Perfil transcriptômico de células-tronco embrionárias humanas expostas a anticonvulsivantes e antidepressivos - Foletto, João Vitor Pacheco (2025)
A taxa de uso de medicamentos durante a gestação no Brasil é estimada em 94%, sendo que muitos deles podem atravessar a placenta e entrar em contato com o embrião/feto em desenvolvimento. No entanto, poucos são considerados de risco, isto é, teratogênicos. Medicamentos neuro e psicotrópicos, por exemplo, podem exercer efeitos no embrião/feto, aumentando o risco de defeitos de tubo neural, anomalias cardíacas congênitas e transtornos do neurodesenvolvimento. Embora os mecanismos moleculares da teratogênese não sejam totalmente compreendidos, sabe-se que o impacto dos teratógenos está relacionado à desregulação de vias de sinalização essenciais ao desenvolvimento embrionário. Com o avanço da bioinformática e da biologia de sistemas, dados oriundos de experimentos com células- tronco embrionárias humanas em repositórios públicos tornaram-se valiosos para investigar os efeitos teratogênicos de fármacos. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar alterações na expressão gênica e na regulação transcricional induzidas por anticonvulsivantes e antidepressivos, utilizando dados ômicos públicos por meio de abordagens integrativas. Foram selecionados dados transcriptômicos de microarranjos e RNA-Seq do repositório Gene Expression Omnibus (GEO), considerando apenas experimentos in vitro com células-tronco embrionárias humanas. Excluíram-se estudos com menos de três amostras por grupo, ausência de dados brutos ou exposição simultânea a múltiplos fármacos. As amostras foram processadas conforme pipelines padrão. Dados de RNA- Seq foram analisados na plataforma Galaxy, e a expressão diferencial de genes (DGE) foi calculada no R com os pacotes limma (microarranjos) e edgeR (RNA-Seq). Genes com |logFC| ≥ 1 e p ajustado < 0,05 foram considerados significativos. A meta-análise foi conduzida com o pacote metavolcanoR, considerando genes com |meta-logFC| > 1 e FDR < 0,05. As análises de biologia de sistemas, voltadas à identificação de vias associadas a defeitos cardíacos congênitos, foram realizadas com o aplicativo PhenomeScape no Cytoscape, que detecta sub-redes gênicas diferencialmente expressas associadas a fenótipos. Além disso, duas abordagens de coexpressão gênica foram aplicadas em datasets de exposição ao Ácido Valpróico: uma hipótese livre com o pacote CEMiTool (considerando todos os genes), e uma hipótese dirigida com o diffcoexp (focando em genes previamente relacionados ao VPA). Foram analisados 15 datasets (GSE166297, GSE129241, GSE232218, GSE241903, GSE222509, GSE187006, GSE94521, GSE64123, GSE187001, GSE209962, GSE141253, GSE147270, GSE71127, GSE95791 e GSE233332), que incluíam exposições ao Ácido Valpróico (VPA) e a Inibidores Seletivos da Recaptação de Serotonina (ISRS), como Escitalopram, Fluoxetina e Paroxetina. As metanálises revelaram 411 metagenes associados ao VPA e 181 aos ISRS. Observou-se superexpressão de genes como PRKCB, SCN1A e GABRB2 induzida por VPA em organoides cerebrais, corroborando estudos anteriores e sugerindo sua relevância nos mecanismos teratogênicos do VPA. Em relação aos ISRS, foi identificada a desregulação de genes ligados à cardiogênese (NKX2-3, EPAS1, BDNF, TPH2), a síndromes com anomalias cardíacas congênitas (EGFL8, TMEM238, RDH13, MAPT-IT1) e ao metabolismo do folato (MTHFD2 e ALDH1L2). As análises de biologia de sistemas indicaram que vias como Wnt canônica e as relacionadas à organização da matriz extracelular podem ter sua expressão alterada por ISRS, o que poderia impactar na ocorrência de defeitos cardíacos congênitos. A análise com o CEMiTool identificou 75 módulos de coexpressão em nove datasets, com enriquecimento de processos biológicos ligados ao desenvolvimento embrionário. Não foram encontrados genes hubs em comum entre os diferentes conjuntos. Já a análise com o diffcoexp focou em cinco grupos de ontologias: duas via GSEA (Significativas e Não Significativas), e três baseadas na literatura (Clássicas, Desenvolvimento Embrionário e Interesse Recente). Pares de genes foram considerados diferencialmente coexpressos se p.diffcor ≤ 0,05 e (cor.1 ≥ 0,7 ou cor.2 ≥ 0,7). Nos grupos Clássicas e Desenvolvimento Embrionário, destacaram-se os pares COL1A1-ASMTL e DDK1-CDH6, presentes em cinco datasets. Nos grupos Interesse Recente, Não Significativas e Significativas, os pares STAM-SOX2, RPL13A-PITX2 e JHY-CTNBB1 apareceram em seis datasets. Por fim, o teste de Mann-Whitney foi utilizado para avaliar diferenças na quantidade de pares de genes diferencialmente coexpressos entre os grupos ontológicos, mas não foram observadas diferenças estatisticamente significativas.