Análise de genes diferencialmente expressos (DEGs) e de regiões da cromatina diferencialmente acessíveis (DARs) em rins humanos com nefropatia diabética - Dittrich Hosni, Nicole [UNIFESP] (2021)
Introdução: Em doenças complexas e dependentes de interação com o ambiente, como a nefropatia diabética, o controle epigenético da expressão gênica pode mediar a resposta do organismo aos fatores ambientais e contribuir para a suscetibilidade às complicações decorrentes da doença. Uma das possíveis abordagens para o estudo de mecanismos epigenéticos é a observação do funcionamento da cromatina e a elucidação de regiões acessíveis à maquinaria transcricional. Além de por meio da cromatina, os mecanismos epigenéticos podem ser observados pelo padrão de expressão gênica. Pode-se observar no campo da epigenética a possibilidade de ampliar a compreensão sobre a fisiopatologia da nefropatia diabética, bem como encontrar novos alvos terapêuticos, visto que, embora haja uma redução na velocidade de progressão da doença com o uso dos fármacos disponíveis, ainda há espaço para melhores tratamentos. Objetivo: Encontrar regiões diferencialmente acessíveis da cromatina – DARs – e genes diferencialmente expressos – DEGs – em amostras de rins humanos controle e com nefropatia diabética, além de explorar a relevância funcional dos achados in silico, observar redes de co-expressão e identificar enriquecimento de fatores de transcrição. Métodos: Foram coletadas porções saudáveis de rins derivadas de nefrectomias por tumor tanto de pacientes com nefropatia diabética quanto controle. Os tecidos foram sequenciados quanto ao RNA (RNA-seq) e às regiões acessíveis da cromatina (ATAC- seq). Os grupos foram comparados e foram identificados DARs e DEGs, além da realização da análise de redes de co-expressão (WGCNA) e de enriquecimento de fatores de transcrição. Resultados: Após a comparação de pacientes controle (n = 22) e pacientes com nefropatia diabética (n = 26), foram encontradas 4.861 DARs (101 supra-reguladas e 4.760 infra-reguladas), que foram posteriormente associadas aos genes mais próximos (4.773 genes). Foram também encontrados 1.339 DEGs (1.156 supra-regulados e 183 infra-regulados). A análise de relevância biológica dos genes encontrados concomitantemente nas duas análises (n = 301 genes) revelou processos biológicos de ativação de células T como os de maior enriquecimento. A análise de redes identificou 17 módulos de genes co-expressos, sendo que dois módulos obtiveram melhores resultados e revelaram perfis de processos biológicos relacionados a processos imunológicos e de diferenciação de tecido renal. A análise de fatores de transcrição das DARs encontradas revelou o enriquecimento principal dos seguintes fatores: fator de transcrição HNF4G, específico de células do túbulo proximal; fator HNF1-β, relevante no desenvolvimento e diferenciação do tecido renal, além de envolvimento em diabetes monogênica; e fator NR2F2, importante na proliferação do mesênquima metanéfrico. Conclusão: Foram observadas diferenças epigenéticas entre o grupo controle e o grupo nefropatia diabética, sendo que houve destaque para processos imunológicos tanto na análise de DARs e DEGs quanto na análise de redes. Os genes e regiões devem ser mais profundamente estudados e possuem o potencial de, futuramente, funcionarem como alvos farmacológicos para a doença. Este estudo contribui para o avanço no entendimento do funcionamento do tecido renal quanto à epigenética, além de aprofundar especificamente a compreensão da fisiopatologia da nefropatia diabética.