Tools for mass screening of G6PD deficiency: validation of the WST8/1-methoxy-PMS enzymatic assay in Uganda.

BACKGROUND The distribution of the enzymopathy glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency is linked to areas of high malaria endemicity due to its association with protection from disease. G6PD deficiency is also identified as the cause of severe haemolysis following administration of the anti-malarial drug primaquine and further use of this drug will likely require identification of G6PD deficiency on a population level. Current conventional methods for G6PD screening have various disadvantages for field use. METHODS The WST8/1-methoxy PMS method, recently adapted for field use, was validated using a gold standard enzymatic assay (R&D Diagnostics Ltd ®) in a study involving 235 children under five years of age, who were recruited by random selection from a cohort study in Tororo, Uganda. Blood spots were collected by finger-prick onto filter paper at routine visits, and G6PD activity was determined by both tests. Performance of the WST8/1-methoxy PMS test under various temperature, light, and storage conditions was evaluated. RESULTS The WST8/1-methoxy PMS assay was found to have 72% sensitivity and 98% specificity when compared to the commercial enzymatic assay and the AUC was 0.904, suggesting good agreement. Misclassifications were at borderline values of G6PD activity between mild and normal levels, or related to outlier haemoglobin values (<8.0 gHb/dl or >14 gHb/dl) associated with ongoing anaemia or recent haemolytic crises. Although severe G6PD deficiency was not found in the area, the test enabled identification of low G6PD activity. The assay was found to be highly robust for field use; showing less light sensitivity, good performance over a wide temperature range, and good capacity for medium-to-long term storage. CONCLUSIONS The WST8/1-methoxy PMS assay was comparable to the currently used standard enzymatic test, and offers advantages in terms of cost, storage, portability and use in resource-limited settings. Such features make this test a potential key tool for deployment in the field for point of care assessment prior to primaquine administration in malaria-endemic areas. As with other G6PD tests, outlier haemoglobin levels may confound G6PD level estimation.

An unusual distribution of glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency of south Indian newborn population.

Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency is seen at a higher frequency in many national and ethnic groups in areas of current or former malaria endemicity. A screening programme undertaken to evaluate the gene frequencies for this deficiency in the highly inbred South Indian population of Karnataka revealed that of the 5140 neonates screened, 7.8% were G6PD deficient with no correlation between the reported level of inbreeding and enzyme deficiency. An interesting finding was the equal number of male (198) and female (207) individuals, with G6PD activity of less than 3 IU. The possible implications of this finding with regard to the expression of G6PD gene is discussed.

Avaliação da incidência da deficiência de Glicose-6-Fosfato Desidrogenase (G6PD) e perfil hematológico em indivíduos de uma região de Rondônia

O estudo compreendeu a avaliação da deficiência de Glicose-6-Fosfato Desidrogenase (G6PD) e perfil hematológico em 122 indivíduos (69 homens e 53 mulheres), com idade variando entre 3 a 84 anos, selecionados conforme a aceitação em participação no estudo, residentes na área urbana e rural do município de Porto Velho, Rondônia, Brasil, no período de julho de 2003 a agosto de 2004. A análise foi realizada utilizando-se o método da glicose NaNO2, e hemograma completo. Foram detectados quatro indivíduos do sexo masculino com deficiência da G6PD, sendo 5,8% entre os homens e 3,3% do total analisado. Dos indivíduos com deficiência da G6PD nenhum apresentava malária, através de diagnóstico realizado pela gota espessa corado pelo Giemsa. Entre os homens, 19 (27,5%) apresentaram malária, sendo 15 por Plasmodium vivax e quatro por Plasmodium falciparum; 48 (69,5%) apresentaram valores de hemoglobina abaixo de 14,0 g/dl, e 26 (37,6%) apresentaram valores eritrocitários abaixo do 4,5 milhões/mm³. Entre as mulheres apenas duas (3,7%) apresentaram malária por Plasmodium vivax; 24 (45,2%) apresentaram valores de hemoglobina abaixo de 12,0 g/dl, e 12 (22,6%) apresentaram massa eritrocitária abaixo de 4,0 milhões/mm³. A eosinofilia esteve presente em 47 (68,1%) dos homens e em 34 (64,1%) das mulheres. A incidência de deficiência da G6PD foi significativa na população masculina que procurou assistência médica devido a sintomas febris. Considerando que a primaquina é utilizada para o tratamento da malária vivax e falciparum, o risco de ocorrência de hemólise intravascular grave entre os indivíduos é significante. O teste utilizado é muito simples e de baixo custo e sugerimos a adoção desta metodologia na rotina dos laboratórios de atendimento público em áreas endêmicas de malária.

Lipid peroxidation and antioxidant capacity of G6PD-deficient patients with A-(202G>A) mutation

Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency is an enzymopathy in which reduced NADPH concentrations are not maintained, resulting in oxidative damage. We evaluated G6PD activity, oxidative stress levels and Trolox equivalent antioxidant capacity in individuals with the A-(202G>A) mutation for G6PD deficiency. Five hundred and forty-four peripheral blood samples were screened for G6PD deficiency; we also analyzed lipid peroxidation products measured as thiobarbituric acid reactive species and Trolox equivalent antioxidant capacity. Men with the A-(202G>A) mutation had lower G6PD activity than women with the same mutation. Individuals with the A-(202G>A) mutation also differed in mean Trolox equivalent antioxidant capacity values but not for thiobarbituric acid reactive species values. We concluded that A-(202G>A) mutation is associated with reduced G6PD activity and increased Trolox equivalent antioxidant capacity. ©FUNPEC-RP.

Frequency of Malaria and Glucose-6-phosphate Dehydrogenase Deficiency in Tajikistan

Background During the Soviet era, malaria was close to eradication in Tajikistan. Since the early 1990s, the disease has been on the rise and has become endemic in large areas of southern and western Tajikistan. The standard national treatment for Plasmodium vivax is based on primaquine. This entails the risk of severe haemolysis for patients with glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency. Seasonal and geographical distribution patterns as well as G6PD deficiency frequency were analysed with a view to improve understanding of the current malaria situation in Tajikistan. Methods Spatial and seasonal distribution was analysed, applying a risk model that included key environmental factors such as temperature and the availability of mosquito breeding sites. The frequency of G6PD deficiency was studied at the health service level, including a cross-sectional sample of 382 adult men. Results Analysis revealed high rates of malaria transmission in most districts of the southern province of Khatlon, as well as in some zones in the northern province of Sughd. Three categories of risk areas were identified: (i) zones at relatively high malaria risk with high current incidence rates, where malaria control and prevention measures should be taken at all stages of the transmission cycle; (ii) zones at relatively high malaria risk with low current incidence rates, where malaria prevention measures are recommended; and (iii) zones at intermediate or low malaria risk with low current incidence rates where no particular measures appear necessary. The average prevalence of G6PD deficiency was 2.1% with apparent differences between ethnic groups and geographical regions. Conclusion The study clearly indicates that malaria is a serious health issue in specific regions of Tajikistan. Transmission is mainly determined by temperature. Consequently, locations at lower altitude are more malaria-prone. G6PD deficiency frequency is too moderate to require fundamental changes in standard national treatment of cases of P. vivax.

Sweat test in patients with glucose-6-phosphate-1-dehydrogenase deficiency

BACKGROUND: A false-positive sweat test in patients with deficiency of glucose-6-phosphate-1-dehydrogenase (EC 1.1.1.49; G6PD) is repeatedly reported. METHODS: Sweat chloride or conductivity was measured in 11 patients with G6PD deficiency. RESULTS: Mean (SD) chloride level (n = 8, median age 9.2 years, range 1.9-48.5) was 18.8 (9.6 mmol/l) and, mean (SD) sodium level was 26.0 (10.0 mmol/l), respectively, and mean (SD) conductivity (n = 3, median age 6.6 years, range 1.9-40.5) was 34.3 (6.5 mmol/l). CONCLUSION: In sweat of 11 patients with G6PD deficiency we did not find any abnormality. The reason for alleged false-positive sweat test in patients with G6PD deficiency is not known and we were unable to identify any original reference. It appears that tables of putative false-positive sweat tests in several disease states have been directly "copied and pasted" from one paper or textbook to another without verifying the original literature, a phenomenon one can call "chain citation".

Anesthesia in patients with glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency: case report and perioperative anesthesiologic management

Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency, a frequent congenital human enzyme defect, is the most frequent cause of hemolytic anemia triggered by drugs or infectious diseases. Drugs which induce acute hemolysis in patients with G6PD deficiency are often used in anesthesia and perioperative pain therapy. Considering the fact that patients from geographic regions with a high prevalence of the disease are often treated in European hospitals, special attention should be paid to this problem. We report a case of a 30-year-old female patient with favism and review the disease and anesthesia-related implications.

Búsqueda de selección en el polimorfismo 677C>T (c.665C>T) del gen de la metilentetrahidrofolato reductasa (MTHFR) en una población Colombiana

Se realizó un estudio genético – poblacional en dos grupos etarios de población colombiana con la finalidad de evaluar las diferencias genéticas relacionadas con el polimorfismo MTHFR 677CT en busca de eventos genéticos que soporten la persistencia de este polimorfismo en la especie humana debido que este ha sido asociado con múltiples enfermedades. De esta manera se genotipificaron los individuos, se analizaron los genotipos, frecuencias alélicas y se realizaron diferentes pruebas genéticas-poblacionales. Contrario a lo observado en poblaciones Colombianas revisadas se identificó la ausencia del Equilibrio Hardy-Weinberg en el grupo de los niños y estructuras poblacionales entre los adultos lo que sugiere diferentes historias demográficas y culturales entre estos dos grupos poblacionales al tiempo, lo que soporta la hipótesis de un evento de selección sobre el polimorfismo en nuestra población. De igual manera nuestros datos fueron analizados junto con estudios previos a nivel nacional y mundial lo cual sustenta que el posible evento selectivo es debido a que el aporte de ácido fólico se ha incrementado durante las últimas dos décadas como consecuencia de las campañas de fortificación de las harinas y suplementación a las embarazadas con ácido fólico, por lo tanto aquí se propone un modelo de selección que se ajusta a los datos encontrados en este trabajo se establece una relación entre los patrones nutricionales de la especie humana a través de la historia que explica las diferencias en frecuencias de este polimorfismo a nivel espacial y temporal.  

Atividade da 6-fosfogliconato desidrogenase em deficientes de glicose-6-fosfato desidrogenase

As enzimas G6PD e 6PGD são responsáveis pela geração do aporte de NADPH, necessário para a detoxificação dos agentes oxidantes produzidos pelo estresse oxidativo metabólico nos eritrócitos. Devido à alta prevalência de deficiência de G6PD na população mundial, principalmente de origem negróide africana, muitos estudos têm sido realizados na tentativa de conhecer melhor a atuação destas enzimas. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade enzimática da 6PGD, nos deficientes de G6PD, para verificar a existência de aumento da atividade desta enzima, correlacionando com um possível aumento do número de reticulócitos ou presença de alterações da série vermelha. A pesquisa em 2.657 indivíduos do sexo masculino resultou em 97 deficientes de G6PD, determinando uma prevalência de 3,65% para a região de Bauru (SP), com atividade enzimática média de G6PD de 1,74 UI.g Hb-1. min-1 a 37ºC, 14,4% da atividade da G6PD normal. A atividade enzimática média da 6PGD foi de 9,5 UI.g Hb-1. min-1 a 37ºC, estando aumentada em 47,4% dos deficientes de G6PD. Os resultados não confirmaram que a hipótese do aumento da atividade enzimática da 6PGD, em deficientes de G6PD, seja decorrente da presença de um número aumentado de reticulócitos na corrente circulatória, faixa etária ou alterações eritrocitométricas que denotem anemia. O mais provável é que a hemólise autolimitada, imposta pelos processos oxidativos, preserve os eritrócitos mais jovens, que possuem atividade enzimática mais elevada, uma vez que naturalmente ocorre diminuição da atividade destas enzimas com o envelhecimento celular.

Glucose-6-phosphate dehydrogenase and glutathione reductase activity in methemoglobin reduction by methylene blue and cyst amine: study on glucose-6-phosphate dehydrogenase-deficient individuals, on normal subjects and on riboflavin-treated subjects

Os autores padronizaram métodos para a avaliação da atividade da glicose-6-fosfato desidrogenase e glutationa redutase. O princípio geral do primeiro método baseou-se na formação de metahemoglobina pelo nitrito de sódio, seguido da estimulação da via das pentoses pelo azul de metileno. Foram estudados 46 indivíduos adultos, sendo 23 do sexo masculino e 23 do feminino, não deficientes em glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD), com idades variando entre 20 e 30 anos. Os resultados revelaram que a redução da metahemoglobina pelo azul de metileno para sangue total, foram de 154.50 e 139.90 mg/min (p<0.05) respectivamente para o sexo masculino e feminino. Para hemácias lavadas os valores foram de 221.10 e 207.85 mg/min (n.s.) respectivamente. Estas observações permitiram concluir que ao se empregar hemácias lavadas e 0.7 g% de concentração de nitrito de sódio, por um lado não houve diferença entre os sexos e por outro, abreviou o tempo de leitura da quantidade residual de metahemoglobina para 90 minutos. A avaliação da atividade da glutationa redutase foi feita baseado no fato de que a cistamina (agente tiol) liga-se aos grupos SH da hemoglobina formando complexos. Estes complexos são revertidos pela ação da glutationa redutase, ocorrendo conjuntamente nesta reação a redução da metahemoglobina. Foram estudados 32 indivíduos adultos, sendo 16 do sexo masculino e 16 do feminino, não deficientes em G6PD, com idades variando entre 20 e 30 anos. Os resultados revelaram valores de redução da metahemoglobina pela cistamina de 81.27 e 91.13 mg/min (p<0.01) respectivamente para o sexo masculino e feminino. Estas observações permitiram concluir que o emprego de hemácias lavadas e 0.1 molar de concentração de cistamina torna possível a leitura da quantidade residual de metahemoglobina aos 180 minutos de incubação. A atividade da glutationa redutase avaliada por meio da redução da metahemoglobina pela cistamina, foi estudada em 14 indivíduos do sexo feminino antes e após o tratamento com 10 mg por dia de riboflavina durante 8 dias. Os resultados foram de 73.69 e 94.26 mg/min (p<0.01) antes e após o tratamento. Estas observações permitiram concluir que a oferta de riboflavina, mesmo para indivíduos normais, aumenta a atividade da glutationa redutase. Foram ainda avaliados 3 indivíduos da raça negra e deficientes em G6PD, sendo 2 do sexo masculino e 1 do feminino. Houve ativação parcial da G6PD e glutationa redutase, sendo estas alterações mais intensas nos indivíduos do sexo masculino. Considerando-se a raça e as características laboratoriais observadas, foi possível sugerir que a deficiência em G6PD verificada é do tipo Africano, bem como, permitiu considerar os indivíduos do sexo feminino coin o sendo heterozigoto para esta deficiência. Por fim, a análise dos resultados em seu conjunto permitiu concluir que os métodos propostos se mostraram eficientes para avaliar a atividade da G6PD e glutationa redutase. Esta última é dependente da via das pentoses, geradora de NADPH e da riboflavina, vitamina precursora de FAD.

Estresse oxidativo em pacientes beta talassêmicos heterozigotos e com deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Alterações clínicolaboratoriais em pacientes com malária por Plasmodium vivax e deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase tratados com 0,50mg/kg/dia de primaquina

O efeito adverso da primaquina na dose de 0,50mg/kg/dia foi investigado em onze pacientes com malária vivax (três com deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase). Alterações clínicas e laboratoriais indicaram hemólise aguda apenas nos enzimopênicos, o que fez com que o tratamento fosse interrompido. Nossos resultados sugerem a necessidade do emprego de um teste de triagem para a deficiência de G6PD em áreas endêmicas de malária vivax a fim de se evitar complicações causadas pelo uso da primaquina.

Polimosfismo genético da glicose-6-fosfato desidrogenase na população da região de Araraquara-SP

The most important role played by the enzyme Glucose- 6-Phosphate Dehydrogenase (G6PD) in erythrocyte metabolism is in generating energy and reducing power used to protect the cell against oxidative attack. G6PD deficiency is the erythroenzymopathy that most frequently causes hemolytic anemia, and more than 130 molecular variants have already been identified. The aim of this study was to analyze the genetic mutations in the G6PD-deficient adult males in the population of the region of Araraquara, São Paulo State. Out of 5087 male blood donors, 89 were deficient for G6PD, as confirmed by assaying the enzyme activity and electrophoresis on cellulose acetate. Thus, a frequency of 1.75% of G6PD-deficient patients was found, this value being similar to other investigations in São Paulo state. Molecular analysis was performed by amplification of genomic DNA with specific primers and digestion with restriction enzymes. In 96.6% of the patients, the G6PD A¯ variant was observed, with mutations at residues 376(A→G) and 202(G→A). Mean G6PD specific activity among the patients was 1.31 IU.g Hb-1.min-1 at 37ºC, that is 10.8% of the normal activity of the G6PD B enzyme. The variant forms G6PD A¯ 680(G→T) and 968(T→C) were not found. In 3.4% of the deficient individuals, the G6PD Mediterranean variant was found, with a mutation at 563(C→T). In these cases, mean enzymatic activity was 0.25 IU.g Hb-1.min-1 at 37ºC, or 2.1% of the enzymatic activity of G6PD B. The use of traditional techniques, allied to the identification of the different molecular variants, is important for the understanding of the structural and functional properties and hemolytic behavior of the red blood cells of the patient.

CYP2D6: a global analysis of phenotypic and genotypic variation in search of radical cure of Plasmodium vivax malaria

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06