Mutations in the bone morphogenetic protein 15 gene causing defective protein secretion in Cholistani infertile sheep

Abstract Naturally occurring mutations in morphogenetic protein 15 (BMP15) are associated with decreased ovulation rate (OR), litter size (LS), and sterility. It is of a great interest to elucidate BMP15 gene in Cholistani sheep breed to uplift socio-economic status and the knowledge of Cholistani sheep breeding in Southern Punjab, Pakistan. In our study, a total of 50 infertile Cholistani sheep aged between 2-6 years and having no blood relation were screened for BMP15 mutations. For this purpose, a high-quality DNA was extracted from the blood of sheep followed by primer designing, Polymerase Chain Reaction (PCR) amplification, DNA sequencing, and in silico analyses. Out of total 50 samples, 9 samples including case 1 (T3), case 2 (T8), case 3 (T17), case 4 (T22), case 5 (T25), case 6 (T33), case 7 (T40), case 8 (T44), and case 9 (T47) were found positive for a variety of already reported and novel BMP15 mutations. Further in silico analyses of the observed mutations have shown the functional impact of these mutations on different characteristics (molecular weight, theoretical PI, estimated half-life, instability index, sub-cellular localization, and 3D confirmation) of the encoded proteins, possibly altering the normal functionality. In a nutshell, findings of this study have confirmed the possible essential role of the BMP15 mutations in the infertility of the Cholistani sheep.

Resumo Mutações de ocorrência natural na proteína morfogenética 15 (BMP15) estão associadas à diminuição da taxa de ovulação (TO), tamanho da ninhada (TN) e esterilidade. Estudar a BMP15 na raça Cholistani para elevar o status socioeconômico e o conhecimento da criação de ovinos Cholistani no sul de Punjab, Paquistão. Em nosso estudo, 50 ovelhas Cholistani inférteis sem parentesco sanguíneo foram rastreadas para mutações BMP15. Para tanto, um DNA de alta qualidade foi extraído do sangue dessas ovelhas, seguido de concepção do primer, amplificação da reação em cadeia da polimerase (PCR), sequenciamento de DNA e análises in silico. Do total de 50 amostras, 9, incluindo caso 1 (T3), caso 2 (T8), caso 3 (T17), caso 4 (T22), caso 5 (T25), caso 6 (T33), caso 7 (T40), caso 8 (T44) e caso 9 (T47), foram consideradas positivas para uma variedade de mutações BMP15 novas e já relatadas. Mais análises in silico das mutações observadas mostraram o impacto funcional dessas mutações em diferentes características (peso molecular, PI teórico, meia-vida estimada, índice de instabilidade, localização subcelular e confirmação 3D) das proteínas codificadas, possivelmente alterando a funcionalidade normal. Nossos achados confirmaram o possível papel essencial das mutações BMP15 na infertilidade de ovelhas Cholistani.

Mutations in the bone morphogenetic protein 15 gene causing defective protein secretion in Cholistani infertile sheep / Mutações no gene da proteína morfogenética óssea 15 causadoras de defeitos na secreção proteica em ovelhas inférteis Cholistani

Naturally occurring mutations in morphogenetic protein 15 (BMP15) are associated with decreased ovulation rate (OR), litter size (LS), and sterility. It is of a great interest to elucidate BMP15 gene in Cholistani sheep breed to uplift socio-economic status and the knowledge of Cholistani sheep breeding in Southern Punjab, Pakistan. In our study, a total of 50 infertile Cholistani sheep aged between 2-6 years and having no blood relation were screened for BMP15 mutations. For this purpose, a high-quality DNA was extracted from the blood of sheep followed by primer designing, Polymerase Chain Reaction (PCR) amplification, DNA sequencing, and in silico analyses. Out of total 50 samples, 9 samples including case 1 (T3), case 2 (T8), case 3 (T17), case 4 (T22), case 5 (T25), case 6 (T33), case 7 (T40), case 8 (T44), and case 9 (T47) were found positive for a variety of already reported and novel BMP15 mutations. Further in silico analyses of the observed mutations have shown the functional impact of these mutations on different characteristics (molecular weight, theoretical PI, estimated half-life, instability index, sub-cellular localization, and 3D confirmation) of the encoded proteins, possibly altering the normal functionality. In a nutshell, findings of this study have confirmed the possible essential role of the BMP15 mutations in the infertility of the Cholistani sheep.

Mutações de ocorrência natural na proteína morfogenética 15 (BMP15) estão associadas à diminuição da taxa de ovulação (TO), tamanho da ninhada (TN) e esterilidade. Estudar a BMP15 na raça Cholistani para elevar o status socioeconômico e o conhecimento da criação de ovinos Cholistani no sul de Punjab, Paquistão. Em nosso estudo, 50 ovelhas Cholistani inférteis sem parentesco sanguíneo foram rastreadas para mutações BMP15. Para tanto, um DNA de alta qualidade foi extraído do sangue dessas ovelhas, seguido de concepção do primer, amplificação da reação em cadeia da polimerase (PCR), sequenciamento de DNA e análises in silico. Do total de 50 amostras, 9, incluindo caso 1 (T3), caso 2 (T8), caso 3 (T17), caso 4 (T22), caso 5 (T25), caso 6 (T33), caso 7 (T40), caso 8 (T44) e caso 9 (T47), foram consideradas positivas para uma variedade de mutações BMP15 novas e já relatadas. Mais análises in silico das mutações observadas mostraram o impacto funcional dessas mutações em diferentes características (peso molecular, PI teórico, meia-vida estimada, índice de instabilidade, localização subcelular e confirmação 3D) das proteínas codificadas, possivelmente alterando a funcionalidade normal. Nossos achados confirmaram o possível papel essencial das mutações BMP15 na infertilidade de ovelhas Cholistani.

Resistencia transmitida de VIH-1 en pacientes sin exposición a tratamiento antirretroviral: Guatemala / Transmitted HIV-1 resistance in patients without exposure to antiretroviral treatment: Guatemala / Resistência transmitida ao HIV-1 em pacientes sem exposição ao tratamento antirretroviral: Guatemala

El objetivo del estudio fue describir los niveles de resistencia transmitida de VIH-1 en adultos atendidos en Unidades de Atención Integral de Guatemala. El estudio incluyó registros de 185 pacientes adultos VIH-1 positivo, de reciente diagnóstico sin antecedente de uso de TAR, de noviembre del 2019 a noviembre del 2020. El análisis se realizó en el software DeepChek® v2.0, para la clasificación de la resistencia se siguió el algoritmo de Stanford HIVdb (v9.4 - 07/12/2022). Se encontró 18.4% (IC 95% 13.1 - 24.7%) de resistencia general a alguna familia de ARVs. Se evidenció 15.1% (IC 95% 10.3 - 21.1%) de resistencia individual a la familia de INNTR afectando principalmente a NVP y EFV; 2.2% (IC 95% 0.6 - 5.4%) de resistencia a INTR, mayormente a FTC/3TC; y 2.7% (IC 95% 0.9 - 6.2%) de resistencia intermedia y baja los IP NFV y LPV/r. Tres casos presentaron resistencia múltiple a los INTR + INNTR. Las mutaciones más frecuentemente encontradas fueron K103N (41.2%), M184V/I (8.8%) y M46I (5.9%). La elevada resistencia transmitida del VIH-1 en pacientes atendidos en distintas Unidades de Atención Integral del VIH, demuestra la importancia de analizar periódicamente la tendencia de la resistencia en personas que no han estado expuestas a ARVs, lo cual a su vez es un marcador indirecto de presencia de resistencia adquirida en el país, datos que evidencian la necesidad de acciones e intervenciones prontas y efectivas dado su impacto en la salud pública.

The objective of this study was to describe the levels of transmitted HIV-1 resistance in patients with a recent HIV diagnosis before starting ART, treated in Comprehensive Care Units in Guatemala during the years 2019 and 2020. The study included records of 185 HIV-positive adult patients, recently diagnosed with HIV without a history of ART use. The analysis was carried out in the DeepChek® v2.0 software, the Stanford HIVdb algorithm (v9.4 - 07/12/2022) was followed to classify resistance. 18.4% (95% CI 13.1 - 24.7%) of general resistance to some family of ARVs was found. There was evidence of 15.1% (95% CI 10.3 - 21.1%) of individual resistance to the NNRTI family, mainly affecting NVP and EFV; 2.2% (95% CI 0.6 - 5.4%) resistance to INTR, mostly to FTC/3TC; and 2.7% (95% CI 0.9 - 6.2%) of intermediate and low resistance IP NFV and LPV/r. Three cases presented multiple resistance to NRTIs + NNRTIs. The most frequently found mutations were K103N (41.2%), M184V/I (8.8%) and M46I (5.9%). The high transmitted resistance of HIV-1 in patients treated in different Comprehensive HIV Care Units demonstrates the importance of periodically analyzing the trend of resistance in people who have not been exposed to ARVs, which in turn is an indirect marker. of the presence of acquired resistance in the country, data that demonstrate the need for prompt and effective actions and interventions given its impact on public health.

O objetivo deste estudo foi descrever os níveis de resistência transmitida ao HIV-1 em adultos tratados em Unidades de Cuidados Integrais na Guatemala. O estudo incluiu prontuários de 185 pacientes adultos HIV-1 positivos, recentemente diagnosticados sem histórico de uso de TARV, no período de novembro de 2019 a novembro de 2020. A análise foi realizada no software DeepChek® v2.0, para classificação da resistência, O algoritmo Stanford HIVdb (v9.4 - 07/12/2022) foi seguido. Foi encontrada 18.4% (IC 95% 13.1 - 24.7%) de resistência geral a alguma família de ARVs. Houve evidência de 15.1% (IC 95% 10.3 - 21.1%) de resistência individual à família de NNRTI, afetando principalmente NVP e EFV; 2.2% (IC 95% 0.6 - 5.4%) resistência ao INTR, principalmente ao FTC/3TC; e 2.7% (IC 95% 0.9 - 6.2%) de resistência intermediária e baixa ao IP NFV e LPV/r. Três casos apresentaram resistência múltipla a NRTIs + NNRTIs. As mutações mais frequentemente encontradas foram K103N (41.2%), M184V/I (8.8%) e M46I (5.9%). A elevada resistência transmitida do HIV-1 em pacientes atendidos em diferentes Unidades de Cuidados Integrados ao HIV demonstra a importância de analisar periodicamente a tendência de resistência em pessoas que não foram expostas aos ARVs, o que por sua vez é um marcador indireto da presença de ARVs adquiridos. resistência no país, dados que demonstram a necessidade de ações e intervenções rápidas e eficazes dado o seu impacto na saúde pública.

Relación estructura-función de la enzima uroporfirinógeno descarboxilasa: implicancias para la comprensión y el tratamiento de la porfiria cutánea tarda / Structure-function relationship of the enzyme uroporphyrinogen decarboxylase: implications for the understanding and treatment of porphyria cutanea tarda / Relação estrutura-função da enzima uroporfirinogênio descarbioxilase: implicações para a compreensão e tratamento da porfiria cutânea tardia / Reconocimiento a la trayectoria del Prof. Dr. Juan Miguel Castagnino†

Resumen La uroporfirinógeno descarboxilasa humana (UROD-h) es la quinta enzima del camino biosintético del hemo y su actividad deficiente, relacionada a mutaciones en su gen, se encuentra asociada a un subgrupo de porfirias. El objetivo de este trabajo fue estudiar la relación entre la dimerización de la enzima y su actividad enzimática y comprobar si la dimerización de UROD-h es imprescindible tanto para la primera etapa de la reacción (urogen→heptagen), como para la segunda etapa (heptagen→coprogen). Con ese objetivo, se expresó y purificó la UROD-h hasta homogeneidad, se analizó el comportamiento dímero-monómero bajo distintas condiciones que pudieran desplazar el equilibrio de dimerización y se evaluó la actividad enzimática en dichas condiciones. Los resultados obtenidos sugieren que la especie activa para la primera etapa de la reacción es el homodímero y que tanto el dímero como el monómero se comportan como especies activas para la segunda etapa de la reacción. Se propone que mutaciones clínicas como la Y311C, existentes en pacientes con porfiria cutánea tarda, podrían afectar la estabilidad del dímero y podrían ser el blanco para futuras terapias génicas.

Abstract Human uroporphyrinogen decarboxylase (UROD-h) is the fifth enzyme in the heme biosynthetic pathway and its deficient activity, related to mutations in its gene, is associated with a subset of porphyrias. The objective of this work was to study the relationship between the dimerisation of the enzyme and its enzymatic activity and to verify if the dimerisation of UROD-h is essential both for the first stage of the reaction (urogen→heptagen), and for the second stage (heptagen→ coprogen). With this objective, the UROD-h was expressed and purified to homogeneity, the dimer- monomer behaviour was analysed under different conditions, which could shift the dimerisation equilibrium, and the enzymatic activity was evaluated under these conditions. The results obtained suggest that the active species for the first stage of the reaction is the homodimer, and both the dimer and the monomer behaved as active species for the second stage of the reaction. It is proposed that clinical mutations such as Y311C, existing in porphyria cutanea tarda patients, could affect dimer stability and could be the target of future gene therapies.

Resumo A enzima uroporfirinogênio descarboxilase humana (UROD-h) é a quinta enzima da via biossintética do heme e sua atividade deficiente, relacionada com mutações em seu gene, está associada a um subgrupo de porfirias. O objetivo deste trabalho foi estudar a relação entre a dimerização da enzima e sua atividade enzimática e comprovar se a dimerização da UROD-h é imprescindível tanto para a primeira etapa da reação (urogênio→heptagênio), quanto para a segunda etapa (heptagênio→coprogênio). Com esse objetivo, a UROD-h foi expressa e purificada até a homogeneidade, o comportamento de dímero-monômero foi analisado sob diversas condições, que puderam deslocar o equilíbrio de dimerização, e a atividade enzimática foi avaliada em tais condições. Os resultados obtidos sugerem que a espécie ativa para a primeira etapa da reação é o homodímero, e tanto o dímero quanto o monômero se comportam como espécies ativas para a segunda etapa da reação. Propõe-se que mutações clínicas como Y311C, existentes em pacientes com porfiria cutânea tardia, poderiam afetar a estabilidade do dímero e poderiam ser o alvo de futuras terapias gênicas em porfiria cutânea tardia.

Era-like GTP protein gene expression in rice / Expressão do gene da proteína GTP semelhante à era no arroz

The mutations are genetic changes in the genome sequences and have a significant role in biotechnology, genetics, and molecular biology even to find out the genome sequences of a cell DNA along with the viral RNA sequencing. The mutations are the alterations in DNA that may be natural or spontaneous and induced due to biochemical reactions or radiations which damage cell DNA. There is another cause of mutations which is known as transposons or jumping genes which can change their position in the genome during meiosis or DNA replication. The transposable elements can induce by self in the genome due to cellular and molecular mechanisms including hypermutation which caused the localization of transposable elements to move within the genome. The use of induced mutations for studying the mutagenesis in crop plants is very common as well as a promising method for screening crop plants with new and enhanced traits for the improvement of yield and production. The utilization of insertional mutations through transposons or jumping genes usually generates stable mutant alleles which are mostly tagged for the presence or absence of jumping genes or transposable elements. The transposable elements may be used for the identification of mutated genes in crop plants and even for the stable insertion of transposable elements in mutated crop plants. The guanine nucleotide-binding (GTP) proteins have an important role in inducing tolerance in rice plants to combat abiotic stress conditions.

Mutações são alterações genéticas nas sequências do genoma e têm papel significativo na biotecnologia, genética e biologia molecular, até mesmo para descobrir as sequências do genoma de um DNA celular junto com o sequenciamento do RNA viral. As mutações são alterações no DNA que podem ser naturais ou espontâneas e induzidas devido a reações bioquímicas ou radiações que danificam o DNA celular. Há outra causa de mutações, conhecida como transposons ou genes saltadores, que podem mudar sua posição no genoma durante a meiose ou a replicação do DNA. Os elementos transponíveis podem induzir por si próprios no genoma devido a mecanismos celulares e moleculares, incluindo hipermutação que causou a localização dos elementos transponíveis para se moverem dentro do genoma. O uso de mutações induzidas para estudar a mutagênese em plantas cultivadas é muito comum, bem como um método promissor para a triagem de plantas cultivadas com características novas e aprimoradas para a melhoria da produtividade e da produção. A utilização de mutações de inserção por meio de transposons ou genes saltadores geralmente gera alelos mutantes estáveis que são marcados quanto à presença ou ausência de genes saltadores ou elementos transponíveis. Os elementos transponíveis podem ser usados para a identificação de genes mutados em plantas de cultivo e até mesmo para a inserção estável de elementos transponíveis em plantas de cultivo mutadas. As proteínas de ligação ao nucleotídeo guanina (GTP) têm papel importante na indução de tolerância em plantas de arroz para combater as condições de estresse abiótico.

Era-like GTP protein gene expression in rice

Abstract The mutations are genetic changes in the genome sequences and have a significant role in biotechnology, genetics, and molecular biology even to find out the genome sequences of a cell DNA along with the viral RNA sequencing. The mutations are the alterations in DNA that may be natural or spontaneous and induced due to biochemical reactions or radiations which damage cell DNA. There is another cause of mutations which is known as transposons or jumping genes which can change their position in the genome during meiosis or DNA replication. The transposable elements can induce by self in the genome due to cellular and molecular mechanisms including hypermutation which caused the localization of transposable elements to move within the genome. The use of induced mutations for studying the mutagenesis in crop plants is very common as well as a promising method for screening crop plants with new and enhanced traits for the improvement of yield and production. The utilization of insertional mutations through transposons or jumping genes usually generates stable mutant alleles which are mostly tagged for the presence or absence of jumping genes or transposable elements. The transposable elements may be used for the identification of mutated genes in crop plants and even for the stable insertion of transposable elements in mutated crop plants. The guanine nucleotide-binding (GTP) proteins have an important role in inducing tolerance in rice plants to combat abiotic stress conditions.

Resumo Mutações são alterações genéticas nas sequências do genoma e têm papel significativo na biotecnologia, genética e biologia molecular, até mesmo para descobrir as sequências do genoma de um DNA celular junto com o sequenciamento do RNA viral. As mutações são alterações no DNA que podem ser naturais ou espontâneas e induzidas devido a reações bioquímicas ou radiações que danificam o DNA celular. Há outra causa de mutações, conhecida como transposons ou genes saltadores, que podem mudar sua posição no genoma durante a meiose ou a replicação do DNA. Os elementos transponíveis podem induzir por si próprios no genoma devido a mecanismos celulares e moleculares, incluindo hipermutação que causou a localização dos elementos transponíveis para se moverem dentro do genoma. O uso de mutações induzidas para estudar a mutagênese em plantas cultivadas é muito comum, bem como um método promissor para a triagem de plantas cultivadas com características novas e aprimoradas para a melhoria da produtividade e da produção. A utilização de mutações de inserção por meio de transposons ou genes saltadores geralmente gera alelos mutantes estáveis que são marcados quanto à presença ou ausência de genes saltadores ou elementos transponíveis. Os elementos transponíveis podem ser usados para a identificação de genes mutados em plantas de cultivo e até mesmo para a inserção estável de elementos transponíveis em plantas de cultivo mutadas. As proteínas de ligação ao nucleotídeo guanina (GTP) têm papel importante na indução de tolerância em plantas de arroz para combater as condições de estresse abiótico.

Era-like GTP protein gene expression in rice / Expressão do gene da proteína GTP semelhante à era no arroz

The mutations are genetic changes in the genome sequences and have a significant role in biotechnology, genetics, and molecular biology even to find out the genome sequences of a cell DNA along with the viral RNA sequencing. The mutations are the alterations in DNA that may be natural or spontaneous and induced due to biochemical reactions or radiations which damage cell DNA. There is another cause of mutations which is known as transposons or jumping genes which can change their position in the genome during meiosis or DNA replication. The transposable elements can induce by self in the genome due to cellular and molecular mechanisms including hypermutation which caused the localization of transposable elements to move within the genome. The use of induced mutations for studying the mutagenesis in crop plants is very common as well as a promising method for screening crop plants with new and enhanced traits for the improvement of yield and production. The utilization of insertional mutations through transposons or jumping genes usually generates stable mutant alleles which are mostly tagged for the presence or absence of jumping genes or transposable elements. The transposable elements may be used for the identification of mutated genes in crop plants and even for the stable insertion of transposable elements in mutated crop plants. The guanine nucleotide-binding (GTP) proteins have an important role in inducing tolerance in rice plants to combat abiotic stress conditions.

Mutações são alterações genéticas nas sequências do genoma e têm papel significativo na biotecnologia, genética e biologia molecular, até mesmo para descobrir as sequências do genoma de um DNA celular junto com o sequenciamento do RNA viral. As mutações são alterações no DNA que podem ser naturais ou espontâneas e induzidas devido a reações bioquímicas ou radiações que danificam o DNA celular. Há outra causa de mutações, conhecida como transposons ou genes saltadores, que podem mudar sua posição no genoma durante a meiose ou a replicação do DNA. Os elementos transponíveis podem induzir por si próprios no genoma devido a mecanismos celulares e moleculares, incluindo hipermutação que causou a localização dos elementos transponíveis para se moverem dentro do genoma. O uso de mutações induzidas para estudar a mutagênese em plantas cultivadas é muito comum, bem como um método promissor para a triagem de plantas cultivadas com características novas e aprimoradas para a melhoria da produtividade e da produção. A utilização de mutações de inserção por meio de transposons ou genes saltadores geralmente gera alelos mutantes estáveis que são marcados quanto à presença ou ausência de genes saltadores ou elementos transponíveis. Os elementos transponíveis podem ser usados para a identificação de genes mutados em plantas de cultivo e até mesmo para a inserção estável de elementos transponíveis em plantas de cultivo mutadas. As proteínas de ligação ao nucleotídeo guanina (GTP) têm papel importante na indução de tolerância em plantas de arroz para combater as condições de estresse abiótico.

Studies on the enzymatic specificity of diguanylate cyclases domains and the production of new second messengers / Estudos na especificidade enzimática de diguanilato ciclases e na produção de novos segundos mensageiros

In the first chapter, studies on substrate recognition and enzymatic activity of GGDEF domains are presented. Many proteins containing GGDEF domains are diguanylate cyclases (DGCs, EC 2.7.7.65), enzymes that catalyze the conversion of 2 GTP molecules into the second messenger c-di-GMP in prokaryotes. This molecule is primarily implicated in the transition between motile and sessile lifestyles, as well several other phenotypes. Redundancy and diversity of GGDEF domain sequences in many bacterial genomes raises the possibility that other enzymatic functions may yet be discovered. To test this hypothesis, i) the effect of point mutations on the structure and enzymatic activity of GGDEF domains is analyzed, ii) the enzymatic specificity of wild-type GGDEF domains from different proteins is also tested, and iii) when non-canonical products are detected, enzymatic models are studied to understand its preferential production. The principal results obtained from these studies are as follows. Seven mutants of the DGC PleD (a GGDEF containing-protein from Caulobacter crescentus) were constructed and the crystallographic structure of two of them was solved, showing that they are unlikely to bind the guanine moiety in its active site. Additionally, five mutants of XAC0610, another DGC from Xanthomonas citr, were constructed and their substrate specificities were evaluated. None of those mutants were able to use ATP as a substrate. Finally, seven different GGDEF domain-containing DGCs from different sources were expressed and purified and their enzymatic specificities were tested with several nucleotide triphosphates. One enzyme, GSU1658 from Geobacter sulfurreducens was particularly promiscuous and shown to produce c-di-GMP, c-di-AMP, c-di-IMP, c-di-2´dGMP, cGAMP, c-GIMP, and c-AIMP. Interestingly, XAC0610 was able to recognize 2´dGTP as substrate. Analysis of enzyme kinetics of XAC0610 in presence of 2´dGTP and/or GTP showed the preferential formation of the hybrid linear product pppGp2´dG. The second chapter present studies on cyanide metabolism in Bacillus with focus on the cyanide dihydratase of Bacillus safensis. Cyanide is widely used in industries due to its high affinity for metals. This same ability confers potent toxicity to this compound. Thus, industries must reduce the cyanide concentration from wastewater before its final disposal. Physical, chemical, and biological methods have been developed to achieve this goal, but knowledge about metabolic pathways and the biology of enzymes involved in cyanide degradation is still scarce. Here, the isolation of a Bacillus safensis strain from mine tailings in Peru is described. Classification of this strain was done through a comparative analysis of 132 core genomes of strains from the Bacillus pumilus group. Sequence analysis determined that a cyanide dihydratase (CynD, EC 3.5.5.1)) encoded in the genome of the isolated strain was likely the enzyme responsible for cyanide degradation. Confirmation of the cyanide degrading activity of CynD from this strain was achieved by cloning, expression and purification of the enzyme and its enzymatic characterization. CynD from this strain was active up to pH 9 and oligomerization patterns analyzed by SEC-MALS and electron microscopy showed that the enzyme forms large helical structures at pH 8 and smaller structures at higher pHs. Finally, we show that CynD expression is strongly induced in the presence of cyanide. The last two years of graduate studies were carried out in the context of the COVID-19 pandemic. Thanks to the large amount of publicly available genomic data, we were able to carry out studies on the worldwide dynamics of the spread of SARS-CoV-2 mutants forms. In the first year of the pandemic, genomic classification of 171,461 genomes showed the presence of five major haplotypes based on nine mutations. The worldwide distribution and the temporal evolution of frequency of these haplotypes was carefully analyzed. All the haplotypes were identified in the six regions analyzed (South America, North America, Europe, Asia, Africa, and Oceania); however, the frequency of each of them was different in each of these regions. As of September 30, 2020, haplotype 3 (or operational taxonomic unit 3, OTU_3) was the most prevalent in four regions (South America, Asia, Africa, and Oceania). OTU_5 was the most prevalent in North America and OTU_2 in Europe. Temporal dynamics of the haplotypes showed that OTU_1 became nearly extinct after 8 months of pandemic (November 2020). Other OTUs are still present in different frequencies all around the world, while currently generating new variants. Based on their temporal dynamics, a classification scheme of 115 SARS-CoV-2 mutations identified from 1,058,020 SARS-COV-2 genomes was also performed. Three types of temporal dynamics of mutations were identified: i) High-Frequency mutations are characterized by a rapid increase in frequency upon its appearance, ii) medium and iii) low-frequency mutations maintain mid or low-frequencies for several months and can be region-specific. Finally, we performed a correlation analysis of the effective reproduction number (Rt) of SARS-CoV-2 harboring the high-frequency mutation N501Y with the level of control measures adopted in specific jurisdictions. We show that Rt is negatively correlated with the level of control measures in eight of the nine countries analyzed. This negative correlation was similar when we analyzed the Rt of SARS-CoV-2 not-harboring N501Y. Thus, the control measures likely diminish the Rt of both SARSCoV-2 wild-type and N501Y

O presente trabalho está dividido em três capítulos sobre linhas de pesquisa diferentes desenvolvidas pelo autor durante o período de doutorado No primeiro capítulo, são apresentados estudos relacionados ao reconhecimento estrutural de substratos e análise enzimática de domínios GGDEF com atividade diguanilato ciclase (EC 2.7.7.65). As proteínas contendo domínios GGDEF estão relacionados à produção enzimática do segundo mensageiro c-di-GMP, a partir de duas moléculas de GTP, em procariotos. Esta molécula está principalmente envolvida na transição entre os estilos de vida móveis e sésseis, bem como vários outros fenótipos. Redundância e diversidade de sequências de domínio GGDEF aumentam a possibilidade de que outras funções enzimáticas ainda possam ser descobertas. Para testar esta hipótese, i) o efeito de mutações pontuais na estrutura e atividade enzimática dos domínios GGDEF é analisado, ii) a especificidade enzimática de domínios GGDEF de enzimas diferentes também é testada e iii) quando produtos não canônicos são detectados, modelos enzimáticos são estudados para entender sua produção preferencial. Como resultados mais importantes, sete mutantes do PleD (uma proteína contendo GGDEF) foram construídos e a estrutura cristalográfica de dois delas foi resolvida, mostrando que é improvável que eles liguem à porção guanina em seu sítio ativo. Além disso, cinco mutantes da proteína XAC0610 de Xanthomonas citri foram construídos e sua capacidade de usar ATP ou GTP como substrato foi avaliada. Nenhum desses mutantes foi capaz de usar ATP como substrato. Finalmente, sete outras proteínas contendo GGDEF foram purificadas e sua especificidade enzimática foi avaliada com vários trifosfatos de nucleotídeos. Uma enzima promíscua chamada GSU1658 mostrou produzir c-di-GMP, c-di-AMP, c-di-IMP, c-di-2´dGMP, c-GAMP, cGIMP e c-AIMP. Curiosamente, o XAC0610 foi capaz de reconhecer 2´dGTP como substrato. A análise da cinética enzimática de XAC0610 na presença de 2´dGTP e GTP mostrou a formação preferencial do produto linear híbrido pppGp2´dG. O segundo capítulo aborda estudos sobre o metabolismo do cianeto em Bacillus com foco na cianeto dihidratase de Bacillus safensis. O cianeto é amplamente utilizado nas indústrias devido à sua alta afinidade com os metais. Esta mesma capacidade confere toxicidade potente a este composto. Assim, as indústrias têm que reduzir a concentração de cianeto das águas residuais antes de sua disposição final. Métodos físicos, químicos e biológicos têm sido desenvolvidos para atingir esse objetivo, mas o conhecimento sobre as vias metabólicas e a biologia das enzimas envolvidas na degradação do cianeto ainda é escasso. Aqui, é descrito o isolamento de uma cepa de Bacillus safensis de rejeitos de minas no Peru. A classificação desta cepa foi feita através de uma análise comparativa de 132 core genomes de cepas do grupo de Bacillus pumilus. Em seguida, determinamos que uma cianeto dihidratase (CynD, EC 3.5.5.1) codificada no genoma da cepa isolada era provavelmente a enzima responsável pela degradação do cianeto. A confirmação da atividade degradante de cianeto de CynD desta cepa foi feita por clonagem, expressão e purificação da enzima e realização de caracterização enzimática. O CynD desta cepa é ativo até pH 9 e os padrões de oligomerização analisados por SEC-MALS mostraram que a enzima forma longas estruturas helicoidais em pH 8 e estruturas menores enquanto o pH aumenta. Finalmente, foi demonstrado que a expressão de CynD é fortemente induzida na presença de cianeto. Os últimos dois anos do doutorado foram realizados no contexto da pandemia COVID- 19. Vários laboratórios se dedicaram a gerar conhecimento para ajudar no combate à pandemia. Nesta situação e graças à grande quantidade de dados genômicos disponíveis publicamente, estudos sobre a dinâmica das mutações do SARS-CoV-2 foram realizados. No primeiro ano da pandemia, a classificação genômica de 171.461 genomas mostrou a presença de cinco haplótipos principais com base em nove mutações. A distribuição mundial e a mudança de frequência desses haplótipos foram analisadas cuidadosamente. Todos os haplótipos foram identificados nas seis regiões analisadas (América do Sul, América do Norte, Europa, Ásia, África e Oceania); no entanto, a frequência de cada um deles foi diferente em cada uma dessas regiões. Em 30 de setembro de 2020, o haplótipo 3 (ou unidade taxonômica operacional 3, OTU_3) era o mais prevalente em quatro regiões (América do Sul, Ásia, África e Oceania). OTU_5 foi o mais prevalente na América do Norte e OTU_2 na Europa. A dinâmica temporal dos haplótipos mostrou que OTU_1 parece perto da extinção após 8 meses de pandemia (novembro de 2020). Outros OTUs ainda estão presentes em diferentes frequências em todo o mundo, mesmo atualmente gerando novas variantes. Com base em sua dinâmica temporal, um esquema de classificação de 115 mutações SARS-CoV-2 identificadas a partir de 1.058.020 genomas SARS-COV-2 também foi feito. Três tipos de dinâmica temporal de mutações foram identificados: i) Mutações de alta frequência, ii) mutações de média frequência e iii) mutações de baixa frequência. Finalmente, foi analisada a correlação do número de reprodução efetiva (Rt) do SARS-CoV-2 que contém a mutação de alta frequência N501Y com o nível de medidas de controle, mostrando que seu Rt está negativamente correlacionado com o nível de medidas de controle em oito dos nove países analisados. Esta correlação negativa foi semelhante quando foi analisado o Rt de SARS-CoV-2 sem a mutação N501Y. Assim, as medidas de controle provavelmente diminuirão o Rt de SARS-CoV-2 tipo selvagem e N501Y

Hereditary hemochromatosis associated with the development of liver cirrhosis / Hemocromatose hereditária associada ao desenvolvimento da cirrose hepática

ABSTRACT Hereditary hemochromatosis (HH) is an autosomal recessive disease, most often associated with mutations in the HFE gene, which result in continuous absorption of iron, causing its overload. Liver tissue is the main site of iron deposition; thus, high levels of iron, when interacting with oxygen, induce the formation of free radicals that will act on proteins, lipids, and deoxyribonucleic acid (DNA), which may trigger deleterious effects at cellular and tissue levels. In order to elucidate the development and progression of liver cirrhosis due to iron overload, the purpose of this study is to describe the pathophysiology of the hepatic system in patients diagnosed with HH. For this purpose, searches for scientific articles were carried out in the main academic databases. We found that patients diagnosed with HH are more likely to develop liver cirrhosis, since chronic iron deposition in liver tissue induces injury and consequent tissue regeneration, progressing to collagen fibers synthesis surrounding the hepatocytes, leading to loss of liver function and development of cirrhosis. Therefore, it is necessary to carry out tests such as iron, ferritin and transferrin measurements, to evaluate body's iron stores, aiming at an early diagnosis of iron overload, thus avoiding deleterious damage at cellular and tissue levels.

RESUMEN La hemocromatosis hereditária (HH) es uma enfermedad autosómica recesiva, asociada, la mayoría de las veces, a mutaciones del gen HFE, que producen absorción continua de hierro, con sobrecarga de esa sustancia. El tejido hepático es el principal sitio de almacenamiento de hierro; así, niveles elevados de hierro, al interactuar con oxígeno, inducen la formación de radicales libres que actuarán sobre proteínas, lípidos y ácido desoxirribonucléico (ADN), pudiendo acarrear efectos dañosos a nível celular y tisular. Para aclarar el mecanismo de desarrollo de la cirrosis hepática debido a sobrecarga de hierro, el objetivo de este estudio es describir la fisiopatologia del sistema hepático en pacientes diagnosticados con HH. Para eso, se efectuaron búsquedas por artículos científicos en los principales bancos de datos acadêmicos. Verificamos que pacientes diagnosticados con HH presentan mayor predisposición a desarrollar cirrosis hepática, porque el depósito crônico de hierro en el tejido hepático causa lesión y consecuente regeneración de tejido, progresando a la formación de fibras de colágeno que rodean los hepatocitos, llevando la pérdida de la función hepática y al desarrollo de la cirrosis. Ante esto, es necesario medir hierro, ferritina y transferrina para evaluación de las provisiones de hierro del cuerpo, buscando un diagnóstico temprano de la sobrecarga de hierro, para evitar efectos deletereos a nível celular y tisular.

RESUMO A hemocromatose hereditária (HH) é uma doença autossômica recessiva, associada, na maioria das vezes, a mutações do gene HFE, que resultam em absorção contínua de ferro, ocasionando a sobrecarga dessa substância. O tecido hepático é o principal sítio de depósito do ferro; dessa forma, níveis elevados de ferro, ao interagir com o oxigênio, induzem a formação de radicais livres que irão agir sobre proteínas, lipídios e ácido desoxirribonucleico (DNA), podendo desencadear efeitos deletérios a níveis celulares e teciduais. Visando elucidar o mecanismo de desenvolvimento da cirrose hepática decorrente da sobrecarga de ferro, o objetivo deste estudo é descrever a fisiopatologia do sistema hepático em pacientes diagnosticados com HH. Para isso, foram realizadas buscas por artigos científicos nos principais bancos de dados acadêmicos. Verificamos que pacientes diagnosticados com HH apresentam maior predisposição de desenvolver cirrose hepática, pois o depósito crônico de ferro no tecido hepático provoca lesão e consequente regeneração tecidual, progredindo para formação de fibras de colágeno que circundam os hepatócitos, levando à perda da função hepática e ao desenvolvimento da cirrose. Diante disso, faz-se necessária a realização de exames como dosagem de ferro, ferritina e transferrina para avaliação dos estoques de ferro do organismo, objetivando um diagnóstico precoce da sobrecarga de ferro, a fim de evitar danos deletérios a níveis celulares e teciduais.

Detección de mutaciones del gen 23S de Helicobacter pylori implicadas en la resistencia a claritromicina / Detection of Helicobacter pylori 23S gene involved in clarithromycin resistance / Detecção de mutações no gene 23S do Helicobacter pylori envolvidas na resistência à claritromicina

INTRODUCCIÓN: uno de los principales factores que influyen en el tratamiento para la erradicación de Helicobacter pylori es la resistencia a antibióticos, la cual difiere entre países e incluso regiones de un país. Entre los antibióticos más usados para el tratamiento de la infección se encuentra la claritromicina, se ha demostrado que el gen 23S ARNr está involucrado en la resistencia a este antibiótico, como resultado de mutaciones puntuales. OBJETIVO: detectar las mutaciones presentes en el gen 23S ARNr que codifican la resistencia a la claritromicina en Helicobacter pylori a través de un método no invasivo y rápido. MATERIALES Y MÉTODOS: a partir de muestras de heces de 76 pacientes con síntomas gastrointestinales asociados a la bacteria, se aisló y purificó el ADN bacteriano, se identificó el gen 23S ARNr mediante seminested PCR. Para la detección de mutaciones puntuales en el gen se realizó la RFLP, utilizando las enzimas HhaI que detecta la mutación T2717C y MboII que identifica la mutación A2142C/G. RESULTADOS: un total de 45 pacientes resultaron positivos a Helicobacter pylori lo cual corresponde al 59,2%. La mutación T2717C analizada con la enzima HhaI se presentó en el 2,2% de la muestra de estudio, no se obtuvo resultados positivos para la enzima MboII. CONCLUSIONES: a través de la Seminested PCR se identificó al gen 23S ARNr de Helicobacter pylori, PCR-RFLP es un método fiable para detectar la presencia de mutaciones causantes de resistencias a antibióticos, útil antes de elegir el tratamiento erradicador contra las infecciones por Helicobacter pylori.

INTRODUCTION: one of the main factors that influence the treatment for the eradication of Helicobacter pylori is resistance to antibiotics, which differs between countries and even regions of a country. Clarithromycin is among the most widely used antibiotics for the treatment of infection. The 23S rRNA gene has been shown to be involved in resistance to this antibiotic, as a result of point mutations. OBJECTIVE: to detect the mutations present in the 23S rRNA gene that encode resistance to clarithromycin in Helicobacter pylori through a non-invasive and rapid method. MATERIALS AND METHODS: from stool samples of 76 patients with gastrointestinal symptoms associated with the bacteria, bacterial DNA was isolated and purified, the 23S rRNA gene was identified by seminested PCR. For the detection of point mutations in the gene, RFLP was performed, using the enzymes HhaI that detects the T2717C mutation and MboII that identifies the A2142C / G mutation. RESULTS: a total of 45 patients were positive for Helicobacter pylori, which corresponds to 59.2%. The T2717C mutation analyzed with the HhaI enzyme was present in 2.2% of the study sample, no positive results were obtained for the MboII enzyme. CONCLUSIONS: the 23S rRNA gene of Helicobacter pylori was identified through Seminested PCR, PCR-RFLP is a reliable method to detect the presence of mutations causing resistance to antibiotics, useful before choosing the eradication treatment against Helicobacter pylori infections.

INTRODUÇÃO: um dos principais fatores que influenciam no tratamento para erradicação do Helicobacter pylori é a resistência aos antibióticos, que difere entre países e até mesmo regiões de um país. A claritromicina está entre os antibióticos mais amplamente utilizados para o tratamento de infecções.O gene 23S rRNA demonstrou estar envolvido na resistência a esse antibiótico, como resultado de mutações pontuais. OBJETIVO: detectar as mutações presentes no gene 23S rRNA que codificam resistência à claritromicina no Helicobacter pylori, por meio de um método não invasivo e rápido. MATERIAIS E MÉTODOS: a partir de amostras de fezes de 76 pacientes com sintomas gastrointestinais associados à bactéria, o DNA bacteriano foi isolado e purificado, o gene 23S rRNA foi identificado por PCR seminestado. Para a detecção de mutações pontuais no gene, foi realizado RFLP, utilizando as enzimas HhaI que detecta a mutação T2717C e MboII que identifica a mutação A2142C / G. RESULTADOS: um total de 45 pacientes foram positivos para Helicobacter pylori, o que corresponde a 59,2%. A mutação T2717C analisada com a enzima HhaI estava presente em 2,2% da amostra do estudo, nenhum resultado positivo foi obtido para a enzima MboII. CONCLUSÕES: por meio da PCR seminestada, foi identificado o gene rRNA 23S do Helicobacter pylori, o PCR-RFLP é um método confiável para detectar a presença de mutações que causam resistência a antibióticos, útil antes de escolher o tratamento de erradicação contra infecções por Helicobacter pylori.

A influência da idade e do genótipo sobre os níveis de cloreto do suor em uma população pediátrica com fibrose cística no estado da Bahia / The influence of age and genotype on sweat chloride levels in a pediatric population with cystic fibrosis in the state of Bahia

Introdução: a fibrose cística é a doença autossômica recessiva mais comum em populações caucasianas e a sua etiologia está associada a variantes patogênicas no gene CFTR. O teste do suor é considerado o padrão ouro para o diagnóstico dessa enfermidade. Estudos apontam que o genótipo do CFTR e a idade dos indivíduos influenciam as concentrações de cloreto no suor. Objetivos: pesquisar a correlação entre os níveis de cloreto no teste do suor e a idade ao diagnóstico de indivíduos com fibrose cística e comparar as concentrações iônicas do cloreto entre os sexos, diferentes faixas etárias e três grupos diversos de genótipos do CFTR. Metodologia: realizou-se um estudo de corte transversal, incluindo sujeitos de 0 a 20 anos, com diagnóstico confirmado de fibrose cística. Os indivíduos selecionados foram agrupados de acordo com as variáveis analisadas. Calcularam-se os valores descritivos das concentrações de íons cloreto de cada grupo. Utilizou-se o teste de Spearman para a análise da correlação entre a idade ao diagnóstico e os níveis de cloreto no suor. Resultados: 64 indivíduos foram incluídos no estudo, sendo 51,56% do sexo masculino. A mediana (Min ­ Max) da idade ao diagnóstico foi de 7 meses (1-206). Não foi observa da correlação entre a idade dos indivíduos ao diagnóstico e os níveis de cloreto no suor. As concentrações medianas de cloreto foram maiores nos escolares (106 mEq/l), no sexo feminino (102 mEq/l) e nos heterozigotos F508del/Classe I a III (108 mEq/l); e menores nos adolescentes (100 mEq/l) e nos heterozigotos F508del/Classes IV a VI (77 mEq/l). Conclusão: os níveis de cloreto no suor não apresentaram correlação com a idade dos indivíduos ao diagnóstico. A variação considerável dos níveis iônicos entre os grupos de diferentes genótipos corrobora que o teste do suor é um bom preditor da avaliação funcional do canal CFTR.

Introduction: cystic fibrosis is the most common autosomal recessive disorder in Caucasian populations and its etiology is associated with pathogenic variants in the CFTR gene. The sweat test is considered the gold standard for the diagnosis of the disease. Some studies suggest that CFTR genotype and age affect sweat chloride concentrations. Objectives: to investigate the correlation between sweat chloride levels and age at diagnosis of individuals with cystic fibrosis and to compare ionic chloride concentrations among sexes, different age groups and three distinct groups of CFTR genotypes. Methodology: a cross-sectional study was conducted, which included CF subjects from 0 to 20 years of age. The selected individuals were clustered on the variables in analysis. The description values for chloride ion concentrations in each group were calculated. The Spearman's test was used to analyze the correlation between the age at diagnosis and sweat chloride levels. Results: 64 individuals were included, 51,56% male. The median (Min ­ Max) age at diagnosis was 7 months (1-206). There was no correlation between the age at diagnosis and sweat chloride levels. The median of the chloride concentrations were higher for schoolchildren (106 mEq/l), females (102 mEq/l) and heterozygous F508del/Classes I to III (108 mEq/l), and reached the lowest values for teenagers (100 mEq/l) and heterozygous F508del/Classes IV to VI (77 mEq/l). Conclusion: sweat chloride levels did not correlate with the age of individuals at diagnosis. The substantial variation of ionic levels among groups of distinct genotypes corroborates that the sweat test is a good predictor for functional assessment of the CFTR channel.

Avances en la genética de la hipertensión arterial pulmonar

La hipertensión arterial pulmonar (HAP) es un trastorno cardiopulmonar grave e incurable que conlleva una importante morbilidad y mortalidad. Se caracteriza por la oclusión y remodelación de las arteriolas pulmonares, insuficiencia respiratoria progresiva, disfunción ventricular derecha, insuficiencia cardíaca y muerte prematura. Puede presentarse en diferentes formas, entre ellas la idiopática (HAPI) en ausencia de una causa conocida y la hereditaria (HAPH) en caso de relacionarse con una alteración genética o si hay agregación familiar. Existen además de estas formas, otras causas de HAP asociadas a diversas condiciones médicas (drogas, toxinas, infección por virus de la inmunodeficiencia humana -VIH-, etc.). A pesar de los avances recientes sigue siendo una enfermedad difícil de diagnosticar y tratar. La investigación de las bases genéticas de la HAP ha contribuido significativamente a mejorar la comprensión de esta patología. Las alteraciones genéticas más frecuentes asociadas a la HAP son mutaciones inactivantes del gen que codifica el receptor de la proteína morfogenética ósea tipo 2 (BMPR2, bone morphogenic protein receptor type 2). Los pacientes con HAP y mutaciones en BMPR2 se presentan a una edad más temprana con una enfermedad más grave y tienen un mayor riesgo de muerte o trasplante, que aquellos sin mutaciones. Avances recientes han conducido al descubrimiento de nuevos genes relacionados con la HAP, tales como ACVRL1 (activin A receptor like type 1), ENG (endoglin), CAV1 (caveolin-1), KCNK3 (potassium channel subfamily K, member 3), entre otros. En este artículo de revisión resumimos el conocimiento sobre las variantes genéticas raras y comunes que subyacen al desarrollo y pronóstico de la HAP. Además, esbozamos la importancia de implementar el asesoramiento y el estudio genético en centros especializados. La comprensión de la genética de la HAP proporcionará nueva información sobre los mecanismos subyacentes a la patobiología, potencialmente, útiles para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas en el marco de una medicina personalizada.

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a serious and incurable cardiopulmonary disorder with significant morbidity and mortality. It is characterized by the occlusion and remodeling of the pulmonary arterioles, progressive respiratory failure, right ventricular dysfunction, heart failure and premature death. PAH can occur in different forms, including idiopathic (IPAH) in absence of a known cause and hereditary (HPAH) if related to a genetic alteration or if there is familial aggregation. Besides these forms, there are other causes of PAH associated with various medical conditions (drugs, toxins, HIV infection, etc.). Despite recent advances in PAH, it remains a challenging disease to both diagnosis and management. Research about the genetic basis of PAH has contributed significantly to improve the understanding of this condition. The most common genetic alterations associated with PAH are inactivating mutations in the gene encoding a bone morphogenetic protein receptor type 2 (BMPR2). Patients with BMPR2 mutations present PAH at a younger age with more severe disease, and have an increased risk of death or transplantation, than those without mutations. Recent advances have led to the discovery of new genes related to PAH, such as ACVRL1 (activin A receptor like type 1), ENG (endoglin), CAV1 (caveolin-1), KCNK3 (potassium channel subfamily K, member 3), among others. In this review, we summarize the knowledge about rare and common genetic variants that underlie PAH development and prognosis. Additionally, we outline the importance of implementing genetic counseling and testing in specialized pulmonary hypertension centers. Understanding the genetics of PAH will provide new insights into the mechanisms underlying its pathobiology potentially useful for developing new therapeutic strategies within the scope of a personalized medicine.

A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é um distúrbio cardiopulmonar grave e incurável, com morbidade e mortalidade significativas. É caracterizada pela oclusão e remodelação das arteríolas pulmonares, insuficiência respiratória progressiva, disfunção ventricular direita, insuficiência cardíaca e morte prematura. Pode acontecer em diferentes formas, incluindo a idiopática (HAPI) na ausência de uma causa conhecida e a hereditária (HAPH) no caso de estar associada a uma anomalia genética ou quando há agregação familiar. Adicionalmente a estas formas, existem outras causas de HAP associadas a várias condições médicas (toxinas, drogas, infecção por HIV, etc.). Apesar dos avanços recentes, continua a ser uma doença difícil de diagnosticar e tratar. A pesquisa sobre a base genética da HAP contribuiu significativamente para melhorar a compreensão desta doença. As alterações genéticas mais comuns associadas à HAP são as mutações no gene que codifica o receptor da proteína morfogenética óssea tipo 2 (BMPR2, bone morphogenic protein receptor type 2). Pacientes com HAP e mutações BMPR2 se apresentam em idade mais jovem com doença mais grave e têm maior risco de morte ou transplante do que aqueles sem mutações. Avanços recentes levaram à descoberta de novos genes relacionados à HAP, tais como ACVRL1 (activin A receptor like type 1), ENG (endoglin), CAV1 (caveolin-1), KCNK3 (potassium channel subfamily K, member 3), entre outros. Neste artigo de revisão resumimos o conhecimento sobre as variantes genéticas raras e comuns associadas à etiologia e prognóstico da HAP. Ademais, destacamos a importância de implementar o aconselhamento genético e o estudo genético em centros especializados. A compreensão da genética da HAP vai proporcionar novo informação sobre os mecanismos subjacentes à patobiologia potencialmente úteis para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas no âmbito da medicina personalizada.

Perfil genômico da síndrome do xeroderma pigmentoso no Brasil: avaliação de alterações germinativas e somáticas / Genomic profile of xeroderma pigmentosum syndrome in Brazil: assessment of germline and somatic alterations

A síndrome do Xeroderma Pigmentoso (XP) ocorre frente à herança monogênica e bialélica de variantes germinativas patogênicas de perda ou redução de função em genes das vias de reparo por excisão de nucleotídeos ou síntese translesão. Consequentemente, é estabelecida deficiência na correção de lesões induzidas, principalmente por radiação ultravioleta, favorecendo alta sensibilidade à radiação solar e risco aumentado para o desenvolvimento de múltiplas lesões cutâneas pré-malignas e malignas. Visto que a heterogeneidade na manifestação clínica da síndrome é uma questão em discussão na literatura, para investigar este aspecto propusemos avaliar o perfil de variantes germinativas e variantes somáticas de tumores cutâneos e não cutâneos de indivíduos portadores de XP. Foi realizado o sequenciamento de alto desempenho utilizando a plataforma NextSeq (Illumina) para avaliar as regiões codificantes de 114 genes selecionados pela sua relevância em desordens dermatológicas, tumorigênese e fisiologia cutânea e resposta de dano ao DNA. Seis pacientes com fenótipo clínico da síndrome do XP e portadores de variantes germinativas clinicamente relevantes nos genes XPC ou POLH/XPV foram avaliados no estudo. Variantes germinativas de significado incerto foram identificadas, em heterozigose, no DNA de leucócito de cinco dos seis pacientes avaliados ocorrendo nos genes DNAH11, PCDHB3, RGS22, SLC27A5, TTN e UGT2B10 e nenhuma das variantes identificadas apresentou perda de heterozigose do alelo selvagem nos tecidos tumorais. O polimorfismo de risco para carcinoma basocelular de pele (CBC) rs3769823[A] no gene CASP8 não foi identificado em apenas um caso do estudo, o qual desenvolveu o menor número de tumores. O polimorfismo de risco rs1126809[A] no gene TYR foi detectado apenas no caso que apresentou o maior número de CBC. Amostras de DNA de nove CBCs de tecido armazenado em parafina e duas amostras de tumor gástrico de uma mesma peça cirúrgica, de tecido armazenado em parafina e congelado a fresco, foram avaliadas de forma pareada com o DNA de leucócito correspondente, para pesquisa de variantes somáticas. Variantes somáticas não foram identificadas na amostra de CBC da paciente XP-C com fenótipo menos agressivo da síndrome. O total de 235 variantes missense e 29 variantes de perda de função foram identificadas em 71 genes para sete amostras de CBC, mínimo de 11 e máximo de 127 variantes por amostra, com 85,2% destas apresentando frequência alélica ≥20%. Com exceção de um CBC, mais de 95% das variantes somáticas identificadas representam alterações tipicamente fotoinduzidas (C:G>T:A e G:C>T:A). Embora pacientes XP acumulem maior número de mutações devido deficiência no mecanismo de reparo, não observamos carga mutacional diferente do observado em CBCs esporádicos. Vinte e sete genes apresentaram variantes somáticas em mais de uma amostra de CBC. Nenhum gene foi compartilhado entre as sete amostras de CBC. Entre os genes alterados em maior número de tumores estão incluídos genes drivers de CBC (LATS1, NOTCH2, PTCH1, PTPN14 e TP53), bem como genes não clássicos na carcinogênese do CBC (APC, FLG e TTN). Uma variante driver em SMO foi recorrente em três CBCs de um mesmo paciente. Duas variantes somáticas foram identificadas no tumor gástrico de tecido congelado a fresco ocorrendo nos genes GLI3 e RB1, não sendo as mesmas detectadas no tecido armazenado em parafina. Nesse trabalho, ressalta-se a heterogeneidade na manifestação clínica da síndrome do XP e a identificação de dois polimorfismos de risco, bem como destaca-se o papel central das vias Sonic Hedgehog e Hippo na carcinogênese do CBC de pacientes XP (AU)

The Xeroderma Pigmentosum (XP) syndrome occurs on base of biallelic inheritance of pathogenic germline variants of loss of function or function reduction in genes that plays role in nucleotide excision repair and translesion synthesis. Consequently, patients are deficient in correct DNA lesions mainly induced by ultraviolet radiation, present high sensitivity to solar radiation and increased risk for the development of multiple premalignant and malignant skin lesions. Since the heterogeneity in the clinical manifestation is under constantly discussion in the literature, to investigate it we proposed to explore the profile of germline variants and somatic variants in skin and non-skin tumors from XP patients. High-performance sequencing using the NextSeq (Illumina) platform was performed to assess the coding regions of 114 genes selected for their relevance in dermatological disorders, skin carcinogenesis, cutaneous physiology and DNA damage response. Six patients with clinical phenotype of XP syndrome and carriers of clinically relevant germline variants in the XPC or POLH/XPV genes were evaluated in the study. Heterozygous germline variants of uncertain significance were identified in the leukocyte DNA from five of the six patients occurring in DNAH11, PCDHB3, RGS22, SLC27A5, TTN and UGT2B10 genes. None of the identified variants showed loss of heterozygosity of the wild allele in tumor tissues. The CASP8 risk polymorphism for basal cell carcinoma of the skin (BCC) rs3769823[A] was not identified in only one case of the study which developed the minor number of tumors. The TYR risk polymorphism rs1126809[A] was detected only in the case with the highest number of BCC. Somatic variants were investigated in DNA from nine samples of BCCs (tissue stored in paraffin) and two samples of gastric tumor from the same surgical (tissue stored in paraffin and fresh frozen), all paired with the corresponding leukocyte DNA. Somatic variants were not identified in the BCC sample of XP-C patient with a less aggressive syndrome phenotype. A total of 235 missense variants and 29 loss of function variants were identified in 71 genes for seven BCC samples. A minimum of 11 and a maximum of 127 variants per sample were detected, with 85.2% showing an allelic frequency ≥20%. Except for one BCC, more than 95% of the identified somatic variants represented typically photoinduced mutations (C:G>T:A and G:C>T:A). Although XP patients accumulate a greater number of mutations due to deficiency in the repair mechanism, we did not observe different mutational load compared with sporadic BCCs. Twenty-seven genes showed somatic variants in more than one BCC sample. Genes shared between the seven BCC samples were not found. Among the altered genes in a greater number of tumors, it was identified BCC driver genes (LATS1, NOTCH2, PTCH1, PTPN14 and TP53), as well as genes non-classical for BCC carcinogenesis (APC, FLG and TTN). A driver variant in SMO was recurrent in three BCCs from the same patient. Two somatic variants in GLI3 and RB1 genes were identified occurring only in the fresh frozen tissue of gastric tumor, not in the tissue stored in paraffin. In this work, the heterogeneous clinical manifestation of XP syndrome is highlighted, as well as the identification of two risk polymorphisms. In addition, this work emphasizes the central role of the Sonic Hedgehog and Hippo pathways in BCC carcinogenesis of XP patients.

Identification of mutations in the pah gene in pku patients in the state of mato grosso / Identificação de mutações no gene da pah em pacientes com fenilcetonúria do estado de mato grosso

ABSTRACT Objective: To identify phenylalanine hydroxylase (PAH) mutations in patients with phenylketonuria (PKU) from the Newborn Screening Service in Mato Grosso, Midwest Brazil. Methods: This is a cross-sectional descriptive study. The sample consisted of 19 PKU patients diagnosed by newborn screening. Molecular analysis: DNA extraction using the "salting-out" method. Detection of IVS10nt-11G>A, V388M, R261Q, R261X, R252W, and R408W mutations by the restriction fragment length polymorphism (RFLP) technique. Results: Two mutant alleles were identified in four patients (21.1%), one allele in five patients (26.2%), and none in the remaining ten patients (52.6%). A total of 13/38 alleles were detected, corresponding to 34.2% of the PAH alleles present. The most prevalent variant was V388M (13.2% of the alleles), followed by R261Q (10.1%) and IVS10nt-11G>A (7.9%). Three variants (R261X, R252W, and R408W) were not found. The most frequent mutation types were: missense mutation in eight alleles (18.4%) and splicing in four alleles (10.5%). The model proposed by Guldberg to determine a genotype/phenotype correlation was applied to four classical PKU patients with two identified mutations. In three of them, the predicted moderate/moderate or moderate PKU phenotype did not coincide with the actual diagnosis. The prediction coincided with the diagnosis of one classic PKU patient. The estimated incidence of PKU for Mato Grosso, Brazil, was 1:33,342 live births from 2003 to 2015. Conclusion: The only mutations found in the analyzed samples were the IVS10nt-11G>A, V388M, and R261Q. The genotype/phenotype correlation only occurred in four (5.3%) patients.

RESUMO Objetivo: Identificar mutações da fenilalanina hidroxilase (PAH) em pacientes com PKU (fenilcetonúria) do Serviço de Triagem Neonatal em Mato Grosso. Métodos: Estudo de corte transversal. Amostra composta de 19 pacientes com PKU através do exame de triagem neonatal biológica. Análise molecular: a) extração de DNA pela metodologia "salting out". B) detecção de mutações IVS10nt-11G>A, V388M, R261Q, R261X, R252W e R408W pela técnica de polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição (RFLP). Resultados: Dois alelos foram identificados em quatro pacientes (21,1%), um alelo em cinco pacientes (26,2%) e nenhum nos dez pacientes restantes (52,6%). Um total de 13/38 alelos foram identificados, correspondendo a 34,2% dos alelos PAH presentes. A variante mais prevalente foi a V388M (13,2% dos alelos), seguida de R261Q (10,1%) e IVS10nt-11G>A (7,9%). Três variantes (R261X, R252W e R408W) não foram encontradas. Os tipos de mutações mais frequentes foram: troca de sentido em oito alelos (18,4%) e emenda em quatro alelos (10,5%). O modelo proposto por Guldberg para determinar uma correlação genótipo/fenótipo foi aplicado para quatro pacientes clássicos de PKU, com duas mutações identificadas. Em três, o fenótipo previsto de PKU moderada/moderada ou moderada não coincidiu com o diagnóstico real. A predição coincidiu com o diagnóstico de um paciente PKU clássico. A incidência de PKU estimada para Mato Grosso, Brasil foi de 1:33.342 nascidos vivos para o período de 2003 a 2015. Conclusões: Foram encontradas apenas as mutações IVS10nt-11G>A, V388M, R261Q nas amostras analisadas. A correlação genótipo/fenótipo ocorreu em quatro (5,3%) pacientes.

VALIDATION OF NCCN CRITERIA FOR GENETIC TESTING IN HBOC SYNDROME IN BRAZIL / Validação dos critérios da NCCN para testagem genética na Síndrome de Câncer de Mama e Ovário Hereditários no Brasil

Objective: To identify genetic mutations in BRCA1 and BRCA2 genes in women suspected of HBOC syndrome and to correlate them with NCCN testing criteria to verify its impact on mutation finding rates, as well as to identify the relevant criteria, the frequency and type of found mutations and the relative importance of each NCCN criteria. Methodology: A database with all the cases tested for HBOC by the second author from 2010 to 2016 was built, and the variables of interest were annotated and then analyzed with a statistical package to find the relevant variables. Results: A total of 171 patients was tested and 38 had deleterious mutations (22%). Criteria with significant association to the present mutations were the total numbers of relatives with cancer (p=0.02) and Ashkenazi lineage (p=0.001). Age of the youngest relative with cancer below 49 was not significant in this sample (p=0.1). There is a strong correlation between mutated patients and NCCN criteria (p=0.0001), but we found no such correlation between the presence of NCCN testing criteria and the presence of mutation (p=0.11). Regarding the use of NCCN criteria to find BRCA mutations, sensitivity was 0.947, specificity was 0.068, PPV was 0.225 and NPP was 0.818. Accuracy was 0.263. Conclusion: The incidence of BRCA1 and BRCA2 deleterious mutations in our study was similar to that found in other populations. NCCN criteria were a poor predictor of deleterious mutation in BRCA1 and BRCA2 in general, although most mutant patients had at least one NCCN testing criteria, specially increasing number of affected relatives and Ashkenazi lineage.

Objetivo: Identificar as mutações genéticas nos genes BRCA1 e BRCA2 em mulheres com suspeita de Síndrome de Câncer de Mama e Ovário Hereditários e correlacioná-las com os critérios de testagem da National Comprehensive Cancer Network (NCCN), a fim de verificar o seu impacto nas taxas de achados de mutação, bem como identificar os critérios relevantes, a frequência e o tipo de mutações encontradas e a importância relativa de cada critério da NCCN. Metodologia: Desenvolveu-se uma base de dados com todos os casos testados para a Síndrome de Câncer de Mama e Ovário Hereditários pelo segundo autor de 2010 a 2016. As variáveis de interesse foram anotadas e, em seguida, analisadas por meio de um pacote estatístico para encontrar variáveis relevantes. Resultados: Um total de 171 pacientes foi testado e 38 apresentavam mutações prejudiciais (22%). Os critérios com uma associação significativa às mutações presentes foram os números totais de parentes com câncer (p=0,02) e a descendência Ashkenazi (p=0,001). A idade do parente mais jovem com câncer abaixo de 49 anos não foi significativa nesta amostra (p=0,1). Houve uma forte correlação entre pacientes com mutações e os critérios da NCCN (p=0,0001), mas não encontramos tal correlação entre a presença de testes de NCCN e a presença de mutação (p=0,11). Com relação ao uso dos critérios da NCCN para encontrar mutações BRCA, a sensibilidade foi de 0,947, a especificidade foi de 0,068, PPV foi de 0,225 e NPP foi de 0,818. A acurácia foi de 0,263. Conclusão: A incidência de mutações prejudiciais de BRCA1 e BRCA2 em nosso estudo foi semelhante àquela encontrada em outras populações. Os critérios da NCCN foram preditores fracos de mutação prejudicial no BRCA1 e no BRCA2 no geral, embora a maioria dos pacientes mutantes tenha tido, no mínimo, um critério de teste da NCCN, especialmente aumentando o número de parentes afetados e a descendência Ashkenazi.

Prediction of mutations on structure primase of the archaeon Sulfolobus solfataricus / Predição de mutações na estrutura da primase da arquea Sulfolobus solfataricus

All living organisms need a DNA replication mechanism and it has been conserved in the three domains of life throughout evolutionary process. Primase is the enzyme responsible for synthesizing de novo RNA primers in DNA replication. Archaeo-Eukaryotic Primase (AEP) is the superfamily that typically forms a heterodimeric complex containing both a small catalytic subunit (PriS) and a large accessory noncatalytic subunit (PriL). Sulfolobus solfataricus is a model organism for research on the Genetics field. The aim of this work was to evaluate, via Bioinformatics tools, three mutations in the large subunit (PriL) of the archaeon Sulfolobus solfataricus. The aspartic acid residue in the positions (Asp) 62, (Asp) 235, (Asp) 241 have been substituted by glutamic acid (Glu). The highest positive free energy variation of the three substitutions analyzed occurred with the mutation at the (Asp) 241 site. The in silico analysis suggested that these mutations in PriL may destabilize its tridimensional structure interfering with replication mechanisms of Sulfolobus solfataricus. Moreover, it may also alter interactions with other molecules, making salt bridges, for instance.

Todos os organismos vivos necessitam de um eficiente mecanismo de replicação de DNA. Ao longo da evolução biológica foi observado que esse mecanismo é conservado nos três domínios da vida. Uma enzima importante que participa desse mecanismo é a RNA primase, a qual é responsável pela síntese de novo de iniciadores de RNA na replicação do DNA. Em Arquea-Eucariota, RNA Primase (AEP) tipicamente forma um complexo heterodimérico, que contém uma pequena subunidade catalítica (PriS) e uma subunidade maior não catalítica acessória (PriL). Sulfolobus solfataricus é um organismo modelo de Arquea para a pesquisa no campo da genética. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de ferramentas de bioinformática, três mutações pontuais na subunidade maior (PriL) de Sulfolobus solfataricus. Nas sequências mutantes, os resíduos de ácido aspártico nas posições (Asp) 62, (Asp) 235, (Asp) 241 foram substituídos por ácido glutâmico (Glu). A maior variação de energia livre positiva das três mutações analisadas ocorreu no sítio (Asp) 241. A análise in silico sugeriu que essas mutações em PriL podem desestabilizar sua estrutura tridimensional, interferindo com os mecanismos de replicação de Sulfolobus solfataricus. Além disso, podem alterar interações com outras moléculas, formando pontes salinas.

Ancillary techniques on the evaluation of canine cutaneous mast cell tumors from Brazil / Técnicas auxiliares avaliação de mastocitomas cutâneos caninos do Brasil

ABSTRACT: The use of histologic classification by a 2-tier grading system only, immunohistochemistry (IHC) for KIT and Ki-67 and polymerase chain reaction (PCR) for internal tandem duplications (ITD) on exon 11 has improved the prognostication of canine cutaneous mast cell tumors (CCMTs) particularly in the United States. However, these techniques are not commonly used in most Brazilian laboratories. Likewise, no studies, to date, have investigated the occurrence of ITD in CCMTs from the country. Thus, this study tested the 2-tier grading system, the immunohistochemistry for KIT and Ki-67 and the PCR for exon 11 in a group of Brazilian CCMTs with the goal of investigating the applicability of these tests in a Brazilian laboratory. Of the 39 CCMTs, 69.2% (27/39) were identified as low-grade and 30.8% (12/39) as high-grade by a 2-tier grading system. All tumors had a KIT expression pattern II, and 30.6% (11/36) had a high growth fraction (Ki-67). PCR amplification was successful in four of the 11 tumors examined. Two of these (50%) were positive for ITD. This study highlights the importance of using auxiliary techniques in the CCMT evaluation, identifies limitations and confirms the applicability of these methods on a routine diagnostic basis in Brazil. Our results will help to improve the prognostication of CCMTs in Brazilian diagnostic laboratories, encouraging the use of supplementary methods.

RESUMO: O uso de classificação histológica por um novo sistema de graduação que utiliza apenas duas categorias, imuno-histoquímica (IHQ) para KIT e Ki-67 e reação de polimerase em cadeia (PCR) para mutações (duplicações internas) no éxon 11 tem melhorado a avaliação do prognóstico de mastocitomas cutâneos caninos (MCCs), particularmente nos Estados Unidos. No entanto, essas técnicas são ainda pouco utilizadas em laboratórios brasileiros e, até então, nenhum estudo investigou a prevalência de duplicações internas (DIs) em MCCs do país. Este estudo testou o novo sistema de graduação histológica de duas categorias, a imuno-histoquímica para KIT e Ki-67 e o PCR para exon 11 em um grupo de MCCs brasileiros, com o objetivo de investigar a aplicabilidade desses métodos em um laboratório brasileiro. De 39 MCCs, 69,2% foram identificados como sendo de baixo grau e 30,8% como de alto grau. Todos tiveram um padrão II de expressão de KIT, e 30,6% (11/36) tiveram uma alta contagem para Ki-67. A amplificação foi bem-sucedida em quatro dos 11 tumores examinados. Dois destes (50%) foram positivos para DIs. Este estudo ressaltou a importância do uso de técnicas auxiliares na avaliação de MCCs, identificou limitações e confirmou a aplicabilidade desses métodos em uma rotina de diagnósticos no Brasil. Esses resultados irão auxiliar na melhor avaliação prognóstica dos MCCs em laboratórios brasileiros, encorajando o uso de métodos suplementares neste processo.

Avaliação de mutações de resistência ao tratamento com análogos de nucleos(t)ídeos e de escape vacinal do vírus da hepatite B (VHB) em pacientes com hepatite crônica / Evaluation of treatment resistance mutations with nuclei analogues (t) ide and vaccine escape the hepatitis B virus (HBV) in patients with chronic hepatitis

INTRODUÇÃO: A hepatite B (VHB) é uma infecção dinâmica crônica, que apesar de existir programas de imunização e tratamento antiviral disponível, existe o risco de emergência de mutações de resistência aos análogos de núcleos(t)ídeos (AN) que devem ser rastreadas, devido as suas implicações clínicas. O Brasil disponibiliza pelo SUS cinco drogas para o tratamento antiviral: IFN, LAM, ADF, ETV e TDF e um guia de conduta clínica para orientar o tratamento no território nacional, o Protocolo de Diretrizes Terapêuticas para Hepatite B e co-infecções. OBJETIVO: O objetivo do presente estudo foi avaliar as mutações de resistência aos AN, mutações de escape vacinal e genótipos circulantes em pacientes com hepatite B crônica em dois centros de referencia em Hepatites, na Bahia (região Nordeste) e no Acre (região Norte) do Brasil. MATERIAL E MÉTODOS: Foi utilizadas ferramentas de biologia molecular e bioinformática, através de nested PCR e sequenciamento direto das amostras, para rastrear as mutações de resistência, a região alvo foi a transcriptase reversa (RT) do gene P e as mutações de escape vacinal foi a região do gene S do VHB, como também os genótipos e subgenotipos do VHB. RESULTADOS: Foram incluídos 527 pacientes durante o período de 2011-2015, sendo 320 pacientes do HUPES/BA e 207 do FUNDHACRE/AC. Os pacientes que representam a região Nordeste foram 59,3 % do sexo masculino e uma média de idade de 44,75±12,4 DP, os pacientes da região Norte 42% foram do sexo masculino e a média de idade foi de 40,36±13,9 DP. Todos os pacientes incluídos apresentaram AgHBs persistente por mais de seis meses e 86,1% apresentaram AgHBe negativo. Foram sequenciadas 296 amostras dos pacientes com VHB crônica. Foram encontradas mutações de resistência aos AN na Região Norte 1,2% (2), Região Nordeste 7,4%(8) e no global 3,8%(20). Os padrões de mutações de resistência primária encontrados foram: rtA194T, (3) rtL180M+M204V, rtL180M+M204I, rtS202I, rtM204I, rtA181S, rtA181E e rtA184S. Em relação ao escape vacinal a frequencia para a Região Norte foi de 7,1% (11), Região Nordeste 8,4% (9) e no global 7,6% (20). Nos pacientes virgens de tratamento (n=189), a frequência de mutações de resistência foi de 6%, somente nas amostras da região Nordeste. Não houve diferença estatisticamente significante entre o grupo com ou sem mutação dos pacientes virgens de tratamento. Não foram encontradas mutações de resistência nas amostras da região Norte. Os genótipos circulantes nas duas regiões foram A, D e F, e a região Nordeste foi encontrada o genótipo C (C2). CONCLUSÃO: Os resultados demonstram a importância de rastrear e monitorar as mutações de resistência aos AN e de escape vacinal devido a importância epidemiológica e clínica na conduta terapêutica.

INTRODUTION: Hepatitis B virus (HBV) is a chronic dynamic infection, which although there immunization programs and antiviral therapy available, there is a risk of emergence of resistance mutations cores analogs (t) ide to be screened, because of their implications clinics. The Brazil offers the SUS five drugs for antiviral treatment: IFN, LAM, ADF, ETV and TDF and clinical guide of conduct to guide treatment in the country, the Therapeutic Guidelines Protocol for Hepatitis B and coinfections. AIM: The aim of this study was to evaluate the resistance mutations core analogues (t) ide, vaccine escape mutations and circulating genotypes in patients with chronic hepatitis B in two reference centers in Hepatitis, Bahia (Northeast) and Acre (Northern region) of Brazil. MATERIAL AND METHODS: Was used tools of molecular biology and bioinformatics by nested PCR and direct sequencing of samples to track resistance changes, the target region is the reverse transcriptase (RT) P gene and vaccine escape mutations was region of the gene S of HBV, as well as the HBV genotypes and subgenotipos. RESULTS: 527 patients were included during the period 2011-2015, with 320 patients HUPES / BA and 207 FUNDHACRE / AC. Patients representing the Northeast were 59.3% male and an average age of 44.75 ± 12.4 PD patients in the northern region 42% were male and the average age was 40, 36 ± 13.9 DP. All patients had persistent HBsAg for more than six months and 86.1% were HBeAg negative. We were sequenced 296 samples from patients with chronic HBV. the cores of similar resistance mutations were found (t) ide in the North 1.2% (2), Northeast 7.4% (8) and 3.8% overall (20). The patterns of primary resistance mutations were: rtA194T (3) rtL180M + M204V, M204I + rtL180M, rtS202I, rtM204I, rtA181S, and rtA181E rtA184S. Regarding vaccine escape the frequency for the Northern Region was 7.1% (11), Northeast 8.4% (9) and the global 7.6% (20). In treatment-naïve patients (n = 189), the frequency of resistance mutations was 6%, only the samples in the Northeast. There was no statistically significant difference between the groups with or without mutation of naive patients. There were no resistance mutations in samples from the North. Circulating genotypes in the two regions A, D and F, and the Northeast found the C genotype (C2). CONCLUSION: The results demonstrate the importance of tracking and monitoring the resistance mutations similar cores (t) ide and vaccine escape due to epidemiological and clinical importance in the therapeutic approach.

Estudo clínico, genético e molecular de pacientes com Disgenesia Tireoidiana

INTRODUÇÃO: Hipotireoidismo Congênito (HC), é uma das doenças metabólicas mais comuns na infância com incidência de 1:3.000 a 1:4.000 recém-nascidos. Um grupo de doenças relacionadas às alterações no desenvolvimento da tireoide, denominadas disgenesias tireoidianas (DT), responsabiliza-se por aproximadamente 85% de todos os casos de HC, sendo sua patogênese pouco conhecida. OBJETIVOS: Geral: Caracterização clínica e genética de pacientes com HC diagnosticados com disgenesia tireoidiana. Específicos: 1. Caracterizar clínica dos indivíduos com HC em acompanhamento na APAE/Salvador (Associação de Pais e Amigos dos Excepcionais); 2. Avaliar a existência de associação entre malformações tireoidianas e malformações cardiacos; 3. Pesquisar polimorfismos e mutações nos genes candidatos: PAX8, TSH-R, NKX2.5 e HES1, em pacientes diagnosticados com disgenesia tireoidiana; 4. Pesquisar o gene TSH-R numa coorte de pacientes com HC diagnosticados no programa de triagem neonatal da França. METODOLOGIA: Até o ano de 2016, 1.188 crianças foram diagnosticadas com HC e 773 estão em acompanhamento. Duzentos e dezoito crianças confirmadas com HC foram caracterizadas clinicamente através de testes de função da tireoide (TT4 e TSH), ultrassonografia e cintilografia, seguidas de dosagem de tireoglobulina. Toda a região codificantes dos genes PAX8, TSH-R, NKX2.5 e HES1 incluindo íntrons e éxons foram amplificados a partir do DNA genômico através da PCR (Reação em cadeia da Polimerase) utilizando-se técnicas padrão seguida de Sequenciamento direto. RESULTADOS: Sessenta e três pacientes foram diagnosticados com DT e 155 com glândula tópica normal. Hipoplasia representou 33,4% dos casos de DT, agenesia 19%, ectopia 27% e hemiagenesia 20,6%. Altos concentrações de TSH no teste do pezinho foram detectados no grupo das agenesias seguido das hipoplasias. Na análise genética/molecular, 31 (49,2%) dos pacientes foram identificados com o polimorfismo p.D727E em heterozigose e 4 (6,4%) em homozigose, no gene TSH-R; 4/63 pacientes tiveram o polimorfismo p.P52T em heterozigose; 14/63 apresentaram a variante polimórfica p.N181N e 2/63 apresentaram a substituição sinônima conhecida p.L645L, todos no gene TSH-R. o polimorfismo p.Glu21 foi encontrado em 54% dos pacientes e p.Gln181 encontrado em 1 paciente no gene NKX2.5. Nenhuma alteração foi encontrada no gene HES1, bem como em PAX8. CONCLUSÕES: Este é o primeiro estudo realizado na população de HC no Estado da Bahia. Análises clínicas revelaram um padrão distinto entre os subgrupos da DT quando comparados com glândula normal; 6 polimorfismos já descritos foram encontrados em dois genes candidatos. Nenhuma mutação patogênica foi encontrada. A descrição fenotípica é essencial para a correta avaliação genética e os mecanismos nela implicados, além de utilizados para predição da gravidade do HC. A identificação de novos genes ou eventos moleculares que controlam a função tireoidiana pós-natal seria de grande utilidade no esclarecimento das DT

INTRODUCTION: Congenital hypothyroidism (CH), is the most common metabolic diseases in childhood with incidence of 1: 3000-1: 4000 newborns. A group of diseases related to alterations in the development of the thyroid, called thyroid dysgenesis (TD), is responsible for approximated 85% of all HC cases, and the majority has unknown pathogenesis. OBJECTIVES: General: clinical and genetic characterization of CH patients diagnosed with TD. Specific: 1. CH clinical characterization in individuals followed at APAE/Salvador; 2. evaluating the association between thyroid abnormalities and other abnormalities or syndromes; 3. search polymorphisms and mutations in known candidate genes for TD: PAX8, TSH-R, NKX2.5 and HES1; 4. XX METHODS: Until the year 2016, 1.188 children were diagnosed for CH and 773 were actually follow in APAE-Salvador. A continuous series of 218 children with confirmed HC were characterized clinically through thyroid function tests (TT4 and TSH), thyroid ultrasound and scintigraphy, followed by serum thyroglobulin measurement. The entire coding region of the candidate genes (PAX8, TSH-R, NKX2.5 and HES1), including exon/intron boundaries, was amplified from genomic DNA by polymerase chain reaction (PCR) using standard techniques, followed by direct sequencing. Results: Sixty-three patients were diagnosed with DT and 155 with in situ thyroid gland (ISTG). Hypoplasia represented 33,4% of all cases of DT, agenesis (19%), ectopy (27%) and hemiagenesis (20,6%). The higher screening TSH levels was in the agenetic group followed by hypoplasia. In the genetic/molecular analysis, 31 (49,2%) patients were identified with a polymorphism of TSH-R gene (p.D727E); 4/63 patients had a heterozygous p.P52T; 14/63 patients showed p.N187N polymorphic variants of the gene; and 2/63 patients presented a known p.L645L synonimous substitution. The polymorphism p.Glu21was found in 54% of patients, and p.Gln181 found in only one patient in the NKX2.5 gene. None alteration was detected in HES1 gene. CONCLUSIONS: This is the first CH population-based study in State of Bahia, Brazil. Clinical analysis revealed distinct hormonal patterns in DT subgroup when compared with ISTG, with only 6 known polymorphisms identified in few cases of TD in TSH-R, PAX8, NKX2.5 and HES1 genes. No mutation was found in a candidate genes studied. A detailed description of phenotype might be essential to target the correct genetic and mechanism implicated, and useful to predict CH severity. The identification of additional genes or molecular events controlling early postnatal thyroid function would be helpful.

Mutações drivers em câncer de pulmão não-pequenas células (CPNPC) / Driver mutations in non-small cell lung cancer

O câncer de pulmão não pequenas células (CPNPC) foi durante muito tempo descrito como uma única doença. A partir do maior conhecimento dos mecanismos de carcinogênese e dos avanços da biologia molecular, foram identificados subtipos moleculares específicos. Essas alterações moleculares são consideradas condutoras (drivers), quando são capazes de guiar o comportamento clínico dos tumores. Com esse conhecimento novas drogas foram desenvolvidas, capazes de inibir a ativação dessas proteínas mutantes. O primeiro exemplo de sucesso foi visto com os inibidores de tirosina quinase de EGFR, em pacientes com a presença de mutações específicas nesse gene. A partir daí muitas outras alterações vem sendo descritas e deparamo-nos com os benefícios clínicos impressionantes da medicina de precisão.

Non-small cell lung cancer has long been described as a unique disease. Since the last advances and better understanding of carcinogenesis mechanisms and molecular biology, specific molecular subtypes have been identified. These alterations are considered drivers, when they guide tumor clinical behavior. After driver mutations identification, new drugs have been developed to inhibit the activation of these mutant proteins. The first successful example was seen with tyrosine kinase EGFR inhibitors in patients with positive specific mutations in this gene. After this discovery many other molecular subtypes have been described and are resulting on these impressive clinical benefits from precision medicine.