Intervenciones genéticas de Aedes aegypti para el control de arbovirosis / Genetic interventions of Aedes aegypti for the control of arboviruses

La ineficacia de las estrategias actuales para el control químico de los mosquitos vectores plantea la necesidad de desarrollar enfoques novedosos, entre estos están las estrategias genéticas para reducir las poblaciones de mosquitos vectores o sustituirlos por aquellos que no son capaces de transmitir patógenos, esto se logra a través de herramientas moleculares que permiten la manipulación y transgénesis de genes. Las secuencias del genoma de los mosquitos y las bases de datos de marcadores de secuencias expresadas asociadas permiten investigaciones a gran escala para proporcionar nuevos conocimientos sobre las vías evolutivas, bioquímicas, genéticas, metabólicas y fisiológicas. Además, la genómica comparativa revela las bases de los mecanismos evolutivos con especial atención a las interacciones específicas entre vectores y patógenos. Se ha desarrollado tecnología de transgénesis para el mosquito de la fiebre amarilla y dengue, Aedes aegypti. Se ha logrado integración exitosa de ADN exógeno en la línea germinal de este mosquito con los elementos transponibles. La disponibilidad de múltiples elementos y genes marcadores proporciona un poderoso conjunto de herramientas para investigar las propiedades biológicas básicas de este insecto vector, así como los materiales para desarrollar nuevas estrategias de control genético de poblaciones de mosquitos basadas en la técnica del insecto estéril. Una de estas estrategias consiste en liberar a la población machos esterilizados por radiación; otro, de integrar un gen letal dominante bajo el control de un promotor específico en hembras inmaduras. El uso de esta técnica de modificación genética constituirá una herramienta importante para el manejo integrado de vectores(AU)

The ineffectiveness of current strategies for the chemical control of vector mosquitoes raises the need to develop novel approaches, among these are genetic strategies to reduce populations of vector mosquitoes or replace them with those that are not capable of transmitting pathogens, this is achieved through molecular tools that allow the manipulation and transgenesis of genes. Mosquito genome sequences and associated expressed sequence marker databases enable large-scale investigations to provide new insights into evolutionary, biochemical, genetic, metabolic, and physiological pathways. Furthermore, comparative genomics reveals the basis of evolutionary mechanisms with special attention to the specific interactions between vectors and pathogens. Transgenesis technology has been developed for the yellow fever and dengue mosquito, Aedes aegypti. Successful integration of exogenous DNA into the germ line of this mosquito with the transposable elements has been achieved. The availability of multiple elements and marker genes provides a powerful set of tools to investigate the basic biological properties of this insect vector, as well as the materials to develop new strategies for genetic control of mosquito populations based on the sterile insect technique. One of this strategy is to release radiation-sterilized males into the population; another, to integrate a dominant lethal gene under the control of a specific promoter in immature females. The use of this genetic modification technique will constitute an important tool for the integrated management of vectors(AU)

Elevated IgA and IL-10 levels in very-early-onset inflammatory bowel disease secondary to IL-10 receptor deficiency / Níveis elevados de IgA e IL-10 na doença inflamatória intestinal de início muito precoce secundária à deficiência do receptor de IL-10

ABSTRACT Objective: To report two patients with very-early-onset inflammatory bowel disease (VEOIBD) secondary to interleukin-10 receptor (IL-10R) mutations, explore immunophenotyping data and plasma cytokine profile on these cases compared to healthy controls, and describe the phenotype of IL-10/IL-10R mutations based on a literature review. Case description: We report on two female infants referred to our tertiary center at the age of ten months, with severe colonic and perianal disease, as well as significant malnutrition, who had shown limited response to usual inflammatory bowel disease (IBD) therapy agents. In the first case, whole-exome sequencing (WES) revealed a homozygous (c.537G>A/p.T179T) mutation in exon 4 of the IL-10RA gene, while in the second patient, compound heterozygosity was identified, also in the IL-10RA gene (chr11:117.859.199 variant A>G/p.Tyr57Cys and chr11: 117.860.335 variant G>T/p.Val123Leu). Both patients underwent hematopoietic cell transplantation (HCT). Immunological work-up of these patients revealed increased IL-10 plasma levels and increased IgA. Comments: Our case reports disclose novel findings on plasma cytokine profile in IL-10R deficiency, and we describe the severe phenotype of IL-10/IL-10R deficiency that should be recognized by physicians.

RESUMO Objetivo: Relatar os casos de duas pacientes com doença inflamatória intestinal de início muito precoce (em inglês VEOIBD) secundária a mutações do receptor de interleucina 10 (IL-10R), explorar dados de imunofenotipagem e perfil de citocinas plasmáticas nesses casos em comparação com indivíduos saudáveis e descrever o fenótipo de mutações IL-10/IL-10R com base em uma revisão da literatura. Descrição do caso: Duas lactentes do sexo feminino foram encaminhadas ao nosso centro terciário, ambas com dez meses no momento do encaminhamento, com doença colônica e perianal grave, bem como desnutrição significativa, tendo uma resposta limitada aos agentes de terapia usuais de doença inflamatória intestinal (DII). No primeiro caso, o sequenciamento completo do exoma revelou mutação homozigótica (c. 537G>A/p.T179T) no exon 4 do gene IL-10RA, enquanto no segundo caso heterozigosidade composta foi identificada também no gene IL-10RA [chr11: 117.859.199 - variante A>G/p.Tyr57Cys e chr11: 117.860.335 - variante G>T/ p.Val123Leu]. Ambas as pacientes foram submetidas a Transplante de Células-Tronco Hematopoiéticas. A investigação imunológica das pacientes revelou aumento dos níveis plasmáticos de IL-10 e aumento da IgA. Comentários: Nossos relatos de casos descrevem novos achados no perfil de citocinas plasmáticas na deficiência de IL-10R, e relatamos o fenótipo grave da deficiência de IL-10/IL-10R que deve ser reconhecido pelos médicos.

Fundamentos y aplicaciones biomédicas de las principales tecnologías de secuenciación: una revisión de literatura / Biomedical Foundations and Applications of Major Sequencing Technologies: A Literature Review / Fundamentos e aplicações biomédicas das principais tecnologias de sequenciamento: uma re-visão da literatura

Introducción: el objetivo de la secuenciación es determinar la composición de los nucleótidos presentes en el ADN o el ARN. Desde la finalización del proyecto genoma humano, surgieron diversas tecnologías de secuenciación rápida como Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio y Oxford Nanopore, más precisas y costoeficientes, que permiten desarrollar proyectos a gran escala y estudiar genes y genomas, la composición de microbiomas, enfermedades metabólicas y enfermedades genéticas que afectan a la población. Objetivo: describir los fundamentos de los métodos de secuenciación de ADN y sus aplicaciones en las ciencias biomédicas. Métodos: revisión descriptiva de las principales estrategias de secuenciación de ADN de primera, segunda y tercera generación y su aplicación en el entorno biomédico, a partir de la búsqueda de artículos en bases de datos electró-nicas especializadas en investigación científica. Se encontraron 118 documentos, de los cuales se excluyeron 6, por no cumplir con los criterios de inclusión, y se seleccionaron 112, por cumplir con todos los requisitos. Conclusiones:el surgimiento de los métodos de secuenciación de siguiente generación arroja una gran canti-dad de datos, incluidos genomas secuenciados completamente de varias especies, con un rendimiento extenso, tiempos reducidos y costoeficiencia, que lleva a la completa transformación de las ciencias de la vida y logra un progreso sin precedentes en el análisis de genomas, la evaluación de la ecología microbiana y el diagnóstico de enfermedades.

Introduction: The purpose of sequencing is to determine the composition of the nucleotides present in DNA or RNA. Since the completion of the human genome project, several sequencing technologies such as Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio and Oxford Nanopore have emerged as tools for rapid sequencing, with greater precision and cost-efficiency, allowing the development of lar-ge-scale projects and the study of genes and genomes, along with the composition of microbiomes and the study of metabolic and genetic diseases that affect the population. Objective: To describe the foundations of the methods of DNA sequencing and their applications in the biomedical sciences. Methods: Descriptive review of the main strategies of first, second and third generation DNA sequencing and their application in the biomedical environment. This review was carried out by searching articles in electronic databases specialized in scientific research. A total of 118 papers were found, of which 6 were excluded as they did not meet the inclusion criteria and 112 were selected as meeting all the requirements. Conclusions: The emergence of next-generation sequencing methods yielding a wealth of data, including fully sequenced genomes of various species, with extensive throughput, reduced time and cost-effec-tiveness that has led to the complete transformation of the life sciences, achieving unprecedented progress in genome analysis, assessment of microbial ecology and disease diagnosis

Introdução: o objetivo do sequenciamento é determinar a composição dos nucleotídeos presentes no DNA ou RNA. Desde a conclusão do projeto do genoma humano, surgiram diversas tecnologias de sequenciamento rápida como Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio e Oxford Nanopore, mais precisas e econômicas, que permitem o desenvolvimento de projetos de grande escala e estudo de genes e genomas, composição de microbiomas, doenças metabólicas e genéticas que afetam a popula-ção. Objetivo: descrever os fundamentos dos métodos de sequenciamento de DNA e suas aplicações nas ciências biomédicas. Métodos: revisão descritiva das principais estratégias de sequenciamento de DNA de primeira, segunda e terceira geração e sua aplicação no ambiente biomédico, a partir da busca de artigos em bases de dados eletrônicas especializadas em pesquisa científica. Foram encontrados 118 documen-tos, dos quais 6 foram excluídos por não atenderem aos critérios de inclusão e 112 fo-ram seleciona-dos por atenderem a todos os requerimentos. Conclusões: o surgimento de métodos de sequenciamento de próxima geração rende uma riqueza de dados, incluindo genomas totalmente se-quenciados de várias espécies, com produção extensa, tempos reduzidos e eficiência de custo, levando à transformação completa das ciências da vida e alcançando um progresso sem precedentes no genoma análise, avaliação de ecologia microbiana e diagnóstico de doenças.

Estudio de carcinoma medular de tiroides a partir de un caso índice / Study of Medullary Thyroid Carcinoma from a proband

El carcinoma de tiroides es un tumor infrecuente; constituye menos del 1% de las neoplasias malignas en la población general y el 0,5%-3% en la edad pediátrica. Existen cuatro tipos: papilar (80%-90% de los casos), folicular (5%-10%), medular (5%) y anaplásico (2%-3%). En el tipo medular, el 80% son esporádicos, y un 20% se asocia a un síndrome hereditario que se divide, fundamentalmente, en tres grupos: neoplasia endócrina múltiple 1, neoplasia endócrina múltiple 2 y carcinoma medular de tiroides familiar. Las formas hereditarias se producen por una mutación en el protooncogén RET, localizado en el brazo largo del cromosoma 10. Se presenta un caso de carcinoma medular de tiroides detectado a raíz de un estudio genético familiar con el propósito de resaltar la importancia del diagnóstico precoz y la intervención de equipos multidisciplinares expertos en esta patología para su manejo y seguimiento.

Thyroid cancer is an uncommon type of cancer, accounting less than 1% of all cancers in adults, and 0.5-3% of all cancers in children. There are four different types: papillary carcinoma (80-90% of cases), follicular (5-10%), medullary (5%) and anaplastic cell (2-3%). Eighty per cent of cases of medullary thyroid cancer are sporadic, but 20% are associated with an inherited syndrome that is divided into three groups: multiple endocrine neoplasia type 1, multiple endocrine neoplasia type 2 and familial medullary thyroid carcinoma. The inherited forms are caused by a disruption in the RET oncogene, which is located in the long arm of chromosome 10. A hereditary case of medullary thyroid carcinoma is presented. It was detected because of a familial genetic study. The purpose of the paper is emphasize the importance of the early diagnosis and the intervention of multidisciplinary teams of experts.

Identificação de mutações nos genes APC e MUTYH em famílias com polipose adenomatosa intestinal / Mutational screening of APC and MUTYH genes in families with adenomatous polyposis

Atualmente, pacientes com múltiplos adenomas colorretais são avaliados para mutações germinativas em dois genes, APC e MUTYH. Pacientes com mutações em APC apresentam Polipose Adenomatosa Familiar Clássica ou Atenuada (FAP/AFAP), enquanto que pacientes portadores de mutações bialélicas em MUTYH apresentam Polipose Associada ao MUTYH (MAP). O espectro das mutações em APC e MUTYH, assim como as correlações genótipo-fenótipo nestas síndromes, apresentam importante impacto clínico e podem ser distintas em cada população, tornando necessária a obtenção de dados genéticos e clínicos de diferentes populações. Além disso, cerca de 10-15% dos pacientes com polipose não apresentam mutações nesses genes, o que sugere a existência de outros genes de predisposição ainda desconhecidos. Assim, os objetivos deste estudo foram caracterizar mutações germinativas nos genes APC e MUTYH em pacientes Brasileiros com polipose, além de identificar novos genes associados com a síndrome através de sequenciamento de exoma dos pacientes negativos. No total, 23 pacientes não relacionados foram avaliados para mutações pontuais na região codificante dos genes APC e MUTYH através de sequenciamento capilar, e para rearranjos genômicos nos mesmos genes por meio de MLPA (Multiplex Ligation-Dependent Probe Amplification), arrays de hibridação genômica comparativa (CGH-array), e PCR duplex quantitativo. Este último método de avaliação do número de cópias genômicas foi desenvolvido e validado no presente estudo. Foram identificados 21 pacientes mutados nesta coorte (91%) - 6 pacientes apresentaram mutações patogênicas em MUTYH, 14 apresentaram mutações patogênicas em APC e um paciente foi portador de uma nova variante missense de significado clínico desconhecido em APC (p.Val1789Leu); seis mutações foram descritas pela primeira vez neste trabalho. Em um destes pacientes identificamos a primeira grande deleção genômica descrita no gene MUTYH. Correlações genótipo-fenótipo dos dados...

Patients with multiple colorectal adenomas are currently screened for germline mutations in two genes, APC and MUTYH. APC-mutated patients present classic or attenuated familial adenomatous polyposis (FAP/ AFAP), while patients carrying biallelic MUTYH mutations exhibit MUTYH-associated polyposis (MAP). The spectrum of APC and MUTYH mutations as well as the genotype-phenotype correlations in polyposis syndromes present clinical impact and can be population specific, making important to obtain genetic and clinical data from different populations. Furthermore, up to 10-15% of polyposis patients do not harbor mutations in these genes, suggesting that other yet unknown polyposis-predisposing genes could exist. Thus, the aim of this study was to characterize germline mutations in APC and MUTYH genes in Brazilian polyposis and to investigate novel susceptibility genes by exome sequencing of negative patients. At total, 23 unrelated polyposis patients were screened for APC/MUTYH point mutations through DNA capillary sequencing, and for APC and MUTYH genomic rearrangements through MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification), array-comparative genomic hybridization, and duplex quantitative PCR. This last gene dosage method was developed and validated in this study. We identified 21 mutated patients in this cohort (91%) – 6 patients carried MUTYH pathogenic mutations, 14 carried APC pathogenic mutations and one carried a novel APC missense variant of unknown clinical significance (p.Val1789Leu); six mutations were described for the first time in this series. One of these patients harbored the first large genomic deletion identified in MUTYH gene...

Implicaciones bioéticas de algunos procedimientos biotecnológicos actuales / Bioethical implications of some current biotechnological procedures

La realidad histórica de los adelantos biotecnológicos basados en la ciencia ha demostrado que la posibilidad de la supervivencia de la especie humana y de la vida en el planeta depende de la responsabilidad con que la comunidad científica destine el resultado de su labor. En este sentido, en el presente trabajo se exponen algunas reflexiones de lo que conllevaría un enfoque y utilización inadecuada de las técnicas que involucran la manipulación del patrimonio genético humano y los mecanismos relacionados con la transmisión y expresión de la información genética. El mismo concluye aportando algunas ideas en aras de responder al dilema de hasta que punto está éticamente justificado todo lo técnicamente posible.

The historical reality of the biotechnological advances based on the science has showed that the survival possibility of the human species and life in the planet depends on the responsibility the scientific community assigns to its work's results. In that sense, we expose in the current work some reflections on what it would mean an inadequate approach and usage of the techniques involving manipulation of the human genetic heritage and mechanisms related with transmission and expression of the genetic information. It finishes providing some ideas to answer the dilemma of to what extend it is ethically justified everything that is technically possible.

Controle de vetores utilizando mosquitos geneticamente modificados / Control of vector populations using genetically modified mosquitoes

Formas químicas de controle de mosquitos vetores são ineficazes, levando ao desenvolvimento de novas estratégias. Assim, foi realizada revisão das estratégias de controle genético de populações de mosquitos vetores baseada na técnica do inseto estéril. Uma delas consiste na liberação de machos esterilizados por radiação, a outra, na integração de um gene letal dominante associado a um promotor específico de fêmeas imaturas. Entre as vantagens sobre outras técnicas biológicas e químicas de controle de vetores estão: alta especificidade, não prejudicial ao meio ambiente, baixo custo de produção e alta eficácia. O uso desta técnica de modificação genética pode vir a ser uma importante ferramenta do manejo integrado de vetores.

The ineffectiveness of current strategies for chemical control of mosquito vectors raises the need for developing novel approaches. Thus, we carried out a literature review of strategies for genetic control of mosquito populations based on the sterile insect technique. One of these strategies consists of releasing radiation-sterilized males into the population; another, of integrating a dominant lethal gene under the control of a specific promoter into immature females. Advantages of these approaches over other biological and chemical control strategies include: highly species-specific, environmentally safety, low production cost, and high efficacy. The use of this genetic modification technique will constitute an important tool for integrated vector management.

Impacto psicológico en las gestantes ante diagnóstico de un defecto congénito fetal / Psychological impact in pregnants on the presence of a fetal congenital malformation

Se realizó un estudio prospectivo analítico en 100 gestantes de la provincia de Pinar del Río, a las que se les diagnosticó prenatalmente un defecto congénito fetal. El estudio se realizó desde el primero de marzo del 2002 hasta el 31 de diciembre del 2004. El diagnóstico se realizó utilizando algunos de los procedimientos siguientes: ecografía fetal, alfafetoproteína, cariotipo de células fetales en líquido amniótico y estudio molecular. Una vez realizado el diagnóstico se les brindó asesoramiento genético por un personal especializado, y posteriormente se analizaron las etapas psicológicas por las que atravesó la gestante, que en nuestro estudio resultaron ser: negación, depresión y aceptación.

A prospective-analytic study was carried out in 100 pregnants from Pinar del Río province, who were antenatally diagnosed of having a fetal congenital malformation. The study took place from March 1st 2002 to December 31st 2004. The diagnosis was performed using some of the following procedures: fetal ultrasound, alpha-fetoprotein, kariotype of fetal cells in amniotic fluid and molecular study. Once the diagnosis was established, genetic advice was offered by experts and subsequently psychological stages of pregnants were analyzed, being present. negation, depression and acceptance.