Targeted next generation sequencing in patients with inborn errors of metabolism

BACKGROUND: Next-generation sequencing (NGS) technology has allowed the promotion of genetic diagnosis and are becoming increasingly inexpensive and faster. To evaluate the utility of NGS in the clinical field, a targeted genetic panel approach was designed for the diagnosis of a set of inborn errors of metabolism (IEM). The final aim of the study was to compare the findings for the diagnostic yield of NGS in patients who presented with consistent clinical and biochemical suspicion of IEM with those obtained for patients who did not have specific biomarkers. METHODS: The subjects studied (n = 146) were classified into two categories: Group 1 (n = 81), which consisted of patients with clinical and biochemical suspicion of IEM, and Group 2 (n = 65), which consisted of IEM cases with clinical suspicion and unspecific biomarkers. A total of 171 genes were analyzed using a custom targeted panel of genes followed by Sanger validation. RESULTS: Genetic diagnosis was achieved in 50% of patients (73/146). In addition, the diagnostic yield obtained for Group 1 was 78% (63/81), and this rate decreased to 15.4% (10/65) in Group 2 (X2 = 76.171; p < 0.0001). CONCLUSIONS: A rapid and effective genetic diagnosis was achieved in our cohort, particularly the group that had both clinical and biochemical indications for the diagnosis

Oral insulin-mimetic compounds that act independently of insulin

The hallmarks of insulin action are the stimulation and suppression of anabolic and catabolic responses, respectively. These responses are orchestrated by the insulin pathway and are initiated by the binding of insulin to the insulin receptor, which leads to activation of the receptor's intrinsic tyrosine kinase. Severe defects in the insulin pathway, such as in types A and B and advanced type 1 and 2 diabetes lead to severe insulin resistance, resulting in a partial or complete absence of response to exogenous insulin and other known classes of antidiabetes therapies. We have characterized a novel class of arylalkylamine vanadium salts that exert potent insulin-mimetic effects downstream of the insulin receptor in adipocytes. These compounds trigger insulin signaling, which is characterized by rapid activation of insulin receptor substrate-1, Akt, and glycogen synthase kinase-3 independent of insulin receptor phosphorylation. Administration of these compounds to animal models of diabetes lowered glycemia and normalized the plasma lipid profile. Arylalkylamine vanadium compounds also showed antidiabetic effects in severely diabetic rats with undetectable circulating insulin. These results demonstrate the feasibility of insulin-like regulation in the complete absence of insulin and downstream of the insulin receptor. This represents a novel therapeutic approach for diabetic patients with severe insulin resistance

Estrés oxidativo en el neonato prematuro y en pacientes pediátricos infectados por el VIH

El aumento en la generación de radicales libres en los sistemas biológicos asociada a un desequilibrio entre la producción y eliminación de los mismos da lugar al estrés oxidativo, que juega un importante papel en múltiples fisiopatologías. Dado que se trata de un proceso que puede generar graves alteraciones, tanto celulares como tisulares, nos planteamos como objetivo general de esta tesis, estudiar el estrés oxidativo y el sistema antioxidante en dos situaciones patológicas, relativamente frecuentes en el campo pediátrico: prematuridad e infección por el VIH. En la última fase de la gestación, el metabolismo fetal se modifica en preparación para el momento del parto. El feto adapta su sistema antioxidante para enfrentarse con éxito a la vida extrauterina en la que se produce un cambio brusco en las concentraciones de oxígeno del entorno. Cuando el neonato entra en contacto con una presión parcial de oxígeno superior a la intrauterina los componentes enzimáticos del sistema antioxidante responden aumentando su actividad. Los neonatos prematuros no se enfrentan de igual forma a la vida extrauterina que los nacidos a término, siendo por tanto más susceptibles a cualquier agresión oxidativa a la que sean expuestos. Algunas patologías, como la displasia broncopulmonar, se han relacionado directamente con su incapacidad para defenderse de los efectos tóxicos del oxígeno, por inmadurez de su sistema antioxidante. La mayoría de prematuros que precisan oxígeno en sus primeros días de vida, suman a su inmadurez pulmonar la de su aparato digestivo, lo que origina que no puedan alimentarse por vía enteral. Por ello se debe recurrir a la administración parenteral de nutrientes, como glucosa, aminoácidos y lípidos en forma de Intralípid® al 20%. Los ácidos grasos poliinsaturados constituyen el principal componente del Intralípid® y son altamente susceptibles a la peroxidación. Los hidroperóxidos formados, pueden originar graves alteraciones dependiendo de los niveles tisulares ya existentes y de la cantidad de antioxidantes presentes. Esto es crucial en los neonatos prematuros sometidos a terapia con oxígeno, el cual es un desencadenante importante de los fenómenos de oxidación y generación de radicales libres. El estudio de antioxidantes y su relación con la prematuridad durante un largo período de tiempo permitirá conocer su etiología y su repercusión en niños prematuros con y sin oxigenoterapia; también se podría clarificar los agentes tóxicos asociados a la aparición de la displasia broncopulmonar. Uno de los mecanismos que contribuye a la progresión del SIDA es el estrés oxidativo inducido por la producción de radicales libres, el cual puede jugar un papel importante en la estimulación de la replicación del VIH y en el desarrollo de la enfermedad. El OH, por ejemplo, activa el factor de transcripción nuclear NF-B imprescindible para la replicación viral por lo que ésta se ve potenciada en células infectadas por el VIH. Esta alteración oxidativa puede ser prevenida o atenuada por el sistema de defensa antioxidante. Esto depende de la integridad del sistema enzimático, que requiere una ingesta adecuada de elementos traza tales como Se, Zn, Cu y Mn y de una concentración adecuada de vitaminas A, C y E. La deficiencia plasmática de cisteína en pacientes VIH positivos altera la síntesis del glutatión, esencial para la detoxificación de los radicales libres y estudios in vitro sugieren que suprime la replicación viral. La enfermedad causada por el VIH repercute de manera importante en el crecimiento de la población pediátrica infectada y un 80% de los niños presentan algún déficit nutricional durante su evolución. Contribuyen a este problema la alteración de la función gastrointestinal, la mala absorción y la malnutrición siendo esta última un marcador de progresión de la enfermedad en niños. El retraso en el peso y la talla constituye una de las manifestaciones clínicas más comunes de la infección por el VIH en niños. La aparición de nuevos fármacos y de familias de antirretrovirales y su utilización como terapia combinada ha permitido controlar la replicación del VIH. Esto, a su vez, ha convertido la infección en una patología de curso crónico en aquellos pacientes que disponen de tratamiento de forma regular. La utilización de más de un fármaco permite asociar compuestos con actividad frente a líneas celulares distintas. Sin embargo, la terapia combinada es de cumplimiento difícil y no está exenta de toxicidad a corto, medio y largo plazo. El estudio de la relación entre el estrés oxidativo, el estado nutricional y el tratamiento pautado en niños infectados por el VIH es importante desde el punto de vista clínico. Es de esperar que la suplementación con antioxidantes, a dosis inocuas, y el cambio de terapia según la respuesta del paciente, podría mejorar su estado clínico y virológico, y por tanto, aumentar su calidad de vida

Estrés oxidativo en el neonato prematuro y en pacientes pediátricos infectados por el VIH

[spa] El aumento en la generación de radicales libres en los sistemas biológicos asociada a un desequilibrio entre la producción y eliminación de los mismos da lugar al estrés oxidativo, que juega un importante papel en múltiples fisiopatologías. Dado que se trata de un proceso que puede generar graves alteraciones, tanto celulares como tisulares, nos planteamos como objetivo general de esta tesis, estudiar el estrés oxidativo y el sistema antioxidante en dos situaciones patológicas, relativamente frecuentes en el campo pediátrico: prematuridad e infección por el VIH. En la última fase de la gestación, el metabolismo fetal se modifica en preparación para el momento del parto. El feto adapta su sistema antioxidante para enfrentarse con éxito a la vida extrauterina en la que se produce un cambio brusco en las concentraciones de oxígeno del entorno. Cuando el neonato entra en contacto con una presión parcial de oxígeno superior a la intrauterina los componentes enzimáticos del sistema antioxidante responden aumentando su actividad. Los neonatos prematuros no se enfrentan de igual forma a la vida extrauterina que los nacidos a término, siendo por tanto más susceptibles a cualquier agresión oxidativa a la que sean expuestos. Algunas patologías, como la displasia broncopulmonar, se han relacionado directamente con su incapacidad para defenderse de los efectos tóxicos del oxígeno, por inmadurez de su sistema antioxidante. La mayoría de prematuros que precisan oxígeno en sus primeros días de vida, suman a su inmadurez pulmonar la de su aparato digestivo, lo que origina que no puedan alimentarse por vía enteral. Por ello se debe recurrir a la administración parenteral de nutrientes, como glucosa, aminoácidos y lípidos en forma de Intralípid® al 20%. Los ácidos grasos poliinsaturados constituyen el principal componente del Intralípid® y son altamente susceptibles a la peroxidación. Los hidroperóxidos formados, pueden originar graves alteraciones dependiendo de los niveles tisulares ya existentes y de la cantidad de antioxidantes presentes. Esto es crucial en los neonatos prematuros sometidos a terapia con oxígeno, el cual es un desencadenante importante de los fenómenos de oxidación y generación de radicales libres. El estudio de antioxidantes y su relación con la prematuridad durante un largo período de tiempo permitirá conocer su etiología y su repercusión en niños prematuros con y sin oxigenoterapia; también se podría clarificar los agentes tóxicos asociados a la aparición de la displasia broncopulmonar. Uno de los mecanismos que contribuye a la progresión del SIDA es el estrés oxidativo inducido por la producción de radicales libres, el cual puede jugar un papel importante en la estimulación de la replicación del VIH y en el desarrollo de la enfermedad. El OH, por ejemplo, activa el factor de transcripción nuclear NF-B imprescindible para la replicación viral por lo que ésta se ve potenciada en células infectadas por el VIH. Esta alteración oxidativa puede ser prevenida o atenuada por el sistema de defensa antioxidante. Esto depende de la integridad del sistema enzimático, que requiere una ingesta adecuada de elementos traza tales como Se, Zn, Cu y Mn y de una concentración adecuada de vitaminas A, C y E. La deficiencia plasmática de cisteína en pacientes VIH positivos altera la síntesis del glutatión, esencial para la detoxificación de los radicales libres y estudios in vitro sugieren que suprime la replicación viral. La enfermedad causada por el VIH repercute de manera importante en el crecimiento de la población pediátrica infectada y un 80% de los niños presentan algún déficit nutricional durante su evolución. Contribuyen a este problema la alteración de la función gastrointestinal, la mala absorción y la malnutrición siendo esta última un marcador de progresión de la enfermedad en niños. El retraso en el peso y la talla constituye una de las manifestaciones clínicas más comunes de la infección por el VIH en niños. La aparición de nuevos fármacos y de familias de antirretrovirales y su utilización como terapia combinada ha permitido controlar la replicación del VIH. Esto, a su vez, ha convertido la infección en una patología de curso crónico en aquellos pacientes que disponen de tratamiento de forma regular. La utilización de más de un fármaco permite asociar compuestos con actividad frente a líneas celulares distintas. Sin embargo, la terapia combinada es de cumplimiento difícil y no está exenta de toxicidad a corto, medio y largo plazo. El estudio de la relación entre el estrés oxidativo, el estado nutricional y el tratamiento pautado en niños infectados por el VIH es importante desde el punto de vista clínico. Es de esperar que la suplementación con antioxidantes, a dosis inocuas, y el cambio de terapia según la respuesta del paciente, podría mejorar su estado clínico y virológico, y por tanto, aumentar su calidad de vida

Pottery conveyance in North Patagonia, Argentina: Implications for human mobility across the region

The introduction of pottery in North Patagonia (Argentina), approximately 2000 years BP, allowed hunter-gatherers to exploit resources in new ways, but also required alterations to lifeways to accommodate this new technology, especially in territoriality, exchange, and home ranges. Ceramic provenance analysis allows us to focus on the characteristics of pot circulation and conveyance in the region. In this paper, we explore the topic applying neutron activation analysis to ceramic sherds from six archaeological sites distributed in the Atuel river basin, from Northern Patagonia (Argentina) (Fig. 1). Results show a minimum of six distinctive compositional groups spread in a non-random fashion across the six sites. The distribution suggests a restricted circulation of selected ceramic vessels between two different environments -- highlands vs. lowlands-- that may be related to the exploitation of complementary resources in those contexts. We interpret the compositional data as a reflection of how ceramic technologies were embedded in a residentially mobile settlement pattern. Groups may have produced ceramic vessels (“geared up”) in one location and brought them to other locations during short-term visits to exploit locally abundant resources.Fil: Sugrañes, Nuria Andrea. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad Reg.san Rafael. Instituto de Evolucion, Ecologia Historica y Ambiente. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mendoza. Instituto de Evolucion, Ecologia Historica y Ambiente.; ArgentinaFil: Neme, Gustavo Adolfo. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad Reg.san Rafael. Instituto de Evolucion, Ecologia Historica y Ambiente. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Mendoza. Instituto de Evolucion, Ecologia Historica y Ambiente.; ArgentinaFil: Glascock, Michael D. University of Missouri; Estados UnidosFil: Eerkens, Jelmer. University of California at Berkeley; Estados UnidosFil: McDonald, Brandi Lee. University of Missouri; Estados Unido

Targeted next generation sequencing in patients with inborn errors of metabolism

BACKGROUND: Next-generation sequencing (NGS) technology has allowed the promotion of genetic diagnosis and are becoming increasingly inexpensive and faster. To evaluate the utility of NGS in the clinical field, a targeted genetic panel approach was designed for the diagnosis of a set of inborn errors of metabolism (IEM). The final aim of the study was to compare the findings for the diagnostic yield of NGS in patients who presented with consistent clinical and biochemical suspicion of IEM with those obtained for patients who did not have specific biomarkers. METHODS: The subjects studied (n = 146) were classified into two categories: Group 1 (n = 81), which consisted of patients with clinical and biochemical suspicion of IEM, and Group 2 (n = 65), which consisted of IEM cases with clinical suspicion and unspecific biomarkers. A total of 171 genes were analyzed using a custom targeted panel of genes followed by Sanger validation. RESULTS: Genetic diagnosis was achieved in 50% of patients (73/146). In addition, the diagnostic yield obtained for Group 1 was 78% (63/81), and this rate decreased to 15.4% (10/65) in Group 2 (X2 = 76.171; p < 0.0001). CONCLUSIONS: A rapid and effective genetic diagnosis was achieved in our cohort, particularly the group that had both clinical and biochemical indications for the diagnosis

RAAPNOTITIE 1618

onderzoeksrappor

Characteristics of early Paget's disease in SQSTM1 mutation carriers:Baseline analysis of the ZiPP study cohort

Objectives: Mutations in SQSTM1 are strongly associated with Paget’s disease of bone (PDB) but little is known about the clinical characteristics of those with early disease. Methods: Radionuclide bone scans, biochemical markers of bone turnover and clinical characteristics were analysed in SQSTM1 mutation carriers who took part in the Zoledronic acid in the Prevention of Paget’s disease (ZiPP) study. Results: We studied 222 individuals of whom 54.9% were female with average (± sem) age of 50.1± 0.6 years. Twelve SQSTM1 mutations were observed, including p.Pro392Leu which was present in 141/222 (63.5%) subjects. Bone scan examination revealed evidence of PDB in 20 subjects (9.0%) of which 9 (50%) had a single affected site. Participants with lesions were older than those without lesions but the difference was not significant (53.6 ± 9.1 vs. 49.8 ± 8.9, p=0.07). The mean age of participants with lesions was not significantly different from the age at which their parents were diagnosed with PDB (55 years vs. 59 years, p=0.25). All individuals with lesions were asymptomatic. Serum concentrations of total alkaline phosphatase (ALP) normalised to the upper limit of normal in each centre were higher in those with lesions (0.75 ± 0.69 vs 0.42 ± 0.29; p<0.0001). Similar findings were observed for other biochemical markers of bone turnover but the sensitivity of ALP and other markers in detecting lesions was poor. Conclusions: Asymptomatic PDB is present in about 9% of SQSTM1 mutation carriers by the fifth decade. Further follow up of this cohort will provide important information on the natural history of early PDB and its response to treatment

Randomised trial of genetic testing and targeted intervention to prevent the development and progression of Paget’s disease of Bone.

Key Messages What is already known about this subject? • Paget’s Disease of Bone (PDB) frequently presents at an advanced stage with complications secondary to irreversible skeletal damage. Clinical outcome might be improved by earlier diagnosis and prophylactic treatment. • Genetic factors are important in the pathogenesis of PDB and individuals who carry pathogenic variants in SQSTM1 have more severe disease with an earlier age at onset than those who do not. What does this study add? • Genetic testing for pathogenic SQSTM1 variants in people with a family history of PDB coupled with radionuclide bone scan examination in those that test positive can be used to detect the disease at an early stage. • Prophylactic treatment with zoledronic acid (ZA) in SQSTM1 positive individuals favourably affects the development and progression of early Paget’s disease. How might this impact on clinical practice? • This study supports the introduction of a program of genetic testing for people with a family history of PDB coupled with the offer of prophylactic ZA treatment in carriers of pathogenic SQSTM1 variants