[go: up one dir, main page]

RU2196988C2 - Method for diagnostics of mucopolysaccharidosis - Google Patents

Method for diagnostics of mucopolysaccharidosis Download PDF

Info

Publication number
RU2196988C2
RU2196988C2 RU2000110089A RU2000110089A RU2196988C2 RU 2196988 C2 RU2196988 C2 RU 2196988C2 RU 2000110089 A RU2000110089 A RU 2000110089A RU 2000110089 A RU2000110089 A RU 2000110089A RU 2196988 C2 RU2196988 C2 RU 2196988C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glycosaminoglycans
electrophoresis
mucopolysaccharidosis
stage
gag
Prior art date
Application number
RU2000110089A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000110089A (en
Inventor
Г.А. Пауль
Т.В. Русова
Original Assignee
Государственный новосибирский областной клинический диагностический центр
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный новосибирский областной клинический диагностический центр filed Critical Государственный новосибирский областной клинический диагностический центр
Priority to RU2000110089A priority Critical patent/RU2196988C2/en
Publication of RU2000110089A publication Critical patent/RU2000110089A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2196988C2 publication Critical patent/RU2196988C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, medicinal genetics. SUBSTANCE: method could be used to predict diseases associated with the disorders in the exchange of connective tissue of congenital and acquired etiology. The method deals with destruction of separate types of glycosaminoglycans by affecting with specific enzymes chondroitinases AC and ABC. Then a single-stage unidimensional electrophoresis is carried out. EFFECT: higher efficiency and simplicity. 2 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской генетике, и может быть использовано для диагностики заболеваний, связанных с нарушением обмена соединительной ткани врожденной и приобретенной этиологии. The invention relates to medicine, namely to medical genetics, and can be used to diagnose diseases associated with metabolic disorders of the connective tissue of congenital and acquired etiology.

Известен способ определения вида гликозаминогликанов путем хроматографии (Pеnnock С.A. "A review and selection of simple laboratory methods used for the study of glucosaminoglycan excretion and the diagnosis of the mucopolysaccharidoses". J. Clin. Path., 1976, 29, 111-123). A known method for determining the type of glycosaminoglycans by chromatography (Penock C. A. "A review and selection of simple laboratory methods used for the study of glucosaminoglycan excretion and the diagnosis of the mucopolysaccharidoses". J. Clin. Path., 1976, 29, 111- 123).

Данный способ недостаточно специфичный за счет того, что заряд гликозаминогликанов определяется степенью его полимерности и количеством сульфатированных групп; многоэтапный, трудоемкий, для его осуществления необходимы дорогостоящее оборудование и реактивы. This method is not specific enough due to the fact that the charge of glycosaminoglycans is determined by the degree of its polymerization and the number of sulfated groups; multi-stage, labor-intensive, expensive equipment and reagents are required for its implementation.

Наиболее близким к заявляемому является способ определения гиперэкскреции и видов гликозаминогликанов методом электрофореза (Philip P. Dеmburе and R. August Roesel "Screening for Mucopolysaccharidoses by Analysis of Urinary Glucosaminoglycans." Techniques in Diagnostic Human Biochemical Genetics: A Laboratory Manual, p.p.77-86, 1991, Wiley - Liss, Inc.), который осуществляется следующим образом: выделяются гликозаминогликаны из мочи методом Pennock С. А. (1976) в модификации. Изолированные гликозаминогликаны и стандарты растворяются в дистиллированной воде в концентрации 0,5 мг/мл. Closest to the claimed is a method for determining hyperexcretion and types of glycosaminoglycans by electrophoresis (Philip P. Dembure and R. August Roesel "Screening for Mucopolysaccharidoses by Analysis of Urinary Glucosaminoglycans." Techniques in Diagnostic Human Biochemical Genetics: A Laboratory Manual, pp77-86, 1991, Wiley - Liss, Inc.), which is carried out as follows: glycosaminoglycans from urine are isolated by the method of Pennock S. A. (1976) in a modification. Isolated glycosaminoglycans and standards are dissolved in distilled water at a concentration of 0.5 mg / ml.

Электрофорез проводится на приборе горизонтального электрофореза фирмы Bio-Rad. Гликозаминогликаны и стандарты в количестве 5-10 мкг наносятся на ацетатцеллюлезную мембрану Optiphor-10. Проводится 1 этап электрофореза в течение 10 мин при напряжении 25В/CM. Затем мембрана помещается в 15% раствор этанола в 0,1 М барийацетатном буфере на 2 мин. Проводится II этап электрофореза в течение 20 мин. Мембраны окрашиваются в 0,25% растворе Алцианового голубого, а затем окраска фиксируется 5% раствором уксусной кислоты. Electrophoresis is carried out on a horizontal electrophoresis device company Bio-Rad. Glycosaminoglycans and standards in the amount of 5-10 μg are applied to the Optiphor-10 cellulose acetate membrane. 1 stage electrophoresis is carried out for 10 min at a voltage of 25V / CM. The membrane is then placed in a 15% ethanol solution in 0.1 M barium acetate buffer for 2 minutes. The second stage of electrophoresis is carried out for 20 minutes. The membranes are stained in a 0.25% solution of Alcian blue, and then the color is fixed with a 5% solution of acetic acid.

Способ недостаточно специфичный за счет того, что не учитывает микрогетерогенность гликозаминогликанов, трудоемкий (многоэтапный), требует дорогостоящего оборудования и реактивов. The method is not specific enough due to the fact that it does not take into account the microheterogeneity of glycosaminoglycans, labor-intensive (multi-stage), requires expensive equipment and reagents.

Задача изобретения предложить выкокоспецифичный, простой способ для диагностики мукополисахаридозов. The objective of the invention is to offer a highly specific, simple method for the diagnosis of mucopolysaccharidoses.

Поставленная задача решается за счет того, что проводят разрушение отдельных видов гликозаминогликанов, воздействуя специфическими ферментами хондроитиназами АС и АВС, затем проводят одноэтапный одномерный электрофорез. The problem is solved due to the fact that they carry out the destruction of certain types of glycosaminoglycans, acting with specific enzymes chondroitinases AC and ABC, then conduct one-stage one-dimensional electrophoresis.

При использовании способа имеет место положительный медицинский эффект, который заключается в диагностике заболевания в высокой степени специфичности. Высокая специфичность достигается за счет того, что применяемые ферменты специфичны для отдельных видов гликозаминогликанов независимо от молекулярной массы, тканевой специфичности, заряда гликозаминогликанов и, разрушая, удаляют отдельные виды гликозаминогликанов на этапе подготовки к электрофорезу. When using the method there is a positive medical effect, which consists in the diagnosis of the disease in a high degree of specificity. High specificity is achieved due to the fact that the enzymes used are specific for individual types of glycosaminoglycans, regardless of molecular weight, tissue specificity, glycosaminoglycan charge and, destroying, remove certain types of glycosaminoglycans at the stage of preparation for electrophoresis.

Использование имеет социальную значимость. Специфическая диагностика дает возможность проведения пренатальной диагностики для предотвращения рождения ребенка с такой патологией в семье. При использовании способа имеет место экономический эффект: для верификации диагноза сужается диапазон дорогостоящих исследований. Use has social significance. Specific diagnosis makes it possible to conduct prenatal diagnosis to prevent the birth of a child with such a pathology in the family. When using the method, an economic effect takes place: the range of expensive studies is narrowed to verify the diagnosis.

Способ прост, высокоспецифичен, надежен, проводится на отечественном оборудовании. The method is simple, highly specific, reliable, carried out on domestic equipment.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Гликозаминогликаны, выделенные из 5 мл случайной порции мочи методом Pеnnock С.А. (1976), растворяются в 50 мкл дистиллированной воды. К 10 мкл растворенных в воде гликозаминогликанов мочи добавляется хондроитиназа АС (ЕС. 4.2.2.5) или хондроитиназа АВС (ЕС.4.2.2.4) (Sigma, США), растворенная в 0,2 М трис-НСl буфере, содержащем 0,2 М натрийацетат, рН 8,0, в объеме 5 мкл, таким образом, чтобы конечная активность фермента в инкубационной смеси составляла не менее 0,025 ЕД/мкл. Инкубируется 3 ч при 370С. Останавливают реакцию охлажденным спиртом 96o, 200 мкл. Через 30 мин цетрифугируется 10 мин, 3 тыс оборотов, надосадочная жидкость сливается, осадок высушивается на воздухе, растворяется в 10 мкл дистиллированной воды.Glycosaminoglycans isolated from 5 ml of a random portion of urine by Pennock S.A. (1976), dissolved in 50 μl of distilled water. Chondroitinase AC (EC. 4.2.2.5) or chondroitinase ABC (EC.4.2.2.4) (Sigma, USA) dissolved in 0.2 M Tris-HCl buffer containing 0.2 M is added to 10 μl of urine glycosaminoglycans dissolved in water. sodium acetate, pH 8.0, in a volume of 5 μl, so that the final enzyme activity in the incubation mixture is at least 0.025 U / μl. Incubated for 3 hours at 37 ° C. Stop the reaction with chilled alcohol 96 ° , 200 μl. After 30 minutes, centrifuged for 10 minutes, 3 thousand revolutions, the supernatant discharged, the precipitate was dried in air, dissolved in 10 μl of distilled water.

Электрофорез проводится на приборе для изотахофореза на пленке ИТФ-П2 27. Ацетатцеллюлезная мембрана "Владипор МФА-МА 5" производства "Тасма", предварительно замоченная в 0,1 М барийацетатном буфере, рН 4,8, высушивается промокательной бумагой. Пробы и стандарт (смесь гепарансульфата и хондроитинсульфата А, Sigma, США, в концентрации 1 мг/мл, водный раствор) наносятся на ацетатцеллюлезную мембрану в количестве 1 мкл полоской длиной около 5 мм. На "шероховатой" поверхности мембраны от края отступают 2 см (направление движения электрофореза вдоль волокон мембраны) и проводят линию простым карандашом без нажима (это линия старта). Затем делают разметку для нанесения проб. От края и между пробами отступают по 7-10 мм. Электрофорез проводится в 0,1 М барийацетатном буфере, рН 4,8, при напряжении 70 В в течение 90 мин, от катода к аноду. Мембрана окрашивается в 0,1% растворе Алцианового голубого в 2,5% растворе уксусной кислоты в течение 10 мин, затем окраска фиксируется 2,5% раствором уксусной кислоты. Electrophoresis is performed on an isotachophoresis device on ITF-P2 27 film. Vladipor MFA-MA 5 cellulose acetate membrane manufactured by Tasma, presoaked in 0.1 M barium acetate buffer, pH 4.8, is dried with blotting paper. Samples and standard (a mixture of heparan sulfate and chondroitin sulfate A, Sigma, USA, at a concentration of 1 mg / ml, aqueous solution) are applied to the cellulose acetate membrane in an amount of 1 μl strip with a length of about 5 mm. On the “rough” surface of the membrane, 2 cm deviate from the edge (the direction of electrophoresis along the membrane fibers) and draw a line with a simple pencil without pressure (this is the start line). Then make markings for applying samples. 7-10 mm away from the edge and between samples. Electrophoresis is carried out in 0.1 M barium acetate buffer, pH 4.8, at a voltage of 70 V for 90 min, from the cathode to the anode. The membrane is stained in a 0.1% solution of Alcian blue in a 2.5% solution of acetic acid for 10 minutes, then the color is fixed with a 2.5% solution of acetic acid.

Примеры практического использования
Пример 1
Пациенту Л. , 9 лет 9 мес с клиникой мукополисахаридоза проведено обследование. Выявлена гиперэкскреция гликозаминогликанов (36,0 мг/мМ креатинина (норма 3,2-5,6)). При проведении электрофореза выявлена гиперэкскреция ГАГ за счет хондроитинсульфатов А и С, дерматансульфат (линия 1), но нельзя исключить присутствие гепарансульфата. После обработки ГАГ хондроитиназой АС были удалены хондроитинсульфаты А и С (линия 2), после обработки ГАГ хондроитиназой АВС были удалены хондроитинсульфаты А и С, а также дерматансульфат (хондроитинсульфат В) (линия 3). Линия 4: стандарт (ГС - гепарансульфат; ХС - хондроитинсульфатов А и С; ДС - дерматансульфат). Заключение: Гиперсекреция ГАГ обусловлена преимущественно за счет дерматансульфата, хондроитинсульфатов А и С, что характерно для мукополисахаридоза. В дальнейшем у пациента необходимо исследование активности ферментов для дифферренциальной диагностики типа мукополисахаридоза I, VI и VII.
Practical examples
Example 1
Patient L., 9 years old, 9 months with a clinic of mucopolysaccharidosis was examined. Hyperexcretion of glycosaminoglycans (36.0 mg / mM creatinine (norm 3.2-5.6)) was detected. During electrophoresis, GAG hyperexcretion was detected due to chondroitin sulfates A and C, dermatan sulfate (line 1), but the presence of heparan sulfate cannot be ruled out. After the GAG treatment with chondroitinase AS, chondroitin sulfates A and C were removed (line 2), after the GAG treatment with chondroitinase ABC, chondroitin sulfates A and C were removed, as well as dermatan sulfate (chondroitin sulfate B) (line 3). Line 4: standard (HS - heparan sulfate; HS - chondroitin sulfates A and C; DS - dermatan sulfate). Conclusion: GAG hypersecretion is mainly due to dermatan sulfate, chondroitin sulfates A and C, which is typical for mucopolysaccharidosis. Further, the patient needs a study of enzyme activity for differential diagnosis of type mucopolysaccharidosis I, VI and VII.

Пример 2
Пациенту К. , 3 года 10 мес, с клиникой мукополисахаридоза проведено обследование. Выявлена гиперэкскреция гликозаминогликанов (20,7 мг/мМ креатинина (норма 4,4-8,0)). При проведении электрофореза выявлена гиперэкскреция ГАГ за счет хондроитинсульфатов А и С (линия 1), но нельзя исключить присутствие кератансульфата. После обработки ГАГ хондроитиназой АС были удалены хондроитинсульфаты А и С (линия 2), после обработки ГАГ хондроитиназой АВС были удалены хондроитинсульфаты А и С, а также дерматансульфат (хондроитинсульфат В) (линия 3). Линия 4: стандарт (ГС - гепарансульфат; ХС - хондроитинсульфатов А и С; ДС - дерматансульфат). Заключение: Гиперсекреция ГАГ обусловлена за счет хондроитинсульфатов А и С. В дальнейшем у пациента определено отсутствие активности арилсульфатазы А и В, выставлен диагноз мукосульфатидоза. Это заболевание не относится к мукополисахаридозам.
Example 2
Patient K., 3 years 10 months, was examined with a mucopolysaccharidosis clinic. Hypexcretion of glycosaminoglycans (20.7 mg / mM creatinine (norm 4.4-8.0)) was detected. During electrophoresis, GAG hyperexcretion was detected due to chondroitin sulfates A and C (line 1), but the presence of keratan sulfate cannot be ruled out. After the GAG treatment with chondroitinase AS, chondroitin sulfates A and C were removed (line 2), after the GAG treatment with chondroitinase ABC, chondroitin sulfates A and C were removed, as well as dermatan sulfate (chondroitin sulfate B) (line 3). Line 4: standard (HS - heparan sulfate; HS - chondroitin sulfates A and C; DS - dermatan sulfate). Conclusion: GAG hypersecretion is due to chondroitin sulfates A and C. Later on, the patient was found to have no activity of arylsulfatase A and B, and he was diagnosed with mucosulfatidosis. This disease does not apply to mucopolysaccharidoses.

Claims (1)

Способ диагностики мукополисахаридозов путем определения гиперэкскреции и видов гликозаминогликанов (ГАГ), отличающийся тем, что проводят разрушение отдельных видов ГАГ, воздействуя специфическими ферментами хондроитиназами АС и АВС, затем проводят одноэтапный одномерный электрофорез, и при выявлении гиперэкскреции ГАГ, обусловленной дерматансульфатом и хондроитинсульфатом А и С, диагностируют мукополисахаридоз. A method for the diagnosis of mucopolysaccharidoses by determining hyperexcretion and types of glycosaminoglycans (GAGs), characterized in that they destroy individual GAGs by acting with specific enzymes, chondroitinases AC and ABC, then carry out one-stage one-dimensional electrophoresis, and when GAG hyperexcretation and dermatomes are diagnosed with mucopolysaccharidosis.
RU2000110089A 2000-04-19 2000-04-19 Method for diagnostics of mucopolysaccharidosis RU2196988C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110089A RU2196988C2 (en) 2000-04-19 2000-04-19 Method for diagnostics of mucopolysaccharidosis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110089A RU2196988C2 (en) 2000-04-19 2000-04-19 Method for diagnostics of mucopolysaccharidosis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000110089A RU2000110089A (en) 2002-05-10
RU2196988C2 true RU2196988C2 (en) 2003-01-20

Family

ID=20233666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000110089A RU2196988C2 (en) 2000-04-19 2000-04-19 Method for diagnostics of mucopolysaccharidosis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196988C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003106997A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-24 Women's And Children's Hospital Oligosaccharide biomarkers for mucopolysaccharidoses and other related disorders
US10137176B2 (en) 2013-03-15 2018-11-27 The Trustee Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods for treating MPSI
US10973929B2 (en) 2016-02-03 2021-04-13 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Gene therapy for treating mucopolysaccharidosis type I
IT202200007808A1 (en) 2022-04-20 2023-10-20 Luigi Michele Pavone THERAPEUTIC COMPOSITIONS FOR DISEASES CAUSED BY ACCUMULATION OF EPARAN SULFATE
US11890329B2 (en) 2017-07-06 2024-02-06 The Trustees Of The University Of Pennsylvania AAV9-mediated gene therapy for treating mucopolysaccharidosis type I

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PHILIP P. DEMBURE et. al. Screening for Mucopolysaccharidosis by Analysis of Urinary Glucosaminoglycans. Technigues in Diagnostic Human Biochemical Genetics: A Laboratory Manual, р.р. 77-86, 1991, Wiley-Liss, Inc. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003106997A1 (en) * 2002-06-14 2003-12-24 Women's And Children's Hospital Oligosaccharide biomarkers for mucopolysaccharidoses and other related disorders
US10137176B2 (en) 2013-03-15 2018-11-27 The Trustee Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods for treating MPSI
RU2708318C2 (en) * 2013-03-15 2019-12-05 Дзе Трастиз Оф Дзе Юниверсити Оф Пенсильвания Compositions and methods of treating mps1
US10792343B2 (en) 2013-03-15 2020-10-06 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods for treating MPSI
US10973929B2 (en) 2016-02-03 2021-04-13 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Gene therapy for treating mucopolysaccharidosis type I
US11890329B2 (en) 2017-07-06 2024-02-06 The Trustees Of The University Of Pennsylvania AAV9-mediated gene therapy for treating mucopolysaccharidosis type I
IT202200007808A1 (en) 2022-04-20 2023-10-20 Luigi Michele Pavone THERAPEUTIC COMPOSITIONS FOR DISEASES CAUSED BY ACCUMULATION OF EPARAN SULFATE
WO2023203004A1 (en) 2022-04-20 2023-10-26 Pavone Luigi Michele Therapeutic compositions with imino sugars for the treatment of diseases with accumulation of heparan sulfate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Farndale et al. Improved quantitation and discrimination of sulphated glycosaminoglycans by use of dimethylmethylene blue
EP1910841B1 (en) In vitro process for diagnosis of neurodegenerative diseases
RU2196988C2 (en) Method for diagnostics of mucopolysaccharidosis
Hennessey et al. Urinary glycosaminoglycan excretion as a biochemical marker in patients with bladder carcinoma
WO2016119536A1 (en) Application of high-positive-charge fluorescent protein in analysis and detection of glycosaminoglycans and analogues thereof
Sakuta et al. Mitochondrial DNA mutations at nucleotide positions 3243 and 3271 in mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes: a comparative study
Karamanos et al. High-performance capillary electrophoretic analysis of hyaluronan in effusions from human malignant mesothelioma
Maccari et al. Glycosaminoglycan blotting on nitrocellulose membranes treated with cetylpyridinium chloride after agarose‐gel electrophoretic separation
Sherman et al. Mucous glycoproteins from cat tracheal goblet cells and mucous glands separated with EDTA
Andrews et al. Riboflavin analysis of cereals. Application of the microbiological method
Koźma et al. Glycosaminoglycans of human serum and their alterations in diabetes mellitus
Linker et al. Problems in the analysis of urinary mucopolysaccharide excretion
Lukacs Mucopolysaccharides
Jadresic et al. Urine glycosaminoglycans in congenital and acquired nephrotic syndrome
Osuoji Acid glycosaminoglycan of eggshell membranes
Thorne et al. A methodology for the characterization of urinary glycosaminoglycans
Pennock et al. Excess glycosaminoglycan excretion in infancy and childhood
Rueloekke et al. Physiologic serial changes in the visual appearance of urine samples from individual pet guinea pigs (Cavia porcellus)
Wład et al. Urinary glycosaminoglycans in patients with hypothyroidism and in healthy subjects
CN112352156A (en) Method for analyzing acidic mucopolysaccharide or salt thereof contained in test sample, method for quantifying chondroitin sulfate or salt thereof, and method for quality control test of product
Endo et al. Histochemical localization of estrogen induced sulfated glycoprotein in rabbit uterus
RU2103689C1 (en) Method to predict adhesive disease of peritoneum in children
Atoji et al. Chondroitin sulfate proteoglycan in the extracellular matrix of the canine superior olivary nuclei
RU2103687C1 (en) Method of differential diagnosis of brucellosis clinical forms in human
Zamora Campos Determination of hexosamines in urine by HPLC for diagnosis of mucopolysaccharidoses type III