Avaliação do perfil de metilação de DNA e a expressão diferencial de miRNA frente à susceptibilidade de pacientes com Covid-19

Abstract

Resumo: Nos últimos anos, a COVID-19 tem sido objeto de extensa investigação em diversos aspectos, incluindo inflamação, genética e epigenética. Apesar dos avanços, a doença ainda não é totalmente compreendida. Este estudo buscou analisar biópsias pulmonares post-mortem de pacientes com COVID-19 a fim de contribuir para a caracterização molecular de pacientes falecidos em decorrência de COVID-19. Para isso, as amostras (n=29) foram examinadas com diferentes abordagens metodológicas para obter um panorama abrangente dos mecanismos envolvidos na doença. As técnicas utilizadas incluem: 1) expressão gênica por qPCR, 2) expressão proteica total e localizada por western blotting e imunistoquímica, 3) metilação global por sequenciamento e quantificação de 5meC, 4) atividade de DNMT e sua inibição por ensaio imunoenzimático, 5) avaliação do perfil de miRNA e 6) análise de vias reguladas pelos miRNAs diferencialmente expressos. Na análise de expressão gênica e proteica, os genes MMP9, MMP2, ACE2, ADAM3 e DNMT3A se mostraram relevantes. Na COVID-19 ocorre uma diminuição da presença e atividade da proteína DNMT, com taxa de inibição aumentada, sem, contudo, haver variação da biodisponibilidade de SAM, seu substrato. O perfil de miRNA também se mostrou diferencialmente expresso entre os grupos COVID-19 e Controle. Várias vias inflamatórias, de crescimento e proliferação, como EGFR, TGF e IGF, encontraramse hiper-reguladas. A regulação positiva de vias como WNT e IGF indica um papel na resposta ao dano e à recuperação pulmonar, enquanto vias de sinalização de IFN e TGF encontraram-se hipo-reguladas. Este estudo revela uma complexa interação entre mecanismos inflamatórios, genéticos e epigenéticos na COVID-19. As descobertas destacam a relevância do perfil epigenético alterado com a desregulação das DNMTs e como a modulação de miRNAs específicos oferece insights valiosos para futuras investigações sobre a COVID-19 e suas complicações a longo prazo

Abstract: In recent years, COVID-19 has been extensively studied from various perspectives, including inflammation, genetics, and epigenetics. Despite significant advances, the disease remains incompletely understood. This study aimed to analyze post-mortem lung biopsies from patients who died of COVID-19 to contribute to the molecular characterization of deceased COVID-19 patients. For this purpose, samples (n=29) were examined using several methodological approaches to provide a comprehensive overview of the mechanisms involved in the disease. The techniques employed include: 1) gene expression by qPCR, 2) total and localized protein expression by Western blotting and immunohistochemistry, 3) global methylation by sequencing and quantification of 5-methylcytosine (5meC), 4) DNMT activity and its inhibition by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), 5) miRNA profiling, and 6) analysis of pathways regulated by differentially expressed miRNAs. In the gene and protein expression analysis, the genes MMP9, MMP2, ACE2, ADAM3, and DNMT3A were found to be relevant. COVID-19 is associated with a decrease in the presence and activity of the DNMTs proteins, with an increased inhibition rate, although there was no variation in the availability of SAM, its substrate. The miRNA profile was also differentially expressed between COVID-19 and Control groups. Several inflammatory, growth, and proliferation pathways, such as EGFR, TGF, and IGF, were found to be upregulated. The positive regulation of pathways like WNT and IGF suggests a role in damage response and pulmonary recovery, while signaling pathways of IFN and TGF were downregulated. This study reveals a complex interaction between inflammatory, genetic, and epigenetic mechanisms in COVID-19. Findings underscore the importance of ADAM17, ACE2, metalloproteinases, and miRNAs in the pathogenesis and inflammatory response of the disease. Additionally, the altered epigenetic profile, characterized by the dysregulation of DNMTs and modulation of specific miRNAs, provides valuable insights for future research on COVID-19 and its long-term complications