Análise da expressão de microRNA moduladores da hemoglobina fetal em células expostas a extratos de Carica papaya

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Jacques, Filipa Carvalhao
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.21/16986
Resumo: Trabalho de dissertação da natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Biomédica
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spelling Análise da expressão de microRNA moduladores da hemoglobina fetal em células expostas a extratos de Carica papayaβ-hemoglobinopatiasReativação da hemoglobina fetalCarica papayaHidroxiureiaβ-hemoglobinopathiesFetal hemoglobin reactivationCarica papayaTrabalho de dissertação da natureza científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia BiomédicaIntrodução: As hemoglobinopatias são doenças sanguíneas genéticas resultantes de mutações e genes que codificam a hemoglobina, que perturbam o transporte de oxigénio e conduzem a diversas complicações de saúde. Para fazer face a estes desafios, é necessário aumentar os níveis de hemoglobina fetal (HbF) como abordagem terapêutica, mas o principal tratamento, a hidroxiureia (HU), enfrenta limitações relacionadas com o custo e a segurança, especialmente em países subdesenvolvidos. Para ultrapassar estas limitações, os investigadores estão a estudar alternativas naturais, como os extratos de folhas de Carica papaya, para aumentar a produção de HbF, esta abordagem natural promete minimizar os efeitos secundários indesejáveis associados aos tratamentos convencionais como a hidroxiureia. Objetivo: Avaliar o efeito de diferentes concentrações dos extratos metanólicos e aquosos nas folhas de Carica papaya em células K562 (linha celular humana mortalizada de leucemia mieloide) para avaliar o seu impacto na regulação da HbF Material e Métodos: Foi realizada uma investigação comparativa, na qual foram avaliados os efeitos de extratos aquosos e metanólicos derivados das folhas de Carica papaya (EMFCP e EAFCP, respetivamente) na indução da HbF e seus genes reguladores, tendo-se usado a exposição a HU como controlo positivo. As células K562 foram expostas a um período 24 horas a concentrações variáveis de EMFCP e EAFCP (0,05, 0,5 e 5 μg/mL). Após a exposição foram avaliados os efeitos da expressão génica a partir do RNA total, recorrendo à técnica de RT-qPCR. Analisaram-se os níveis de expressão dos genes das globinas (HBA, HBB e HBG1); genes reguladores da HbF (BCL11A, HIC2 e BGLT3), assim como os moduladores epigenéticos da globina (DNMT1, DNMT3B, HDAC1, HDAC2, HDAC3 e HDAC8), tendo como gene de referência o GAPDH. Foram ainda analisados os miRNAs envolvidos na regulação da HbF (miR-30a-3p, miR-29c-3p e o miR-148b-3p), tendo como referência o miR- miRNA-423-3p. Resultados: A proliferação celular e a viabilidade das células K562 permaneceram inalteradas em todas as concentrações para todos os compostos testados. Os compostos estudados não apresentam sinais de citotoxicidade. A análise transcricional revelou efeitos opostos aos esperados aquando da exposição, ao EMFCP (0,05 μg/mL e 0,5 μg/mL), uma vez que há uma regulação negativa dos genes das hemoglobinas, como observado nos perfis de expressão dos genes HBA e HBB e a indução da expressão do gene inibidor da HbF, o BCL11A. Estes resultados são reproduzidos em células expostas ao EAFCP (à concentração de 0,5 μg/mL) onde também se verifica o aumento da expressão deste regulador negativo da expressão da HbF, o BCL11A. Estes compostos exibiram também efeitos reguladores importantes sobre a expressão de miRNAs específicos, nomeadamente o miR-29c-3p e o miR-148b-3p. A expressão do miR-29c-3p diminuiu com a exposição ao EMFCP, EAFCP e HU, enquanto os seus genes alvo – o BCL11A e o DNMT3B – a sua expressão aumentou. A expressão do miR-148b-3p diminui quando exposto ao EMFCP, enquanto a do seu gene alvo, BCL11A aumentou, alinhando-se com o papel regulador negativo do miRNA. Conclusão: Este estudo introduz uma nova perspetiva sobre os compostos naturais como moduladores da HbF. Os resultados observados, envolvendo alterações nos genes reguladores da HbF, são promissores para investigação futura acerca de terapias da hemoglobina com base em compostos naturais.Introduction: Hemoglobinopathies are genetic blood diseases resulting from abnormal hemoglobin, which disrupt oxygen transport and lead to various health complications. To address these challenges, it is necessary to increase fetal hemoglobin (HbF) levels as a therapeutic approach, but the main treatment, hydroxyurea (HU), faces limitations related to cost and safety, especially in underdeveloped countries. To overcome these limitations, researchers are studying natural alternatives, such as Carica papaya leaf extracts, to increase HbF production, a natural approach that promises to minimize the undesirable side effects associated with conventional treatments such as hydroxyurea. Objective: To evaluate the effect of different concentrations of the methanolic and aqueous extracts of Carica papaya leaves on K562 cells (human myeloid leukemia cell line) in order to assess their impact on the regulation of HbF. Material and Methods: The study carried out a comparative investigation in which the effects of aqueous and methanolic extracts derived from Carica papaya leaves (EMFCP and EAFCP, respectively) on the induction of HbF and its regulatory genes were evaluated, using exposure to HU as a positive control. K562 cells were exposed for 24 hours to varying concentrations of EMFCP and EAFCP (0.05, 0.5 and 5 μg/mL). After exposure, the effects on gene expression were assessed using RT-qPCR from total RNA. The expression levels of globin genes (HBA, HBB and HBG1); HbF regulatory genes (BCL11A, HIC2 and BGLT3), as well as globin epigenetic modulators (DNMT1, DNMT3B, HDAC1, HDAC2, HDAC3 and HDAC8) were analyzed, with GAPDH as the reference gene. The miRNAs involved in the regulation of HbF (miR-30a-3p, miR-29c-3p and miR-148b-3p) were also analyzed, using miR-423-3p as the reference gene. Results: Cell proliferation and the viability of K562 cells remained unchanged at all concentrations for all the compounds tested. The compounds studied showed no signs of cytotoxicity. Transcriptional analysis revealed opposite effects to those expected on exposure to EMFCP (0.05 μg/mL and 0.5 μg/mL), since there is a negative regulation of hemoglobin genes, as observed in the expression profiles of the HBA and HBB genes and the induction of expression of the HbF inhibitor gene, BCL11A. These results are reproduced in cells exposed to EAFCP (at a concentration of 0.5 μg/mL) where there is also an increase in the expression of this negative regulator of HbF expression, BCL11A. These compounds also showed significant regulatory effects on the expression of specific miRNAs, namely miR-29c-3p and miR-148b-3p. The expression of miR-29c-3p decreased with exposure to EMFCP, EAFCP and HU, while its target genes - BCL11A and DNMT3B - increased their expression. The expression of miR-148b-3p decreased when exposed to EMFCP, while the expression of its target gene, BCL11A, increased, in line with the negative regulatory role of miRNA. Conclusion: This study introduces a new perspective on natural compounds as modulators of HbF. The results observed, involving changes in HbF regulatory genes, are promising for future research into hemoglobin therapies based on natural compounds.Gomes, Anita QuintalBrito, Rui Miguel Duque deRCIPLJacques, Filipa Carvalhao2024-01-24T15:31:20Z20232023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.21/16986TID:203453166porJacques, Filipa Carvalhao - Análise da expressão de microRNA moduladores da hemoglobina fetal em células expostas a extratos de Carica papaya. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2023. Dissertação de Mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-01-31T02:16:15Zoai:repositorio.ipl.pt:10400.21/16986Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T01:59:13.932743Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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