Análise metabolômica do plasma de indivíduos com osteonecrose secundária à doença falciforme

• Autor(a) principal: Pereira, Táyla da Cruz Santos
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/34621
• topic: Bioquímica; Biomarcadores; Metabolômica; Plasma sanguíneo; Ressonância magnética nuclear; Sickle cell disease; osteonecrosis; metabolomics; nuclear magnetic; resonance

A doença falciforme é a hemoglobinopatia mais frequente no Brasil e constitui problema de saúde pública mundial, com grande impacto na morbimortalidade da população acometida. Em portadores desta patologia a manifestação clínica articular predominante é a osteonecrose, que comumente evolui para doença terminal. Análises relacionadas a metabólitos e vias metabólicas desreguladas, em sistemas complexos, tornou-se uma ferramenta poderosa para investigar processos metabólicos, identificar potenciais biomarcadores e desvendar a reprogramação metabólica em várias doenças. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo principal utilizar uma abordagem metabolômica por ressonância magnética nuclear para identificar biomarcadores relacionadas à doença falciforme, bem como, à osteonecrose secundária a doença falciforme. Foi utilizado o plasma sanguíneo de indivíduos controle e de portadores de doença falciforme sem e com osteonecrose. Baseado no estágio clínico da osteonecrose, graduado com o método modificado de Ficat e Arlet, as amostras foram classificadas como estágio inicial, intermediário e avançado de osteonecrose. Para a obtenção dos espectros uni e bidimensionais foi utilizado um equipamento de ressonância magnética nuclear - Bruker Avance III de 14,1 Tesla - (600 MHz). A otimização do protocolo de preparo de amostras e aquisição dos espectros envolveu a utilização de diferentes sequências de pulso; Zg, Zgpr, Lcipnf2, Noesypr 1D bem como alguns protocolos de precipitação de proteínas com metanol. A identificação dos metabólitos foi realizada com o auxílio do software Chenomx NMR Suite 8.4. O processamento e a quantificação foram realizados no software NMRProcflow. As análises estatísticas foram realizadas no software MetaboAnalyst 3.0. Vinte e nove metabólitos foram identificados por RMN de 1H, incluindo 12 aminoácidos, 9 ácidos orgânicos, 4 lipídios, 3 compostos orgânicos, 1 carboidrato. O perfil metabólico do plasma sanguíneo do grupo controle foi significativamente distinto dos grupos de portadores de doença falciforme sem osteonecrose e com osteonecrose. Dezoito metabólitos com VIP score > 0,5 foram responsáveis pelas diferenças entre as amostras destes grupos. O Sn-glicerol-3-fosfocolina e a fenilalanina foram os metabólitos com os resultados mais promissores para futuras investigações de biomarcador de doença falciforme. O 3-hidroxibutirato foi o metabólito com resultado mais promissor para estudos futuros de biomarcador de osteonecrose secundária à DF. A análise topológica de vias metabólicas revelou potencial relação entre doença falciforme e osteonecrose secundária à DF e algumas vias metabólicas, nomeadamente; metabolismo do nitrogênio, do piruvato, da tiamina, da arginina e prolina, da fenilalanina; biossíntese de aminoacil t-RNA, da fenilalanina, da tirosina e triptofano, da valina, leucina e isoleucina; glicólise ou gliconeogênese; degradação de valina, leucina e isoleucina; síntese e degradação de corpos cetônicos. As vias metabólicas que apresentaram maior impacto foram respectivamente; metabolismo do piruvato, metabolismo da arginina e prolina e metabolismo da fenilalanina. A análise de discriminante também revelou que o plasma dos portadores de osteonecrose secundária à DF em diferentes estágios de osteonecrose apresentavam perfil metabólico distinto. No plasma de sangue periférico quatorze metabólitos com VIP score > 0,5 foram responsáveis por esta diferença. A histidina e lactato foram os metabólitos com os resultados mais promissores para futuras investigações de biomarcador de estadiamento de osteonecrose secundária à doença falciforme, sobretudo para o diagnóstico precoce desta patologia. A histidina, o VLDL + HDL e o citrato foram os metabólitos com os resultados mais promissores para futuras investigações de biomarcador de estágios avançados de osteonecrose secundária à doença falciforme. A análise topológica de vias metabólicas revelou potencial relação entre os diferentes estágios de osteonecrose secundária à DF e algumas vias metabólicas, nomeadamente; biossíntese de aminoacil t-RNA, biossíntese de fenilalanina, tirosina e triptofano, biossíntese de valina, leucina e isoleucina, metabolismo de glioxilato e dicarboxilato, metabolismo da fenilalanina, metabolismo do piruvato, degradação de valina, leucina e isoleucina e síntese e degradação de corpos cetônicos. As vias metabólicas que apresentaram maior impacto foram respectivamente; biossíntese de fenilalanina, tirosina e triptofano e metabolismo da fenilalanina. Estes resultados fornecem um forte evidência de uma assinatura metabólica para os indivíduos com doença falciforme e com osteonecrose secundária à DF, definida principalmente por um conjunto de vinte metabólitos com níveis alterados no plasma sanguíneo incluindo, citrato, 2-hidroxi-3-metilbutírico, tirosina, glicose, histidina, formato, glicina, acetona, prolina, sn-glicerol-3-fosfocolina, fenilalanina, 3-hidroxibutirato, lactato, creatina + creatinina, acetato, leucina + isoleucina e VLDL + HDL. Espera-se, que estes achados, ajudem a nortear futuras pesquisas na área e possa elucidar, ainda mais, as alterações bioquímicas na doença falciforme e na osteonecrose secundária a DF.