Thalassemia, a human blood disorder / Talassemia, uma doença do sangue humano

Abstract A group of inherited blood defects is known as Thalassemia is among the world's most prevalent hemoglobinopathies. Thalassemias are of two types such as Alpha and Beta Thalassemia. The cause of these defects is gene mutations leading to low levels and/or malfunctioning α and β globin proteins, respectively. In some cases, one of these proteins may be completely absent. α and β globin chains form a globin fold or pocket for heme (Fe++) attachment to carry oxygen. Genes for alpha and beta-globin proteins are present in the form of a cluster on chromosome 16 and 11, respectively. Different globin genes are used at different stages in the life course. During embryonic and fetal developmental stages, γ globin proteins partner with α globin and are later replaced by β globin protein. Globin chain imbalances result in hemolysis and impede erythropoiesis. Individuals showing mild symptoms include carriers of alpha thalassemia or the people bearing alpha or beta-thalassemia trait. Alpha thalassemia causes conditions like hemolytic anemia or fatal hydrops fetalis depending upon the severity of the disease. Beta thalassemia major results in hemolytic anemia, growth retardation, and skeletal aberrations in early childhood. Children affected by this disorder need regular blood transfusions throughout their lives. Patients that depend on blood transfusion usually develop iron overload that causes other complications in the body systems like renal or hepatic impairment therefore, thalassemias are now categorized as a syndrome. The only cure for Thalassemias would be a bone marrow transplant, or gene therapy with currently no significant success rate. A thorough understanding of the molecular basis of this syndrome may provide novel insights and ideas for its treatment, as scientists have still been unable to find a permanent cure for this deadly disease after more than 87 years since it is first described in 1925.

Resumo Um grupo de defeitos sanguíneos hereditários é conhecido como talassemia e está entre as hemoglobinopatias mais prevalentes do mundo. As talassemias são de dois tipos, como talassemia alfa e beta. As causas desses defeitos são as mutações genéticas que levam a níveis baixos e/ou proteínas de globina com mau funcionamento, respectivamente. Em alguns casos, uma dessas proteínas pode estar completamente ausente. As cadeias de globina α e β formam uma dobra ou bolsa de globina para a fixação de heme (Fe ++) para transportar oxigênio. Os genes das proteínas alfa e beta globina estão presentes na forma de um cluster nos cromossomos 16 e 11, respectivamente. Diferentes genes de globina são usados ​​em diferentes estágios do curso de vida. Durante os estágios de desenvolvimento embrionário e fetal, as proteínas γ globina se associam à α globina e, posteriormente, são substituídas pela proteína β globina. Os desequilíbrios da cadeia de globina resultam em hemólise e impedem a eritropoiese. Indivíduos que apresentam sintomas leves incluem portadores de talassemia alfa ou as pessoas com traços de talassemia alfa ou beta. A talassemia alfa causa condições como anemia hemolítica ou hidropsia fetal fatal, dependendo da gravidade da doença. A beta talassemia principal resulta em anemia hemolítica, retardo de crescimento e aberrações esqueléticas na primeira infância. As crianças afetadas por esse distúrbio precisam de transfusões de sangue regulares ao longo da vida. Os pacientes que dependem de transfusão de sangue geralmente desenvolvem sobrecarga de ferro que causa outras complicações nos sistemas do corpo, como insuficiência renal ou hepática, portanto as talassemias agora são classificadas como uma síndrome. A única cura para as talassemias seria um transplante de medula óssea ou terapia genética sem atualmente uma taxa de sucesso significativa. Uma compreensão completa da base molecular dessa síndrome pode fornecer novos insights e ideias para seu tratamento, já que os cientistas ainda não conseguiram encontrar uma cura permanente para essa doença mortal depois de mais de 87 anos desde que foi descrita pela primeira vez em 1925.

Thalassemia, a human blood disorder / Talassemia, uma doença do sangue humano

A group of inherited blood defects is known as Thalassemia is among the world's most prevalent hemoglobinopathies. Thalassemias are of two types such as Alpha and Beta Thalassemia. The cause of these defects is gene mutations leading to low levels and/or malfunctioning α and β globin proteins, respectively. In some cases, one of these proteins may be completely absent. α and β globin chains form a globin fold or pocket for heme (Fe++) attachment to carry oxygen. Genes for alpha and beta-globin proteins are present in the form of a cluster on chromosome 16 and 11, respectively. Different globin genes are used at different stages in the life course. During embryonic and fetal developmental stages, γ globin proteins partner with α globin and are later replaced by β globin protein. Globin chain imbalances result in hemolysis and impede erythropoiesis. Individuals showing mild symptoms include carriers of alpha thalassemia or the people bearing alpha or beta-thalassemia trait. Alpha thalassemia causes conditions like hemolytic anemia or fatal hydrops fetalis depending upon the severity of the disease. Beta thalassemia major results in hemolytic anemia, growth retardation, and skeletal aberrations in early childhood. Children affected by this disorder need regular blood transfusions throughout their lives. Patients that depend on blood transfusion usually develop iron overload that causes other complications in the body systems like renal or hepatic impairment therefore, thalassemias are now categorized as a syndrome. The only cure for Thalassemias would be a bone marrow transplant, or gene therapy with currently no significant success rate. A thorough understanding of the molecular basis of this syndrome may provide novel insights and ideas for its treatment, as scientists have still been unable to find a permanent cure for this deadly disease after more than 87 years since it is first described in 1925.

Um grupo de defeitos sanguíneos hereditários é conhecido como talassemia e está entre as hemoglobinopatias mais prevalentes do mundo. As talassemias são de dois tipos, como talassemia alfa e beta. As causas desses defeitos são as mutações genéticas que levam a níveis baixos e/ou proteínas de globina com mau funcionamento, respectivamente. Em alguns casos, uma dessas proteínas pode estar completamente ausente. As cadeias de globina α e β formam uma dobra ou bolsa de globina para a fixação de heme (Fe ++) para transportar oxigênio. Os genes das proteínas alfa e beta globina estão presentes na forma de um cluster nos cromossomos 16 e 11, respectivamente. Diferentes genes de globina são usados em diferentes estágios do curso de vida. Durante os estágios de desenvolvimento embrionário e fetal, as proteínas γ globina se associam à α globina e, posteriormente, são substituídas pela proteína β globina. Os desequilíbrios da cadeia de globina resultam em hemólise e impedem a eritropoiese. Indivíduos que apresentam sintomas leves incluem portadores de talassemia alfa ou as pessoas com traços de talassemia alfa ou beta. A talassemia alfa causa condições como anemia hemolítica ou hidropsia fetal fatal, dependendo da gravidade da doença. A beta talassemia principal resulta em anemia hemolítica, retardo de crescimento e aberrações esqueléticas na primeira infância. As crianças afetadas por esse distúrbio precisam de transfusões de sangue regulares ao longo da vida. Os pacientes que dependem de transfusão de sangue geralmente desenvolvem sobrecarga de ferro que causa outras complicações nos sistemas do corpo, como insuficiência renal ou hepática, portanto as talassemias agora são classificadas como uma síndrome. A única cura para as talassemias seria um transplante de medula óssea ou terapia genética sem atualmente uma taxa de sucesso significativa. Uma compreensão completa da base molecular dessa síndrome pode fornecer novos insights e ideias para seu tratamento, [...].

Thalassemia, a human blood disorder

Abstract A group of inherited blood defects is known as Thalassemia is among the worlds most prevalent hemoglobinopathies. Thalassemias are of two types such as Alpha and Beta Thalassemia. The cause of these defects is gene mutations leading to low levels and/or malfunctioning and globin proteins, respectively. In some cases, one of these proteins may be completely absent. and globin chains form a globin fold or pocket for heme (Fe++) attachment to carry oxygen. Genes for alpha and beta-globin proteins are present in the form of a cluster on chromosome 16 and 11, respectively. Different globin genes are used at different stages in the life course. During embryonic and fetal developmental stages, globin proteins partner with globin and are later replaced by globin protein. Globin chain imbalances result in hemolysis and impede erythropoiesis. Individuals showing mild symptoms include carriers of alpha thalassemia or the people bearing alpha or beta-thalassemia trait. Alpha thalassemia causes conditions like hemolytic anemia or fatal hydrops fetalis depending upon the severity of the disease. Beta thalassemia major results in hemolytic anemia, growth retardation, and skeletal aberrations in early childhood. Children affected by this disorder need regular blood transfusions throughout their lives. Patients that depend on blood transfusion usually develop iron overload that causes other complications in the body systems like renal or hepatic impairment therefore, thalassemias are now categorized as a syndrome. The only cure for Thalassemias would be a bone marrow transplant, or gene therapy with currently no significant success rate. A thorough understanding of the molecular basis of this syndrome may provide novel insights and ideas for its treatment, as scientists have still been unable to find a permanent cure for this deadly disease after more than 87 years since it is first described in 1925.

Resumo Um grupo de defeitos sanguíneos hereditários é conhecido como talassemia e está entre as hemoglobinopatias mais prevalentes do mundo. As talassemias são de dois tipos, como talassemia alfa e beta. As causas desses defeitos são as mutações genéticas que levam a níveis baixos e/ou proteínas de globina com mau funcionamento, respectivamente. Em alguns casos, uma dessas proteínas pode estar completamente ausente. As cadeias de globina e formam uma dobra ou bolsa de globina para a fixação de heme (Fe ++) para transportar oxigênio. Os genes das proteínas alfa e beta globina estão presentes na forma de um cluster nos cromossomos 16 e 11, respectivamente. Diferentes genes de globina são usados em diferentes estágios do curso de vida. Durante os estágios de desenvolvimento embrionário e fetal, as proteínas globina se associam à globina e, posteriormente, são substituídas pela proteína globina. Os desequilíbrios da cadeia de globina resultam em hemólise e impedem a eritropoiese. Indivíduos que apresentam sintomas leves incluem portadores de talassemia alfa ou as pessoas com traços de talassemia alfa ou beta. A talassemia alfa causa condições como anemia hemolítica ou hidropsia fetal fatal, dependendo da gravidade da doença. A beta talassemia principal resulta em anemia hemolítica, retardo de crescimento e aberrações esqueléticas na primeira infância. As crianças afetadas por esse distúrbio precisam de transfusões de sangue regulares ao longo da vida. Os pacientes que dependem de transfusão de sangue geralmente desenvolvem sobrecarga de ferro que causa outras complicações nos sistemas do corpo, como insuficiência renal ou hepática, portanto as talassemias agora são classificadas como uma síndrome. A única cura para as talassemias seria um transplante de medula óssea ou terapia genética sem atualmente uma taxa de sucesso significativa. Uma compreensão completa da base molecular dessa síndrome pode fornecer novos insights e ideias para seu tratamento, já que os cientistas ainda não conseguiram encontrar uma cura permanente para essa doença mortal depois de mais de 87 anos desde que foi descrita pela primeira vez em 1925.

Anemias hemolíticas hereditarias por defectos en la síntesis de globina / Hereditary hemolytic anemias due to defective globin synthesis

Introducción: Los defectos genéticos en la molécula de hemoglobina se dividen en aquellos que tienen una tasa reducida de producción de una o más cadenas de globina, las talasemias; y en los que se producen cambios estructurales que conducen a inestabilidad o transporte anormal de oxígeno. Objetivo: Explicar los diferentes mecanismos por los cuales ocurren las talasemias y otras alteraciones en la síntesis de las cadenas de globina, así como las características moleculares, fisiopatogénicas y los cambios hematológicos. Métodos: Se realizó una revisión de la literatura, en inglés y español, a través del sitio web PubMed y el motor de búsqueda Google académico de artículos publicados en los últimos 10 años. Se hizo un análisis y resumen de la bibliografía revisada. Análisis y síntesis de la información: Las talasemias son un grupo heterogéneo de defectos genéticos en la síntesis de hemoglobina, que causa una disminución en la tasa de producción de una o más cadenas de la molécula. De acuerdo a la cadena de globina que presenta el defecto se dividen en α-β-, δβ- o γδβ-talasemias. Conclusiones: Las talasemias y las hemoglobinopatías son las enfermedades hemolíticas hereditarias más comunes en muchas partes del mundo, caracterizadas por complejas interacciones entre anemia, eritropoyesis ineficaz y alteraciones del metabolismo del hierro(AU)

Introduction: Genetic disorders in the hemoglobin molecule are divided into those that have a reduced rate of production of one or more globin chains, thalassemias; and those in which structural changes occur that lead to instability or abnormal oxygen transport. Objective: To explain the different mechanisms by which thalassemias and other alterations in the synthesis of globin chains occur, as well as molecular, physiopathogenic and hematological changes. Methods: A review of the literature in English and Spanish was carried out through the PubMed website and the Google Scholar search engine, searching for articles published in the last ten years. The revised bibliography was analyzed and summarized. Information analysis and synthesis: Thalassemias make up a heterogeneous group of genetic defects in the synthesis of hemoglobin, which causes a decrease in the rate of production of one or more chains of the molecule. According to the globin chain that presents the defect, they are divided into α-β-, δβ- or γδβ-thalassemias. Conclusions: Thalassemias and hemoglobinopathies are the most common hereditary hemolytic diseases in many parts of the world. They are characterized by complex interactions between anemia, ineffective erythropoiesis, and alterations in iron metabolism(AU)

Utility of family studies in diagnosing abnormal hemoglobins/thalassemic states.

Objective. To resolve all indeterminate cases on HPLC screening with the help of family studies and to further confirm the results by genetic analysis. Methods. In our 11 years experience with HPLC at Sir Ganga Ram Hospital, we solved many cases with the help of family studies on parental blood samples in which patient could have possibly been homozygous vs compound heterozygous. Genetic analysis was done on index case as well as on parental samples with ARMS-PCR technique to confirm the results. Results. In 100% of cases, we noted that the diagnosis obtained by family studies was commensurate with that obtained by DNA analysis. Conclusion. In centers, which do not have the facility for genetic analysis, family studies by HPLC can be equally useful.

Rastreamento de hemoglobinas variantes e talassemias com associação de métodos de diagnóstico / Tracking of variant hemoglobins and thalassemias by association of diagnosis methodologies

O diagnóstico neonatal de hemoglobinopatias permite a melhoria na qualidade de vida do doente com a implementação de medidas profiláticas, acompanhamento clínico e aconselhamento genético. Objetivou-se no presente estudo o diagnóstico das hemoglobinas variantes e talassemias em amostras de sangue de cordão umbilical de neonatos da região noroeste do estado de São Paulo por Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC), associada a procedimentos eletroforéticos, bioquímicos e citológicos, visando adaptar a melhor metodologia de análise à freqüência dos defeitos de hemoglobina na população brasileira. Foram analisadas 3.048 amostras de janeiro de 2001 a dezembro de 2002, e 13,12 por cento apresentaram alterações de hemoglobinas, sendo 1,84 por cento com presença de Hb S; 0,6 por cento com Hb C; 0,65 por cento com resultados sugestivos de beta talassemia e 9,48 por cento sugestivos de alfa talassemia. Dentre as hemoglobinas anormais encontradas, 0,33 por cento das amostras apresentaram resultados discordantes nas metodologias aplicadas. A HPLC mostrou-se eficiente para a identificação de variantes de hemoglobinas e permitiu a análise de grande número de amostras em curto espaço de tempo e agilidade nas triagens. Entretanto, foi necessário associar outros métodos de análise para a caracterização das formas talassêmicas.

The neonatal diagnosis hemoglobinopathies improves the quality of life by prophylactic measures and genetic counseling. The diagnosis of variant hemoglobins and thalassemias was considered in the present study. Cord blood samples of newborn babies from the northwestern region of São Paulo state were analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) associated with electrophoretic, biochemical and cytologic procedures aiming to adapt the best methodology to analyze the frequency of hemoglobin defects in the Brazilian population. Three thousand and forty-eight samples were analyzed from January 2001 to December 2002 with 13.12 percent presenting hemoglobin alterations; 1.84 percent had Hb S; 0.6 percent had Hb C; 0.65 percent were suggestive of thalassemia beta and 9.48 percent were suggestive of thalassemia alpha. Among the abnormal hemoglobins, 0.33 percent of the samples presented different results in the methodologies used. HPLC was efficient to identify variant hemoglobins and enable the analysis of several samples in a short period of time with agility in screenin. However, an association of other methods was necessary for the characterization of the thalassemic forms.

Dificuldades no diagnóstico laboratorial das hemoglobinopatias / Dificulties on the laboratorial diagnosis of hemoglobinopathies

Há vários tipos de hemoglobinopatias que são caracterizados por variantes das hemoglobinas anormais (ex: Hb S, Hb C, Hb Instáveis,etc) e por talassemias (ex: tal. alfa, tal. beta, tal.beta/delta,etc) As hemoglobinopatias são consideradas como uma das doenças genéticas mais comuns em todo o mundo, com prevalência de portadores heterozigotos de seus principais tipos em aproximadamente 5 por cento da população mundial. Devido à heterogenidade clínica e genética dessas alterações genéticas é fundamental estabelecer a investigação laboratorial das diferentes formas de hemoglobinas variantes e de talassemias. Este artigo apresenta as principais dificuldades laboratoriais que envolvem a complexidade molecular das hemoglobinopatias.

There are various types of hemoglobinopathies that are characterized by variants of abnormal hemoglobins (eg. Hb S, HbC, unstables Hb, etc.) and thalassemias (eg. alpha, beta, beta/delta, etc.). Hemoglobinopathies account for some of the most common single gene disorders worldwide with at least 5 percent of the world's population having one or more serious genetic abnormalities. Because of the clinical and genetic heterogenity of these disorders, a laboratory investigation is fundamental to establish the diagnosis of the different variants of the abnormal hemoglobinopathies and thalassemias. This article reports on the laboratory diagnostic difficulties caused by molecular complexity of these abnormalities.