Análises de redes de co-expressão gênica diferencial entre cartilagem de joelho saudável e afetada por osteoartrite

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leite, Igor Buzzatto, 1997-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5125
Resumo: Orientador: Lucia Elvira Alvares
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spelling Análises de redes de co-expressão gênica diferencial entre cartilagem de joelho saudável e afetada por osteoartriteAnalyses of differential gene co-expression networks between healthy knee cartilage and affected by osteoarthritisOsteoartriteOsteoarthritisOrientador: Lucia Elvira AlvaresDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A osteoartrite é uma das doenças músculo-esqueléticas mais comuns, afetando principalmente pessoas idosas. Apesar da sua alta prevalência e dos impactos negativos na qualidade de vida, não há tratamento definitivo. A compreensão dos aspectos moleculares desta doença pode auxiliar no desenvolvimento de terapias mais efetivas que os métodos cirúrgicos tradicionais. Com isso em mente, esta dissertação teve como objetivo principal identificar moléculas-chave putativamente envolvidas no desenvolvimento da osteoartrite, por meio da análise de dados de RNA-seq da cartilagem articular, utilizando o algoritmo PCIT. Para tanto, foram comparados dados de RNA-seq de 18 indivíduos normais e 20 indivíduos afetados, provenientes do dataset GSE114007 do Gene Expression Omnibus Database. Redes de co-expressão gênica foram geradas com as correlações obtidas pelo algorítimo PCIT para os grupos Normal e Osteoartrite, contendo correlações com pelo menos um dos genes diferencialmente expressos previamente descritos. A comparação das redes de co-expressão gênica dos grupos contrastantes revelou que elas são formadas pelos mesmos genes, com exceção de um único gene. Apesar disso, há um número muito maior de correlações significativas no grupo da Osteoartrite, mostrando uma maior conectividade desta rede em relação à Normal. A análise dos genes top diferencialmente co-expressos mostrou que há muitos genes que apresentam grandes diferenças de co-expressão entre as redes. A identificação dos genes hub e hub centrality das redes de co-expressão evidenciou uma quantidade maior destes genes no grupo da Osteoartrite, sugerindo um maior envolvimento destes genes em processos biológicos neste grupo em relação ao Normal. Análises de enriquecimento funcional dos genes hub e hub centrality de cada rede mostraram haver tanto processos biológicos exclusivos quanto comuns entre os grupos analisados, com uma quantidade maior de processos no grupo OA. Um detalhamento das redes dos processos biológicos resposta ao VEGF, ossificação, ritmo circadiano, organização da estrutura extracelular, regulação do processo da proliferação e apoptose revelaram a presença de genes compartilhados e exclusivos de cada rede, bem como diferenças nos perfis de expressão gênica. Além disso, identificamos que vários fatores de transcrição, foram identificados como participando de diversos processos biológicos anotados, indicando que estes genes apresentam papéis pleiotrópicos na manutenção da cartilagem articular. Em conjunto, nossos dados apontam para vários genes como sendo putativamente envolvidos no desenvolvimento e progressão da OA, fornecendo um repertório de novas moléculas que poderão ser investigadas futuramente no contexto da OA visando o desenvolvimento de novas terapias ou seu uso como biomarcadores desta doençaAbstract: Osteoarthritis is one of the most common musculoskeletal disorders, affecting mainly the elderly. Despite its high prevalence and negative impacts on quality of life, there is no definitive treatment. Understanding the molecular aspects of this disease can assist in the development of therapies that are more efficient than traditional surgical methods. Bearing that in mind, this dissertation had the main aim to identify key molecules putatively involved in osteoarthritis development, through the analysis of RNA-seq of articular cartilage, using the PCIT algorithm. For that, RNA-seq data from 18 normal individuals and 20 affected individuals were compared, which was downloaded from the GSE114007 dataset of Gene Expression Omnibus Database. Genetic co-expression networks for the Normal and Osteoarthritis groups were generated using the correlations obtained by PCIT, containing at least one of the differentially expressed genes previously described. The comparison of the gene co-expression networks of the contrasting groups revealed that they are formed by the same genes, except for a single gene. Despite this, there is a higher number of significant correlations in the Osteoarthritis group, showing greater connectivity of this network in comparison to the Normal group. The analysis of the top genes differentially co-expressed showed that many genes display great differences in co-expression patterns between the networks. The identification of the hub and hub centrality genes of the co-expression networks showed a higher number of these genes in the Osteoarthritic group, suggesting greater involvement of these genes in the biological processes of this group in comparison to the Normal group. Analyzes of functional enrichment of the hub and hub centrality genes of each network showed that there are both exclusive and common biological processes among the groups, with a higher number of processes in the Osteoarthritis group. A detailed analysis of the biological process networks: response to VEGF, ossification, circadian rhythm, organization of the extracellular structure, regulation of the proliferative and apoptotic process, revealed shared and exclusive genes in each network, as well as differences in gene expression profiles. In addition, we identified that many transcription factors were participating in several of the biological processes evaluated, indicating that these genes have pleiotropic roles in the maintenance of the articular cartilage. Together, our data point to several genes as being putatively involved in the development and progression of osteoarthritis, providing a repertoire of new molecules that can be further investigated in the context of this pathology, aiming at the development of new therapies or their use as biomarkers for this diseaseMestradoBiologia CelularMestre em Biologia Celular e EstruturalCNPQ131275/2019-4[s.n.]Alvares, Lucia Elvira, 1968-Cesar, Aline Silva MelloGeraldo, Murilo VieiraUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Biologia Celular e EstruturalUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLeite, Igor Buzzatto, 1997-20212021-04-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (95 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/5125LEITE, Igor Buzzatto. Análises de redes de co-expressão gênica diferencial entre cartilagem de joelho saudável e afetada por osteoartrite. 2021. 1 recurso online (95 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5125. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1246424Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-12-07T14:03:10Zoai::1246424Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-12-07T14:03:10Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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