Combating oncogene activation associated with retrovirus-mediated gene therapy of X-linked severe combined immunodeficiency

A successful gene therapy clinical trial that also encountered serious adverse effects has sparked extensive study and debate about the future directions for retrovirus-mediated interventions. Treatment of X-linked severe combined immunodeficiency with an oncoretrovirus harboring a normal copy of the gc gene was applied in two clinical trials, essentially curing 13 of 16 infants, restoring a normal immune system without the need for additional immune-related therapies. Approximately 3 years after their gene therapy, tragically, 3 of these children, all from the same trial, developed leukemia as a result of this experimental treatment. The current understanding of the mechanism behind this leukemogenesis involves three critical and cooperating factors, i.e., viral integration, oncogene activation, and the function of the therapeutic gene. In this review, we will explore the causes of this unwanted event and some of the possibilities for reducing the risk of its reoccurrence.

Cryptic mosaicism involving a second chromosome X in patients with Turner syndrome

The high abortion rate of 45,X embryos indicates that patients with Turner syndrome and 45,X karyotype could be mosaics, in at least one phase of embryo development or cellular lineage, due to the need for the other sex chromosome presence for conceptus to be compatible with life. In cases of structural chromosomal aberrations or hidden mosaicism, conventional cytogenetic techniques can be ineffective and molecular investigation is indicated. Two hundred and fifty patients with Turner syndrome stigmata were studied and 36 who had female genitalia and had been cytogenetically diagnosed as having "pure" 45,X karyotype were selected after 100 metaphases were analyzed in order to exclude mosaicism and the presence of genomic Y-specific sequences (SRY, TSPY, and DAZ) was excluded by PCR. Genomic DNA was extracted from peripheral blood and screened by the human androgen receptor (HUMARA) assay. The HUMARA gene has a polymorphic CAG repeat and, in the presence of a second chromosome with a different HUMARA allele, a second band will be amplified by PCR. Additionally, the CAG repeats contain two methylation-sensitive HpaII enzyme restriction sites, which can be used to verify skewed inactivation. Twenty-five percent (9/36) of the cases showed a cryptic mosaicism involving a second X and approximately 14% (5/36), or 55% (5/9) of the patients with cryptic mosaicism, also presented skewed inactivation. The laboratory identification of the second X chromosome and its inactivation pattern are important for the clinical management (hormone replacement therapy, and inclusion in an oocyte donation program) and prognostic counseling of patients with Turner syndrome.

Antinociceptive effects of the essential oil of Mentha x villosa leaf and its major constituent piperitenone oxide in mice

Mentha x villosa Huds (Labiatae) is an aromatic herb widely used in folk medicine. Since the essential oil of the herb has many pharmacological activities, including antispasmodic effects, we determined whether the oil and its major constituent, piperitenone oxide (PO), have antinociceptive activity. The essential oil of M. x villosa (EOMV) and PO administered orally at 200 mg/kg (vehicle: 0.1% Tween 80 in water) significantly reduced the writhings induced by acetic acid from control values of 59.5 ± 3.1 s (N = 10) to 31.9 ± 2.8 s (N = 10) and 23.8 ± 3.4 s (N = 10), respectively. When administered at 100 and 200 mg/kg, EOMV reduced the paw licking time for the second phase of the formalin test from the control value of 20.6 ± 2.1 s (N = 13) to 5.3 ± 2.2 s (N = 12) and 2.7 ± 1.2 s (N = 18), respectively. At 100 and 200 mg/kg, PO reduced this second phase to 8.3 ± 2.7 s (N = 12) and 3.0 ± 1.2 s (N = 10), respectively. This effect of EOMV and PO was not reversed by naloxone. EOMV and PO had no significant effect on the first phase of the formalin test. As evaluated by the hot-plate and tail immersion test, EOMV and PO, at doses up to 200 mg/kg, showed no analgesic activity. These results show that EOMV and PO have antinociceptive activity and suggest that this effect is probably an indirect anti-inflammatory effect, which does not involve the central nervous system.

Mutations of Bruton's tyrosine kinase gene in Brazilian patients with X-linked agammaglobulinemia

Mutations in Bruton's tyrosine kinase (BTK) gene are responsible for X-linked agammaglobulinemia (XLA), which is characterized by recurrent bacterial infections, profound hypogammaglobulinemia, and decreased numbers of mature B cells in peripheral blood. We evaluated 5 male Brazilian patients, ranging from 3 to 10 years of age, from unrelated families, whose diagnosis was based on recurrent infections, markedly reduced levels of IgM, IgG and IgA, and circulating B cell numbers <2%. BTK gene analysis was carried out using PCR-SSCP followed by sequencing. We detected three novel (Ala347fsX55, I355T, and Thr324fsX24) and two previously reported mutations (Q196X and E441X). Flow cytometry revealed a reduced expression of BTK protein in patients and a mosaic pattern of BTK expression was obtained from mothers, indicating that they were XLA carriers.

Analysis of acylcarnitine profiles in umbilical cord blood and during the early neonatal period by electrospray ionization tandem mass spectrometry

Acylcarnitine profiling by electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MS/MS) is a potent tool for the diagnosis and screening of fatty acid oxidation and organic acid disorders. Few studies have analyzed free carnitine and acylcarnitines in dried blood spots (DBS) of umbilical cord blood (CB) and the postnatal changes in the concentrations of these analytes. We have investigated these metabolites in healthy exclusively breastfed neonates and examined possible effects of birth weight and gestational age. DBS of CB were collected from 162 adequate for gestational age neonates. Paired DBS of heel-prick blood were collected 4-8 days after birth from 106 of these neonates, the majority exclusively breastfed. Methanol extracts of DBS with deuterium-labeled internal standards were derivatized before analysis by ESI-MS/MS. Most of the analytes were measured using a full-scan method. The levels of the major long-chain acylcarnitines, palmitoylcarnitine, stearoylcarnitine, and oleoylcarnitine, increased by 27, 12, and 109%, respectively, in the first week of life. Free carnitine and acetylcarnitine had a modest increase: 8 and 11%, respectively. Propionylcarnitine presented a different behavior, decreasing 9% during the period. The correlations between birth weight or gestational age and the concentrations of the analytes in DBS were weak (r £ 0.20) or nonsignificant. Adaptation to breast milk as the sole source of nutrients can explain the increase of these metabolites along the early neonatal period. Acylcarnitine profiling in CB should have a role in the early detection of metabolic disorders in high-risk neonates.

Measurement of serum estrogen and estrogen metabolites in pre- and postmenopausal women with osteoarthritis using high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry

Although 17β-estradiol (E2) deficiency has been linked to the development of osteoarthritis (OA) in middle-aged women, there are few studies relating other estrogens and estrogen metabolites (EMs) to this condition. We developed a high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS) method to measure the levels of six EMs (i.e., estrone, E2, estriol, 2-hydroxyestrone, 2-hydroxyestradiol, and 16a-hydroxyestrone) in healthy pre- and postmenopausal women and women with OA. This method had a precision ranging from 1.1 to 3.1% and a detection limit ranging from 10 to 15 pg. Compared to healthy women, serum-free E2 was lower in the luteal and postmenopausal phases in women with OA, and total serum E2 was lower in postmenopausal women with OA. Moreover, compared to healthy women, total serum 2-hydroxyestradiol was higher in postmenopausal women with OA and total serum 2-hydroxyestrone was lower in both the luteal and follicular phases in women with OA. In conclusion, our HPLC-ESI-MS/MS method allowed the measurement of multiple biochemical targets in a single assay, and, given its increased cost-effectiveness, simplicity, and speed relative to previous methods, this method is suitable for clinical studies.

Specific alterations in plasma proteins during depressed, manic, and euthymic states of bipolar disorder

Bipolar disorder (BD) is a common psychiatric mood disorder affecting more than 1-2% of the general population of different European countries. Unfortunately, there is no objective laboratory-based test to aid BD diagnosis or monitor its progression, and little is known about the molecular basis of BD. Here, we performed a comparative proteomic study to identify differentially expressed plasma proteins in various BD mood states (depressed BD, manic BD, and euthymic BD) relative to healthy controls. A total of 10 euthymic BD, 20 depressed BD, 15 manic BD, and 20 demographically matched healthy control subjects were recruited. Seven high-abundance proteins were immunodepleted in plasma samples from the 4 experimental groups, which were then subjected to proteome-wide expression profiling by two-dimensional electrophoresis and matrix-assisted laser desorption/ionization-time-of-flight/time-of-flight tandem mass spectrometry. Proteomic results were validated by immunoblotting and bioinformatically analyzed using MetaCore. From a total of 32 proteins identified with 1.5-fold changes in expression compared with healthy controls, 16 proteins were perturbed in BD independent of mood state, while 16 proteins were specifically associated with particular BD mood states. Two mood-independent differential proteins, apolipoprotein (Apo) A1 and Apo L1, suggest that BD pathophysiology may be associated with early perturbations in lipid metabolism. Moreover, down-regulation of one mood-dependent protein, carbonic anhydrase 1 (CA-1), suggests it may be involved in the pathophysiology of depressive episodes in BD. Thus, BD pathophysiology may be associated with early perturbations in lipid metabolism that are independent of mood state, while CA-1 may be involved in the pathophysiology of depressive episodes.

Formulação de meios de cultivo à base de soro de leite para a produção de goma xantana por X. Campestris C7L

A goma xantana é um polissacarídeo microbiano de grande significado comercial especialmente para a indústria de alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de xantana em diferentes meios de cultura à base de soro de leite utilizando o isolado Xanthomonas campestris C7L. Dentre as formulações testadas o meio de soro de leite integral produziu maior viscosidade e concentração final de xantana. Um sistema combinando soro integral (0,35% de proteína) e soro filtrado (0,18%de proteína) foi proposto. Na primeira fase em soro integral a produção de xantana foi de 13g/L e 45% de rendimento,enquanto que na segunda fase utilizando-se soro filtrado obteve-se um total de 28g/L de xantana e 75% de rendimento. O rendimento geral do processo foi de 55% e a viscosidade final do meio atingiu 18000cP. As soluções de xantana produzidas em soro de leite apresentaram comportamento pseudoplástico e tixotrópico característicos deste tipo de polímero. O isolado C7L demonstrou capacidade de produzir gomas de alta viscosidade e qualidade em soro de leite, constituindo uma alternativa promissora para a produção industrial de goma xantana a partir deste subproduto.

Development of a rapid method for the determination of antibiotic residues in honey using UPLC-ESI-MS/MS

Abstract An accurate, reliable and fast multianalyte/multiclass ultra-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry (UPLC–MS/MS) method was developed and validated for the simultaneous analysis of 23 pharmaceuticals, belonging to different classes amphenicols, sulfonamides, tetracyclines, in honey samples. The method developed consists of ultrasonic extraction followed by UPLC–ESI–MS/MS with electrospray ionization in both positive mode and negative mode. The influence of the extraction solvents and mobile phase composition on the sensitivity of the method, and the optimum conditions for sample weight and extraction temperature in terms of analyte recovery were extensively studied. The identification of antibiotics is fulfilled by simultaneous use of chromatographic separation using an Acquity BEH C18 (100 mm x 2.1 mm, 1.7 µm) analytical column with a gradient elution of mobile phases and tandem mass spectrometry with an electrospray ionization. Finally, the method developed was applied to the determination of target analytes in honey samples obtained from the local markets and several beekeepers in Muğla, Turkey. Ultrasonic-extraction of pharmaceuticals from honey samples is a well-established technique by UPLC–ESI–MS/MS, the uniqueness of this study lies in the simultaneous determination of a remarkable number of compounds belonging to 23 drug at the sub-nanogram per kilogram level.

Utilização do teste de raios-X na avaliação da qualidade de sementes de canafístula (Peltophorum dubium (Sprengel) Taubert

Sementes de leguminosas florestais, como canafístula, muitas vezes são alvos de injúrias durante sua extração e processamento, além de apresentarem problemas de má-formação do embrião. Estes danos não são comumente detectados, devido à presença de tegumento espesso e duro que impede a visualização das estruturas internas das sementes. O objetivo deste trabalho foi definir a metodologia e verificar a possibilidade de utilização do teste de raios-X, na avaliação dos danos internos em sementes de canafístula, bem como, verificar o efeito desses danos na germinação das sementes. Sementes de três lotes de canafístula foram expostas a radiação em aparelho de raios-X Faxitron HP modelo 43855A por vários tempos e intensidades. Posteriormente, foram divididas em três categorias, de acordo com a anatomia interna visualizada nas radiografias, em sementes cheias, sementes com pequenos danos e sementes com danos severos. Após tratamento para a quebra da dormência, as sementes das diferentes categorias foram submetidas ao teste de germinação. A morfologia interna de sementes de canafístula pode ser visualizadas, com exposição a raios-X por 60 segundos na intensidade de 25 KVp. Os danos na morfologia interna visualizados em radiografias, classificados como severos (mais de 50% da área do embrião danificada) afetam drasticamente a germinação das sementes, justificando sua remoção para promover a melhoria da qualidade física e fisiológica de lotes de sementes de canafístula.

Avaliação da qualidade de sementes de Tabebuia serratifolia Vahl Nich. e T. impetiginosa(Martius ex A. P. de Candolle) Standley - (Bignoniaceae) pelo teste de raios X

Para estudar a eficiência do teste de raios X na avaliação de defeitos internos em sementes de ipê-amarelo (Tabebuia serratifolia) e ipê-roxo (T. impetiginosa), bem como verificar a conseqüência destes defeitos na germinação, as sementes foram submetidas a diferentes intensidades e tempos de exposição à radiação. Definida a intensidade de 55 kV por 25 segundos como sendo a que permitiu melhor visualização das estruturas internas, as sementes das duas espécies foram divididas em três categorias de acordo com a sua análise radiográfica em: Sem Defeitos, Com Defeitos e Vazias. As Sementes Com Defeitos foram divididas em três subcategorias: Com Pequenos Danos (menos de 50% do embrião danificado), Com Danos Severos (mais de 50% do embrião danificado) e Deformadas. As sementes foram, então, submetidas ao teste de germinação em substrato sobre areia, a 30ºC, sob luz constante. O teste de raios X é eficiente na avaliação de defeitos em sementes de ipê-amarelo e ipê-roxo. Defeitos internos detectados nas radiografias afetam a germinação dessas sementes, reduzindo a qualidade do lote.

Avaliação da qualidade de sementes de Eugenia pleurantha (Myrtaceae) pelo teste de raios X

O teste de raios X é uma ferramenta útil para avaliar a qualidade física de sementes florestais, que pode ser afetada pela ocorrência de sementes vazias, infestação por insetos e alterações físicas. Objetivou-se, com este estudo, verificar a eficiência do teste de raios X na avaliação dos danos internos em sementes de Eugenia pleurantha, bem como examinar a conseqüência destes danos na germinação. Sementes de Eugenia pleurantha foram colocadas em suportes de isopor e expostas a diversas intensidades de radiação (35, 45, 50 e 60 Kvp), com duração de 45 e 60 segundos para determinar o padrão de raios X. De acordo com a anatomia visualizada nas radiografias, as sementes foram classificadas em Sementes Cheias e Sementes Infestadas. Em seguida, as sementes foram submetidas ao teste de germinação em substrato sobre areia a 30ºC sob luz branca constante. A intensidade de radiação de 50 Kvp no tempo de exposição aos raios X de 60 segundos permitiu a visualização nítida dos danos internos causados por infestação de insetos nas sementes. Os danos internos causados por larvas observados nas radiografias impedem a germinação das sementes de Eugenia pleurantha.

Adequação do teste de raios X para avaliação da qualidade de sementes de Embaúba (Cecropia pachystachya Trec.)

O trabalho foi realizado com o objetivo de adequar o teste de raios X para a avaliação da qualidade de sementes de embaúba e verificar a influência da formação da sua estrutura interna na germinação. As sementes foram expostas à radiação por tempos e intensidades variados, com utilização do equipamento Faxitron X-Ray, modelo MX-20 para definição da melhor combinação para visualização da morfologia interna . Definidas as condições para melhor visualização interna, as sementes foram radiografadas e classificadas em três classes, de acordo com a estrutura interna visualizada nas radiografias, em sementes totalmente formadas, parcialmente formadas e sementes não formadas. Individualmente, as sementes foram devidamente identificadas de acordo com a classe de formação e submetidas ao teste de germinação.. O teste de raios X é eficiente para avaliar as estruturas internas da semente de embaúba e a exposição por 360 segundos na intensidade de 10kV é adequada para a visualização. Há relação entre o nível de formação das sementes e os resultados do teste de germinação.

Caracterização morfológica de embriões por imagens de raios x e relação com a massa e a qualidade fisiológica de sementes de Tecoma stans L. Juss. ex Kunth (Bignoniaceae)

As imagens obtidas pelos raios X vêm sendo utilizadas na análise da qualidade de sementes desde os anos 50 e, atualmente, vêm se destacando por ser um método rápido, de boa precisão e não destrutivo. Deste modo, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar as características morfológicas dos embriões de sementes de Tecoma stans L. Juss. ex Kunth pertencentes a diferentes classes de massa através da análise de imagens obtidas pelo uso dos raios X, correlacionando-as com a germinação e morfologia das plântulas. Foram utilizadas sete classes de massa com trinta sementes em cada classe, que foram submetidas aos raios X para a obtenção das imagens dos embriões. Os embriões, de cada uma das classes, foram separados de acordo com suas características morfológicas em 4 categorias (embriões sem defeito, embriões com pequenos defeitos, embriões deformados e sementes sem embrião). As sementes das diferentes classes de massa foram colocadas para germinar (emissão da raiz primária) e após dez dias foi observado o número de plântulas normais em cada uma das categorias e classes de massa. A maioria das sementes das classes 1 e 2, mais leves, apresenta-se com embriões deformados ou sem embrião, enquanto que as de maior massa (classes 3 a 7) apresentam embriões sem defeitos, em sua maioria ou totalidade. Quase a totalidade das sementes com embriões sem defeito germina, porém, nem todas dão origem a plântulas normais.

Aplicação do teste de raios x no estudo da morfologia interna e da qualidade fisiológica de aquênios de arnica (Lychnophora pinaster Mart.)

O teste de raios X vem sendo empregado em programas de qualidade e como auxiliar nos estudos morfológicos e fisiológicos de sementes de diversas espécies. A arnica (Lychnophora pinaster Mart.) é uma espécie medicinal que apresenta um número elevado de aquênios cheios ou mal formados por ocasião da frutificação, o que dificulta a produção de sementes necessária para o suprimento de uma demanda cada vez maior, pela indústria farmacêutica. Para verificar o efeito do estádio de maturação de aquênios de arnica na qualidade fisiológica das sementes e a eficiência do teste de raios X na separação de sementes mal formadas, foram coletados, no mês de dezembro de 2003, aquênios provenientes de uma população de plantas do município de Itumirim, MG. Na coleta, foram considerados os capítulos cujos aquênios apresentavam o papus interno aderido, estádio menos maduro e com papus interno ausente, aquênios mais maduros já em dispersão. Após a coleta, os aquênios foram submetidos à secagem, pré-limpeza e separados com auxílio de um soprador vertical. Os aquênios foram dispostos em placas de acrílico transparente sobre fita adesiva de dupla face, radiografados e separados em três categorias, de acordo com a morfologia interna visualizada na radiografia em cheios, mal formados e vazios; em seguida foram submetidos ao teste de germinação por um período de 90 dias, em BOD regulada à temperatura alternada de 20-30ºC e fotoperíodo de 12 horas. Foram avaliados o índice de velocidade e a porcentagem final de germinação. Os aquênios remanescentes foram submetidos ao teste de tetrazólio para verificação da sua viabilidade. O teste de raios X na intensidade de 30Kv por 45 segundos é eficiente na separação dos aquênios conforme sua morfologia interna. No estádio de maturação dos capítulos com aquênios sem o papus interno são obtidas sementes de arnica de qualidade fisiológica superior.