Estudo metabolômico global do SARS-CoV-2 em líquido cefalorraquidiano

Abstract

O vírus da SARS-CoV-2, responsável pela doença Covid-19, ocasionou mais de 6,7 milhões de mortes em todo o mundo, sendo aproximadamente 700 mil somente no Brasil. Apesar de seu impacto e a relevância desta doença, a ciência ainda desconhece aspectos sobre o impacto desta doença no organismo humano, mais especificamente no metabolismo. Visando obter informações bioquímicas e fisiológicas de pacientes infectados, foi realizado um estudo metabolômico global em amostras de líquido cefalorraquidiano (LC) de 27 pacientes infectados por Covid-19 e 30 pacientes saudáveis (grupo controle). Foram empregadas técnicas analíticas de Cromatografia Líquida de Ultra Eficiência acoplada à Espectrometria de Massas de Alta Resolução (UHPLC-qQTof-MS/MS), com a aquisição de dados nos modos de ionização positivo e negativo. Os dados das análises foram processados nos softwares ProfileAnalysis 2.1 e no Data Analysis 4.2, com análise estatística realizada no MzMine 5.0, onde foram aplicados métodos quimiométricos de PCA e PLS-DA e análises estatística univariada com teste t-Student e curva característica de operação do receptor (ROC). As análises por separação no modo reverso de eluição (RPLC) revelaram 23 features significativos (fold change FC>1,00; p<0,05) e a análise comatográfica por interação hidrofílica (HILIC) revelou 76 features significativos, dos quais foram feitas as anotações e identificações pela plataforma CEU Mass Mediator e subsequente análise de rotas metabólicas realizadas no MetaboAnalyst. As identificações revelaram alterações metabólicas compatíveis com o metabolismo da arginina e prolina em ambas as análises cromatográficas (RPLC e HILIC) e com o metabolismo da glutationa na análise HILIC. Os metabólitos anotados estão relacionados com deficiências no sistema imunológico, assim como alterações decorrentes do estresse oxidativo e participação nos mecanismos neuropatológicos. Os resultados obtidos agregam novas perspectivas no estudo e compreensão da contaminação pelo vírus SARS-CoV-2, podendo contribuir em tratamentos médicos e com a compreensão do agravamento e/ou efeitos colaterais da doença.

The SARS-CoV-2 virus, responsible for Covid-19, acts in a way not well known on the human organisms, and to obtain biochemistry physiological information from infected patients, a global metabolomics study was realized composed of cerebrospinal fluid samples from 27 infected patients by Covid-19 and 30 healthy patients (control group). Analytical techniques of Ultra-Performance Liquid Chromatography coupled to High-Resolution Mass Spectrometry (UHPLC-qQTof-MS/MS) were used with data acquisition in positive and negative ionization modes. The analysis data were processed in ProfileAnalysis 2.1 and Data Analysis 4.2 software, with statistical analysis in MzMine 5.0, where chemometric methods PCA and PLS-DA, and univariete estatistical analysis with t-student receiver operating characteristic curve (ROC) were applied. The chromatographic analysis in reversed-phase (RPLC) elution mode revealed 23 significant features (fold change |FC| > 1,00; p<0,05) and the chromatographic analysis by hydrophilic interaction (HILIC) revealed 76 significant features, which were annotated by CEU Mass Mediator platform, with further metabolic pathways analysis realized on MetaboAnalyst. The identifications allowed identifying metabolic changes compatible with arginine and proline metabolites in both chromatographic analyses (RPLC and HILIC) and with glutathione metabolites in the HILIC analysis. The annotated metabolites are related to deficiencies in the immune system, as well as changes resulting from oxidative stress and participation in neuropathological mechanisms. The results obtained add new perspectives to the study and understanding of SARS-CoV-2 contamination, where it may contribute to medical treatments and an understanding of the aggravation state and/or side effects of the disease.