Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Biagi Júnior, Carlos Alberto Oliveira de
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-13072022-151523/
Resumo: O sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq) é uma técnica revolucionária que permite caracterizar os transcriptomas de muitas células individuais em uma amostra. A aplicação desta abordagem é imprescindível para conhecer os mecanismos moleculares que regulam a progressão tumoral, na busca de novos alvos elegíveis para o desenvolvimento de novos biomarcadores e aprimoramento de terapias já existentes. Neste trabalho, exploramos dados públicos de melanoma e dados gerados in house de Câncer de Pulmão de Pequenas Células (CPPC) para buscar um melhor entendimento destas doenças. Utilizamos ferramentas para avaliar as subpopulações de células, tipos celulares, vias enriquecidas, trajetórias e comunicação célula-célula. Em melanoma, identificamos um lncRNA chamado TRHDE-AS1 que parece atuar na via transição epitélio-mesenquima (EMT) em parceria com o HOTAIR. Com isso foi possível propor um circuito gênico regulado por feedback negativo, onde o HOTAIR regula positivamente o TRHDE-AS1, e o TRHDE-AS1, ao atingir um certo nível de expressão, passa a regular negativamente o HOTAIR. A partir da análise de inferência de trajetória entre os tipos celulares foi possível identificar um ponto de diferenciação onde há a ativação da via de EMT a partir da presença de células endoteliais e fibroblastos associados ao câncer (CAF). Para CPPC avaliou-se o perfil transcricional das células únicas e concluiu-se que os dados estão de acordo com a classificação atual de subtipos moleculares, expressando NEUROD1, POU2F3 e ASCL1. Não foram identificadas amostras YAP1 nesse estudo. Por fim, a via de sinalização NOTCH é demonstrada como um papel importante para a plasticidade transcricional em CPPC além das vias de sinalização MK, JAM, PTN, CD99, NMU, CADM e NCAM, identificadas a partir da comunicação célula-célula, que possuem um papel importante para o desenvolvimento de terapias e biomarcadores. Este estudo fornece abordagens para a identificação de novos biomarcadores e desenvolvimento de terapias a partir de dados de sequenciamento de RNA de células únicas.
id USP_b5f01b46ea42365c3a0bb0d1f84b6921
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-13072022-151523
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoralSingle cell RNA sequencing as a tool for understanding the intratumoral microenvironmentBioinformáticaBioinformaticsCâncer de pulmão de pequenas célulasMelanomaMelanomaSequenciamento de RNA de células únicasSingle cell RNA sequencingSmall cell lung cancerO sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq) é uma técnica revolucionária que permite caracterizar os transcriptomas de muitas células individuais em uma amostra. A aplicação desta abordagem é imprescindível para conhecer os mecanismos moleculares que regulam a progressão tumoral, na busca de novos alvos elegíveis para o desenvolvimento de novos biomarcadores e aprimoramento de terapias já existentes. Neste trabalho, exploramos dados públicos de melanoma e dados gerados in house de Câncer de Pulmão de Pequenas Células (CPPC) para buscar um melhor entendimento destas doenças. Utilizamos ferramentas para avaliar as subpopulações de células, tipos celulares, vias enriquecidas, trajetórias e comunicação célula-célula. Em melanoma, identificamos um lncRNA chamado TRHDE-AS1 que parece atuar na via transição epitélio-mesenquima (EMT) em parceria com o HOTAIR. Com isso foi possível propor um circuito gênico regulado por feedback negativo, onde o HOTAIR regula positivamente o TRHDE-AS1, e o TRHDE-AS1, ao atingir um certo nível de expressão, passa a regular negativamente o HOTAIR. A partir da análise de inferência de trajetória entre os tipos celulares foi possível identificar um ponto de diferenciação onde há a ativação da via de EMT a partir da presença de células endoteliais e fibroblastos associados ao câncer (CAF). Para CPPC avaliou-se o perfil transcricional das células únicas e concluiu-se que os dados estão de acordo com a classificação atual de subtipos moleculares, expressando NEUROD1, POU2F3 e ASCL1. Não foram identificadas amostras YAP1 nesse estudo. Por fim, a via de sinalização NOTCH é demonstrada como um papel importante para a plasticidade transcricional em CPPC além das vias de sinalização MK, JAM, PTN, CD99, NMU, CADM e NCAM, identificadas a partir da comunicação célula-célula, que possuem um papel importante para o desenvolvimento de terapias e biomarcadores. Este estudo fornece abordagens para a identificação de novos biomarcadores e desenvolvimento de terapias a partir de dados de sequenciamento de RNA de células únicas.Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) is a revolutionary technology that allows the characterization of the transcriptomes of many individual cells in one sample. The application of this approach is indispensable to know the molecular mechanisms regulating tumor progression in the search for eligible new targets for the development of new biomarkers and enhancement of existing therapies. In this work, we exploit public melanoma data and in-house generated Small Cell Lung Cancer (SCLC) data to seek a better understanding of these diseases. We use tools to assess cell subpopulations, cell types, enriched pathways, trajectories, and cell-cell communication. In melanoma, we identified a lncRNA called TRHDE-AS1 that appears to act in the epithelium-mesenchymal transition (EMT) pathway in partnership with HOTAIR. With this, it was possible to propose a negative feedback regulated gene circuit, where HOTAIR positively regulates TRHDE-AS1, and TRHDE-AS1, upon reaching a certain expression level, negatively regulates HOTAIR. From the pathway inference analysis between cell types, it was possible to identify a point of differentiation where there is the activation of the EMT pathway from the presence of endothelial cells and cancer-associated fibroblasts (CAF). For SCLC, we evaluated the transcriptional profile of single cells and concluded that the data agree with the current classification of molecular subtypes, expressing NEUROD1, POU2F3, and ASCL1. No YAP1 samples were identified in this study. Finally, the NOTCH signaling pathway is shown to play an essential role for transcriptional plasticity in SCLC in addition to the MK, JAM, PTN, CD99, NMU, CADM, and NCAM signaling pathways identified from cell-cell communication, which have an essential role in the development of therapies and biomarkers. This study provides approaches for identifying novel biomarkers and developing therapies from single-cell RNA sequencing data.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSilva Junior, Wilson Araújo daBiagi Júnior, Carlos Alberto Oliveira de2022-04-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-13072022-151523/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-08-04T13:30:34Zoai:teses.usp.br:tde-13072022-151523Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-08-04T13:30:34Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
Single cell RNA sequencing as a tool for understanding the intratumoral microenvironment
title Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
spellingShingle Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
Biagi Júnior, Carlos Alberto Oliveira de
Bioinformática
Bioinformatics
Câncer de pulmão de pequenas células
Melanoma
Melanoma
Sequenciamento de RNA de células únicas
Single cell RNA sequencing
Small cell lung cancer
title_short Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
title_full Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
title_fullStr Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
title_full_unstemmed Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
title_sort Sequenciamento de RNA de células únicas como ferramenta para a compreensão do microambiente intratumoral
author Biagi Júnior, Carlos Alberto Oliveira de
author_facet Biagi Júnior, Carlos Alberto Oliveira de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Silva Junior, Wilson Araújo da
dc.contributor.author.fl_str_mv Biagi Júnior, Carlos Alberto Oliveira de
dc.subject.por.fl_str_mv Bioinformática
Bioinformatics
Câncer de pulmão de pequenas células
Melanoma
Melanoma
Sequenciamento de RNA de células únicas
Single cell RNA sequencing
Small cell lung cancer
topic Bioinformática
Bioinformatics
Câncer de pulmão de pequenas células
Melanoma
Melanoma
Sequenciamento de RNA de células únicas
Single cell RNA sequencing
Small cell lung cancer
description O sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq) é uma técnica revolucionária que permite caracterizar os transcriptomas de muitas células individuais em uma amostra. A aplicação desta abordagem é imprescindível para conhecer os mecanismos moleculares que regulam a progressão tumoral, na busca de novos alvos elegíveis para o desenvolvimento de novos biomarcadores e aprimoramento de terapias já existentes. Neste trabalho, exploramos dados públicos de melanoma e dados gerados in house de Câncer de Pulmão de Pequenas Células (CPPC) para buscar um melhor entendimento destas doenças. Utilizamos ferramentas para avaliar as subpopulações de células, tipos celulares, vias enriquecidas, trajetórias e comunicação célula-célula. Em melanoma, identificamos um lncRNA chamado TRHDE-AS1 que parece atuar na via transição epitélio-mesenquima (EMT) em parceria com o HOTAIR. Com isso foi possível propor um circuito gênico regulado por feedback negativo, onde o HOTAIR regula positivamente o TRHDE-AS1, e o TRHDE-AS1, ao atingir um certo nível de expressão, passa a regular negativamente o HOTAIR. A partir da análise de inferência de trajetória entre os tipos celulares foi possível identificar um ponto de diferenciação onde há a ativação da via de EMT a partir da presença de células endoteliais e fibroblastos associados ao câncer (CAF). Para CPPC avaliou-se o perfil transcricional das células únicas e concluiu-se que os dados estão de acordo com a classificação atual de subtipos moleculares, expressando NEUROD1, POU2F3 e ASCL1. Não foram identificadas amostras YAP1 nesse estudo. Por fim, a via de sinalização NOTCH é demonstrada como um papel importante para a plasticidade transcricional em CPPC além das vias de sinalização MK, JAM, PTN, CD99, NMU, CADM e NCAM, identificadas a partir da comunicação célula-célula, que possuem um papel importante para o desenvolvimento de terapias e biomarcadores. Este estudo fornece abordagens para a identificação de novos biomarcadores e desenvolvimento de terapias a partir de dados de sequenciamento de RNA de células únicas.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-04-14
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-13072022-151523/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-13072022-151523/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256940098355200