Perfil metabolômico de amostras de pacientes diagnosticados com doença de Wilson
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ
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Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Inglês: | |
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| Link de acesso: | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22024 |
Resumo: | Wilson's Disease (WD) or hepatolenticular degeneration, is a rare genetic disorder caused by the ATP7B gene. WD causes the accumulation of copper (Cu) in various body tissues, including the liver, brain, kidneys, and corneas, due to a disorder in Cu metabolism. If left untreated, it can cause liver disease, central nervous system dysfunction, and fatal damage. Early diagnosis of WD is essential to reduce clinical complications. There are no specific biochemical tests for diagnosing WD, but rather a combination of clinical characteristics, including low levels of ceruloplasmin, increased urinary excretion of Cu, high levels of hepatic Cu, and Cu deposits in the cornea. In this study, we used a global metabolomics approach with liquid chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) to identify changes in metabolic pathways in plasma and urine samples from individuals with WD compared to healthy individuals (control group). The statistical analysis showed that 98 molecular features were significantly different in urine samples (p ≤ 0.05 and VIP ≥ 1) and 243 molecular features in plasma samples (p ≤ 0.05 and VIP ≥ 1). Out of these, 139 metabolites were putatively annotated and evaluated for changes in biochemical pathways, which are related to arginine biosynthesis, linoleic acid metabolism, alanine, aspartate, and glutamate metabolism, and biosynthesis of phenylalanine, tyrosine, and tryptophan. These results provide valuable insights into potential pathogenic mechanisms of WD and contribute to discovering biomarkers for rare and neglected diseases. The findings of this study have the potential to aid in developing more accurate diagnoses and treatments for rare and neglected diseases. They also could pave the way for further research on discovering new diagnosis biomarkers. |
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Lopes, Thais de AssisOliveira, Regina Vincenzihttp://lattes.cnpq.br/6609377714413073Venâncio, Tiagohttp://lattes.cnpq.br/4438399441102990http://lattes.cnpq.br/9325216107449553https://orcid.org/0000-0003-4055-99522025-05-07T21:10:52Z2024-05-27LOPES, Thais de Assis. Perfil metabolômico de amostras de pacientes diagnosticados com doença de Wilson. 2024. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22024.https://hdl.handle.net/20.500.14289/22024Wilson's Disease (WD) or hepatolenticular degeneration, is a rare genetic disorder caused by the ATP7B gene. WD causes the accumulation of copper (Cu) in various body tissues, including the liver, brain, kidneys, and corneas, due to a disorder in Cu metabolism. If left untreated, it can cause liver disease, central nervous system dysfunction, and fatal damage. Early diagnosis of WD is essential to reduce clinical complications. There are no specific biochemical tests for diagnosing WD, but rather a combination of clinical characteristics, including low levels of ceruloplasmin, increased urinary excretion of Cu, high levels of hepatic Cu, and Cu deposits in the cornea. In this study, we used a global metabolomics approach with liquid chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry (LC-HRMS) to identify changes in metabolic pathways in plasma and urine samples from individuals with WD compared to healthy individuals (control group). The statistical analysis showed that 98 molecular features were significantly different in urine samples (p ≤ 0.05 and VIP ≥ 1) and 243 molecular features in plasma samples (p ≤ 0.05 and VIP ≥ 1). Out of these, 139 metabolites were putatively annotated and evaluated for changes in biochemical pathways, which are related to arginine biosynthesis, linoleic acid metabolism, alanine, aspartate, and glutamate metabolism, and biosynthesis of phenylalanine, tyrosine, and tryptophan. These results provide valuable insights into potential pathogenic mechanisms of WD and contribute to discovering biomarkers for rare and neglected diseases. The findings of this study have the potential to aid in developing more accurate diagnoses and treatments for rare and neglected diseases. They also could pave the way for further research on discovering new diagnosis biomarkers.A Doença de Wilson (DW) ou degeneração hepatolenticular, é uma doença genética rara, de caráter autossômico recessivo, envolvendo o gene ATP7B. A DW é caracterizada por um distúrbio no metabolismo do cobre (Cu), ocasionando o acúmulo do micronutriente em diversos tecidos do corpo humano, incluindo fígado, cérebro, rins e córneas. Quando não diagnosticada e tratada, a DW progride para doenças hepáticas e disfunção do sistema nervoso central, podendo até resultar em danos fatais. Com isso, o diagnóstico precoce da DW em estágio inicial é fundamental para reduzir as complicações clínicas da doença. Não existem testes bioquímicos específicos para o diagnóstico da DW, mas sim uma combinação de características clínicas que auxiliam no diagnóstico, dentre eles, baixos níveis de ceruloplasmina, aumento da excreção urinária de Cu, níveis elevados de Cu hepático e presença de depósitos de Cu na córnea. Neste trabalho, utilizou-se de uma abordagem metabolômica global com a técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa de alta resolução (LC-HRMS) para identificar alterações metabólicas em amostras de plasma e urina de indivíduos com DW em comparação a um grupo de indivíduos saudáveis. Os resultados estatísticos mostraram a obtenção de 98 molecular features discriminantes nas amostras de urina (p ≤ 0,05 e VIP ≥ 1) e 243 molecular features discriminantes nas amostras de plasma (p ≤ 0,05 e VIP ≥ 1). Desses, um total de 139 metabólitos foram anotados putativamente e avaliados quanto às alterações nas vias bioquímicas, sendo essas relacionadas à biossíntese da arginina, metabolismo do ácido linoleico, metabolismo da alanina, aspartato e glutamato e biossíntese de fenilalanina, tirosina e triptofano. Os resultados obtidos são uma contribuição para o avanço das pesquisas na descoberta de biomarcadores para doenças raras e negligenciadas. Os resultados obtidos auxiliam na compreensão dos potenciais mecanismos patogênicos da DW e promovem direcionamentos a serem empregados em futuros diagnósticos mais precisos para indivíduos. Os resultados deste trabalho têm o potencial de contribuir com o diagnóstico e o tratamento de doenças raras e negligenciadas e abrir caminho para futuras investigações na descoberta de novos biomarcadores.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)141435/2020-8porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessWilson's diseaseRare diseasesMetabolomicLiver diseaseHigh resolution mass spectrometryCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICACIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::INSTRUMENTACAO ANALITICADoença de WilsonDoenças rarasMetabolômicaDoença hepáticaEspectrometria de massas de alta resoluçãoPerfil metabolômico de amostras de pacientes diagnosticados com doença de WilsonMetabolomic profile of patients diagnosed with Wilson's diseaseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTese Thais de Assis Lopes_corrigida.pdfTese Thais de Assis Lopes_corrigida.pdfapplication/pdf6218857https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2584ce54-dfb5-49af-b5b9-0ee79e78b5f7/downloadc56e4f0c8c388610e717b0c861151905MD51trueAnonymousREADTEXTTese Thais de Assis Lopes_corrigida.pdf.txtTese Thais de Assis Lopes_corrigida.pdf.txtExtracted texttext/plain103254https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/0633b052-0762-4e7a-b9b6-a7558ecb6c6c/download5e355918a1b89057f47d6bfa49c514bdMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILTese Thais de Assis Lopes_corrigida.pdf.jpgTese Thais de Assis Lopes_corrigida.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5331https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/941687a2-98a0-41fb-bf6e-cc01902cea3d/download6ec32c4366e387870614999d3dccc1b4MD54falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/9c6a0769-8a10-4e86-907d-8e7a800351b8/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD52falseAnonymousREAD20.500.14289/220242025-05-08 00:20:50.036http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22024https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-05-08T03:20:50Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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