Perfil de expressão das isoformas de MCL-1 na apoptose mitocondrial e sua associação com o prognóstico em crianças e adolescentes com COVID-19 e doenças crônicas
| Ano de defesa: | 2025 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina |
| Programa de Pós-Graduação: |
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| Link de acesso: | https://teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5141/tde-24042026-153158/ |
Resumo: | A COVID-19, causada pelo vírus SARS-CoV-2, apresenta amplo espectro clínico, sendo geralmente assintomática ou leve em crianças e adolescentes, mas podendo evoluir para formas graves, sobretudo em portadores de doenças crônicas. Nesses casos, disfunções imunológicas e alterações nos mecanismos de apoptose podem contribuir para desfechos desfavoráveis. A proteína MCL-1 (Myeloid Cell Leukemia-1), membro central da família BCL-2 (B-Cell Lymphoma-2), regula a via intrínseca (mitocondrial) da apoptose, sendo essencial para a homeostase das células imunes. Sua isoforma longa (MCL-1L) exerce efeito anti-apoptótico, enquanto as isoformas curta (MCL-1S) e extra-curta (MCL-1ES) promovem a apoptose. Contudo, o papel da via mitocondrial da apoptose na COVID-19 pediátrica permanece pouco esclarecido. Este estudo avaliou a expressão das três isoformas de MCL-1 e os níveis séricos de MCL-1 total em crianças e adolescentes não vacinados, com COVID-19, a maior parte delas com doenças crônicas, investigando sua associação com a gravidade da COVID-19. Foram incluídos 324 participantes (179 COVID-19-positivos e 145 COVID-19-negativos). A expressão gênica de MCL-1L, MCL-1S e MCL-1ES foi quantificada em sangue periférico por RT-qPCR (Reverse-Transcriptase quantitative Polymerase Chain Reaction), e as concentrações séricas de MCL-1 total foram determinadas por ELISA comercial. A análise estatística incluiu testes não paramétricos (Kruskal-Wallis com pós-teste de Dunn), curvas ROC, correlação de Spearman e regressão logística multinomial. Observou-se que todas as isoformas e a MCL-1 total sérica se encontravam significativamente aumentadas em pacientes com e sem COVID-19 em comparação ao grupo controle negativo. Entretanto, em indivíduos com outras infecções respiratórias ou coinfecções (SARS-CoV-2 associado a outro vírus respiratório), a indução da expressão de MCL-1 foi significativamente maior, sugerindo que SARS-CoV-2 não é um bom indutor de expressão de MCL-1, utilizando este mecanismo possivelmente como escape da apoptose mitocondrial, funcionando como estratégia de evasão do vírus do sistema imune do hospedeiro. A MCL-1ES foi a isoforma mais expressa (95% dos subgrupos com COVID-19), sobretudo em meninos, adolescentes e pacientes coinfectados. A MCL-1S apresentou maior elevação em lactentes e em casos moderados, enquanto a MCL-1L mostrou discreto aumento em meninos, lactentes e em pacientes com coinfecções. A análise minuciosa dos fatores que poderiam induzir a expressão das isoformas de MCL-1 revelou que a presença de doenças crônicas foi o melhor indutor, seguido pelas infecções por outros vírus respiratórios que não SARS-CoV-2, vindo a seguir as coinfecções, e finalmente aqueles infectados somente pelo SARS-CoV-2. No entanto, a presença de doenças crônicas foi fundamental para a expressão de MCL-1. Dentro dos subgrupos de doenças crônicas, o câncer foi o que apresentou maiores elevações. Além disso, foram encontradas fortes correlações entre isoformas nos casos graves/críticos, sugerindo a existência de uma regulação coordenada da apoptose. A análise das áreas sob as curvas ROC demonstrou que MCL-1S e MCL-1ES apresentam capacidade preditiva que varia de boa à excelente em formas leves/ moderadas da doença, enquanto a expressão de MCL-1ES e a razão proposta neste estudo, ou seja, MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES) se mostraram fortes preditores de evolução para formas críticas de COVID-19. Em conjunto, os resultados dessa pesquisa indicam que a expressão das isoformas de MCL-1, especialmente MCL-1ES, bem como a razão MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES), podem atuar como biomarcadores precoces de gravidade na COVID-19 pediátrica. Ademais, os padrões de correlação reforçam a hipótese de que o SARS-CoV-2 poderia modular a apoptose, favorecendo, em um primeiro momento, a sobrevivência das células imunes no sítio infeccioso e a consequente replicação viral, possivelmente como estratégia de evasão da vigilância imunológica do hospedeiro. |
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Perfil de expressão das isoformas de MCL-1 na apoptose mitocondrial e sua associação com o prognóstico em crianças e adolescentes com COVID-19 e doenças crônicasExpression profile of MCL-1 isoforms in mitochondrial apoptosis and their association with prognosis in children and adolescents with COVID-19 and chronic diseasesApoptose mitocondrialIsoformas de MCL-1Gravidade da doençaDoenças crônicasCOVID-19 pediátricaBiomarcadoresDisease severityChronic diseasesBiomarkersMCL-1 isoformsMitochondrial apoptosisPediatric COVID-19A COVID-19, causada pelo vírus SARS-CoV-2, apresenta amplo espectro clínico, sendo geralmente assintomática ou leve em crianças e adolescentes, mas podendo evoluir para formas graves, sobretudo em portadores de doenças crônicas. Nesses casos, disfunções imunológicas e alterações nos mecanismos de apoptose podem contribuir para desfechos desfavoráveis. A proteína MCL-1 (Myeloid Cell Leukemia-1), membro central da família BCL-2 (B-Cell Lymphoma-2), regula a via intrínseca (mitocondrial) da apoptose, sendo essencial para a homeostase das células imunes. Sua isoforma longa (MCL-1L) exerce efeito anti-apoptótico, enquanto as isoformas curta (MCL-1S) e extra-curta (MCL-1ES) promovem a apoptose. Contudo, o papel da via mitocondrial da apoptose na COVID-19 pediátrica permanece pouco esclarecido. Este estudo avaliou a expressão das três isoformas de MCL-1 e os níveis séricos de MCL-1 total em crianças e adolescentes não vacinados, com COVID-19, a maior parte delas com doenças crônicas, investigando sua associação com a gravidade da COVID-19. Foram incluídos 324 participantes (179 COVID-19-positivos e 145 COVID-19-negativos). A expressão gênica de MCL-1L, MCL-1S e MCL-1ES foi quantificada em sangue periférico por RT-qPCR (Reverse-Transcriptase quantitative Polymerase Chain Reaction), e as concentrações séricas de MCL-1 total foram determinadas por ELISA comercial. A análise estatística incluiu testes não paramétricos (Kruskal-Wallis com pós-teste de Dunn), curvas ROC, correlação de Spearman e regressão logística multinomial. Observou-se que todas as isoformas e a MCL-1 total sérica se encontravam significativamente aumentadas em pacientes com e sem COVID-19 em comparação ao grupo controle negativo. Entretanto, em indivíduos com outras infecções respiratórias ou coinfecções (SARS-CoV-2 associado a outro vírus respiratório), a indução da expressão de MCL-1 foi significativamente maior, sugerindo que SARS-CoV-2 não é um bom indutor de expressão de MCL-1, utilizando este mecanismo possivelmente como escape da apoptose mitocondrial, funcionando como estratégia de evasão do vírus do sistema imune do hospedeiro. A MCL-1ES foi a isoforma mais expressa (95% dos subgrupos com COVID-19), sobretudo em meninos, adolescentes e pacientes coinfectados. A MCL-1S apresentou maior elevação em lactentes e em casos moderados, enquanto a MCL-1L mostrou discreto aumento em meninos, lactentes e em pacientes com coinfecções. A análise minuciosa dos fatores que poderiam induzir a expressão das isoformas de MCL-1 revelou que a presença de doenças crônicas foi o melhor indutor, seguido pelas infecções por outros vírus respiratórios que não SARS-CoV-2, vindo a seguir as coinfecções, e finalmente aqueles infectados somente pelo SARS-CoV-2. No entanto, a presença de doenças crônicas foi fundamental para a expressão de MCL-1. Dentro dos subgrupos de doenças crônicas, o câncer foi o que apresentou maiores elevações. Além disso, foram encontradas fortes correlações entre isoformas nos casos graves/críticos, sugerindo a existência de uma regulação coordenada da apoptose. A análise das áreas sob as curvas ROC demonstrou que MCL-1S e MCL-1ES apresentam capacidade preditiva que varia de boa à excelente em formas leves/ moderadas da doença, enquanto a expressão de MCL-1ES e a razão proposta neste estudo, ou seja, MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES) se mostraram fortes preditores de evolução para formas críticas de COVID-19. Em conjunto, os resultados dessa pesquisa indicam que a expressão das isoformas de MCL-1, especialmente MCL-1ES, bem como a razão MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES), podem atuar como biomarcadores precoces de gravidade na COVID-19 pediátrica. Ademais, os padrões de correlação reforçam a hipótese de que o SARS-CoV-2 poderia modular a apoptose, favorecendo, em um primeiro momento, a sobrevivência das células imunes no sítio infeccioso e a consequente replicação viral, possivelmente como estratégia de evasão da vigilância imunológica do hospedeiro.COVID-19, caused by the SARS-CoV-2 virus, presents a wide clinical spectrum, usually asymptomatic or mild in children and adolescents but potentially progressing to severe forms, particularly in those with chronic diseases. In such cases, immune dysfunction and alterations in apoptotic mechanisms may contribute to unfavorable outcomes. Myeloid Cell Leukemia-1 (MCL-1) protein, a central member of the B-Cell Lymphoma-2 (BCL-2) family, regulates the intrinsic (mitochondrial) apoptotic pathway and is essential for immune cell homeostasis. The long isoform (MCL-1L) exerts anti-apoptotic effects, whereas the short (MCL-1S) and extra-short (MCL-1ES) isoforms promote apoptosis. However, the role of mitochondrial apoptosis pathway in pediatric COVID-19 remains poorly understood. This study investigated the expression of the three MCL-1 isoforms and total serum MCL-1 levels in unvaccinated children and adolescents with COVID-19, most with underlying chronic conditions, and their association with disease severity. A total of 324 participants were included (179 COVID-19-positive and 145 -negative). Isoform expression (MCL-1L, MCL-1S, MCL-1ES) was quantified in peripheral blood by Reverse-Transcriptase Quantitative Polymerase Chain Reaction (RT-qPCR), and total serum MCL-1 concentrations were measured by commercial ELISA. Statistical analyses included nonparametric tests (Kruskal-Wallis with Dunns post-test), ROC curves, Spearmans correlation and multinomial logistic regression. All isoforms and total serum MCL-1 were significantly elevated in patients with or without COVID-19 compared with the negative control group. However, MCL-1 induction was higher in patients with other respiratory virus infections followed by viral coinfections, suggesting that SARS-CoV-2 is a poor inducer of MCL-1 and may exploit mitochondrial apoptosis escape as an immune evasion strategy. MCL-1ES was the most expressed isoform (95% of COVID-19 subgroups), particularly in boys, adolescents, and coinfected patients. MCL-1S was higher in infants and moderate cases, while MCL-1L showed modest increase in boys, infants, and coinfected patients. Chronic diseases were the strongest inducers of MCL-1 expression, followed by non-SARS-CoV-2 viral infections, then coinfections, and finally isolated SARS-CoV-2 infection. Cancer patients showed the highest isoform expression levels. Strong correlations among isoforms were observed in severe/critical cases, suggesting coordinated apoptotic regulation. AUCs of ROC curves demonstrated that MCL-1S and MCL-1ES had good to excellent predictive value in mild/moderate COVID-19 cases, while MCL-1ES expression and the isoform ratio proposed in this study MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES) were strong predictors of progression to critical illness. Collectively, these findings indicate that MCL-1 isoform expression, especially MCL-1ES and the MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES) ratio, may serve as early biomarkers of severity in pediatric COVID-19. Furthermore, the observed correlation patterns support the hypothesis that SARS-CoV-2 may modulate apoptosis, initially favoring the survival of immune cells at the infection site and the consequent viral replication, possibly as a strategy to evade the hosts immune surveillance.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USPUniversidade de São PauloFaculdade de MedicinaOkay, Thelma SuelySantos, Emilly Henrique dos2025-11-112026-04-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5141/tde-24042026-153158/doi:10.11606/T.5.2025.tde-24042026-153158Liberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2026-04-27T16:57:02Zoai:teses.usp.br:tde-24042026-153158Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-27T16:57:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A COVID-19, causada pelo vírus SARS-CoV-2, apresenta amplo espectro clínico, sendo geralmente assintomática ou leve em crianças e adolescentes, mas podendo evoluir para formas graves, sobretudo em portadores de doenças crônicas. Nesses casos, disfunções imunológicas e alterações nos mecanismos de apoptose podem contribuir para desfechos desfavoráveis. A proteína MCL-1 (Myeloid Cell Leukemia-1), membro central da família BCL-2 (B-Cell Lymphoma-2), regula a via intrínseca (mitocondrial) da apoptose, sendo essencial para a homeostase das células imunes. Sua isoforma longa (MCL-1L) exerce efeito anti-apoptótico, enquanto as isoformas curta (MCL-1S) e extra-curta (MCL-1ES) promovem a apoptose. Contudo, o papel da via mitocondrial da apoptose na COVID-19 pediátrica permanece pouco esclarecido. Este estudo avaliou a expressão das três isoformas de MCL-1 e os níveis séricos de MCL-1 total em crianças e adolescentes não vacinados, com COVID-19, a maior parte delas com doenças crônicas, investigando sua associação com a gravidade da COVID-19. Foram incluídos 324 participantes (179 COVID-19-positivos e 145 COVID-19-negativos). A expressão gênica de MCL-1L, MCL-1S e MCL-1ES foi quantificada em sangue periférico por RT-qPCR (Reverse-Transcriptase quantitative Polymerase Chain Reaction), e as concentrações séricas de MCL-1 total foram determinadas por ELISA comercial. A análise estatística incluiu testes não paramétricos (Kruskal-Wallis com pós-teste de Dunn), curvas ROC, correlação de Spearman e regressão logística multinomial. Observou-se que todas as isoformas e a MCL-1 total sérica se encontravam significativamente aumentadas em pacientes com e sem COVID-19 em comparação ao grupo controle negativo. Entretanto, em indivíduos com outras infecções respiratórias ou coinfecções (SARS-CoV-2 associado a outro vírus respiratório), a indução da expressão de MCL-1 foi significativamente maior, sugerindo que SARS-CoV-2 não é um bom indutor de expressão de MCL-1, utilizando este mecanismo possivelmente como escape da apoptose mitocondrial, funcionando como estratégia de evasão do vírus do sistema imune do hospedeiro. A MCL-1ES foi a isoforma mais expressa (95% dos subgrupos com COVID-19), sobretudo em meninos, adolescentes e pacientes coinfectados. A MCL-1S apresentou maior elevação em lactentes e em casos moderados, enquanto a MCL-1L mostrou discreto aumento em meninos, lactentes e em pacientes com coinfecções. A análise minuciosa dos fatores que poderiam induzir a expressão das isoformas de MCL-1 revelou que a presença de doenças crônicas foi o melhor indutor, seguido pelas infecções por outros vírus respiratórios que não SARS-CoV-2, vindo a seguir as coinfecções, e finalmente aqueles infectados somente pelo SARS-CoV-2. No entanto, a presença de doenças crônicas foi fundamental para a expressão de MCL-1. Dentro dos subgrupos de doenças crônicas, o câncer foi o que apresentou maiores elevações. Além disso, foram encontradas fortes correlações entre isoformas nos casos graves/críticos, sugerindo a existência de uma regulação coordenada da apoptose. A análise das áreas sob as curvas ROC demonstrou que MCL-1S e MCL-1ES apresentam capacidade preditiva que varia de boa à excelente em formas leves/ moderadas da doença, enquanto a expressão de MCL-1ES e a razão proposta neste estudo, ou seja, MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES) se mostraram fortes preditores de evolução para formas críticas de COVID-19. Em conjunto, os resultados dessa pesquisa indicam que a expressão das isoformas de MCL-1, especialmente MCL-1ES, bem como a razão MCL-1L/ (MCL-1S+MCL-1ES), podem atuar como biomarcadores precoces de gravidade na COVID-19 pediátrica. Ademais, os padrões de correlação reforçam a hipótese de que o SARS-CoV-2 poderia modular a apoptose, favorecendo, em um primeiro momento, a sobrevivência das células imunes no sítio infeccioso e a consequente replicação viral, possivelmente como estratégia de evasão da vigilância imunológica do hospedeiro. |
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