Caracterização abrangente de pequeno RNA em portadores de HTLV-1 assintomáticos e doentes, com ATLL e HAM/TSP
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Data
2017-12-20
Autores
Souza, Daniela Raguer Valadão de [UNIFESP]
Orientadores
Sanabani, Sabri Saeed Mohammed Ahmed Al [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The Human T-lymphotropic virus type I (HTLV-I) is the causative agent of a spectrum of clinical manifestations, ranging from asymptomatic infection to a number of human disorders, most notably a malignant ATLL and a chronic progressive neuromyelopathy, termed HTLV-I-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis (HAM/TSP). Small non-coding RNAs (sRNAs) evolved to play important roles in virus-host interactions. In the present study, we used the massive parallel sequencing (MPS) approach to investigate the characteristic expression of sRNA during the development of ATLL and HAM/TSP in HTLV-1 infected patients and to identify known and new sRNA genes resident in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). In order to perform an unbiased sRNA profile, 44 samples from HTLV-1 infected individuals, previously known in terms of clonality and proviral load (PVL), were subjected for analysis. Participants were categorized into four groups: asymptomatic polyclonal (ACs-P, n = 8), asymptomatic monoclonal (ACs-M, n = 8), HAM / TSP patients (n = 16) and ATLL patients (n = 12). The analysis strategy involved the comparison of the group of ACs-P subjects with the other groups, namely (ACs-P vs ACs-M), (ACs-P vs HAM/TSP), and (ACs-P vs ATLL). In the ACs-P vs ACs-M group, only one miRNA (miRNA 33a-5p) was significantly down regulated (p <0.001). In the ACs-P vs. HAM / TSP group, 15 sRNAs were significantly deregulated (p <0.001) of which 11 were down regulated and 4 up-regulated. The top 5 most abundantly expressed sRNA were miRNAs 651, 151b, 154-3p, 18b-5p and 539-3p. In the ACs-P vs. ATLL group, 27 sRNAs were significantly deregulated (p <0.001). Of these, 16 were down regulated and 11 were up regulated. The top 5 most significantly and differentially expressed sRNAs were: miRNAs 577, 3194-5p, 4772-5p, 296-5p and 3934 -5p. Most of the miRNAs presented here are already described as involved in other oncological processes, however only miR-1 has already been related to HTLV-1 infection. Further analysis of the expression profile of these 4 groups revealed a characteristically unique and very significant expression profile in ATLL patients with acute leukemic form. The following 10 possible biomarkers are believed to play important role in progression of the disease to leukemic form: miRNAs 3200-3p, 4732-5p, 3688-3p, 3200-5p, 183- 5p, 144-5p, 296-5p, 451a, 577 and 193a-5p. Of these miRs, the miR-144/451 cluster is suggested to be closely involved in the pathogenesis of ATLL. Also, their high expression in acute ATLL can be used as a potential biomarker for the diagnosis of the disease. This study characterized the small RNA in the BPMCs from HTLV-1 patients in different clinical settings using MPS technology for the first time, which provides an opportunity for further understanding of sRNA regulation function during the course of HTLV-1 infection. The small RNA described here, might serve as biomarkers or therapeutic targets in the future.
O vírus da leucemia de células T humanas de tipo I (HTLV-1) é o agente etiológico de um espectro de manifestações clínicas, variando de infecção assintomática a uma série de distúrbios em humanos. Duas são mais notáveis, uma doença maligna, a leucemia / linfoma de células T adultas (ATLL), e outra uma desordem neurológica crônica, a mielopatia associada ao HTLV-1 / paraparesia espástica tropical (HAM / TSP). Pequenos RNAs (sRNA) não codificantes evoluíram para desempenhar papéis importantes nas interações vírus-hospedeiro. No presente estudo, utilizamos a abordagem massiva de sequenciamento paralelo (MPS) para investigar a expressão característica do sRNA durante o desenvolvimento de ATLL e HAM/TSP em pacientes infectados com HTLV-1 e identificar genes de sRNA conhecidos e novos residentes em células mononucleares do sangue periférico (PBMCs). De forma a realizar um perfil imparcial de sRNA, 44 amostras de indivíduos infectados por HTLV-1, previamente conhecidos em termos de clonalidade e carga proviral (PVL), foram submetidas à análise. Os participantes foram categorizados em quatro grupos: portadores assintomáticos policlonais (ACs-P) (n=8), portadores assintomáticos monoclonais (ACs-M) (n=8), doentes com HAM/TSP (n=16) e doentes com ATLL (n=12). A estratégia de análise envolveu a comparação do grupo de assintomáticos policlonais com os demais grupos, a saber (ACs-P vs ACs-M), (ACs-P vs HAM/TSP) e (ACs-p vs ATLL). Nos grupos ACs-P vs ACs-M apenas um miRNA (miRNA 33a-5p) mostrou-se significativamente regulado para baixo (p<0,001). Nos grupos ACs-P vs HAM/TSP, 15 sRNAs apresentaram-se significativamente desregulados (p<0,001), 11 foram regulados para baixo e 4 regulados para cima. Os cinco melhores sRNAs mais expressivos foram os miRNAs 651, 151b, 154-3p, 18b-5p e 539-3p. Nos grupos ACs-P vs ATLL, 27 sRNAs mostraram-se significativamente desregulados (p<0,001), 16 regulados para baixo e 11 regulados para cima. Os 5 principais sRNAs mais significativamente e diferencialmente expressos foram os miRNAs 577, 3194-5p, 4772-5p, 296-5p e 3934-5p. A maioria dos miRNAs aqui apresentados já é descrita como envolvido em outros processos oncológicos, no entanto, apenas o miR-1 já fora relacionado à infecção pelo HTLV-1. Uma análise mais aprofundada da expressão desses 4 grupos revelou um perfil de expressão caracteristicamente único e muito significativo em pacientes com ATLL na forma leucêmica aguda. Acredita-se que os 10 seguintes possíveis biomarcadores desempenham um papel importante na progressão da doença para a forma leucêmica aguda: miRNAs 3200-3p, 732-5p, 3688-3p, 3200-5p, 183-5p, 144-5p, 296-5p, 451a , 577 e 193a-5p. Destes miRNAs, sugere-se que o cluster mir-144-451 esteja intimamente envolvido na patogênese da ATLL. Além disso, sua alta expressão em ATLL aguda pode ser usada como um potencial biomarcador para diagnóstico da doença. Este estudo caracterizou o pequeno RNA em PBMCs de pacientes com HTLV-1 em diferentes contextos clínicos usando a tecnologia MPS pela primeira vez, o que proporciona uma oportunidade para uma maior compreensão da função de regulação de sRNA durante o curso da infecção pelo HTLV-1. Os pequenos RNAs aqui descritos podem servir como biomarcadores ou alvos terapêuticos no futuro.
O vírus da leucemia de células T humanas de tipo I (HTLV-1) é o agente etiológico de um espectro de manifestações clínicas, variando de infecção assintomática a uma série de distúrbios em humanos. Duas são mais notáveis, uma doença maligna, a leucemia / linfoma de células T adultas (ATLL), e outra uma desordem neurológica crônica, a mielopatia associada ao HTLV-1 / paraparesia espástica tropical (HAM / TSP). Pequenos RNAs (sRNA) não codificantes evoluíram para desempenhar papéis importantes nas interações vírus-hospedeiro. No presente estudo, utilizamos a abordagem massiva de sequenciamento paralelo (MPS) para investigar a expressão característica do sRNA durante o desenvolvimento de ATLL e HAM/TSP em pacientes infectados com HTLV-1 e identificar genes de sRNA conhecidos e novos residentes em células mononucleares do sangue periférico (PBMCs). De forma a realizar um perfil imparcial de sRNA, 44 amostras de indivíduos infectados por HTLV-1, previamente conhecidos em termos de clonalidade e carga proviral (PVL), foram submetidas à análise. Os participantes foram categorizados em quatro grupos: portadores assintomáticos policlonais (ACs-P) (n=8), portadores assintomáticos monoclonais (ACs-M) (n=8), doentes com HAM/TSP (n=16) e doentes com ATLL (n=12). A estratégia de análise envolveu a comparação do grupo de assintomáticos policlonais com os demais grupos, a saber (ACs-P vs ACs-M), (ACs-P vs HAM/TSP) e (ACs-p vs ATLL). Nos grupos ACs-P vs ACs-M apenas um miRNA (miRNA 33a-5p) mostrou-se significativamente regulado para baixo (p<0,001). Nos grupos ACs-P vs HAM/TSP, 15 sRNAs apresentaram-se significativamente desregulados (p<0,001), 11 foram regulados para baixo e 4 regulados para cima. Os cinco melhores sRNAs mais expressivos foram os miRNAs 651, 151b, 154-3p, 18b-5p e 539-3p. Nos grupos ACs-P vs ATLL, 27 sRNAs mostraram-se significativamente desregulados (p<0,001), 16 regulados para baixo e 11 regulados para cima. Os 5 principais sRNAs mais significativamente e diferencialmente expressos foram os miRNAs 577, 3194-5p, 4772-5p, 296-5p e 3934-5p. A maioria dos miRNAs aqui apresentados já é descrita como envolvido em outros processos oncológicos, no entanto, apenas o miR-1 já fora relacionado à infecção pelo HTLV-1. Uma análise mais aprofundada da expressão desses 4 grupos revelou um perfil de expressão caracteristicamente único e muito significativo em pacientes com ATLL na forma leucêmica aguda. Acredita-se que os 10 seguintes possíveis biomarcadores desempenham um papel importante na progressão da doença para a forma leucêmica aguda: miRNAs 3200-3p, 732-5p, 3688-3p, 3200-5p, 183-5p, 144-5p, 296-5p, 451a , 577 e 193a-5p. Destes miRNAs, sugere-se que o cluster mir-144-451 esteja intimamente envolvido na patogênese da ATLL. Além disso, sua alta expressão em ATLL aguda pode ser usada como um potencial biomarcador para diagnóstico da doença. Este estudo caracterizou o pequeno RNA em PBMCs de pacientes com HTLV-1 em diferentes contextos clínicos usando a tecnologia MPS pela primeira vez, o que proporciona uma oportunidade para uma maior compreensão da função de regulação de sRNA durante o curso da infecção pelo HTLV-1. Os pequenos RNAs aqui descritos podem servir como biomarcadores ou alvos terapêuticos no futuro.