Analysis of methylation profile in placentas from pregnant women with sickle cell disease

Autor: Gislene Pereira Gil
Přispěvatelé: Melo, Mônica Barbosa de, 1968, Nascimento, Maria Laura Costa do, 1979, Luz, Adriana Gomes, Planello, Aline Cristiane, Bassères, Daniela Sanchez, Cunha, Anderson Ferreira da, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Médicas, Programa de Pós-Graduação em Clínica Médica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientadores: Mônica Barbosa de Melo; Maria Laura Costa do Nascimento Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: A doença falciforme (DF) constitui um grupo de doenças genéticas que tem como caracteristica comum a presença da hemoglobina S (HbS), a qual pode estar em combinação com outras hemoglobinas anormais, como por exemplo, a hemoglobina C (HbC). A gravidez de mulheres com DF é acompanhada por incidência aumentada de episódios de dor, infecções e várias complicações sistêmicas. A placenta de mulheres com DF apresenta uma série de anormalidades e disfunções, as quais podem levar à insuficiência placentária, favorecendo resultados fetais desfavoráveis. Essas anormalidades placentárias são bem conhecidas e reportadas, no entanto pouco se sabe em relação ao comportamento dos mecanismos moleculares, como por exemplo, os mecanismos epigenéticos no tecido placentário na presença da DF. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o perfil de metilação do DNA em placentas de mulheres com DF (genótipos HbSS e HbSC) em comparação a placentas de gestantes saudáveis. Para isso, propusemos um estudo caso e controle, onde foram avaliados três grupos: grupo 1 (caso) composto por gestantes com genótipo HbSS (n=11); grupo 2 (caso) composto por gestantes com genótipo HbSC (n=11); grupo 3 (controle) composto por gestantes sem DF com genótipo HbAA (n=21). Os microarranjos Illumina Methylation EPIC BeadChip 850K foram usados para avaliar a metilação global do DNA das placentas. As análises de pirosequenciamento foram realizadas para validação dos dados dos microarranjos de metilação e a PCR em Tempo Real foi aplicada para as análises de expressão gênica. Os resultados revelaram uma frequência maior de sítios CpGs hipermetilados para ambos os grupos analisados, onde o grupo HbSS apresentou 73,5% e o grupo HbSC apresentou 76,2%. As regiões diferencialmente metiladas (DMRs) também apresentaram um predomínio de regiões hipermetiladas com 89% e 86% para os grupos HbSS e HbSC, respectivamente. Dentre as DMRs selecionadas para validação da metilação (4 = HbSS e 3 = HbSC), três foram validadas por pirosequenciamento no grupo HbSS e nenhuma validada no grupo HbSC. A análise da expressão gênica mostrou uma diferença de expressão estatisticamente significante para os genes PTGFR (-2,97 vezes) e GPR56 (3,0 vezes) no grupo HbSS, e os genes SPOCK1 (-2,40 vezes) e ADCY4 (1,80 vezes) no grupo HbSC. Os genes que se revelaram diferencialmente expressos estão envolvidos com processos de migração, invasão e proliferação celular, mecanismos que são de grande importância para as atividades trofoblásticas. Sendo assim, a mudança de expressão desses genes poderia alterar as funções dos trofoblastos e consequentemente afetar a fisiologia normal placentária. A partir desses resultados, podemos sugerir que a DF (genótipos HbSS e HbSC) pode alterar a metilação do DNA placentário, levando a mudanças na expressão gênica, o que poderia possivelmente contribuir para o desenvolvimento inadequado da placenta. Esses achados são de grande importância e lançam novas perspectivas para estudos futuros que poderão contribuir para uma melhor compreensão das complicações clínicas e terapia para mulheres com DF Abstract: Sickle cell disease (SCD) comprehends a group of inherited diseases, which have in common the presence of hemoglobin S (HbS). HbS may be in combination with other abnormal hemoglobins, such as a hemoglobin C (HbC). Pregnancy in SCD women is accompanied by an increased incidence of pain episodes, infections and several systemic complications. SCD placenta shows several abnormalities and dysfunction, which may lead to placental insufficiency, favoring adverse fetal outcome. These placental abnormalities are well known and reported, however little is known about the molecular mechanisms, such as epigenetics mechanisms in the placental tissue in the presence of SCD. Thus, the aim of this research was to evaluate the DNA methylation profile in placentas from women with SCD (HbSS and HbSC genotypes) compared to healthy pregnant women. We proposed a case-control study, in which three groups were evaluated: group 1 (case) composed of pregnant women with HbSS genotype (n = 11); group 2 (case) composed of pregnant women with HbSC genotype (n = 11); group 3 (control) composed of pregnant women without SCD with HbAA genotype (n = 21). Illumina Methylation EPIC BeadChip 850K microarrays were used to assess the whole placental DNA methylation. Pyrosequencing was performed to validate the data of the methylation microarrays and Real-Time PCR was applied for the analysis of gene expression. The results showed high frequency of hypermethylated CpGs sites in both HbSS and HbSC groups with 73.5% and 76.2% respectively. Deferentially methylated regions (DMRs) also showed increased hypermethylation status with 89% and 86% for the HbSS and HbSC groups, respectively. From the selected DMRs for methylation validation (HbSS=4 and HbSC=3) three were validated by pyrosequencing in the HbSS group, and none validated in the HbSC group. The gene expression analysis showed statistically significant difference for the PTGFR (-2.97-fold) and GPR56 (3.0-fold) genes in the HbSS group, and for the SPOCK1 (-2.40-fold) and ADCY4 (1.80-fold) genes in the HbSC group. Differentially expressed genes are involved in processes of cell migration, invasion and proliferation, mechanisms that are of great importance for trophoblastic activities. Thus, the change in expression of these genes could affect trophoblast functions and consequently normal placental physiology. From these results, we can suggest that SCD (HbSS and HbSC genotypes) may alter placental DNA methylation, leading to changes in gene expression, which could possibly contribute to inadequate placental development. These findings are of great importance and launch new perspectives for future studies that may contribute to a better understanding of clinical complications and therapy for women with SCD Doutorado Clínica Médica Doutora em Ciências CAPES 2018/02P4570 FAPESP 2014/00984-3 CNPQ 424607/2016-6
Databáze: OpenAIRE
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