Desregulação progressiva de rnas circulares no hipocampo de um modelo animal transgênico de amiloidose

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Carvalho, Lavínia Perquim de
• Orientador(a): Zimmer, Eduardo Rigon
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: RNA circular; Amiloidose; Hipocampo; Doença de Alzheimer; Transcrição genética
• Palavras-chave em Inglês: CircRNAs; Alzheimer’s disease; Transcriptomics
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/268007

A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa que leva a grave comprometimento das funções cognitivas, sendo a causa mais comum de demência entre idosos. O número de casos de DA está em constante aumento e estima-se que triplique até 2050, chegando a 139 milhões de casos, representando um problema global de saúde pública. Nos últimos anos, os RNAs circulares (circRNAs), um novo grupo de RNAs não codificantes, emergiu como reguladores transcricionais importantes. Sua estrutura circular confere maior estabilidade e resistentes à degradação em comparação com os RNAs lineares. Estudos recentes relatam o enriquecimento de circRNAs no sistema nervoso central (SNC), destacando sua importância no desenvolvimento neuronal e transmissão sináptica. Além disso, evidências sugerem que as desregulações dos circRNAs podem estar envolvidas no desenvolvimento de doenças cerebrais, como a DA. Dessa forma, o objetivo desta dissertação é investigar as alterações na transcrição de circRNAs no hipocampo, uma região do cérebro altamente vulnerável à DA, em um modelo de camundongo transgênico amiloide amplamente utilizado na literatura, o APPswe/PSEN1dE9. Para isso, foi utilizado bancos de dados de sequenciamento de RNA hipocampal de circRNAs provenientes de bases científicas como NCBI, Pubmed e Web of Science. Identificamos circRNAs diferencialmente expressos (CDES) entre os animais transgênicos e os animais selvagens pareados por idade, utilizando o algoritmo CIRI2 e o método DESeq2 com p < 0,01. Realizamos análises de enriquecimento funcional no Gene Ontology (GO) usando pacotes como ClusterProfiler para investigar as funções biológicas associadas aos genes precursores dos CDES. Além disso, utilizamos o pacote UpSetR para identificar os circRNAs comumente alterados entre os diferentes estudos e os bancos de dados circFunBase e pelo MiRDB para prever as redes de interações circRNAs-miRNAs-mRNAs. Entre os 8 bancos de dados encontrados, utilizamos três pois tinham dados de circRNA hipocampal de camundongos APPswe/PSEN1dE9 de 4, 6 e 8 meses de idade (GSE166393; GSE158995; e PRJNA712946, n = 3 por grupo). O beta-amiloide (Aβ) começa a se depositar a partir dos seis meses no hipocampo APPswe/PSEN1dE9. Assim, os resultados revelaram uma progressiva expressão diferencial de circRNAs no hipocampo dos camundongos APP/PS1 com o avanço da idade: 41 (4 meses), 82 (6 meses) e 425 (8 meses). Identificamos clusters relacionados principalmente à função sináptica, aprendizado e memória, desenvolvimento embrionário e transporte de íons nas análises de enriquecimento funcional. Além disso, encontramos 15 genes precursores de circRNAs compartilhados em pelo menos duas idades e o gene CCDC14 compartilhado entre os três estudos nas análises de UpSetR. Com esse resultado, também identificamos as redes de interações circRNA-miRNA-mRNA associadas aos genes Fmn1, Ndst3, Atp11b e Homer1. Nossos achados sugerem que os circRNAs desempenham um papel importante na DA, fornecendo evidências das alterações de circRNAs no hipocampo em um modelo animal. Suas alterações podem estar relacionadas aos processos neurodegenerativos característicos da doença. Considerando o papel dos circRNAs como reguladores da transcrição, é plausível argumentar que essas mudanças progressivas podem afetar a expressão gênica em regiões cerebrais relacionadas à DA. Surpreendentemente, os genes precursores de circRNAs mostraram-se associados à doença, fornecendo mais indícios da participação dos circRNAs na DA. Embora tenhamos obtido poucas redes de interações, observamos que muitos mRNAs são indiretamente regulados por esses circRNAs. No entanto, ainda há muito a ser investigado, incluindo a compreensão dos mecanismos regulatórios dessas moléculas e a identificação de genes e vias afetados. O estudo dos circRNAs na DA pode contribuir para o desenvolvimento de estratégias de diagnóstico precoce e terapias direcionadas.