Frontiers in Neurology (Sep 2017)
Peripheral Oxidative Stress Biomarkers in Spinocerebellar Ataxia Type 3/Machado–Joseph Disease
- Adriano M. de Assis,
- Adriano M. de Assis,
- Jonas Alex Morales Saute,
- Jonas Alex Morales Saute,
- Jonas Alex Morales Saute,
- Jonas Alex Morales Saute,
- Jonas Alex Morales Saute,
- Aline Longoni,
- Clarissa Branco Haas,
- Vitor Rocco Torrez,
- Andressa Wigner Brochier,
- Gabriele Nunes Souza,
- Gabriel Vasata Furtado,
- Gabriel Vasata Furtado,
- Tailise Conte Gheno,
- Tailise Conte Gheno,
- Aline Russo,
- Thais Lampert Monte,
- Thais Lampert Monte,
- Raphael Machado Castilhos,
- Artur Schumacher-Schuh,
- Artur Schumacher-Schuh,
- Rui D’Avila,
- Karina Carvalho Donis,
- Carlos Roberto de Mello Rieder,
- Carlos Roberto de Mello Rieder,
- Carlos Roberto de Mello Rieder,
- Diogo Onofre Souza,
- Diogo Onofre Souza,
- Suzi Camey,
- Suzi Camey,
- Vanessa Bielefeldt Leotti,
- Vanessa Bielefeldt Leotti,
- Laura Bannach Jardim,
- Laura Bannach Jardim,
- Laura Bannach Jardim,
- Laura Bannach Jardim,
- Laura Bannach Jardim,
- Luis Valmor Portela,
- Luis Valmor Portela
Affiliations
- Adriano M. de Assis
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Adriano M. de Assis
- Programa de Pós-Graduação em Saúde e Comportamento, Centro de Ciências da Vida e da Saúde, Universidade Católica de Pelotas (UCPel), Pelotas, Brazil
- Jonas Alex Morales Saute
- Programa de Pós-Graduação em Medicina: Ciências Médicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Jonas Alex Morales Saute
- Serviço de Genética Médica, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Jonas Alex Morales Saute
- Serviço de Neurologia, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Jonas Alex Morales Saute
- Laboratório de Identificação Genética, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Jonas Alex Morales Saute
- Departamento de Medicina Interna, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Aline Longoni
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Clarissa Branco Haas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Vitor Rocco Torrez
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Andressa Wigner Brochier
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Gabriele Nunes Souza
- Serviço de Genética Médica, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Gabriel Vasata Furtado
- Laboratório de Identificação Genética, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Gabriel Vasata Furtado
- Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Tailise Conte Gheno
- Laboratório de Identificação Genética, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Tailise Conte Gheno
- Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Aline Russo
- Serviço de Genética Médica, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Thais Lampert Monte
- Programa de Pós-Graduação em Medicina: Ciências Médicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Thais Lampert Monte
- Serviço de Neurologia, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Raphael Machado Castilhos
- Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Artur Schumacher-Schuh
- Serviço de Neurologia, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Artur Schumacher-Schuh
- Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Rui D’Avila
- Serviço de Genética Médica, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Karina Carvalho Donis
- Serviço de Genética Médica, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Carlos Roberto de Mello Rieder
- Programa de Pós-Graduação em Medicina: Ciências Médicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Carlos Roberto de Mello Rieder
- Serviço de Neurologia, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Carlos Roberto de Mello Rieder
- Departamento de Neurologia, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Porto Alegre, Brazil
- Diogo Onofre Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Diogo Onofre Souza
- 0Departamento de Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde (ICBS), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Suzi Camey
- 1Programa de Pós-Graduação em Epidemiologia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Suzi Camey
- 2Departamento de Estatística, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Vanessa Bielefeldt Leotti
- 1Programa de Pós-Graduação em Epidemiologia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Vanessa Bielefeldt Leotti
- 2Departamento de Estatística, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Laura Bannach Jardim
- Programa de Pós-Graduação em Medicina: Ciências Médicas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Laura Bannach Jardim
- Serviço de Genética Médica, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Laura Bannach Jardim
- Laboratório de Identificação Genética, Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA), Porto Alegre, Brazil
- Laura Bannach Jardim
- Departamento de Medicina Interna, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Laura Bannach Jardim
- Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Luis Valmor Portela
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- Luis Valmor Portela
- 0Departamento de Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde (ICBS), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, Brazil
- DOI
- https://doi.org/10.3389/fneur.2017.00485
- Journal volume & issue
-
Vol. 8
Abstract
ObjectivesSpinocerebellar ataxia type 3/Machado–Joseph disease (SCA3/MJD) is a polyglutamine disorder with no current disease-modifying treatment. Conformational changes in mutant ataxin-3 trigger different pathogenic cascades, including reactive oxygen species (ROS) generation; however, the clinical relevance of oxidative stress elements as peripheral biomarkers of SCA3/MJD remains unknown. We aimed to evaluate ROS production and antioxidant defense capacity in symptomatic and presymptomatic SCA3/MJD individuals and correlate these markers with clinical and molecular data with the goal of assessing their properties as disease biomarkers.MethodsMolecularly confirmed SCA3/MJD carriers and controls were included in an exploratory case–control study. Serum ROS, measured by 2′,7′-dichlorofluorescein diacetate (DCFH-DA) as well as superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) antioxidant enzyme activities, levels were assessed.ResultsFifty-eight early/moderate stage symptomatic SCA3/MJD, 12 presymptomatic SCA3/MJD, and 47 control individuals were assessed. The DCFH-DA levels in the symptomatic group were 152.82 nmol/mg of protein [95% confidence interval (CI), 82.57–223.08, p < 0.001] higher than in the control and 243.80 nmol/mg of protein (95% CI, 130.64–356.96, p < 0.001) higher than in the presymptomatic group. The SOD activity in the symptomatic group was 3 U/mg of protein (95% CI, 0.015–6.00, p = 0.048) lower than in the presymptomatic group. The GSH-Px activity in the symptomatic group was 13.96 U/mg of protein (95% CI, 5.90–22.03, p < 0.001) lower than in the control group and 20.52 U/mg of protein (95% CI, 6.79–34.24, p < 0.001) lower than in the presymptomatic group and was inversely correlated with the neurological examination score for spinocerebellar ataxias (R = −0.309, p = 0.049).ConclusionEarly/moderate stage SCA3/MJD patients presented a decreased antioxidant capacity and increased ROS generation. GSH-Px activity was the most promising oxidative stress disease biomarker in SCA3/MJD. Further longitudinal studies are necessary to identify both the roles of redox parameters in SCA3/MJD pathophysiology and as surrogate outcomes for clinical trials.
Keywords
- spinocerebellar ataxia type 3
- Machado–Joseph disease
- oxidative stress
- reactive oxygen species
- polyglutamine disorders