Validação de genes candidatos envolvidos na retinopatia falciforme

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bertozzo, Victor de Haidar e, 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/20.500.12733/3622
Resumo: Orientadores: Mônica Barbosa de Melo, Sueli Matilde da Silva Costa
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spelling Validação de genes candidatos envolvidos na retinopatia falciformeValidation of candidate genes involved in sickle cell retinopathyAnemia falciformeRetinopatia falciformeGenes diferencialmente expressosSickle cell anemiaSickle cell retinopathyDifferentially expressed genesOrientadores: Mônica Barbosa de Melo, Sueli Matilde da Silva CostaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A anemia falciforme é uma das doenças genéticas mais frequentes na população mundial. Os pacientes apresentam quadro clínico heterogêneo e dentre as complicações oculares, as alterações retinianas são as mais importantes. A retinopatia falciforme (RF) é deflagrada pela vaso-oclusão da microvasculatura na retina periférica, podendo levar a um processo de neovascularização que pode se desdobrar em hemorragia vítrea e descolamento de retina causando perda de visão. As células endoteliais desempenham papel fundamental na fisiopatologia da RF, especialmente na formação de neovasos. O objetivo central deste estudo foi identificar e validar genes diferencialmente expressos (GDEs) em vias que podem estar envolvidas com a RF. Com este propósito foram utilizados dados obtidos de um estudo preliminar de transcriptômica de células endoteliais progenitoras isoladas de sangue periférico de pacientes com hemoglobinopatia S (HbSS) com e sem retinopatia. Além disso, para obter informações adicionais sobre as funções biológicas, foram realizadas análises de enriquecimento funcional e redes de interação proteína-proteína (IPP). Nesse contexto, o transcriptoma foi montado por meio do programa STAR, utilizando como referência o genoma humano. Para detecção da diferença de expressão foi utilizado o pacote DESeq2, sendo aplicado o ajuste de FDR. Foram identificados 826 GDEs quando comparados os grupos com e sem retinopatia (GI x GII). Já na comparação entre os grupos com retinopatia falciforme proliferativa e sem retinopatia (GIP x GII), 501 genes apresentaram expressão diferencial. Dos GDEs identificados, 16 foram selecionados para validação por RT-qPCR: RAB38, RAB3C, PODN, SH3RF2, SEMA5A, SLC2A4, CDCP1, CCDC178, NR5A2, HTR1D, ADAMTS15, TGFA, STAT6, LHX6, CPS1, TYRP1. Ainda, análises de enriquecimento foram conduzidas por meio da ferramenta online PANTHER. Adicionalmente, utilizando-se o plug-in stringApp e MCODE presentes no software Cytoscape, redes de IPP e clusters foram gerados. Dentre os genes selecionados para validação, destacamos o gene RAB38, que teve seus resultados validados por RT-qPCR (p-valor= 0.03). O RAB38 tem sido associado à proliferação, migração e invasão in vitro, podendo indicar uma possível participação em diversas vias envolvidas na RF. Os demais genes não atingiram significância estatística na etapa de validação. Ademais, as análises de enriquecimento funcional demonstraram envolvimento em processos biológicos que podem estar associados com a RF, desses processos, 171 são distintos quando contrapostas as análises GI x GII e GIP x GII. Interessantemente, vias de angiogênese, migração, adesão, diferenciação, e proliferação celular estão presentes em ambas as análises. Entre os processos biológicos identificados, a regulação da resposta inflamatória e a regulação positiva da 7 atividade MAP quinase, assim como a regulação positiva da cascata MAPK se mostraram significantes apenas na análise GI x GII, enquanto a regulação positiva da sinalização fosfatidilinositol 3-quinase e regulação positiva da via de sinalização de receptor via STAT foram identificados apenas na análise GIP x GII. Dentre as proteínas presentes nos clusters identificados quando utilizado o plug-in MCODE, destacamos VEGFC, FLT1, FLT4, NRP1, HGF, IL-6, IL-1A e IL-18. Curiosamente, a análise dos dados de RNA-Seq mostrou uma superexpressão dos genes VEGFC, FLT1 e NRP1 e subexpressão de FLT4 quando comparados os grupos GI x GII. Estes resultados podem indicar uma possível associação entre VEGFC e os receptores FLT1 e NRP1, ativando vias de sinalização como PI3K/AKT e MAPK/ERK e assim contribuindo para os mecanismos envolvidos na angiogênese e na fisiopatologia da retinopatia falciforme. Portanto, nosso estudo apresenta dados preliminares que fornecem novas percepções que podem guiar importantes estudos nessa área, cujos mecanismos moleculares envolvidos ainda permanecem pouco elucidadosAbstract: Sickle cell anemia is one of the most frequent genetic disorders worldwide. Patients present a diverse clinical presentation, and among ocular manifestations, retinal alterations are the most important. Sickle cell retinopathy (SCR) occurs due to vaso-oclusion of the microvasculature in the peripheral retina, which can lead to neovascularization and possibly vitreous hemorrage and retinal detachment with vision loss. Endothelial cells play a key role in SCR pathophysiology, especially in the generation of new blood vessels. The main goal of this study was to identify and validate differentially expressed genes (DEGs) present in pathways that may be involved in SCR. For this purpose, data obtained from a preliminary transcriptomic study of endothelial progenitor cells isolated from peripheral blood of patients with hemoglobin S (HbSS) with and without retinopathy were used. Furthermore, functional enrichment analysis and protein-protein interaction networks (PPI) were performed to gain further insights of biological functions. In this context, transcriptome assembly was performed by STAR, with human genome as reference. The DESeq2 package was used to obtain the differential gene expression, with FDR adjustment. A total of 826 DEGs were identified when the groups with and without retinopathy (GI x GII) were compared. In the comparison between the groups with proliferative sickle cell retinopathy and without retinopathy (GIP x GII), 501 genes showed differential expression. Sixteen genes of the DEGs identified were selected for RT-qPCR validation: RAB38, RAB3C, PODN, SH3RF2, SEMA5A, SLC2A4, CDCP1, CCDC178, NR5A2, HTR1D, ADAMTS15, TGFA, STAT6, LHX6, CPS1, TYRP1. Moreover, PANTHER online tool was utilized for enrichment analysis. The stringApp and MCODE plug-ins in Cytoscape software were used to generate PPI networks and clusters. The differential expression analysis identified 826 DEGs when comparing the groups with and without SCR (GI x GII). The comparison between the groups with proliferative SCR and without SCR (GIP x GII) generated 501 DEGs. Among the genes selected for validation, we highlight RAB38, with differential expression validated by RT-qPCR (p-value = 0.03). This gene has been associated with proliferation, migration and invasion in vitro. These pathways are relevant in SCR pathophysiology, and indicate a possible role of RAB38 in this context. The other genes did not reach statistical significance in the validation stage. Furthermore, functional enrichment analysis showed the DEGs participation in biological processes possibly associated with SCR. Of these, 171 are distinct between GI x GII and GIP x GII. Curiously, angiogenesis, cell migration, adhesion, differentiation and proliferation pathways are present in both comparisons. Among the identified biological processes, regulation of inflammatory response and positive 9 regulation of MAP kinase activity and positive regulation of MAPK cascade were significant only in GI x GII analysis, whereas positive regulation of phosphatidylinositide3-kinase and positive regulation of STAT receptor signaling pathway were found only in GIP x GII comparison. Among the proteins present in the clusters identified through the MCODE plugin, we highlight VEGFC, FLT1, FLT4, NRP1, HGF, IL-6, IL-1A and IL-18. Interestingly, the analysis of RNA-Seq data showed an overexpression of VEGFC, FLT1 and NRP1 genes and underexpression of FLT4 when comparing the GI x GII groups. These results may indicate a possible association between VEGFC and FLT1 and NRP1 receptors, activating signaling pathways such as PI3K/AKT and MAPK/ERK, therefore contributing to the mechanisms involved in angiogenesis and in the pathophysiology of sickle cell retinopathy. Thus, our findings contain preliminary results which can guide relevant studies in the field, since molecular mechanisms of SCR are yet poorly understoodMestradoGenética MédicaMestre em CiênciasFAPESP2014/00984-3CNPQ130373/2020-6[s.n.]Melo, Mônica Barbosa de, 1968-Silva-Costa, Sueli Matilde da, 1962-Guaragna, Mara SanchesGonçalves, Marilda de SouzaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Ciências MédicasPrograma de Pós-Graduação em Ciências MédicasUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBertozzo, Victor de Haidar e, 1997-20212022-02-23T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (187 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/3622BERTOZZO, Victor de Haidar e. Validação de genes candidatos envolvidos na retinopatia falciforme. 2021. 1 recurso online (187 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3622. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1239374Requisitos 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/openAccess2022-04-28T15:44:07Zoai::1239374Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-04-28T15:44:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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