Congenital disorders of glycosylation are genetic syndromes that result in impaired glycoprotein production. We evaluated patients who had a novel recessive disorder of glycosylation, with a range of clinical manifestations that included hepatopathy, bifid uvula, malignant hyperthermia, hypogonadotropic hypogonadism, growth retardation, hypoglycemia, myopathy, dilated cardiomyopathy, and cardiac arrest.Homozygosity mapping followed by whole-exome sequencing was used to identify a mutation in the gene for phosphoglucomutase 1 (PGM1) in two siblings. Sequencing identified additional mutations in 15 other families. Phosphoglucomutase 1 enzyme activity was assayed on cell extracts. Analyses of glycosylation efficiency and quantitative studies of sugar metabolites were performed. Galactose supplementation in fibroblast cultures and dietary supplementation in the patients were studied to determine the effect on glycosylation.Phosphoglucomutase 1 enzyme activity was markedly diminished in all patients. Mass spectrometry of transferrin showed a loss of complete N-glycans and the presence of truncated glycans lacking galactose. Fibroblasts supplemented with galactose showed restoration of protein glycosylation and no evidence of glycogen accumulation. Dietary supplementation with galactose in six patients resulted in changes suggestive of clinical improvement. A new screening test showed good discrimination between patients and controls.Phosphoglucomutase 1 deficiency, previously identified as a glycogenosis, is also a congenital disorder of glycosylation. Supplementation with galactose leads to biochemical improvement in indexes of glycosylation in cells and patients, and supplementation with complex carbohydrates stabilizes blood glucose. A new screening test has been developed but has not yet been validated. (Funded by the Netherlands Organization for Scientific Research and others.).

Over the past 30 years, it has been firmly established that a wide spectrum of (autoimmune) diseases such as rheumatoid arthritis, Crohn's and lupus, but also other pathologies like alcoholic and non-alcoholic steatohepatitis (ASH and NASH) are driven by chronic inflammation and are hallmarked by a reduced level of serum IgG galactosylation. IgG (under)galactosylation is a promising biomarker to assess disease severity, and monitor and adjust therapy. However, this biomarker has not been implemented in routine clinical chemistry due to a complex analytical procedure that necessitates IgG purification, which is difficult to perform and validate at high throughput. We addressed this issue by using endo-β-N-acetylglucosaminidase from Streptococcus pyogenes (endoS) to specifically release Fc N-glycans in whole serum. The entire assay can be completed in a few hours and only entails adding endoS and labeling the glycans with APTS. Glycans are then readily analyzed through capillary electrophoresis. We demonstrate in two independent patient cohorts that IgG undergalactosylation levels obtained with this assay correlate very well with scores calculated from PNGaseF-released glycans of purified antibodies. Our new assay allows to directly and specifically measure the degree of IgG galactosylation in serum through a fast and completely liquid phase protocol, without the requirement for antibody purification. This should help advancing this biomarker towards clinical implementation.

The Mycobacterium bovis Bacille Calmette Guerin (BCG) vaccine shows variable efficacy in protection against adult tuberculosis (TB). Earlier, we have described a BCG mutant vaccine with a transposon insertion in the gene coding for the secreted acid phosphatase SapM, which led to enhanced long-term survival of vaccinated mice challenged with TB infection. To facilitate development of this mutation as part of a future improved live attenuated TB vaccine, we have now characterized the genome and transcriptome of this sapM::Tn mutant versus parental BCG Pasteur. Furthermore, we show that the sapM::Tn mutant had an equal low pathogenicity as WT BCG upon intravenous administration to immunocompromised SCID mice, passing this important safety test. Subsequently, we investigated the clearance of this improved vaccine strain following vaccination and found a more effective innate immune control over the sapM::Tn vaccine bacteria as compared to WT BCG. This leads to a fast contraction of IFNγ producing Th1 and Tc1 cells after sapM::Tn BCG vaccination. These findings corroborate that a live attenuated vaccine that affords improved long-term survival upon TB infection can be obtained by a mutation that further attenuates BCG. These findings suggest that an analysis of the effectiveness of innate immune control of the vaccine bacteria could be instructive also for other live attenuated TB vaccines that are currently under development, and encourage further studies of SapM mutation as a strategy in developing a more protective live attenuated TB vaccine.