Análise baseada em biologia de sistemas de dados transcricionais de células progenitoras neurais humanas tratadas com chumbo

• Autor(a) principal: Reis, Clóvis Ferreira dos
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28206
• topic: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS; Exposição ao chumbo; Transcriptogramer; RNA-Seq; Análise de transcriptoma; Time series; Inferência de redes; Data integration; Visualização de redes

As consequências do envenenamento por chumbo são diversas e importantes na saúde humana uma vez que este metal pesado pode interagir com muitos sistemas orgânicos, afetando principalmente o sistema nervoso, com implicações graves e irreversíveis do neurodesenvolvimento, consolidação de memória e processos de aprendizagem em crianças. Sua interação com componentes celulares dá-se de muitas formas, afetando proteínas de ligação a íons, proteínas de sinalização de transdução, canais iônicos transmembrana e fatores de transcrição. Apesar da sintomatologia da intoxicação por chumbo já ser bastante conhecida, pouco ainda se sabe sobre seus efeitos sistêmicos e sobre o seu impacto global na modulação da transcrição de células neuronais. A fim de investigar tais efeitos sob uma ótica de biologia de sistemas, aplicamos o pipeline do pacote transcriptogramer R/Bioconductor com a finalidade de avaliar o perfil transcricional de células progenitoras neurais humanas (NPCs) tratadas com acetato de chumbo 30µM por 26 dias. Dotado de um método não supervisionado, o algoritmo do transcriptogramer é projetado para identificar, em experimentos do tipo caso-controle, grupos de genes funcionalmente associados e diferencialmente expressos. Tal pipeline foi capaz de identificar onze clusteres diferencialmente expressos entre os dias 3 e 11 do tratamento com chumbo. Destes, sete apresentaram uma regulação negativa de diversos sistemas celulares envolvidos na diferenciação celular, como organização do citoesqueleto, RNA e biossíntese de proteínas, caracterizados por redes grandes e fortemente conectadas. Os quatro clusteres positivamente regulados apresentaram nós esparsos e pouco conectados, principalmente relacionados a transcrição, transporte transmembrana e transdução de sinal. Já no período subsequente, envolvendo os dias 12 a 26 de tratamento, foi possível observar uma alteração maciça do perfil de transcrição celular com interferência em todas as camadas da regulação da expressão gênica. Desta forma, nossos resultados sugerem que o chumbo induz modificações transcricionais significativas nas NPCs que podem ser correlacionadas a danos e/ou adaptações de diversos sistemas, todos decorrentes da intoxicação por este metal pesado, influenciando, assim, o resultado final da diferenciação das células ES-NP.