Análise do perfil de expressão de miRNAs circulantes em soro e líquido cefalorraquidiano de pacientes com doença de Alzheimer, demência com corpos de Lewy e doenças de Parkinson com demência

Abstract

Resumo: A Doença de Alzheimer (DA), Demência com Corpos de Lewy (DCL) e Doença de Parkinson com Demência (DPD) estão entre as causas mais comuns de demências neurodegenerativas em idosos e impactam diretamente na vida dos indivíduos acometidos e na de seus familiares. Devido a sua etiologia complexa, a DA, DCL e DPD muitas vezes apresentam sobreposição de sintomas dificultando o diagnóstico clinico e, até o momento, não existem marcadores biológicos capazes de estabelecer o diagnóstico diferencial. Além da importância em vias regulatórias, os miRNAs circulantes têm se mostrado promissores no diagnóstico e prognóstico de várias doenças, incluindo as neurodegenerativas. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo investigar os perfis de miRNAs diferencialmente expressos em DA, DCL e DPD a partir da coleta de amostras de soro e Líquido Cefalorraquidiano (LCR) por meio da técnica miRNA-Seq. Foram utilizadas para o sequenciamento 14 amostras de soro e LCR de pacientes com DA, DCL e DPD, 5 amostras de soro de idosos cognitivamente saudáveis e 5 amostras de LCR de indivíduos com Hidrocefalia de Pressão Normal (HPN). As amostras de soro de idosos cognitivamente saudáveis e as de indivíduos com HPN foram utilizadas como controles para o soro e LCR, respectivamente. As análises de expressão diferencial identificaram perfis de miRNAs distintos para soro e LCR em todas as síndromes demenciais em relação aos grupos controles, sendo 7 miRNAs desregulados no soro do grupo DA, 10 em DCL e 6 em DPD; 2 miRNAs diferencialmente expressos em LCR do grupo DA, 8 em DCL e 4 em DPD. A análise de enriquecimento de vias sugeriu a participação de todos os perfis de miRNAs em mecanismos moleculares descritos como previamente desregulados em doenças neurodegenerativas. Os miRNAs miR-342-3p e miR-708-5p foram vistos como diferencialmente expressos em todos os grupos de pacientes em relação aos controles e foram sugeridos como potenciais marcadores da neurodegeneração no soro. A partir das comparações realizadas entre os grupos de pacientes, os miRNAs miR-125a-5p, miR-380-5p e miR-29b-2-5p foram apontados como possíveis marcadores para o diagnóstico diferencial da DA, por meio da coleta de soro. Similarmente, os miRNAs miR-30c-5p, miR-30d-5p, miR-30e-5p, miR-106b-5p, miR- 152-3p e miR-31-5p no soro e miR?423?5p, miR-193b-5p e miR-221-5p no LCR foram considerados como potenciais marcadores para o diagnóstico diferencial da DCL. Apesar de promissores, os miRNAs vistos como diferencialmente expressos ainda necessitam de validação com maior número amostral e técnica mais sensível. Palavras-chave: Doença de Alzheimer; Demência com Corpos de Lewy; Doença de Parkinson com Demência; miRNAs circulantes; biomarcadores.

Abstract: Alzheimer's Disease (AD), Lewy Bodies Dementia (LBD) and Parkinson's Disease with Dementia (PDD) are some of the most common causes of neurodegenerative diseases in elderly people and impact directly on the affected individuals and their families. Due to its complex etiology; AD, LBD and PDD often show overlapped symptoms which may complicate clinical diagnosis and, so far, there are no biomarkers capable of stablishing the differential diagnosis. Besides its importance in molecular pathways, the circulating miRNAs have been considered as putative biomarkers in prognosis and diagnosis of various diseases, including neurodegenerative ones. Therefore, the present study aims to investigate differentially expressed miRNAs profiles in AD, LBD and PDD by collecting serum and cerebrospinal fluid (CSF) samples using miRNA-Seq. Fourteen serum and CSF samples of AD, LBD and PDD individuals, 5 serum samples of cognitively normal elderly individuals and 5 CSF samples of patients with Normal Pressure Hydrocephalus (NPH) have been used for sequencing. Serum samples of cognitively normal elderly individuals and the CSF samples of patients with NPH have been assigned as serum and CSF control groups, respectively. Differential expression analysis has identified distinct miRNAs profiles for serum and CSF in all dementias compared to control groups, being 7 dysregulated miRNAs in AD, 10 in LBD and 6 in PDD for serum samples; 2 differentially expressed miRNAs in AD, 8 in LBD and 4 in PDD for CSF samples. Enrichment pathways analysis suggests involvement of all miRNAs profiles in molecular mechanisms previously described as dysregulated in neurodegenerative diseases. The miRNAs miR-342-3p and miR-708-5p are differentially expressed in all patient's groups compared to the controls and have been suggested as potential markers of neurodegeneration in the serum. Based on comparison between the patient's groups, the miRNAs miR-125a-5p, miR-380-5p and miR-29b-2-5p have been appointed as potential markers for AD differential diagnosis by serum sampling. Similarly, the miRNAs miR- 30c-5p, miR-30d-5p, miR-30e-5p, miR-106b-5p, miR-152-3p and miR-31-5p in serum and miR?423?5p, miR-193b-5p and miR-221-5p in CSF have been appointed as potential markers for LBD differential diagnosis. Despite promising, the miRNAs seen as differentially expressed in this study still need validation with larger cohort and more sensible technique. Keywords: Alzheimer's Disease; Lewy Bodies Dementia; Parkinson's Disease with Dementia; circulating miRNAs; biomarkers.