Macular dystrophies associated with Stargardt-like phenotypes / Distrofias maculares associadas a fenótipos Stargardt-like

ABSTRACT Purpose: Stargardt-like phenotype has been described as associated with pathogenic variants besides the ABCA4 gene. This study aimed to describe four cases with retinal appearance of Stargardt disease phenotypes and unexpected molecular findings. Methods: This report reviewed medical records of four patients with macular dystrophy and clinical features of Stargardt disease. Ophthalmic examination, fundus imaging, and next-generation sequencing were performed to evaluate pathogenic variants related to the phenotypes. Results: Patients presented macular atrophy and pigmentary changes suggesting Stargardt disease. The phenotypes of the two patients were associated with autosomal dominant inheritance pattern genes (RIMS1 and CRX) and in the other two patients were associated with recessive dominant inheritance pattern genes (CRB1 and RDH12) with variants predicted to be pathogenic. Conclusion: Macular dystrophies may have phenotypic similarities to Stargardt-like phenotype associated with other genes besides the classic ones.

RESUMO Objetivo: Fenótipos Stargardt-like já foram asso-ciados a variantes patogênicas no gene ABCA4. O propósito desse estudo é descrever quatro pacientes com achados retinianos semelhantes a doença de Stargardt com resultados moleculares diferentes do esperado. Métodos: Esse relato fez a revisão de prontuários médicos de quatro pacientes com distrofia macular e achados clínicos sugestivos de doença de Stargardt. Foram realizados avaliação oftalmológica, exames de imagens e testes usando next generation sequencing para avaliar variantes patogênicas associadas aos fenótipos dos pacientes. Resultados: Os pacientes apresentavam atrofia macular e alterações pigmentares sugerindo achados clínicos de doença de Stargardt. Dois pacientes foram associados a genes com herança autossômica dominante (RIMS1 e CRX) e dois pacientes foram associados a genes com herança autossômica recessiva (CRB1 e RDH12) com variantes preditoras de serem patogênicas. Conclusão: Distrofias maculares podem ter similaridades fenotípicas com fenótipo de Stargardt-like associados a outros genes além dos classicamente já descritos.

Genetic polymorphisms and their effects on the severity of silicosis in workers exposed to silica in Brazil / Polimorfismos genéticos e seus efeitos na gravidade da silicose em trabalhadores expostos à sílica no Brasil

ABSTRACT Objective: Silicosis is a pneumoconiosis characterized by fibrosis of the lung parenchyma caused by inhalation of silica particles. Genetic factors might play a role in the severity silicosis. We sought to evaluate the influence of polymorphisms in the ACE, FAS, FASLG, NOS2, IL1RN, FAM13A, TGFB1, and TNF genes on the severity of silicosis. Methods: Nine polymorphisms were genotyped by PCR in a sample of 143 patients with silicosis in the state of Rio de Janeiro, Brazil. Results: Fifty-seven patients (40%) were classified as having simple silicosis and 86 (60%) were classified as having complicated silicosis. The TT genotype of rs1800469 in the TGFB1 gene showed a protective effect for complicated silicosis (OR = 0.35; 95% CI, 0.14-0.92; p = 0.028) when compared with the other two genotypes (CC+CT). The polymorphic T allele of rs763110 in the FASLG gene (OR = 0.56; 95% CI, 0.31-0.99; p = 0.047), as well as a dominant model for the T allele (TT+CT: OR = 0.37; 95% CI, 0.15-0.96; p = 0.037), also showed a protective effect. When patients with simple silicosis despite having been exposed to silica for a longer time (> 44,229 hours) were compared with patients with complicated silicosis despite having been exposed to silica for a shorter time, the T allele of rs763110 in the FASLG gene (OR = 0.20; 95% CI, 0.08-0.48; p < 0.0001), as well as dominant and recessive models (OR = 0.06; 95% CI, 0.00-0.49; p = 0.01 and OR = 0.22; 95% CI, 0.06-0.77; p = 0.014, respectively), showed a protective effect against the severity of silicosis. Conclusions: It appears that rs1800469 polymorphisms in the TGFB1 gene and rs763110 polymorphisms in the FASLG gene are involved in the severity of silicosis. Given the lack of studies relating genetic polymorphisms to the severity of silicosis, these results should be replicated in other populations.

RESUMO Objetivo: A silicose é uma pneumoconiose caracterizada por fibrose do parênquima pulmonar causada por inalação de partículas de sílica. Fatores genéticos podem desempenhar um papel na gravidade da silicose. Nosso objetivo foi avaliar a influência de polimorfismos dos genes ACE, FAS, FASLG, NOS2, IL1RN, FAM13A, TGFB1 e TNF na gravidade da silicose. Métodos: Nove polimorfismos foram genotipados por meio de PCR em uma amostra composta por 143 pacientes com silicose no estado do Rio de Janeiro, Brasil. Resultados: A silicose foi classificada em simples em 57 (40%) dos pacientes e em complicada, em 86 (60%). O genótipo TT do polimorfismo rs1800469 do gene TGFB1 teve efeito protetor contra a silicose complicada (OR = 0,35; IC95%: 0,14-0,92; p = 0,028) em comparação com os outros dois genótipos (CC+CT). O alelo T polimórfico do polimorfismo rs763110 do gene FASLG (OR = 0,56; IC95%: 0,31-0,99; p = 0,047) e um modelo dominante do alelo T (TT+CT: OR = 0,37; IC95%: 0,15-0,96; p = 0,037) também tiveram efeito protetor. Quando se compararam os pacientes que tinham silicose simples com um tempo maior de exposição à sílica (> 44.229 horas) àqueles que tinham silicose complicada com um tempo menor de exposição à sílica, o alelo T do polimorfismo rs763110 do gene FASLG (OR = 0,20; IC95%: 0,08-0,48; p < 0,0001) e modelos dominantes e recessivos (OR = 0,06; IC95%: 0,00-0,49; p = 0,01 e OR = 0,22; IC95%: 0,06-0,77; p = 0,014, respectivamente) tiveram efeito protetor contra a gravidade da silicose. Conclusões: Polimorfismos rs1800469 do gene TGFB1 e polimorfismos rs763110 do gene FASLG parecem estar envolvidos na gravidade da silicose. Como há poucos estudos que tenham estabelecido relações entre polimorfismos genéticos e a gravidade da silicose, esses resultados devem ser replicados em outras populações.

Identification of key genes for type 1 diabetes mellitus by network-based guilt by association

SUMMARY OBJECTIVE This study aimed to propose a co-expression-network (CEN) based gene functional inference by extending the "Guilt by Association" (GBA) principle to predict candidate gene functions for type 1 diabetes mellitus (T1DM). METHODS Firstly, transcriptome data of T1DM were retrieved from the genomics data repository for differentially expressed gene (DEGs) analysis, and a weighted differential CEN was generated. The area under the receiver operating characteristics curve (AUC) was chosen to determine the performance metric for each Gene Ontology (GO) term. Differential expression analysis identified 325 DEGs in T1DM, and co-expression analysis generated a differential CEN of edge weight > 0.8. RESULTS A total of 282 GO annotations with DEGs > 20 remained for functional inference. By calculating the multifunctionality score of genes, gene function inference was performed to identify the optimal gene functions for T1DM based on the optimal ranking gene list. Considering an AUC > 0.7, six optimal gene functions for T1DM were identified, such as regulation of immune system process and receptor activity. CONCLUSIONS CEN-based gene functional inference by extending the GBA principle predicted 6 optimal gene functions for T1DM. The results may be potential paths for therapeutic or preventive treatments of T1DM.

RESUMO OBJETIVO O objetivo deste estudo é realizar uma inferência funcional genética baseada na rede de coexpressão (CEN), expandindo o escopo do princípio de "Culpa por Associação" (GBA - Guilt by Association) para prever as funções genéticas do diabetes mellitus tipo 1 (T1DM). MÉTODOS Primeiro, os dados transcritos do T1DM foram recuperados do repositório de dados genômicos para a análise dos genes diferenciais (DEGs), e foi gerada uma CEN diferencial ponderada. A área sob a curva ROC (AUC) foi escolhida para determinar a métrica de desempenho para cada termo de Ontologia Genética (GO). A análise da expressão diferencial identificou 325 DEGs no T1DM, e a análise de coexpressão gerou uma CEN diferencial com aresta de peso >0,8. RESULTADOS Um total de 282 anotações de GO com DEGs >20 foram mantidas para inferência funcional. Ao calcular a pontuação de multifuncionalidade dos genes, a inferência da função genética foi realizada para identificar as funções genéticas ideais para T1DM com base na lista de classificação genética ideal. Considerando um valor de AUC >0,7, foram identificadas seis funções genéticas ideais para a T1DM, tais como a regulação do processo imunológico e da atividade dos receptores. CONCLUSÕES A inferência funcional genética baseada em CEN, ao expandir o princípio de GBA, previu seis funções genéticas ideais para o T1DM. Os resultados podem ser caminhos potenciais para tratamentos terapêuticos ou preventivos do T1DM.

Low density genomic data for animal breeding: critical analysis and perspectives of the GoldenGate Beadxpress technology / Utilização de dados genômicos de baixa densidade no melhoramento animal: análise crítica e perspectivas da Tecnologia GoldenGate BeadXpress

ABSTRACT: The increasing development of DNA sequencing and genotyping technologies has made possible to analyze the genomes of several species. Genomic studies of production animals have greatly increased the understanding of mechanisms that control the interactions of genetic and environmental factors involved in the expression of traits of economic importance. Several technologies have been presented by different companies for the genotyping of low-density SNP panels, which may be used in different applications with different goals, such as paternity testing, diagnosis of genetic diseases, and identification of genetically superior animals based on polymorphisms characterized in candidate genes. The present review critically analyzes the GoldenGate Beadxpress technology and puts its use in these applications into perspective.

RESUMO: A crescente evolução das tecnologias de sequenciamento e genotipagem de DNA tornaram possível analisar o genoma de várias espécies, compreender suas funções dentro dos sistemas biológicos e, sobretudo, começar a entender os mecanismos que controlam as interações entre os genótipos e os efeitos ambientais que estão envolvidos com a expressão de características de interesse econômico. Várias tecnologias foram apresentadas por diferentes empresas para a genotipagem de painéis de SNP de baixa densidade, os quais podem ser utilizados em diferentes aplicações com objetivos variados, desde testes de paternidade e diagnósticos de doenças genéticas até a identificação de animais geneticamente superiores, com base em polimorfismos caracterizados em genes candidatos. Essa revisão analisa a tecnologia Goldengate Beadxpress e coloca em perspectiva seu uso nessas aplicações.

Estudo das alterações na expressão gênica dos ependimomas / Study of gene expression alterations in ependymomas

Ependimomas são tumores gliais raros. Podem ser encontrados em qualquer localização do sistema nervoso central e, apesar de histologia similar, parecem apresentar alterações genômicas distintas. As variáveis clínicas são intercorrelacionadas e, geralmente, incapazes de predizer o curso da doença. O objetivo do presente estudo foi analisar a expressão aumentada de genes e proteínas em ependimomas e correlacionar com dados clínicos dos pacientes. Foram estudados casos de pacientes com ependimoma submetidos à ressecção cirúrgica no Hospital das Clínicas, Universidade de São Paulo, no período entre 1996 e 2011 (33 amostras de tecido congelado para análise de expressão gênica por PCR quantitativo em tempo real e 149 amostras com tecido incluído em parafina, correspondentes a 121 casos devido a recidivas, para análise de proteína por imuno-histoquímica de tissue microarrays). As reações de imuno-histoquímica foram analisadas semiquantitativamente e graduadas com um índice de marcação calculado pelo produto da porcentagem de núcleos marcados pela intensidade de marcação. Oitenta e um casos eram adultos (média de 27,2 anos). Havia 60 casos intracranianos e 61 intramedulares, dos quais 10 eram mixopapilares, 92 grau II e 19 grau III. Ressecção completa foi possível em 62% dos casos e recidiva foi confirmada em 41,1%. Observou-se menor tempo para recidiva em crianças e tumores intracranianos, supratentoriais (p < 0,001 em ambos), histologia anaplásica e ressecções incompletas (p < 0,05 em ambos). Os seguintes genes foram selecionados em dados públicos de SAGE e literatura: ARMC3, CCND1, CHST5, DNALI1, FGFRL1, GNA13, IGF2, MSX1, NOTCH1 e RSPH3. ARMC3, RSHL3, CHST5 e DNALI1 apresentaram maiores níveis de expressão em ependimomas intramedulares (p < 0,05), e FGFRL1, NOTCH1 e CCND1 nos casos supratentoriais (p < 0,01). IGF2 apresentou maiores níveis de expressão em crianças e CHST5 em adultos (p < 0,05 em ambos). Foram observados maiores níveis de expressão de FGFRL1...

Ependymomas are rare glial cell-derived tumors. They can be found in any central nervous system localization and despite the histological similarity, they seem to display distinct genomic abnormalities. Clinical variables are intercorrelated and they are usually unable to predict the disease course. We aimed to analyze increased gene and protein expression in ependymomas and to correlate with patients' clinical data. We studied patients with ependymoma submitted to surgical resections at Hospital das Clinicas, University of São Paulo, from 1996 to 2011 (33 fresh-frozen samples for gene expression analysis by quantitative real-time PCR and 149 formalin-fixed, paraffin-embedded samples, relative to 121 patients due to relapses, for protein analysis by tissue microarray immunohistochemistry). Immunohistochemical reactions were analyzed semi-quantitatively and scored with a labeling index (LI) calculated as the product of the percentage of the positively stained nuclei by the intensity of staining. Eighty-one cases were adults (mean 27.2 years). There were 60 intracranial and 61 spinal cases, of which 10 tumors were myxopapillary, 92 were grade II and 19 were grade III. Gross total resection was achieved in 62% of cases and relapse was confirmed in 41.4% of cases. We observed a shorther time to relapse in children and supratentorial intracranial tumor localization (p<0.001 for both), anaplastic histology and incomplete resections (p<0.05 for both). The following genes were selected based on public SAGE database and literature: ARMC3, CCND1, CHST5, DNALI1, FGFRL1, GNA13, IGF2, MSX1, NOTCH1 and RSPH3. ARMC3, RSHL3, CHST5 and DNALI1 presented higher expression levels in intramedullary ependymomas (p < 0.05) and FGFRL1, NOTCH1 and CCND1 in supratentorial cases (p < 0.01). IGF2 presented higher expression levels in pediatric cases and CHST5 in adults cases (p < 0.05 in both). Higher expression levels of FGFRLI1 (p < 0.05), CCND1 and IGF2...

Expressão gênica da família das lisil oxidases e papel funcional de LOX em astrocitomas / Gene expression of lysyl oxidase family and functional role of LOX in astrocytomas

O desenvolvimento e invasão de tumores cerebrais primários são diretamente influenciados pela matriz extracelular. Considerando que lisil oxidase (LOX) e os demais membros da família das lisil oxidases (LOXL1, LOXL2, LOXL3 e LOXL4) apresentam complexidade tanto estrutural quanto funcional e estão envolvidos em processos biológicos vitais, como motilidade celular, sinalização celular e regulação gênica, a desregulação da expressão destas proteínas pode levar à gênese e progressão tumoral. O presente trabalho teve como objetivos avaliar os níveis de expressão dos genes que codificam todos os membros da família das lisil oxidases em astrocitomas de diferentes graus de malignidade e correlacionar com a expressão de BMP1 e HIF1A, mutação de IDH1 e tempo de sobrevida total dos pacientes. Adicionalmente, as expressões das proteínas codificadas por estes genes foram também realizadas, além de um estudo funcional in vitro do papel de LOX em astrocitomas. A análise da expressão dos genes foi realizada por PCR quantitativa em tempo real numa série de 153 astrocitomas e 22 amostras de tecido cerebral não neoplásico. A expressão proteica foi conduzida por imuno-histoquímica em amostras de astrocitomas. O silenciamento da expressão de LOX foi realizado em linhagens celulares de glioblastoma humano U87MG e A172 transfectadas com o siRNA para os ensaios funcionais. A expressão de todos os genes (LOX, LOXL1, LOXL2, LOXL3, LOXL4, BMP1 e HIF1A) aumentou com o grau de malignidade dos astrocitomas, com maiores níveis nos casos de glioblastoma. Foi encontrada uma correlação positiva nos valores de expressão dos genes principalmente nos glioblastomas. Somente a expressão de LOXL3 teve um impacto na sobrevida dos casos com GBM. Pacientes com maior expressão apresentaram maior sobrevida em relação aos com menor expressão de LOXL3. Os casos de astrocitoma grau II com mutação de IDH1 apresentaram menor expressão de LOXL1 e de LOXL4 quando comparados com os casos sem mutação. Os casos...

The development and invasion of primary brain tumors are directly influenced by the extracellular matrix. Considering that lysyl oxidase (LOX) and other lysyl oxidase family members (LOXL1, LOXL2, LOXL3 e LOXL4) have both structural and functional complexity and that they are involved in vital biological processes such as cell motility, cell signaling and gene regulation, a deregulation of these proteins can lead to the genesis and tumor progression. This study aimed to evaluate the expression levels of genes that code for the lysyl oxidase family members in astrocytomas of different malignant grades and to correlate to the expression of BMP1 and HIF1A, IDH1 mutation and overall patients' survival. Moreover, protein expression coded by these genes was also analyzed, besides an in vitro functional study of LOX role in astrocytomas. Gene expression analysis was performed by quantitative real-time PCR in a series of 153 astrocytomas and 22 samples of non-neoplastic brain. Protein expression was analyzed by immunohistochemistry in astrocytoma samples. LOX knockdown was performed in cells of human glioblastoma U87MG and A172 transfected with siRNA. Expression levels of all genes (LOX, LOXL1, LOXL2, LOXL3, LOXL4, BMP1 e HIF1A) increased with the malignant grade of astrocytomas, glioblastomas presenting the higher levels. Positive correlations of gene expression values were observed specially in glioblastomas. Only LOXL3 expression impacted in the overall survival of glioblastoma cases. Patients with higher expression presented longer survival time than those with lower LOXL3 expression. Astrocytoma grade II cases with IDH1 mutation presented lower LOXL1 and LOXL4 expression when compared to those cases with wild type IDH1. On the other hand, GBM cases with IDH1-mutated presented lower LOX and LOXL1 expression than GBM cases without IDH1 mutation. Protein expression levels of lysyl oxidase family members were also higher in glioblastoma samples, with both nuclear...

Influência genética sobre a doença de Alzheimer de início tardio / Genetic influence on late onset Alzeimer's disease

CONTEXTO: A doença de Alzheimer de início tardio (DAIT) representa a maior parte dos casos de doença de Alzheimer (DA). OBJETIVO: Revisar resultados relevantes para genes candidatos e de suscetibilidade para a DAIT. MÉTODOS: Revisão bibliográfica, a partir de 1990, empregando os bancos de dados PubMed e SciELO. RESULTADOS: Polimorfismos genéticos são mais relevantes para a DAIT que mutações, sendo que o alelo E*4 do gene APOE é o maior fator de risco conhecido até o momento. No entanto, outros genes vêm sendo investigados e existem dados disponíveis sobre a relação com DAIT para os genes da apolipoproteína CI, alfa-1-antiquimiotripsina, receptor sigma tipo 1, enzima conversora de angiotensina, alfa 2-macroglobulina, proteína relacionada ao receptor de LDL, interleucina 1 alfa e beta, paraoxonase, transportador de serotonina e receptores de serotonina. CONCLUSÕES: A DAIT tem etiologia multifatorial e um grande número de marcadores genéticos influencia em seu desenvolvimento. Essas variantes precisam ser investigadas na população brasileira, cuja formação étnica é distinta daquela de populações norte-americanas e europeias. Somente assim será possível a determinação do perfil genético de risco, que facilitará a detecção de indivíduos com maior probabilidade de desenvolver a doença.

BACKGROUND: Late Onset Alzheimer's disease (LOAD) represents the majority of cases of Alzheimer's disease. OBJECTIVES: To review relevant results to candidate and susceptibility genes related to LOAD. METHODS: Bibliographic review, starting from 1990, utilizing PubMed and SciELO data banks. RESULTS: Genetic polymorphisms are more relevant for LOAD than mutations, and E*4 allele of APOE gene is the major risk factor known until now. Neverthless, other genes are being investigated and data are available about the relation with LOAD to the genes coding for apolipoprotein CI, antichymotrypsin, sigma receptor type 1, angiotensin converting enzyme, alfa 2-macroglobulin, LDL receptor related protein, interleucin 1 alfa and beta, paraoxonase, serotonin transporter and serotonin receptors. CONCLUSIONS: LOAD presents multifactorial etiology, and a broad number of genetic markers interferes with its development. They should be further pursued in the Brazilian population, in which ethnic background is distinct from North-american and European populations. Only with this data, a determination of the genetic risk profile will be feasible, and will improve the detection of the individuals at greater probability of developing the disease.

Farmacogenética de inibidores seletivos de recaptação de serotonina: uma revisão: [revisão] / Pharmacogenetics of selective serotonine reuptake inhibitors: a review: [revision]

A variabilidade da resposta aos medicamentos se deve em grande parte a fatores genéticos, e essa variabilidade afeta os efeitos terapêuticos e as reações adversas, de forma que a mesma dose de um medicamento pode ser benéfica para um paciente mas ineficaz para outro. Os fármacos conhecidos como inibidores seletivos de recaptação de serotonina (ISRSs) pertencem a uma classe de medicamentos utilizados para o tratamento de uma série de patologias relacionadas com a serotonina, especialmente a depressão. O objetivo deste trabalho é reunir os dados presentes na literatura sobre a associação de genes candidatos com a resposta a ISRSs, fornecendo assim um panorama sobre o estado atual de conhecimento sobre o assunto. A resposta ao tratamento com ISRSs depende da variabilidade de genes codificantes de proteínas envolvidas com o papel da serotonina no cérebro. Com os avanços conquistados a partir do Projeto Genoma Humano, foi possível detectar essas variações, e várias delas mostraram ter importância farmacogenética. Portanto, alguns dos genes relacionados à farmacogenética dos ISRSs já são conhecidos, o que torna clara a necessidade de maiores investigações prospectivas para determinar a real utilidade desse conhecimento na prática clínica, com relação à possibilidade da determinação da dose adequada do fármaco correto para cada paciente, prática que vem sendo denominada de "medicina personalizada".

A large proportion of the variability in drug response is due to genetic factors, and this variability affects therapeutic effects and adverse reactions, so that the same dosage of a drug can be beneficial to some patients, but ineffective to others. The drugs known as selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI) belong to a pharmacological class used in the management of a number of diseases related to serotonin, especially depression. The aim of this paper is to collect data from the literature about the association of candidate genes with response to SSRI, providing an overview on the current knowledge of this subject. The effect of SSRI treatment depends on the variability in genes coding proteins involved with the role of serotonin in the brain. The new data from the Human Genome Project allowed detection of these variations, and several of them proved to have pharmacogenetic importance. Therefore, some of the genes related to SSRI pharmacogenetics are already known. This reinforces the need of larger prospective investigations to determine the real use of this knowledge in clinical practice as to the possibility of determining the right dosage, and the right drug to each patient, a practice that has been called "personalized medicine".