Cirrosis en una lactante como manifestación de un defecto congénito de la glicosilación

Se presenta el caso de una recién nacida a término valorada en el servicio de urgencias por ictericia sin criterios de fototerapia. En los controles analíticos posteriores se detecta hipertransaminasemia y dislipemia con aumento de LDL-colesterol. Tras no objetivar alteraciones en los diferentes parámetros estudiados se realiza biopsia hepática que muestra hallazgos compatibles con cirrosis. Se amplía el estudio metabólico y presenta un perfil alterado de sialotransferrinas lo que lleva a realizar un diagnóstico de defecto congénito de la glicosilación. Bajo este nombre se incluye un grupo amplio de enfermedades relacionadas con alteraciones en el proceso de unión de glicanos a las cadenas proteicas. Este defecto, de origen genético, implica cambios en la estructura y funcionalidad de las glicoproteínas. Las manifestaciones clínicas son heterogéneas, en función del gen afecto y del tipo de glicoproteínas alteradas, siendo lo más común la afectación hepática, neurológica y hematológica. (provisto por Infomedic International)

We present the case of a full-term newborn girl evaluated in the emergency department for jaundice without phototherapy criteria. Subsequent laboratory tests showed hypertransaminasemia and dyslipidemia with increased LDL-cholesterol. After finding no alterations in the different parameters studied, a liver biopsy was performed showing findings compatible with cirrhosis. The metabolic study was extended and the patient presented an altered sialotransferrin profile, which led to a diagnosis of congenital defect of glycosylation. This name includes a broad group of diseases related to alterations in the process of glycan binding to protein chains. This defect, of genetic origin, involves changes in the structure and functionality of glycoproteins. The clinical manifestations are heterogeneous, depending on the gene affected and the type of glycoproteins altered, the most common being hepatic, neurological and hematological involvement. (provided by Infomedic International)

Caracterización bioquímica y genética de pacientes con defectos congénitos de la glicosilación: experiencia en Uruguay / Biochemical and genetic characterization of patients with congenital glycosylation defects: experience in Uruguay

Resumen Los desórdenes congénitos de la glicosilación son un grupo de desórdenes genéticos de herencia, generalmente autosómica y recesiva. Descriptos por primera vez por Jaeken en 1980, comprenden defectos en la N- y O-glicosilación de proteínas y de lípidos. Los pacientes con defectos de N-glicosilación muestran un amplio espectro de manifestaciones clínicas, con alto compromiso neurológico. Por esta razón, se hace necesaria la implementación de una metodología que ayude en el diagnóstico. El Laboratorio de Pesquisa Neonatal incorporó el isoelectroenfoque de transferrina como método de screening y, posteriormente, secuenciación del gen PMM2 como método confirmatorio para las muestras con screening alterado. Se presentan, en este trabajo, la experiencia y los resultados obtenidos entre noviembre de 2017 y diciembre de 2018, los que permitieron establecer un algoritmo de trabajo que impactó positivamente en el diagnóstico de estos pacientes.

Abstract Congenital disorders of glycosylation are a group of genetic, autosomal and recessive diseases, first reported by Jaeken in 1980. These include defects in N- and O-glycosilation of proteins and lipids. Most N-glycosylation defects are multi-organ diseases with neurological involvement. Therefore, the implementation of a screening methodology is necessary to contribute in the diagnosis. Newborn Screening Laboratory included the transferrin isoelectrofocusing as a screening method and, subsequently, PMM2 gene sequencing as a confirmatory method for samples with altered screening. The present study shows the experience and results obtained between November 2017 and December 2018, which made it possible to establish an algorithm that positively impacted in the diagnosis of these patients.

Resumo Os defeitos congênitos da glicosilação (CDG) são um grupo de doenças genéticas, autossômicas e recessivas.Descritos pela primeira vez por Jaeken em 1980, eles incluem na N- e O- glicosilação de proteínas e lipídios.Pacientes com defeitos da N-glicosilação mostram um amplo espectro de manifestações clínicas, com alto comprometimento neurológico. Por esse motivo, a implementação de uma metodologia necessária para contribuirno diagnóstico. O Laboratório de Pesquisa Neonatal incorporou isoeletro-enfoque da transferrina (IEF)como método de screening e posterior sequenciamento do gene PMM2 como método confirmatório para asamostras que apresentaram triagem alterada. Neste trabalho, são apresentadas as experiências e resultadosobtidos entre novembro de 2017 e dezembro de 2018, que permitiram estabelecer um algoritmo de trabalhoque teve um impacto positivo no diagnóstico desses pacientes.

Método microespectrofotométrico para la determinación de valores de referencia de la fosfomanosa isomerasa / A Microspectrophotometric Method for the Determination of Reference Values of Phosphomannose Isomerase / Método microespectrofotométrico para determinar valores de referência da fosfomanose isomerase

Resumen: Los desórdenes congénitos de glicosilación son un conjunto de defectos genéticos de tipo multisistémico que afectan la función de la proteína. Se han descrito cerca de 75 enfermedades desde sus primeros estudios. En el presente estudio se desarrolló un método microespectrofotométrico para el diagnóstico de la enzima citosólica fosfomanosa isomerasa EC 5.3.1.8 (PMI), se analizaron 32 muestras de individuos con rango de edad de 0,6 a 27 años y se estableció el intervalo y el valor de referencia de actividad enzimática específica. Este estudio permitirá iniciar el diagnóstico de pacientes deficientes de la PMI de forma temprana y oportuna, lo cual la convierte en una posible enzima candidata para pruebas de tamizaje neonatal, ya que esta patología tiene un tratamiento fácil y de bajo costo, que consiste en la suplementación de manosa en forma oral. El diagnóstico clínico de este desorden metabólico beneficiará al paciente y a su familia al mejorar su calidad de vida, como también al sistema de salud colombiano.

Abstract: Congenital glycosylation disorders are a set of multi-systemic genetic defects affecting protein function. About 75 diseases have been described since early studies. This study developed a microspectrophotometric method for the diagnosis of the cytosolic enzyme phosphomannose isomerase (PMI) (EC 5.3.1.8), analyzed 32 samples of individuals ranging between 0.6 and 27 years old, and established the interval and reference value of specific enzyme activity. This study will allow early and timely diagnosis of PMI deficient patients, which makes this enzyme a potential candidate for neonatal screening tests since this pathology has an easy, low-cost treatment (oral administration of mannose supplements). Clinical diagnosis of this metabolic disorder will benefit the patient and his family by improving his quality of life, as well as the Colombian healthcare system.

Resumo: Os defeitos congénitos de glicosilação são um conjunto de defeitos genéticos de tipo mul-tissistêmico que afetam a função da proteína. Foram descritas 75 doenças desde seus primeiros estudos. Neste estudo, foi desenvolvido um método microespectrofotométrico para diagnosticar a enzima citosólica fosfomanose isomerase EC 5.3.1.8 (PMI); foram analisadas 32 amostras de indivíduos entre 0,6 e 27 anos e estabelecidos o intervalo e o valor de referência de atividade enzimática específica. Este estudo permitirá iniciar o diagnóstico de pacientes deficientes da PMI de forma precoce e oportuna, o que a converte em uma possível enzima candidata para testes genéticos de rastreio pré-natal, já que essa patologia tem um tratamento fácil e de baixo custo, que consiste na suplementação de manose por via oral. O diagnóstico clínico desse defeito metabólico beneficiará o paciente e sua família ao melhorar a qualidade de vida e o sistema de saúde colombiano.

Glicanos de la vellosidad trofoblástica en la anemia ferropénica y la preeclampsia grave / Glycans in villus trophoblast in iron deficiency anemia and early-onset severe preeclampsia

Glycoproteins attached to cell membrane of syncytiotrophoblast are in close contact with maternal blood, thus these molecules could participate in cell-to-cell communication and biological functions involving ligand-receptors in the maternal-fetal interphase. The attached glycans are involved in the stability, folding and exportation of the protein towards the cell membrane. The objective of this study was to characterize the glycan profile of third trimester placental villi obtained from pregnant women with early-onset severe preeclampsia and gestational anemia compared with normal pregnant women. Protein extracts from placental villi were used in lectin blot assays. -2,3 N- and O-linked sialic acid was over-expressed in villous of severe preeclamptic placentas measured by MAA lectin staining. High mannose glycans and Gal-GlcNAc patterns were also increased in severe preeclampsia compared with the other groups. These findings can explain changes in the cell membrane expression of glycoproteins.

Introducción: Las glicoproteínas de la membrana del sincitiotrofoblasto (STB) se encuentran en contacto con la sangre materna, por lo que pueden participar en la comunicación en la interface materno-fetal. Objetivo: caracterizar patrones de glicanos de la vellosidad trofoblástica de mujeres sanas, anémicas por deficiencia de hierro y preeclámpticas graves de inicio temprano. Materiales y métodos: se obtuvieron extractos proteínicos de vellosidad placentaria de tercer trimestre y se determinó la expresión de patrones de glicanos, usando lectinas. Para la comparación de los grupos se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis. Resultados: Se encontró una sobreexpresión en los patrones de glicosilación Gal-GlcNAc, manosa y ácido siálico α2-3 en el grupo con preeclampsia. Conclusiones: El aumento en los patrones Gal-GlcNAc, alta manosilación y ácido siálico α2-3, en proteínas de vellosidad placentaria en los pesos moleculares encontrados, pudiera explicar cambios en la expresión de proteínas de membrana del STB.

Productos finales de glicación (AGES) y la nefropatía diabética / Glycation end products (AGEs) and diabetic nephropathy

Los productos finales de glicación (AGEs) son un grupo heterogéneo de moléculas generadas por medio de reacciones no enzimáticas de glicación y de oxidación de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. La formación aumentada de AGEs ocurre en condiciones tales como la diabetes mellitus y el envejecimiento. AGEs median sus efectos a través de tres mecanismos principales: 1) entrecruzamiento con proteínas de la matriz extracelular, afectando las propiedades mecánicas de los tejidos, 2) entrecruzamiento con proteínas intracelulares alterando sus funciones fisiológicas y 3) unión a sus receptores de superficie RAGE para inducir múltiples cascadas de señales intracelulares. La acumulación de AGEs en las proteínas tisulares ha sido implicada en las complicaciones vasculares diabéticas, tales como la retinopatía, la nefropatía y la neuropatía. En la nefropatía diabética los AGEs contribuyen al desarrollo y progresión de esta enfermedad renal.

Advanced glycation end products (AGEs) are a heterogenous group of molecules that are generated through nonenzimatic glycation and oxidation of proteins, lipids and nucleic acids. Enhanced formation and accumulation of AGEs has been reported to occur in conditions such as diabetes mellitus as well as in natural aging. AGEs mediate their effects through three main mechanism: 1) cross linking extracellular (matrix) proteins thereby affecting tissue mechanical properties, 2) cross linking intracellular proteins thus altering their physiological functios and 3) binding to their cell surface receptor RAGE to inducing multiple intracellular signalling cascades. The accumulation of AGEs in tissue proteins has been implicated in diabetic vascular complications, such as retinopathy, nephropathy and neuropathy. In the diabetic nephropathy AGEs contribute to the development and progression of this renal disease.

Antígenos parasitarios de O-Glicosilación incompleta: Un enfoque inmunoterapeutico contra el cáncer / Incomplete O-Glycosylation parasite antigens: An immunotherapeutic approach against cancer

Es cada vez mayor la evidencia experimental y clínica de que el sistema inmune interviene activamente en la patogénesis y el control de la progresión tumoral. Una respuesta antitumoral efectiva depende de la correcta interacción de diversos componentes del sistema inmune, como las células presentadoras de antígeno y diferentes sub-poblaciones de células T. Sin embargo, los tumores malignos desarrollan numerosos mecanismos para evadir su reconocimiento y eliminación. Diversos estudios reportan que estructuras asociadas a tumor tales como los antígenos Tn y sialil-Tn se expresan en algunos parásitos protozoarios y helmintos, planteando numerosas interrogantes a nivel de la interacción parásito-hospedador. Considerando que existe una correlación negativa entre ciertas infecciones parasitarias y el desarrollo de cáncer, los antígenos de O-glicosilación incompleta obtenidos de parásitos podrían ser potenciales estructuras miméticas para la inducción de respuestas cruzadas contra antígenos tumorales. Actualmente, el área de la glicobiología del cáncer tiene muchas expectativas para encontrar solución a uno de los grandes problemas de salud que afecta a la población tanto desde el punto de vista económico como social.

There is increasing experimental and clinical evidence that the immune system plays an active role in the pathogenesis and control of tumor progression. An effective antitumor response depends on the correct interaction of the various components of the immune system, such as antigen presenting cells and sub-populations of T cells. However, malignant tumors develop numerous mechanisms to evade recognition and elimination. Several studies report that structures associated with tumors such as Tn and sialyl-Tn antigens are expressed in some protozoan parasites and helminths, thus raising many questions regarding parasite-host interactions. The negative correlation between certain parasite infections and cancer development suggests that antigens from incomplete O-glycosylation obtained from parasites could represent potential mimetic structures for inducing cross responses against tumor antigens. Currently, cancer glycobiology is a promising area in the search for a solution to one of the major health problems affecting the population both from an economic and a social perspective.

Dieta e inflamación / Diet and inflammation

La inflamación puede definirse como una respuesta local al daño celular, que se caracteriza por aumento del flujo sanguíneo, vasodilatación capilar, infiltración de leucocitos y la producción local de mediadores de inflamación por parte del huésped. La inflamación es parte de la respuesta y es necesario el retorno a la homeostasis luego de daño producido por un agente infeccioso, daño físico o estrés metabólico. Cuando persiste el estímulo que dispara el proceso, la inflamación puede hacerse crónica y contribuir a la patogénesis de enfermedades como la diabetes mellitus tipo 2 y la hipertensión. En estas enfermedades, ácidos grasos saturados, lipoproteínas y agregados proteicos disparan la respuesta inmunitaria y producen inflamación, que al no poder ser fácilmente eliminados, perpetúan la respuesta y contribuyen con la persistencia de la enfermedad. Los patrones de consumo saludable se han asociado con bajas concentraciones de marcadores de inflamación. Entre los componentes de una dieta saludable el consumo de cereales integrales, pescado, frutas y verduras se asocian con menor inflamación. La vitamina C, E y los carotenoides disminuyen la concentración de marcadores de inflamación, mientras otros nutrientes como los lípidos, tienen efectos opuestos: los ácidos grasos saturados y los transmonosaturados son pro-inflamatorios, mientras que los ácidos grasos poliinsaturados, especialmente los de cadena larga, son antiinflamatorios. También se revisan los productos de glicosilación avanzada y su papel en la producción de inflamación de bajo grado(AU)

Inflammation could be defined as a local response to cell damage, characterized by increased blood flow, capillary vasodilation, leukocyte infiltration and local production of inflammation mediators by the host. Inflammation is part of the response and the return to homeostasis after an insult by a pathogen, physical damage or metabolic stress is also required. When the stimulus that triggers the response is not eliminated, inflammation could become chronic and contribute to the pathogenesis of diseases such as diabetes and hypertension. In these diseases saturated fatty acids, lipoproteins and protein aggregates trigger the immune response and produce inflammation. If they are not properly eliminated, the response is maintained and the disease continues. Healthy consumption patterns have been associated with low levels of inflammation markers. Some of the components identified as part of a healthy diet include whole grains, fish, fruits and vegetables. Vitamins C and E, as well as carotenoids, diminish the concentration of markers of inflammation, while other nutrients have opposite effects: saturated, as well as trans-monosaturated fatty acids are pro-inflammatory whereas polyunsaturated fatty acid, especially long chain, are anti-inflammatory. Advanced glycation end products and their role in inflammation are also reviewed(AU)

O-glicosilación incompleta en células cancerígenas y parásitos: Importancia biomédica / Incomplete O-glycosylation in cancer cells and parasites: biomedical significance

Durante la carcinogénesis ocurren modificaciones importantes en la glicosilación, entre ellas la elongación incompleta de las cadenas sacarídicas con uniones de tipo O y la exposición de antígenos que en condiciones normales estaban ocultos, los cuales son reconocidos por componentes de la respuesta inmune que promueven o limitan el crecimiento tumoral. Diversos estudios reportan que estructuras asociadas a tumor tales como los antígenos Tn y sialil-Tn se expresan en algunos parásitos protozoarios y helmintos, planteando numerosas interrogantes a nivel de la interacción parásito-hospedador. Considerando que existe una correlación negativa entre ciertas infecciones parasitarias y el desarrollo de cáncer, los antígenos de O-glicosilación incompleta obtenidos de parásitos podrían ser potenciales blancos en la inmunoterapia del cáncer.

During carcinogenesis important modifications in glycosylation occur, among them incomplete elongation of the saccharide chains with type O bonds and the exposure of antigens that were hidden under normal conditions, which are recognized by components of the immune system which promote or limit tumor growth. Several studies report that tumor-associated structures, such as Tn and sialil-Tn, are expressed in some parasites protozoa and helminths, and pose many questions regarding parasite-host interaction. Considering the negative correlation between certain parasite infections and cancer development, antigens from incomplete O-glycosylation obtained from parasites could be potential targets in cancer immunotherapy.

Papel del receptor 1 de transferrina en la captación del hierro y su relación con la deficiencia gestacional de hierro y la preeclampsia / Function of Receptor 1 in uptaking transferrin and its relation to iron deficiency and iron gestational preeclampsia

La anemia ferropénica gestacional afecta al 48 porciento de las mujeres y se asocia con efectos deletéreos para la madre y el feto. Para la captación del hierro de la gestante es necesaria la expresión en el sincitiotrofoblasto de la glicoproteína receptor 1 de transferrina (TfR1). En ensayos celulares, en modelos animales y en humanos la deprivación de hierro se ha asociado a un aumento en la transcripción y expresión del TfR1, que se ha explicado como un mecanismo compensatorio para la captación del hierro a favor del feto. De otra parte, en alteraciones de la gestación como la preeclampsia se espera un aumento en la expresión del TfR1 placentario, sin embargo se ha evidenciado una reducción de este. Este evento se ha explicado como una regulación de tipo transcripcional relacionada con el factor de transcripción inducible por la hipoxia. El objetivo fue revisar evidencia que soporte que en la reducción de la expresión del TfR1 en preeclampsia, estén implicados cambios en la glicosilación como una modificación postraduccional relacionada con el adecuado plegamiento, maduración y exportación del receptor a la membrana celular. La base de datos Pubmed fue consultada para identificar los artículos más relevantes. Los descriptores usados fueron metabolismo de hierro, anemia, placenta, receptor de transferrrina, preeclampsia, glicosilación. Se propone una regulación postranscripcional relacionada con la glicosilación que explica como, pese al aumento en la expresión del RNA mensajero del TfR1 inducido por la hipoxia en la placenta preeclámptica, se genera una reducción en su expresión

Iron deficiency gestational anemia affects 48 per cent of women and it is associated with deleterious effects for the mother and her fetus. For mother iron uptake, the syncytiotrophoblast expression of glycoprotein transferrin receptor 1 (TfR1) is required. In cellular trails, in animal models and in humans, iron deprivation has been associated with an increase in TfR1 transcription and expression, which has been explained as a compensatory mechanism for the fetus iron uptake. On the other hand, pregnancy alterations such as preeclampsia are expected to increase in the expression of placental TfR1; however, a reduction of it has shown. This event has been explained as a type transcriptional regulatory factor related to the hypoxia-inducible transcription. Our objective was to review evidence to support that in the reduction of TfR1 preeclampsia expression, changes in glycosylation are involved as a posttranslational modification regarding the appropriate folding, maturation and receptor export to the cell membrane. PubMed database was consulted to identify the most relevant articles. The descriptors used were iron metabolism, anemia, placenta, transferrin receiver, preeclampsia, glycosylation. A posttranscriptional regulation related to glycosylation is proposed explaining how a reduction in expression is generated, despite of the increase in RNA expression of TfR1messenger induced by hypoxia in the preeclamptic placenta

Purificación y determinación de carbohidratos en la vicilina de Canavalia ensiformis / Purification and carbohydrate determination of vicilin from Canavalia ensiformis

Este estudio reporta la purificación y determinación de carbohidratos en la vicilina de Canavalia ensiformis ( Jack bean). La vicilina se purificó por precipitación isoeléctrica a pH 6,4 y 4,8, cromatografía de intercambio iónico (DEAE -Sephadex A-50) y cromatografía de afinidad (Con A -Sepharosa 4B). La pureza de la proteína se verificó por SDS-PAGE y su identidad se confirmó por espectrometría de masas empleando la técnica de ionización MALDI (desorción-ionización con láser asistida por una matriz) en un espectrómetro de tiempo de vuelo (TOF) obteniéndose un espectro de masas característico de la proteína (PMF) (MALDI-TOF-PMF).La oxidación de residuos glicosídicos en la vicilina demostró la presencia de carbohidratos en la proteína, lo cual se corroboró por deglicosilación enzimática con Péptido N-glicosidasa F (PNGasa F) y por el método de Dubois, el cual mostró un contenido de carbohidratos del 4,03% en la proteína. Estos resultados muestran, por primera vez, la presencia de glicósidos en la vicilina de Canavalia ensiformis.El proceso de purificación de la vicilina de la semilla de Canavalia ensiformis, desarrollado en este trabajo, permitió obtener la proteína con un grado de pureza muy superior al descrito previamente en la literatura.

This study reports the purification and carbohydrate determination of vicilin from anavalia ensiformis (Jack bean). The vicilin was purified by isoelectric precipitation at pH 6.4 and 4.8, ion exchange chromatography (deae-Sephadex A-50) and affinity chromatography (Con A -Sepharosa 4B). Protein identity was confirmed by mass spectrometry (maldi-tof-pmf) (Matrix assisted laser desorption ionizationtime of flight-Peptide mass fingerprinting) and purification was confirmed by sdspage. Oxidation of glycosylated moiety in pure vicilin demonstrates the presence of carbohydrates in the protein. The presence of carbohydrates in the pure vicilin fraction was confirmed by enzymatic deglycosylation by Peptide N-glycosidase F (PNGasa F) and by Dubois’ method, finding a 4.03% carbohydrate content in such protein. These results demonstrate for the first time the presence of glycosides in C. ensiformis vicilin. The purification process of vicilin seed of Canavalia Ensiformis used in this study allowed us to obtain a protein with a high degree of purity, superior to the ones described in the literature.

Fisiopatología de las enfermedades por priones / Physiopathology of prion diseases

Las enfermedades por priones, son trastornos neurodegenerativos progresivos rápidos e invariablemente fatales que afectan tanto a seres humanos como a animales. Tienen formas de presentación esporádica, genética e infecciosa. Los priones son proteínas celulares. No contienen ácidos nucleicos y no son virus o microorganismos. En todos los casos, provocan muerte neuronal, espongiosis común del cerebro, que caracteriza a estas enfermedades, así como agregación de la proteína amiloide prión en forma de placa. La teoría más importante hasta el momento, es la que trata de explicar el cambio de conformación de la proteína prión para producir copias de sí misma y para su agregación y la muerte de las neuronas. Sin embargo, nuevas formas de explicación toman auge actualmente. Una de las más importantes se basa en entender el contenido y cambio de la glicosilación de la proteína prión patológica. Esto permite explicar algunas de sus interacciones, para entender el cambio de conformación y las propiedades físico-químicas de la proteína. Así como algunas de las primeras funciones biológicas (como transportador de iones Cu++2) descritas para esta molécula. En esta revisión abordamos todos los tópicos importantes acerca de estas patologías por demás fascinantes.

Prion diseases are a group of degenerative disorders characterized by being progressive, fast growing, and fatal, they affect humans and animals. Due to their physiopathogeny, these disorders can be sporadic, genetic, or infectious. Prions are cellular proteins that lack nucleic acids; they are not viruses or microorganisms. Prions induce neuronal death, brain spongiosis, which are a hallmark of these diseases, as well as amyloid prion protein plaque aggregates. Although the causes that favor pathogenic prion proteins remain uncertain, it is possible that conformational changes of the prion protein allow them to create copies of themselves to form aggregates and induce neuronal death. Other theories suggest that quantitative and qualitative changes in the glycosylation pattern induce the pathological prion form. The latter allows to explain some of their interactions and to understand better the conformational changes and the physico-chemical properties of the prion protein. We review some of the first biological functions (as a transporter of Cu2+ ions) that have been described to this molecule. The present review focuses on different aspects of prion diseases aimed at understanding better their physiopathogenic characteristics.