Estudio de la deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga con hipoglicemia / Study of very long chain acyl-CoA deshydrogenase with hypoglycemia / Estudo da deficiência de acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa com hipoglicemia

La acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga (VLCAD, very long chain acyl-Co A dehydrogenase) es considerada una enzima limitante en el sistema de beta-oxidación de ácidos grasos de cadena muy larga. Con base en la clínica presentada en esta deficiencia se han informado 3 fenotipos: VLCAD-C por presentar cardiomiopatía dilatada, VLCAD-H caracterizada por episodios de hipoglicemia y VLCAD-M en la cual se presentan episodios de miopatía con rabdomiólisis. Los estudios in vitro, que buscan intermediarios de la degradación mitocondrial de ácidos grasos, facilitan el diagnóstico de alteraciones hereditarias o adquiridas de la actividad de esta enzima. En el presente trabajo se analiza la producción de metabolitos en fibroblastos de pacientes con deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga con hipoglicemia (VLCAD-H), incubados con ácido oleico deuterado. Se incubaron fibroblastos de cinco pacientes con deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga (VLCAD) con hipoglicemia y de diez controles en presencia de ácido oleico deuterado. Se encontró un perfil característico luego de la incubación de fibroblastos con esta deficiencia. Los valores de D²C12:1 fueron similares entre los pacientes y los controles, mientras que los valores de D²C14:1 y D²C16:1 fueron encontrados significativamente más elevados en los fibroblastos de los pacientes. Este sustrato podría ser usado para realizar diagnóstico in vitro de la deficiencia de VLCAD-H.

Very-long-chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD) is considered a rate-limit-ing enzyme in a very-long-chain fatty acid beta-oxidation system. Based on clinical presentation three phenotypes have been reported for this deficien-cy, as follows: VLCAD-C presenting cardiomiopathy, VLCAD-H characterized by episodes of hypoglycemia, and VLCAD-M including episodes of myopathy with rhabdomyolysis. In vitro studies, searching for intermediates of mitochondrial fatty acid degradation, are a tool for diagnosis of inherited or acquired alterations of this enzyme activity. The present work analizes the metabolite production in fbroblasts from patientes with VLCAD-H deficiency, incubated with deuterated oleic acid. Fibroblasts from ten controls and fve patients with VLCAD deficiency with hypoglycemia (VLCAD-H) were incubated in the presence of deuterated oleic acid. A characteristic profle was found after incuba-tion of fbroblasts with this deficiency. D²C12:1 values were similar between patients and controls, while values of D²C14:1 and D²C16:1 were significantly higher in the fbroblasts of patients. Therefore, this substrate could be used for in vitro diagnosis of VLCAD-H deficiency.

A acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa (VLCAD, very long chain acyl-Co A dehydrogenase) é considerada uma enzima limitante no sistema de beta-oxidação de ácidos graxos de cadeia muito longa. Com base na clínica apresentada nesta deficiência, foram informados três fenótipos: VLCAD-C por apre-sentar cardiomiopatia dilatada, VLCAD-H caracterizada por episódios de hipoglicemia e VLCAD-M em que ocorrem episódios de miopatia com rabdomiólise. Os estudos in vitro, em busca de intermediários da degradação mitocondrial de ácidos graxos, são uma ferramenta para o diagnóstico de alterações here-ditárias ou adquiridas da atividade desta enzima. O presente trabalho analisa a produção de metabólitos em fibroblastos de pacientes com deficiência de acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa, com hipoglicemia (VLCAD-H), incubadas com ácido oleico deuterado. Foram incubados fibroblastos de cinco pacientes com deficiência de acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa (VLCAD) com hipoglicemia, e de dez controles em presença de ácido oleico deuterado. Foi achado um perfil característico após a incubação de fibroblastos com esta deficiência. Os valores D²C12:1 foram semelhantes entre os pacientes e os controles, ao passo que os valores de D2C14:1 e D²C16:1 foram significativamente mais elevados nos fibroblastos dos pacientes. Este substrato poderia ser utilizado para realizar diagnóstico in vitro da deficiência VLCAD-H.

Implementación diagnóstica de la deficiencia de acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga / Diagnostic implementation of very long chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency / Implementação diagnóstica da deficiência de acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa

La enzima acil-CoA deshidrogenasa de cadena muy larga (VLCAD) es un homodímero que cataliza la reacción inicial de la ß-oxidación mitocondrial de los ácidos grasos. El presente estudio tuvo como objetivo el análisis de los metabolitos producidos por fibroblastos incubados en presencia de sustratos tritiados vs. deuterados, como herramienta diagnóstica de la deficiencia de VLCAD. Fue encontrada severamente deprimida la oxidación de los sustratos tritiados en los fibroblastos de pacientes con esta enfermedad, asimismo la incubación con sustratos deuterados aportó un perfil característico en esta deficiencia. El método de valoración de agua tritiada, aunque inespecífico, debido a que la oxidación de sustratos tritiados también puede estar deprimida en otras deficiencias, es un buen método para sugerir una deficiencia de acil- CoA deshidrogenasa de cadena muy larga, si el análisis se compara con otros hallazgos propios de la deficiencia enzimática. Sin embargo, la determinación de los metabolitos deuterados es más específica, por encontrarse un perfil característico que muestra niveles elevados de los ácidos grasos octanoico, decanoico, dodecenoico, dodecanoico, tetradecenoico, tetradecanoico y hexadecenoico, lo que la hace diferente de otras deficiencias enzimáticas.

Very long-chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD) is a homodimer that catalyzes the initial reaction of fatty acid ß-oxidation. The objective of the present study was to analyse the metabolites produced by fibroblasts incubated with tritiated vs. deuterated substrates, as a diagnostic tool for the diagnosis of VLCAD deficiency. A severe depression for oxidizing the tritiated substrates was observed for these patients' fibroblasts, and a characteristic profile for this deficiency was found when incubating fibroblasts with deuterated substrates. The method which evaluates the production of tritiated water is nonspecific as the oxidation of tritiated substrates can be found depressed in other fatty acid ß-oxidation disorders; however this method can suggest VLCAD deficiency if the tritiated water measurement is compared with others findings related to this deficiency. On the other hand the measurement of deuterated metabolites is more specific as a characteristic profile was found for this deficiency showing increased levels of the following organic acids: octanoic, decanoic, dodecenoic, dodecanoic, tetradecenoic, tetradecanoic and hexadecanoic, which is different from other fatty acid ß-oxidation disorders.

A enzima acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa (VLCAD) é um homodímero que catalisa a reação inicial da ß-oxidação mitocondrial dos ácidos graxos. O presente estudo teve como objetivo a análise dos metabólitos produzidos por Ibroblastos incubados em presença de substratos tritiados vs. deuterados, como ferramenta de diagnóstico da deIciência de VLCAD. Foi encontrada severamente deprimida a oxidação dos substratos tritiados nos Ibroblastos de pacientes com esta doença, do mesmo modo a incubação com substratos deuterados deu um perIl característico nesta deIciência. O método de avaliação de água tritiada, embora não especíIco, devido a que a oxidação de substratos tritiados também pode estar deprimida em outras deIciências, é um bom método para sugerir uma deIciência de acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa, se a análise é comparada com outros achados próprios da deIciência enzimática. Entretanto, a determinação dos metabólitos deuterados é mais especiIca, devido a que se encontra um perIl característico que mostra níveis elevados dos ácidos graxos octanoico, decanoico, dodecenoico, dodecanoico, tetradecenoico, tetradecanoico e hexadecenoico, o que a torna diferente de outras deIciências enzimáticas.

Levels of carnitine and acylcarnitines in reconstituted red blood cell samples washed with different concentrations of saline solutions / Niveles de carnitina y acilcarnitinas en muestras de glóbulos rojos reconstituidos y lavados con solución salina a diferentes concentraciones

Objective: To evaluate the percentage of carnitine and acylcarnitines remaining in red blood cells after washing them with different concentrations of saline solution. Materials and methods: Human blood samples were centrifuged and the blood cells were washed with different saline solutions. The final pellet was resuspended in PBS for card preparation and tandem mass spectrometry analysis. Results: It was found that carnitine, as well as short-chain, medium-chain, and long-chain acylcarnitines remain in red blood cells at average percentages of 19.3; 34; 34; and 32%, respectively. Significant differences were found for carnitine and acylcarnitine levels in blood washed with an isotonic solution compared to their levels using several hypotonic solutions (p<0.05). Conclusion: Because carnitine and acylcarnitines remained associated with the blood cells, we recommend using whole blood to measure these metabolites.

Objetivo: Evaluar el porcentaje de carnitina y acilcarnitinas que permanece en los glóbulos rojos, luego de lavarlos con solución salina a diferentes concentraciones. Materiales y métodos: Muestras de sangre humana fueron centrifugadas y los glóbulos rojos fueron lavados con solución salina a diferentes concentraciones. El pellet obtenido, fue resuspendido en PBS para preparación de tarjetas y análisis por espectrometría de masa en tandem. Resultados: La carnitina, así como las acilcarnitinas de cadena corta, cadena media y cadena larga, permanecen en los glóbulos rojos a porcentajes promedio de 19,3; 34; 34; and 32%, respectivamente. Se encontró diferencia significativa al comparar los niveles de carnitina y acilcarnitinas de sangre lavada con una solución salina isotónica vs. varias hipotónicas (p<0.05). Conclusión: debido a que la carnitina y las acilcarnitinas permanecen en los glóbulos rojos, se recomienda el uso de sangre entera para medir los niveles de estos metabolitos.

Diagnóstico "in vitro" de la deficiencia de ACIL-CoA deshidrogenasa de cadena corta / \"In vitro\" diagnosis of short chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency

La acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta (SCAD) cataliza la primera reacción de la degradación de ácidos grasos de 4 a 6 átomos de carbono. Su deficiencia debe ser siempre confirmada por estudios de laboratorio. En el presente trabajo, fueron incubados fibroblastos de pacientes que presentaban la deficiencia de SCAD, en presencia de sustratos tritiados. Fue encontrada diferencia significativa (p<0,05) al comparar la degradación de palmitato y miristato tritiado entre controles y pacientes con deficiencia de SCAD.

Short-chain acyl-CoA dehydrogenase (SCAD) is the key enzyme for degrading fatty acids with a 4-6 atoms carbon chain. It is necessary to always confirm this deficiency using laboratory methods. Fibroblasts of patients suffering SCAD deficiency were incubated with tritiated palmitate and miristatesubstrates. A significant difference (p<0.05) was found when comparing tritiated palmitate and miristate degradation between controls and patients suffering SCAD deficiency.

Estudio de la variante polimórfica 625G>A del gen de la Acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta en una familia de Manizales / Study of the short-chain Acyl-CoA dehydrogenase 625G>A polymorphism in a Manizales family

Muestras de sangre de una familia que ha presentado dos casos de síndrome muerte súbita del lactante (SMSL), después de dos embarazos consecutivos, fueron analizadas para algunos desórdenes de la Beta-oxidación mitocondrial. El polimorfismo 625G>A para el gen SCAD fue identificado en dos personas que son pareja y primos en primer grado, y han sido padres de dos niñas que nacieron aparentemente normales y murieron durante las primeras 24 horas sin una explicación razonable. El ADN fue amplificado por PCR y analizado por SSCP. Cuando los fragmentos de ADN fueron analizados por electroforesis en acrilamida/bisacrilamida (19:1) al 8 por ciento, gel 7.5M urea, a temperatura ambiente durante 3 horas, el polimorfismo en la posición 625 fue claramente detectado mediante coloración con nitrato de plata. Los resultados fueron confirmados por secuenciación. Después del tercer embarazo nació una niña, y luego de 6 meses se encuentra saludable. Análisis de acilcarnitinas para los padres y la tercera niña han sido normales, por eso se están realizando análisis bioquímicos y moleculares de la niña y otros familiares voluntarios, con el fin de obtener información acerca de la posible relación entre el problema de SMSL de esta familia y la presencia del polimorfismo. Sin embargo, debido a que cerca del 10-14 por ciento de la población en general son hozigotos para 625G>A o 511C>T o heterozigotos compuestos para ambos, se hace necesario contar con otros indicios de que esta familia presenta la enfermedad y se necesita, además, estudiar nuestras poblaciones para conocer el porcentaje real de este polimorfismo entre nosotros, debido a que todos los estudios se han desarrollado en poblaciones caucásicas.

Detección de deficiencia de acil CoA dehidrogenasa de cadena media a través de un programa de pesquisa neonatal en la Argentina / Medium chain acyl CoA dehidrogenase deficiency detected with a neonatal screening program

La deficiencia de acil-CoA-dehidrogenasa de cadena media (MCADD) es una de las enfermedades metabólicas congénitas (EMC) más frecuentes. Este trastorno de la ß-oxidación de los ácidos grasos se presenta generalmente en lactantes mayores de 6 meses. Las manifestaciones clínicas características son vómitos, letargo, hipotonía y leve hepatomegalia. El laboratorio revela hipoglucemia, hipocetosis, aumento moderado de las transaminasas y amonio y leve acidosis metabólica. El episodio es generalmente desencadenado por un ayuno prolongado o una enfermedad intercurrente. En un 18 por ciento de los casos la MCADD se manifiesta por primera vez con muerte súbita, la mortalidad total es de 24 por ciento y las secuelas de los pacientes que sobreviven pueden ser severas. La pesquisa neonatal de EMC es uno de los pilares de la medicina preventiva. Las enfermedades más comúnmente buscadas son la fenilcetonuria y el hipotiroidismo congénito, pero existen programas de pesquisa que abarcan otras EMC: como galactosemia, leucinosis o deficiencia de biotinidasa. La incorporación de una nueva tecnología, la espectrometría de masa en tándem (EMT), que permite la detección simultánea de 20 enfermedades, ha permitido incluir a los trastornos de la ß-oxidación dentro del grupo de patologías pasibles de detección neonatal. En el presente trabajo reportamos el primer caso de MCADD detectado por EMT en un programa de pesquisa neonatal en Argentina. Se presenta un niño RNT-PAEG con examen físico normal. La muestra de sangre fue obtenida a las 48 horas de vida con el paciente asintomático. El análisis se realizó en la Fundación para el Estudio de las Enfermedades Neurometabólicas (FESEN) como parte del programa de pesquisa neonatal por EMT. De la sangre impregnada en el papel de filtro se prepararon los éteres butílicos de acilcarnitinas y aminoácidos. La detección de las acilcarnitinas se realizó por EMT con un equipo VG Quatro II MS-MS (Micromass, Reino Unido) mediante el barrido de iones precursores de m/z 85. Los valores normales fueron obtenidos en una población de 400 recién nacidos sanos estudiados con la misma metodología. Como control patológico se analizó una muestra de una paciente con MCADD en tratamiento, diagnosticada en ocasión de presentarse con un síndrome de Reye. En el paciente se halló un marcado aumento de octanoilcarnitina (C8): 7,92 µM, con un menor aumento de hexacoilcarnitina (C6): 1,31 µM y decanoilcarnitina: 0,87 µM

Modulation of the hepatic antioxidant defense system by air polluants from urban areas

This study describes the changes induced by organic extracts from airborne particuiate matter in some enzymes related to the antioxidant defense system as well as in peroxisomal acyl CoA oxidase activity in rat liver. After 48 h of i.p. injection (40 mg/kg b.wt.) the hepatic GSH content decreased by about 30 per cent, which was accompanied by a parallel increase in glutathione-S-transferase activity. In contrast the activity of glutathione peroxidase was significantly decreased (p < 0.05).Peroxisomal acyl CoA-oxidase was enhanced by about 40 per cent with a parallel increase of liver catalase (27 per cent), the peroxisomal H2O2-destroying enzyme. With the only exception hepatic lipid peroxidation, that remains unchanged, all the effects showed a dose-dependent response with respect to the content of polycyclic aromatic hydrocarbons in the organic airborne extracts. However, the content of other chemical pollutants such as plasticizers, pestcides and other organic compounds must be taken into account. These results suggest that organic extracts from Santiago airborne particles might induce a prooxidant state. According to this view the increase in GSTs and catalase activity may be considered as a protective response against the damage induced by airborne pollutants.

GPI biosynthesis in mammalian cells: CoA-dependent acylation of GlcN-PI

We have used microsomes prepared from murine lymphoma cell lines to investigate the individual reactions by glycosylphosphatidylinositol (GPI) is synthesized in mammalian cells. Previously, GTP was found to specifically stimulate the second reaction in the pathway, the deacetylation of GlcNAc-PI to GlcN-PI. An additional GPI precursor was detected in incubations with GTP and was found to be GlcN-PI(acyl), the glycolipid proposed to be the third intermediate in mammalian GPI biosynthesis. Investigation into the factors that affect the formation of GlcN-PI(acyl) revealed that, in the presence of GTP, the addition of either CoA or palmitoyl-CoA to the incubation greatly enhanced the amount of this product made. CoA stimulation of this reaction persisted even when ATP was depleted and no formation of acyl-CoA was possible, indicating that the free CoA rather than an acyl-CoA is the actual effector of GlcN-PI acylation. Therefore, we propose that the third reaction in mammalian GPI biosynthesis is catalyzed by a CoA-dependent transacylase rather than an acyl-CoA acyltransferase

Deficiencia de la 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima-A liasa como causa de severo daño neurologico / 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A lyase deficiency as a cause of severe neurological damage

Se trata de la primera descripción en Argentina de una 3-hidroxi-3-metilglutárica aciduria (HMG-Aciduria), defecto genético de la cetogénesis hepática y en el último paso catabólico de la leucina. A la edad de 4 meses, el paciente debutó con un grave cuadro clínico evocador de un Síndrome de Reye; la ausencia de cambios en los aminoácidos séricos y urinários, como asimismo el no incremento en la excreción de los ácidos p-hidroxifenólicos y la presencia de acidosis metabólica sin cetosis, orientaron hacia defecto cetogénico. Un perfil anormal de ácidos orgánicos urinarios, detectado por cromatografía en capa delgada y luego caracterizado y cuantificado por cromatografía de gas-espectrometría de masa, demostró un muy marcado incremento de los metabolitos típicos de la HMG-Aciduria: 3-hidroxi-3-metilglutárico, 3 metilglutacónico, 3-metilglutárico y el 3-hidroxisovalérico. La actividad de la 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA Liasa en leucocitos y fibroblastos cultivados de una biopsia de piel del paciente, señaló una ausencia total en los primero y entre un 2-5% de los valores controles en los segundos. La terapia aplicada en base a una dieta restrictiva en leucina o hipoproteica, hipograsa y la administración continua de L-carnitina no logró mayores efecto sobre el cuadro neurológico ya evidenciado a partir de la primera crisis. La resonancia magnética del cerebro, realizada al año y 8 meses de edad, mostró en T1 imágenes sugestivas de una marcada atrofia cerebral y en T2 imágenes hiperintensas predominantes en la región frontal derecha y parietales posteriores y de tipo puntiforme en los ganglios basales, en particular en la cabeza de ambos núcleos caudados. Estos hallazgos eran compatibles con gliosis y/o desmielinización de la sustancia blanca y necrosis neuronal de la sustancia gris, objetivaciones en probable correlato al profundo retardo sicomotor convulsiones, microcefalia e hipotonía generalizada del niño e interpretado más bien como de tipo secuelar que como otra variante fenotípica de la enfermedad. De allí el acento en señalar la importancia de la alta presunción clínica y de la precocidad del tratamiento inicial sindrómico en la emergencia metabólica