Targeting aldehyde dehydrogenase 2: new therapeutic opportunities

A family of detoxifying enzymes called aldehyde dehydrogenases (ALDHs) has been a subject of recent interest, as its role in detoxifying aldehydes that accumulate through metabolism and to which we are exposed from the environment has been elucidated. Although the human genome has 19 ALDH genes, one ALDH emerges as a particularly important enzyme in a variety of human pathologies. This ALDH, ALDH2, is located in the mitochondrial matrix with much known about its role in ethanol metabolism. Less known is a new body of research to be discussed in this review, suggesting that ALDH2 dysfunction may contribute to a variety of human diseases including cardiovascular diseases, diabetes, neurodegenerative diseases, stroke, and cancer. Recent studies suggest that ALDH2 dysfunction is also associated with Fanconi anemia, pain, osteoporosis, and the process of aging. Furthermore, an ALDH2 inactivating mutation (termed ALDH2*2) is the most common single point mutation in humans, and epidemiological studies suggest a correlation between this inactivating mutation and increased propensity for common human pathologies. These data together with studies in animal models and the use of new pharmacological tools that activate ALDH2 depict a new picture related to ALDH2 as a critical health-promoting enzyme.

FANCM AND FAAP24 MAINTAIN GENOMIC STABILITY THROUGH COOPERATIVE AND UNIQUE FUNCTIONS

Fanconi anemia (FA) is a rare recessive genetic disease with an array of clinical manifestations including multiple congenital abnormalities, progressive bone marrow failure and profound cancer susceptibility. A hallmark of cells derived from FA patients is hypersensitivity to DNA interstrand crosslinking agents such as mitomycin C (MMC) and cisplatin, suggesting that FA- and FA-associated proteins play important roles in protecting cells from DNA interstrand crosslink (ICL) damage. Two genes involved in the FA pathway, FANCM and FAAP24, are of particular interest because they contain DNA interacting domains. However, there are no definitive patient mutations for these two genes, and the resulting lack of human genetic model system renders their functional studies difficult. In this study, I established isogenic human FANCM- and FAAP24-null mutants through homologous replacement-mediated gene targeting in HCT-116 cells, and systematically investigated the functions of FANCM and FAAP24 inchromosome stability, FA pathway activation, DNA damage checkpoint signaling, and ICL repair. I found that the FANCM-/-/FAAP24-/- double mutant was much more sensitive to DNA crosslinking agents than FANCM-/- and FAAP24-/- single mutants, suggesting that FANCM and FAAP24 possess epistatic as well as unique functions in response to ICL damage. I demonstrated that FANCM and FAAP24 coordinately support the activation of FA pathway by promoting chromatin localization of FA core complex and FANCD2 monoubiqutination. They also cooperatively function to suppress sister chromatid exchange and radial chromosome formation, likely by limiting crossovers in recombination repair. In addition, I defined novel non-overlapping functions of FANCM and FAAP24 in response to ICL damage. FAAP24 plays a major role in activating ICL-induced ATR-dependent checkpoint, which is independent of its interaction with FANCM. On the other hand, FANCM promotes recombination-independent ICL repair independently of FAAP24. Mechanistically, FANCM facilitates recruitment of nucleotide excision repair machinery and lesion bypass factors to ICL damage sites through its translocase activity. Collectively, my studies provide mechanistic insights into how genome integrity is both coordinately and independently protected by FANCM and FAAP24.

Mutagenesis by third-strand-directed psoralen adducts in repair-deficient human cells: high frequency and altered spectrum in a xeroderma pigmentosum variant.

Psoralen-conjugated triple-helix-forming oligonucleotides have been used to generate site-specific mutations within mammalian cells. To investigate factors influencing the efficiency of oligonucleotide-mediated gene targeting, the processing of third-strand-directed psoralen adducts was compared in normal and repair-deficient human cells. An unusually high mutation frequency and an altered mutation pattern were seen in xeroderma pigmentosum variant (XPV) cells compared with normal, xeroderma pigmentosum group A (XPA), and Fanconi anemia cells. In XPV, targeted mutations were produced in the supF reporter gene carried in a simian virus 40 vector at a frequency of 30%, 3-fold above that in normal or Fanconi anemia cells and 6-fold above that in XPA. The mutations generated by targeted psoralen crosslinks and monoadducts in the XPV cells formed a pattern distinct from that in the other three cell lines, with mutations occurring not just at the damaged site but also at adjacent base pairs. Hence, the XPV cells may have an abnormality in trans-lesion bypass synthesis during repair and/or replication, implicating a DNA polymerase or an accessory factor as a basis of the defect in XPV. These results may help to elucidate the repair deficiency in XPV, and they raise the possibility that genetic manipulation via triplex-targeted mutagenesis may be enhanced by modulation of the XPV-associated activity in normal cells.

Carcinoma de células escamosas da hipofaringe em mulher jovem com anemia de Fanconi

A anemia de Fanconi é um raro distúrbio autossômico recessivo caracterizado por malformações congênitas, aplasia da medula óssea e instabilidade genômica, com predisposição ao desenvolvimento de neoplasias malignas, em especial as leucemias e os tumores do trato aerodigestivo alto. Em razão de características inerentes à síndrome em questão, o tratamento de tais neoplasias é particularmente difícil. Relata-se o caso de anemia de Fanconi uma jovem de 24 anos, que desenvolveu carcinoma de células escamosas da hipofaringe, na ausência de fatores de risco como o tabagismo e o alcoolismo, e faz-se uma revisão sumária da literatura a respeito do tema.

Terapia génica dirigida en una nuevo "sitio seguro" en células progenitoras hematopoyéticas humanas para su aplicación en anemia de Fanconi

La anemia de Fanconi es una enfermedad hereditaria de baja prevalencia, descrita por primera vez por el pediatra Guido Fanconi en 1927. Esta enfermedad se produce como consecuencia de mutaciones en cualquiera de los 19 genes de Fanconi descritos hasta la actualidad, y que participan en la ruta de Fanconi/BRCA. Esta ruta se encarga de la reparación de enlaces intercatenarios del ADN y de coordinar los distintos mecanismos de reparación de las dobles roturas en el ADN. La anemia de Fanconi está caracterizada por generar inestabilidad genómica, lo que da lugar a anomalías esqueléticas y predisposición al cáncer, si bien la principal causa de muerte de pacientes pediátricos es el fallo de médula ósea. Uno de los tratamientos alternativos al trasplante alogénico de progenitores hematopoyéticos de pacientes con anemia de Fanconi se basa en la reinfusión de células madre hematopoyéticas autólogas, tras su corrección con vectores lentivirales. Para limitar al máximo los riesgos de este tipo de terapias se están desarrollando nuevas tecnologías de edición génica basadas en la inserción dirigida de los genes terapéuticos. Esta nueva aproximación se fundamenta en la generación de dobles roturas en regiones específicas del genoma, cuya reparación por recombinación homóloga facilitaría la entrada de los genes terapéuticos aportados por ADNs donadores externos con homología por dicha región. En este trabajo se ha desarrollado una aproximación de edición génica en un nuevo “sitio seguro” del genoma denominado SH6. Para ello se ha trabajado con la línea celular HEK-293H, así como también con progenitores hematopoyéticos humanos purificados en base a la expresión del marcador CD34. Para su desarrollo se han utilizado nucleasas de edición, tales como meganucleasas y TALEN, en combinación con matrices donadoras portadoras del gen marcador EGFP (GM) o del gen terapéutico FANCA (TM). En todos los casos los genes marcadores y terapéuticos estaban regulados por el promotor EF1α, y flanqueados por dos brazos de homología para el sitio SH6. Estos plásmidos han servido como molde para realizar la terapia génica de edición en el sitio seguro SH6...

Anemia Aplástica e Gravidez: Relato de Caso

A anemia aplástica é distúrbio caracterizado por pancitopenia e medula óssea hipocelular, com substituição gordurosa dos elementos e sem nenhum sinal de transformação maligna ou doença mieloproliferativa. Acomete geralmente adultos jovens e idosos, sem preferência sexual. A maioria dos casos é adquirida, mas pode ocorrer hereditariamente, por distúrbio molecular (anemia de Fanconi). A associação com gravidez é rara, estando relacionada com alta morbidade e mortalidade materna e fetal. Os autores descrevem o caso de uma paciente com anemia aplástica, diagnosticada previamente, cuja gestação complicou com infecção do trato urinário, doença hipertensiva específica da gestação e restrição de crescimento fetal, com parto prematuro eletivo. Apesar das condições adversas na gravidez e parto, mãe e recém-nascido tiveram evolução clínica satisfatória.

Prominent Role Of Platelets In The Formation Of Circulating Neutrophil-red Cell Heterocellular Aggregates In Sickle Cell Anemia.

99

Evaluation Of Red Cell And Reticulocyte Parameters As Indicative Of Iron Deficiency In Patients With Anemia Of Chronic Disease.

The purpose of this study was to evaluate the effectiveness of mature red cell and reticulocyte parameters under three conditions: iron deficiency anemia, anemia of chronic disease, and anemia of chronic disease associated with absolute iron deficiency. Peripheral blood cells from 117 adult patients with anemia were classified according to iron status, and inflammatory activity, and the results of a hemoglobinopathy investigation as: iron deficiency anemia (n=42), anemia of chronic disease (n=28), anemia of chronic disease associated with iron deficiency anemia (n=22), and heterozygous β thalassemia (n=25). The percentage of microcytic red cells, hypochromic red cells, and levels of hemoglobin content in both reticulocytes and mature red cells were determined. Receiver operating characteristic analysis was used to evaluate the accuracy of the parameters in differentiating between the different types of anemia. There was no significant difference between the iron deficient group and anemia of chronic disease associated with absolute iron deficiency in respect to any parameter. The percentage of hypochromic red cells was the best parameter to discriminate anemia of chronic disease with and without absolute iron deficiency (area under curve=0.785; 95% confidence interval: 0.661-0.909, with sensitivity of 72.7%, and specificity of 70.4%; cut-off value 1.8%). The formula microcytic red cells minus hypochromic red cells was very accurate in differentiating iron deficiency anemia and heterozygous β thalassemia (area under curve=0.977; 95% confidence interval: 0.950-1.005; with sensitivity of 96.2%, and specificity of 92.7%; cut-off value 13.8). The indices related to red cells and reticulocytes have a moderate performance in identifying absolute iron deficiency in patients with anemia of chronic disease.

Guidelines On The Treatment Of Anemia Of Chronic Renal Failure Using Recombinant Human Erythropoietin: Associação Brasileira De Hematologia, Hemoterapia E Terapia Celular Guidelines Project: Associação Médica Brasileira - 2014.

36

Necrose cerebelar extensa na anemia falciforme: relato de um caso

A 6 month-old mulatto boy was admitted on account of acute gastroenteritis, malnutrition and dehydration. In the hospital, the child developed septicemia, and temperature reached up to 38.6°C. Despite intensive antibiotic treatment, the patient died 12 days after admission. Necropsy disclosed bilateral bronchopneumonia, bilateral fronto-parietal subarachnoid hemorrhage, and extensive necrosis of the inferior half of both cerebellar hemispheres. On histopathological examination of the necrotic cerebellar cortex, numerous sickled erythrocytes were observed in petechial hemorrhages and, in lesser quantities, inside capillaries. Lesions of the central nervous system in sickle cell anemia most often involve the cerebral cortex, and a single extensive cerebellar infarction as present in this case seems extremely rare. The pathogenetic mechanism of the necrosis is unclear, since thrombosis was not observed either in large blood vessels or in capillaries. Possible contributory factors were the infectious condition (septicemia), fever, and anoxia caused by the extensive bronchopneumonia.

Políticas públicas para o controle da anemia ferropriva

A anemia por deficiência de ferro configura um problema epidemiológico da maior relevância atuando nos gastos públicos de saúde, nas consequências sociais do aumento de riscos no período gestacional, na redução da produtividade e, ainda, nas consequências, em longo prazo, do desenvolvimento mental. Algumas datas marcam o envolvimento do governo brasileiro em busca de alternativas de controle da deficiência marcial: 1977 - 1ª Reunião do Ministério da Saúde (INAN), com especialistas nacionais e internacionais, para discutir perspectivas e intervenções para o controle da anemia; 1982/83 - distribuição de suplemento de ferro para a clientela do Programa de Atenção à Gestante e dosagem de hemoglobina na 1ª consulta; 1992 - assinatura de compromisso brasileiro de reduzir em 1/3 a prevalência de anemia em gestantes; 1994 - implantação do Programa de Leite Vivaleite, no estado de São Paulo, fornecendo leite fortificado com ferro a famílias com crianças até 6 anos e renda inferior a dois salários mínimos; 2002/junho 2004 - fortificação das farinhas de trigo e de milho com ferro; 2005 - programa de suplementação de ferro a lactentes; 2009/março - divulgação do resultado do levantamento de prevalência de anemia em mulheres (15-49 anos) e crianças (6 - 59 meses) no Brasil; 2009/agosto - foi reeditada a Portaria no 1793/GM/agosto/2009 do Ministério da Saúde, instituindo a Comissão Interinstitucional para implementação, acompanhamento e monitorização das ações de fortificação das farinhas de trigo e milho e seus subprodutos.

Anemia em crianças de 6 a 59 meses e fatores associados no Município de Jordão, Estado do Acre, Brasil

Examinou-se a prevalência e fatores associados à anemia em estudo transversal com 429 crianças de 6 a 59 meses do Município de Jordão, Estado do Acre, Brasil. Modelos múltiplos de regressão de Poisson foram utilizados com seleção hierárquica das variáveis independentes. A anemia foi altamente prevalente (57,3%; IC95%: 52,5%-62,1%). Ter idade entre 6 e 23,9 meses [razão de prevalência - RP (IC95%): 1,40 (1,09-1,74)], morar na área rural [RP: 1,23 (1,04-1,44)], morar em domicílio com 5 a 14 crianças [RP: 1,23 (1,04-1,44)], ter mãe que fumou na gravidez [RP: 1,29 (1,09-1,53)], mãe anêmica [RP: 1,18 (1,00-1,39)] e apresentar déficit de altura para idade [RP: 1,19 (1,01-1,39)] foram fatores associados ao risco de anemia, e ter mãe que trabalha fora [RP: 0,78 (0,64-0,94)] foi fator de proteção. A anemia é um grave problema de saúde pública nesse município. Estratégias multissetoriais de combate à pobreza, aumento da cobertura e qualidade de serviços de assistência à saúde materno-infantil devem ser implementados.

Anemia e deficiência de ferro em pré-escolares da Amazônia Ocidental brasileira: prevalência e fatores associados

Estudo transversal de base populacional que investigou prevalênciasde anemia e fatores associados à anemia, anemia ferropriva e deficiência de ferro entre crianças de 6 a 60 meses da área urbana de dois municípios do Acre, Brasil (N = 624). Dosagens de hemoglobina sanguínea, ferritina e receptor solúvel de transferrina plasmáticas foram realizadas mediante sangue venoso. Condições sócio-econômicas, demográficas e de morbidade foram obtidas por questionário. Razões de prevalências foram calculadas por regressão de Poisson em modelo hierárquico. As prevalências de anemia, anemia ferropriva e deficiência de ferro foram de 30,6%, 20,9% e 43,5%, respectivamente. Menores de 24 meses apresentaram maior risco para anemia, anemia ferropriva e deficiência de ferro. Pertencer ao maior tercil do índice de riqueza conferiu proteção contra anemia ferropriva (RP = 0,62; IC95%: 0,40-0,98). Pertencer ao maior quartil do índice estatura/idade foi protetor contra anemia (0,62; 0,44-0,86) e anemia ferropriva (0,51; 0,33-0,79), e ocorrência recente de diarréia representou risco (anemia: 1,47; 1,12-1,92 e anemia ferropriva: 1,44; 1,03-2,01). A infestação por geohelmintos conferiu risco para anemia, anemia ferropriva e deficiência de ferro.