper and effective to amplify fragments the 450 pb. The time of storage influenced, with amplification to specimens to 6 years and not in samples stored 10 years