A transgenic mouse model that recapitulates the clinical features of both neonatal and adult forms of the skin disease epidermolytic hyperkeratosis

Keratins are the major structural proteins of keratinocytes, which are the most abundant cell type in the mammalian epidermis. Mutations in epidermal keratin genes have been shown to cause severe blistering skin abnormalities. One such disease, epidermolytic hyperkeratosis (EHK), also known as bullous congenital ichthyosiform erythroderma, occurs as a result of mutations in highly conserved regions of keratins K1 and K10. Patients with EHK first exhibit erythroderma with severe blistering, which later is replaced by thick patches of scaly skin. To assess the effect of a mutated K1 gene on skin biology and to produce an animal model for EHK, we removed 60 residues from the 2B segment of HK1 and observed the effects of its expression in the epidermis of transgenic mice. Phenotypes of the resultant mice closely resembled those observed in the human disease, first with epidermal blisters, then later with hyperkeratotic lesions. In neonatal mice homozygous for the transgene, the skin was thicker, with an increased labeling index, and the spinous cells showed a collapse of the keratin filament network around the nuclei, suggesting that a critical concentration of the mutant HK1, over the endogenous MK1, was required to disrupt the structural integrity of the spinous cells. Additionally, footpad epithelium, which is devoid of hair follicles, showed blistering in the spinous layer, suggesting that hair follicles can stabilize or protect the epidermis from trauma. Blisters were not evident in adult mice, but instead they showed a thick, scaly hyperkeratotic skin with increased mitosis, resulting in an increased number of corneocytes and granular cells. Irregularly shaped keratohyalin granules were also observed. To date, this is the only transgenic model to show the typical morphology found in the adult form of EHK.

The Autoimmune Regulator (AIRE), Which Is Defective in Autoimmune Polyendocrinopathy-Candidiasis-Ectodermal Dystrophy Patients, Is Expressed in Human Epidermal and Follicular Keratinocytes and Associates With the Intermediate Filament Protein Cytokeratin 17

Autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy (APECED) syndrome, which is caused by mutation of the autoimmune regulator (AIRE) gene, is a highly variable disease characterized by multiple endocrine failure, chronic mucocutaneous candidiasis, and various ectodermal defects. AIRE is a transcriptional regulator classically expressed in medullary thymic epithelial cells, monocytes, macrophages, and dendritic cells. Previous studies have suggested that AIRE can shuttle between the nucleus and cytoplasm of cells, although its cytoplasmic functions are poorly characterized. Through mass spectrometry analysis of proteins co-immunoprecipitating with cytoplasmic AIRE, we identified a novel association of AIRE with the intermediate filament protein cytokeratin 17 (K17) in the THP-1 monocyte cell line. We confirmed AIRE expression in HaCaT epidermal keratinocytes, as well as its interaction with K17. Confocal microscopy of human fetal and adult scalp hair follicles demonstrated a cytoplasmic pattern of AIRE staining that moderately colocalized with K17. The cytoplasmic association of AIRE with the intermediate filament network in human epidermal and follicular keratinocytes may provide a new path to understanding the ectodermal abnormalities associated with the APECED syndrome. (Am J Pathol 2011, 178:983-988; DOI: 10.1016/j.ajpath.2010.12.007)

Untersuchungen des Keratinfilament-Turnovers in lebenden Zellen

Das Zytoskelett eukaryotischer Zellen besteht aus drei verschiedenen Protein-Netzwerken: den Aktinfilamenten, Mikrotubuli und Intermediärfilamenten. Intermediärfilamente wurden ursprünglich als statische Strukturen angesehen, die die mechanische Stabilisierung der Zellen übernehmen. In den letzten Jahren hat sich dieses Bild jedoch geändert: Intermediärfilament-Netzwerke sind hochdynamisch und unterliegen kontinuierlichen Veränderungen, welche durch Phosphorylierungen reguliert werden. Sie interagieren mit anderen Zytoskelett-Proteinen und greifen in die Regulation von Schlüsselsignalwegen, die Zellwachstum und Zellteilung sowie Apoptose und Stressantwort bestimmen, ein. Die Mechanismen der Filamentplastizität konnten bisher jedoch nicht vollständig aufgeklärt werden. So ist beispielsweise unklar, wo Auf- und Abbau der Filamente stattfindet und welche Faktoren an der Netzwerkmodulation beteiligt sind. Ziel meiner Arbeit war es, einen Beitrag zur Aufklärung dieser Mechanismen am Beispiel der epithelialen Keratin-Intermediärfilamente zu leisten. Mit Hilfe von mikroskopischen Zeitrafferaufnahmen von fluoreszenzmarkierten Zellklonen wurden Nukleationszentren in der Zellperipherie identifiziert, in denen Keratinfilamentvorläufer gebildet werden. Es handelt sich dabei um fokale Adhäsionskomplexe, die als Anheftungsstellen zwischen der extrazellulären Matrix und dem intrazellulären Aktinfilament-System dienen. Es konnte gezeigt werden, dass diese Filamentvorläufer-Entstehung für alle untersuchten Keratinisoformen gültig ist und in epitelialen als auch nicht-epithelialen Zelltypen abläuft. Knock-Down der Adhäsionskomponente Talin verhinderte die Keratinfilamentbildung. Modulation der fokalen Adhäsionskinase, die den Auf- und Abbau der Adhäsionskomplexe koordiniert, beeinflusste ebenso die Bildung der Keratinfilamentnetzwerke. Es konnte weiterhin beobachtet werden, dass die N-terminalen Isoformen IE und IF des Zytolinkers Plectin in fokalen Adhäsionen lokalisieren und damit möglicherweise an der Vernetzung von Keratinfilamentvorläufern, Zelladhäsionen und Aktinfilamenten beteiligt sind. Letztlich stellte sich heraus, dass die Bildung der Keratinfilamentvorläufer unabhängig von Proteintranslation ist. In den mikroskopischen Zeitrafferaufnahmen wurde im Anschluss an die Keratinfilamentbildung ein kontinuierlicher zentripetaler Transport der wachsenden Vorläuferpartikel beobachtet. An Hand von pharmakologischen Experimenten konnte gezeigt werden, dass dieser Transport Aktinfilament-abhängig ist. Zeitgleich kommt es zu Partikelfusion und Integration in das periphere Netzwerk, das sich weiterhin in Richtung auf das Zellzentrum bewegt. Mit Hilfe von Photoaktivierungsversuchen und Zellfusionsexperimenten konnte die Hypothese bestätigt werden, dass der Abbau der einwandernden Keratinfilamente in lösliche, rasch diffusible Zwischenstufen den kontinuierlichen peripheren Neuaufbau ermöglicht. Aus den Beobachtungen und bereits bekannten Ergebnissen wurde ein Modell des Keratin-Zyklus entwickelt, das die folgenden Stadien umfasst: Nukleation von Keratinfilamentvorläufern an fokalen Adhäsionen in der Zellperipherie, Elongation und Fusion der Keratinfilamentvorläufer bei zeitgleichem Aktinfilament-abhängigem zentripetalen Transport, Integration der Keratinfilamentvorläufer in das periphere Netzwerk, Bündelung der Filamente, Filamentabbau in lösliche Untereinheiten und Neubeginn des Zyklus in der Zellperipherie. Eine Störung dieses Zyklus liegt bei mutierten Keratinen vor, welche die Ursache von Blasen-bildenden Hauterkrankungen sind. In der vorliegenden Arbeit wurde am Beispiel von Keratin 6a-Mutanten, welche die Hauterkrankung Pachyonychia congenita verursachen, gezeigt, dass bei diesen Keratinen die Nukleation zwar im Bereich der Adhäsionskomplexe regelrecht abläuft, die anschließende Elongation und Netzwerkbildung aber gestört ist, so dass statt dessen kurzlebige, hyperphosphorylierte Granula entstehen. Der resultierende frustrane Keratin-Zyklus in der Zellperipherie ist stark beschleunigt und kann durch p38-Inhibierung gestoppt werden. Bei Proteasomeninhibierung wird der Zyklus in Richtung der Granulabildung verschoben. In dieser Arbeit wird erstmals das Keratin-Tretmühlen-Modell vorgestellt, das den regulierbaren Auf- und Abbau-Zyklus des Keratinnetzwerks beschreibt. Damit liegen testbare Hypothesen für die Aufklärung der Keratinfilament-Plastizität in physiologischen und pathologischen Situationen vor, die nach unseren ersten Ergebnissen auch von Relevanz für andere Intermediärfilamenttypen sind.

Dyskeratosis Congenita - Report of a Case with Emphasis on Gingival Aspects

A case of dyskeratosis congenita (DC) of an 11-year-old male is reported. He presented with the characteristic clinical triad of reticular pigmentation of the skin, dystrophic nails and oral lesions, and up to the present he had not developed hematological compromise. Oral lesions consisted of extensive tongue erosions and keratosis, and exuberant gingivitis associated. Appropriate periodontal treatment was performed with discrete improvement only. We emphasize that severe gingival inflammation, although infrequent, may represent an alteration specific to DC and therefore should be considered as an additional sign of this syndrome.

Enfermedad de Chagas congenita en la Ciudad de Salta, Argentina

Se estudió la respuesta clínica y serológica a la infección chagásica de 937 embarazadas y sus 929 recién nacidos (RN) vivos, grupo I; 4 RN de origen diverso, grupo II y 35 RN derivados de otros centros, grupo III. Las embarazadas se estudiaron con 3 reacciones serológicas; se definió infección cuando 2 o más reacciones eran positivas. En los RN el diagnóstico se confirmó por observación directa del T. cruzi en una muestra de sangre. Los RN con Chagas congénita (RN-ChC) fueron tratados y seguidos con estudios clínicos y de laboratorio. Se detectaron 149 embarazadas chagásicas (15.9%), de las cuales se diagnosticaron 6 RN-ChC (4%). En el total de 968 RN estudiados se detectaron 12 RN infectados. El micro-hematócrito fue el método parasitológico de lectura rápida más efectivo para el diagnóstico de infección en nuestra serie. El par de reacciones serológicas específicas constituyó un criterio de mayor seguridad para el control y seguimiento de la infección congénita. Las expresiones clínicas más comunes de infección fueron hepatomegalia, esplenomegalia, ictericia, anemia y prematurez, con distintos grados de asociación. Se concluye que dadas las características clínicas de la enfermedad de Chagas congénita en nuestro medio, se impone como estrategia el diagnóstico serológico para la enfermedad de Chagas en todas las embarazadas y el control y seguimiento de sus RN hasta descartar o confirmar infección congénita.

Enfermedad de Chagas-Mazza congenita en Salta

Se estudió la infección por T. cruzi en mujeres embarazadas en la localidad de General Güemes, provincia de Salta. La misma fue del 12,3 %. El 8,8% de los recién nacidos estudiados tuvieron diagnóstico de Enfermedad de Chagas utilizando la técnica directa (microhematocrito). Todos fueron tratados con benznidazol a razón de 5mg/kg/día durante 30 dias. Todos presentaron anemia, que fue interpretada como reacción adversa medicamentosa. Se estima que la técnica directa representa la mejor opción para llevar a cabo el diagnóstico de esta enfermedad en el recién nacido. Se ha propuesto un flujograma para el seguimiento de la infección por T. cruzi en el recién nacido.

La enfermedad de Chagas congenita en la Provincia de Salta, Argentina, años 1980-1997

Se presenta la experiencia de 18 años en la provincia de Salta en el manejo de recién nacidos con enfermedad de Chagas congénita. Desde distintos ámbitos del sistema provincial de salud, el Hospital Materno-infantil de la ciudad de Salta, hospitales del interior y la atención ambulatoria se detectaron y diagnosticaron 102 recién nacidos (RN) y lactantes con infección congénita. Los RN se dividieron en dos grupos mayores, el último subdivido, de acuerdo a la oportunidad diagnóstica. Se describe la metodología diagnóstica, presentación clínica, tratamiento y el seguimiento posterior de los niños tratados. Se analizan las características de la experiencia y se discuten las condiciones específicas del diagnóstico, tratamiento y seguimiento de los niños estudiados. Se describen las recomendaciones empleadas en la provincia en el programa de control de Chagas perinatal así como las conclusiones derivadas de esta experiencia.

Qualidade de Vida e Cardiopatia Congenita na Infancia e Adolescencia

Os avanços nas técnicas de cirurgia cardíaca e o diagnóstico precoce têm possibilitado maior sobrevida de indivíduos com cardiopatias congênitas. A investigação da qualidade de vida em crianças e adolescentes com cardiopatias congênitas fornece informações complementares aos dados clínicos que podem auxiliar na tomada de decisão dos profissionais de saúde. Embora muitos estudos tenham sido realizados para investigar a qualidade de vida de crianças e adolescentes com cardiopatias congênitas, os resultados mostram-se contraditórios. Enquanto alguns estudos revelam que as cardiopatias podem impactar a qualidade de vida, outros descrevem melhor percepção da qualidade de vida entre crianças e adolescentes cardiopatas quando comparados com controles saudáveis. O objetivo deste estudo é revisar a literatura sobre a avaliação da qualidade de vida relacionada à saúde em crianças e adolescentes com cardiopatias congênitas, de forma a sistematizar o conhecimento existente sobre esse tema na atualidade. Observa-se que as pesquisas procuram investigar aspectos relacionados à personalidade do paciente cardiopata, às estratégias de enfrentamento utilizadas por ele e ao suporte social percebido, visando à melhor compreensão da associação de tais variáveis com o nível de qualidade de vida nessa população.

Arthrogryposis multiplexa congenita: an epidemiologic study of nearly 9 million births in 24 EUROCAT registers.

OBJECTIVE: To examine the occurrence of arthrogryposis multiplex congenita (AMC) in Europe and to identify possible risk factors. STUDY DESIGN: Retrospective population-based epidemiological study using EUROCAT congenital anomaly registries. The study population included all cases of AMC (based on WHO ICD-9 or ICD-10 codes) that were livebirths (LB), fetal deaths (FD) from 20 weeks gestation and underwent termination of pregnancy for fetal anomaly (TOPFA), 1980-2006. RESULTS: Among 8.9 million births covered by 24 EUROCAT congenital anomaly registries, 757 AMC cases were reported. This gives a prevalence of 8.5 per 100,000. Five hundred and four (67%) AMC cases were LB, 199 (26%) cases were TOPFA, and FD occurred in 54 (7%) cases. First week survival status was known for 381 of the 504 LB (76%), of whom 87 (23%) died within the first week of life. Perinatal mortality associated with AMC was 32%. Two hundred and eighty-two (37%) cases had isolated AMC, 90 (12%) had additional syndrome or chromosomal anomalies and 385 (51%) had other major malformations. The same or similar anomaly was reported in 13% of siblings and in 12% of the mother's own family background. Information on prenatal testing was available for 521 cases of which 360 tested positive for a congenital anomaly, representing a sensitivity of 69%. Information on maternal illness before and during pregnancy and medication use in the first trimester was available for approximately a third of the mothers, of whom the vast majority reported no maternal illness or medication use. CONCLUSION: AMC is a rare occurrence, with a reported prevalence of 1:12,000. In this study, while information on potential risk factors such as maternal disease or maternal use of drugs was limited, they did not appear to be associated with the occurrence of AMC. AMC was lethal in a third of cases, either in utero or during the first week of life, although this may not be solely attributed to AMC as most cases had additional malformations.

Experiencia del Instituto de Ortopedia Infantil Roosevelt en el manejo de pacientes con pseudoartrosis congenita de tibia

La pseudoartrosis congénita de la tibia es una enfermedad de muy baja incidencia, pero con gran morbilidad en el paciente afectado por la misma. Es un reto para el ortopedista infantil porque no existe un consenso sobre su etiología y tratamiento. La dificultad en el manejo, esta en obtener y mantener unión o consolidación y simultáneamente proveer una extremidad funcional. El Propósito de este estudio es describir los resultados en el manejo de esta patología en el Instituto de ortopedia Infantil Roosevelt. Metodologia : estudio descriptivo retrospectivo, que incluyo todos los pacientes afectados por esta enfermedad, entre 1980-2010, en una Institución especializada en ortopedia infantil de IV nivel. Resultados : en total se encontraron 26 pacientes, siendo la pierna derecha la más afectada por esta enfermedad. 24 pacientes lograron consolidación de la pseudoartrosis, después de varios procedimientos quirúrgicos, con una mediana de tiempo a la consolidación posterior a su último tratamiento de 10,1 meses. El tratamiento mas realizado fue el aloinjerto estructural y las principales complicaciones fueron la deformidad angular y la discrepancia de longitud. Discusion : esta es una patología de altísima complejidad, que requiere una aproximación multidisciplinaria y varios tratamientos en orden a lograr la consolidación de la tibia y con una alta frecuencia de complicaciones ortopédicas. Se requieren más estudios que aborden la problemática de estos pacientes.

Interdisciplinary approach to treat dyskeratosis congenita associated with severe aplastic anemia: A case report

This paper reports on a 4-year-old male who had dyskeratosis congenita and who acquired severe aplastic anemia. The patient developed hyperpigmentation of the face, neck and chest region, arms, shoulders and legs. In addition, he had dry skin, deformed fingernails and toenails, sparse hair and eyebrows and hyperkeratosis of the dorsum of the hands and feet. Laboratory and histological analysis revealed severe pancytopenia and dyserythropoiesis of red blood cells, hypocellularity of white blood cells and decreased megakaryocytes with dysplasia. The intraoral examination identified bleeding gums; petechiae of the palate, tongue and cheek mucosa; and an atrophic, smooth and shining dorsal surface of the tongue. There were deep carious lesions in the deciduous mandibular molars and maxillary anterior teeth; as well as mobility of mandibular left canine, which had bone loss. The treatment for oral lesions included diet changes, improved oral hygiene, and extraction of the deciduous teeth destroyed by caries.

A novel DAX1/NR0B1 mutation in a patient with adrenal hypoplasia congenita and hypogonadotropic hypogonadism

We report a case of adrenal hypoplasia congenita (AHC) and hypogonadotropic hypogonadism (HH) due to a novel DAX1 mutation. A 19-month-old boy with hyperpigmentation and failure to thrive came to our service for investigation. Three brothers of the patient had died due to adrenal failure, and a maternal cousin had adrenal insufficiency. Adrenoleukodystrophy was excluded. MRI showed normal pituitary and hypothalamus. Plasma hormone evaluation revealed high ACTH (up to 2,790 pg/mL), and low levels of androstenedione, DHEA-S, 11-deoxycortisol, and cortisol. At 14 years of age the patient was still prepubescent, his weight was 43.6 kg (SDS: -0.87) and his height was 161 cm (SDS: -0.36), with normal body proportions. In the GnRH test, basal and maximum values of LH and FSH were respectively 0.6/2.1 and < 1.0/< 1.0 U/L. Molecular investigation identified a novel mutation that consists of a deletion of codon 372 (AAC; asparagine) in exon 1 of DAX1. This mutation was not found in a study of 200 alleles from normal individuals. Prediction site analysis indicated that this alteration, located in the DAX1 ligand-binding domain, may damage DAX1 protein. We hypothesize that the novel (p.Asp372del) DAX1 mutation might be able to cause a disruption of DAX1 function, and is probably involved in the development of AHC and HH in this patient. Arq Bras Endocrinol Metab. 2012;56(8):496-500