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1.
Int. j. morphol ; 42(1): 173-184, feb. 2024.
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1528836

RESUMO

SUMMARY: Calcium-activated chloride channel regulator 1 (CLCA1) is associated with cancer progression. The expression and immunologic function of CLCA1 in stomach adenocarcinoma (STAD) remain unclear. In this investigation, the expression of CLCA1 in STAD tissues and its involvement in the progression and immune response of STAD were examined using databases such as cBioPortal, TISIDB, and UALCAN. In order to validate the expression level of CLCA1 protein in gastric adenocarcinoma, thirty clinical tissue specimens were gathered for immunohistochemical staining. The findings indicated a downregulation of CLCA1 in STAD patients, which was correlated with race, age, cancer grade, Helicobacter pylori infection, and molecular subtype. Through the examination of survival analysis, it was identified that diminished levels of CLCA1 within gastric cancer cases were linked to decreased periods of post-progression survival (PPS), overall survival (OS), and first progression (FP) (P<0.05). The CLCA1 mutation rate was lower in STAD, but the survival rate was higher in the variant group. The correlation between the expression level of CLCA1 and the levels of immune infiltrating cells in STAD, as well as the immune activating molecules, immunosuppressive molecules, MHC molecules, chemokines, and their receptor molecules, was observed. Gene enrichment analysis revealed that CLCA1 may be involved in STAD progression through systemic lupus erythematosus (SLE), proteasome, cell cycle, pancreatic secretion, and PPAR signaling pathways. In summary, CLCA1 is anticipated to function as a prognostic marker for patients with STAD and is linked to the immunization of STAD.


El regulador 1 del canal de cloruro activado por calcio (CLCA1) está asociado con la progresión del cáncer. La expresión y la función inmunológica de CLCA1 en el adenocarcinoma de estómago (STAD) aún no están claras. En esta investigación, se examinó la expresión de CLCA1 en tejidos STAD y su participación en la progresión y respuesta inmune de STAD utilizando bases de datos como cBioPortal, TISIDB y UALCAN. Para validar el nivel de expresión de la proteína CLCA1 en el adenocarcinoma gástrico, se recolectaron treinta muestras de tejido clínico para tinción inmunohistoquímica. Los hallazgos indicaron una regulación negativa de CLCA1 en pacientes con STAD, que se correlacionó con la raza, la edad, el grado del cáncer, la infección por Helicobacter pylori y el subtipo molecular. Mediante el examen del análisis de supervivencia, se identificó que los niveles reducidos de CLCA1 en los casos de cáncer gástrico estaban relacionados con períodos reducidos de supervivencia posterior a la progresión (PPS), supervivencia general (OS) y primera progresión (FP) (P <0,05). La tasa de mutación CLCA1 fue menor en STAD, pero la tasa de supervivencia fue mayor en el grupo variante. Se observó la correlación entre el nivel de expresión de CLCA1 y los niveles de células inmunes infiltrantes en STAD, así como las moléculas activadoras inmunes, moléculas inmunosupresoras, moléculas MHC, quimiocinas y sus moléculas receptoras. El análisis de enriquecimiento genético reveló que CLCA1 puede estar involucrado en la progresión de STAD a través del lupus eritematoso sistémico (LES), el proteasoma, el ciclo celular, la secreción pancreática y las vías de señalización de PPAR. En resumen, se prevé que CLCA1 funcione como un marcador de pronóstico para pacientes con STAD y está vinculado a la inmunización de STAD.


Assuntos
Humanos , Neoplasias Gástricas/metabolismo , Adenocarcinoma/metabolismo , Canais de Cloreto/metabolismo , Prognóstico , Neoplasias Gástricas/imunologia , Imuno-Histoquímica , Adenocarcinoma/imunologia , Biomarcadores Tumorais , Análise de Sobrevida , Canais de Cloreto/genética , Canais de Cloreto/imunologia , Biologia Computacional , Mutação
2.
Int. j. morphol ; 41(6): 1764-1774, dic. 2023. ilus
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1528797

RESUMO

SUMMARY: Colon adenocarcinoma (COAD) is a prevalent disease worldwide, known for its high mortality and morbidity rates. Despite this, the extent of investigation concerning the correlation between COAD's CLCA1 expression and immune cell infiltration remains insufficient. This study seeks to examine the expression and prognosis of CLCA1 in COAD, along with its relationship to the tumor immune microenvironment. These findings will offer valuable insights for clinical practitioners and contribute to the existing knowledge in the field. In order to evaluate the prognostic significance of CLCA1 in individuals diagnosed with colorectal cancers, we conducted a comprehensive analysis using univariate and multivariate Cox regression models along with receiver operating characteristic curve (ROC) analysis. This study was performed on the patient data of COAD obtained from The Cancer Genome Atlas (TCGA) database. Nomograms were developed to anticipate CLCA1 prognostic influence. Furthermore, the CLCA1 association with tumor immune infiltration, immune checkpoints, immune checkpoint blockade (ICB) response, interaction network, and functional analysis of CLCA1-related genes was analyzed. We found that Colon adenocarcinoma tissues significantly had decreased CLCA1 expression compared to healthy tissues. Furthermore, the study revealed that the group with high expression of CLCA1 demonstrated a significantly higher overall survival rate (OS) as compared to the group with low expression. Multivariate and Univariate Cox regression analysis revealed the potential of CLCA1 as a standalone risk factor for COAD. These results were confirmed using nomograms and ROC curves. In addition, protein-protein interaction (PPI) network analysis and functional gene enrichment showed that CLCA1 may be associated with functional activities such as pancreatic secretion, estrogen signaling and cAMP signaling, as well as with specific immune cell infiltration. Therefor, as a new independent predictor and potential biomarker of COAD, CLCA1 plays a crucial role in the advancement of colon cancer.


El adenocarcinoma de colon (COAD) es una enfermedad prevalente a nivel mundial, conocida por sus altas tasas de mortalidad y morbilidad. Sin embargo, el alcance de la investigación sobre la correlación entre la expresión de CLCA1 de COAD y la infiltración de células inmunes sigue siendo insuficiente. Este estudio busca examinar la expresión y el pronóstico de CLCA1 en COAD, junto con su relación con el microambiente inmunológico del tumor. Estos hallazgos ofrecerán conocimientos valiosos para los profesionales clínicos y contribuirán al conocimiento existente en el campo. Para evaluar la importancia de pronóstico de CLCA1 en personas diagnosticadas con cáncer colorrectal, realizamos un análisis exhaustivo utilizando modelos de regresión de Cox univariados y multivariados junto con un análisis de la curva característica operativa del receptor (ROC). Este estudio se realizó con los datos de pacientes de COAD obtenidos de la base de datos The Cancer Genome Atlas (TCGA). Se desarrollaron nomogramas para anticipar la influencia pronóstica de CLCA1. Además, se analizó la asociación de CLCA1 con la infiltración inmunitaria tumoral, los puntos de control inmunitarios, la respuesta de bloqueo de los puntos de control inmunitarios (ICB), la red de interacción y el análisis funcional de genes relacionados con CLCA1. Descubrimos que los tejidos de adenocarcinoma de colon tenían una expresión significativamente menor de CLCA1 en comparación con los tejidos sanos. Además, el estudio reveló que el grupo con alta expresión de CLCA1 demostró una tasa de supervivencia general (SG) significativamente mayor en comparación con el grupo con baja expresión. El análisis de regresión de Cox multivariado y univariado reveló el potencial de CLCA1 como factor de riesgo independiente de COAD. Estos resultados se confirmaron mediante nomogramas y curvas ROC. Además, el análisis de la red de interacción proteína- proteína (PPI) y el enriquecimiento de genes funcionales mostraron que CLCA1 puede estar asociado con actividades funcionales como la secreción pancreática, la señalización de estrógenos y la señalización de AMPc, así como con la infiltración de células inmunes específicas. Por lo tanto, como nuevo predictor independiente y biomarcador potencial de COAD, CLCA1 desempeña un papel crucial en el avance del cáncer de colon.


Assuntos
Humanos , Masculino , Feminino , Adulto , Pessoa de Meia-Idade , Idoso , Idoso de 80 Anos ou mais , Adulto Jovem , Adenocarcinoma/imunologia , Neoplasias do Colo/imunologia , Canais de Cloreto/imunologia , Prognóstico , Imuno-Histoquímica , Adenocarcinoma/metabolismo , Análise de Sobrevida , Análise Multivariada , Análise de Regressão , Neoplasias do Colo/metabolismo , Canais de Cloreto/metabolismo , Biologia Computacional
3.
Int. j. morphol ; 41(6): 1789-1801, dic. 2023. ilus, tab, graf
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1528808

RESUMO

SUMMARY: We investigated the expression and clinical significance of miR-15b-5p in clear cell renal cell carcinoma (RCC) through bioinformatics analysis and experimental verification. The differentially expressed miRNAs were screened in the GEO database. Venn diagram showed that there were 5 up-regulated miRNAs (has-miR-210, has-miR-142-3p, has-miR-142-5p, has-miR-15b-5p, and has-miR-193a-3p) and only 1 down-regulated miRNA (has-miR-532-3p) that were commonly expressed between GSE189331 and GSE16441 datasets. This was further confirmed in TCGA. Further analysis showed that the has-miR-193a-3p, has-miR-142-3p, has- miR-142-5p, and has-miR-15b-5p were closely related to tumor invasion, distant metastasis and survival probability. The expression of miR-15b-5p in ccRCC tissues was significantly higher than that in adjacent normal kidney tissues (P0.05). Following inhibition of miR-15b-5p expression, RCC cells had attenuated proliferation, increased apoptosis, and attenuated migration and invasion. has-miR-15b-5p-WEE1, has-miR-15b-5p-EIF4E, has-miR-15b-5p-PPP2R1B may be three potential regulatory pathways in ccRCC. miR-15b-5p is highly expressed in cancer tissues of ccRCC patients. It may promote proliferation, inhibit apoptosis and enhance cell migration and invasion of RCC cells. The has-miR-15b-5p-WEE1, has-miR-15b-5p-EIF4E, and has-miR-15b-5p-PPP2R1B may be three potential regulatory pathways in ccRCC.


Investigamos la expresión y la importancia clínica de miR-15b-5p en el carcinoma de células renales (CCR) de células claras mediante análisis bioinformático y verificación experimental. Los miARN expresados diferencialmente se examinaron en la base de datos GEO. El diagrama de Venn mostró que había 5 miARN regulados positivamente (has-miR-210, has-miR-142-3p, has-miR-142-5p, has-miR-15b-5p y has-miR-193a-3p). ) y solo 1 miARN regulado negativamente (has-miR-532-3p) que se expresaron comúnmente entre los conjuntos de datos GSE189331 y GSE16441. Esto fue confirmado aún más en TCGA. Un análisis más detallado mostró que has-miR-193a-3p, has-miR-142-3p, has- miR-142-5p y has-miR-15b-5p estaban estrechamente relacionados con la invasión tumoral, la metástasis a distancia y la probabilidad de supervivencia. La expresión de miR-15b-5p en tejidos ccRCC fue significativamente mayor que la de los tejidos renales normales adyacentes (P 0,05). Tras la inhibición de la expresión de miR-15b-5p, las células RCC tuvieron una proliferación atenuada, un aumento de la apoptosis y una migración e invasión atenuadas. has-miR-15b-5p-WEE1, has- miR-15b-5p-EIF4E, has-miR-15b-5p-PPP2R1B pueden ser tres posibles vías reguladoras en ccRCC. miR-15b-5p se expresa altamente en tejidos cancerosos de pacientes con ccRCC. Puede promover la proliferación, inhibir la apoptosis y mejorar la migración celular y la invasión de células RCC. has-miR-15b-5p-WEE1, has- miR-15b-5p-EIF4E y has-miR-15b-5p-PPP2R1B pueden ser tres posibles vías reguladoras en ccRCC.


Assuntos
Humanos , Masculino , Feminino , Carcinoma de Células Renais/patologia , MicroRNAs , Neoplasias Renais/patologia , Carcinoma de Células Renais/genética , Análise de Sobrevida , Movimento Celular , Biologia Computacional , Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real , Neoplasias Renais/genética , Invasividade Neoplásica , Metástase Neoplásica
4.
ABCS health sci ; 48: e023227, 14 fev. 2023.
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1518568

RESUMO

INTRODUCTION: Gastric cancer (GC) is the fifth most diagnosed neoplasia and the third leading cause of cancer-related deaths. A substantial number of patients exhibit an advanced GC stage once diagnosed. Therefore, the search for biomarkers contributes to the improvement and development of therapies. OBJECTIVE: This study aimed to identify potential GC biomarkers making use of in silico tools. METHODS: Gastric tissue microarray data available in Gene Expression Omnibus and The Cancer Genome Atlas Program was extracted. We applied statistical tests in the search for differentially expressed genes between tumoral and non-tumoral adjacent tissue samples. The selected genes were submitted to an in-house tool for analyses of functional enrichment, survival rate, histological and molecular classifications, and clinical follow-up data. A decision tree analysis was performed to evaluate the predictive power of the potential biomarkers. RESULTS: In total, 39 differentially expressed genes were found, mostly involved in extracellular structure organization, extracellular matrix organization, and angiogenesis. The genes SLC7A8, LY6E, and SIDT2 showed potential as diagnostic biomarkers considering the differential expression results coupled with the high predictive power of the decision tree models. Moreover, GC samples showed lower SLC7A8 and SIDT2 expression, whereas LY6E was higher. SIDT2 demonstrated a potential prognostic role for the diffuse type of GC, given the higher patient survival rate for lower gene expression. CONCLUSION: Our study outlines novel biomarkers for GC that may have a key role in tumor progression. Nevertheless, complementary in vitro analyses are still needed to further support their potential.


Assuntos
Neoplasias Gástricas/diagnóstico , Biomarcadores Tumorais , Biologia Computacional , Prognóstico , Simulação por Computador , Expressão Gênica , Análise Serial de Tecidos
5.
Dement. neuropsychol ; 17: e20220025, 2023. tab, graf
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1448107

RESUMO

ABSTRACT Clinical diagnosis of several neurodegenerative disorders based on clinical phenotype is challenging due to its heterogeneous nature and overlapping disease manifestations. Therefore, the identification of underlying genetic mechanisms is of paramount importance for better diagnosis and therapeutic regimens. With the emergence of next-generation sequencing, it becomes easier to identify all gene variants in the genome simultaneously, with a system-wide and unbiased approach. Presently various bioinformatics databases are maintained on discovered gene variants and phenotypic indications are available online. Since individuals are unique in their genome, evaluation based on their genetic makeup helps evolve the diagnosis, counselling, and treatment process at the personal level. This article aims to briefly summarize the utilization of next-generation sequencing in deciphering the genetic causes of Alzheimer's disease and address the limitations of whole genome and exome sequencing.


RESUMO O diagnóstico clínico de vários distúrbios neurodegenerativos com base no fenótipo clínico é difícil devido à sua natureza heterogênea e às manifestações da doença que se sobrepõem. Portanto, a identificação dos mecanismos genéticos subjacentes é de suma importância para um melhor diagnóstico e regimes terapêuticos. Com o surgimento do sequenciamento de próxima geração, o diagnóstico se tornou mais acessível com uma abordagem imparcial em todo o sistema para identificar simultaneamente todas as variantes de genes no genoma. Atualmente, vários bancos de dados de bioinformática sobre variantes genéticas descobertas e indicações fenotípicas estão disponíveis online. Uma vez que os indivíduos são únicos em seu genoma, a avaliação com base em sua composição genética ajudou na evolução do processo de diagnóstico, aconselhamento e tratamento em nível pessoal. Este artigo teve como objetivo resumir brevemente a utilização do sequenciamento de próxima geração para decifrar as causas genéticas da doença de Alzheimer (DA) e abordar as limitações do sequenciamento completo do genoma e do exoma.


Assuntos
Biologia Computacional , Doença de Alzheimer , Previsões
6.
Braz. j. biol ; 83: e243910, 2023. tab, graf
Artigo em Inglês | LILACS, VETINDEX | ID: biblio-1278525

RESUMO

Abstract Nucleotide excision repair (NER) acts repairing damages in DNA, such as lesions caused by cisplatin. Xeroderma Pigmentosum complementation group C (XPC) protein is involved in recognition of global genome DNA damages during NER (GG-NER) and it has been studied in different organisms due to its importance in other cellular processes. In this work, we studied NER proteins in Trypanosoma cruzi and Trypanosoma evansi, parasites of humans and animals respectively. We performed three-dimensional models of XPC proteins from T. cruzi and T. evansi and observed few structural differences between these proteins. In our tests, insertion of XPC gene from T. evansi (TevXPC) in T. cruzi resulted in slower cell growth under normal conditions. After cisplatin treatment, T. cruzi overexpressing its own XPC gene (TcXPC) was able to recover cell division rates faster than T. cruzi expressing TevXPC gene. Based on these tests, it is suggested that TevXPC (being an exogenous protein in T. cruzi) interferes negatively in cellular processes where TcXPC (the endogenous protein) is involved. This probably occurred due interaction of TevXPC with some endogenous molecules or proteins from T.cruzi but incapacity of interaction with others. This reinforces the importance of correctly XPC functioning within the cell.


Resumo O reparo por excisão de nucleotídeos (NER) atua reparando danos no DNA, como lesões causadas por cisplatina. A proteína Xeroderma Pigmentosum complementation group C (XPC) está envolvida no reconhecimento de danos pela via de reparação global do genoma pelo NER (GG-NER) e tem sido estudada em diferentes organismos devido à sua importância em outros processos celulares. Neste trabalho, estudamos proteínas do NER em Trypanosoma cruzi e Trypanosoma evansi, parasitos de humanos e animais, respectivamente. Modelos tridimensionais das proteínas XPC de T. cruzi e T. evansi foram feitos e observou-se poucas diferenças estruturais entre estas proteínas. Durante testes, a inserção do gene XPC de T. evansi (TevXPC) em T. cruzi resultou em crescimento celular mais lento em condições normais. Após o tratamento com cisplatina, T. cruzi superexpressando seu próprio gene XPC (TcXPC) foi capaz de recuperar as taxas de divisão celular mais rapidamente do que T. cruzi expressando o gene TevXPC. Com base nesses testes, sugere-se que TevXPC (sendo uma proteína exógena em T. cruzi) interfere negativamente nos processos celulares em que TcXPC (a proteína endógena) está envolvida. Isso provavelmente ocorreu pois TevXPC é capaz de interagir com algumas moléculas ou proteínas endógenas de T.cruzi, mas é incapaz de interagir com outras. Isso reforça a importância do correto funcionamento de XPC dentro da célula.


Assuntos
Humanos , Animais , Trypanosoma cruzi/genética , Xeroderma Pigmentoso , Dano ao DNA/genética , Biologia Computacional , Proteínas de Ligação a DNA/genética , Proteínas de Ligação a DNA/metabolismo , Reparo do DNA/genética
7.
Belo Horizonte; s.n; 2023. 124 p.
Tese em Português | LILACS | ID: biblio-1444992

RESUMO

As leishmanioses são doenças tropicais negligenciadas com alta endemicidade e que afetam milhares de pessoas no mundo. Sua infecção é causada por parasitos protozoários do gênero Leishmania. A diversidade biológica entre as espécies é quem permite determinar as manifestações clínicas, sendo elas na forma de leishmaniose visceral (LV) ou leishmaniose tegumentar (LT). Dentre estas manifestações, a LV é considerada a mais grave, devido sua alta letalidade e grande emergência em indivíduos com a infecção provocada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV). Atualmente, as medidas de controle e prevenção adotadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS), baseiam-se em uma combinação de estratégias de intervenção contra a infecção, uma vez que o diagnóstico eficaz e precoce é indispensável para que se possa intervir com o tratamento adequado, diminuindo índices de mortalidade e a evolução de complicações clínicas. Entretanto, os testes sorológicos utilizados apresentam sensibilidade e especificidade prejudicadas em pacientes com leishmanioses e/ou coinfectados LV/HIV, devido a baixos ní-veis de anticorpos antileishmanial ou pela presença de doenças que causem reação cruzada, levando a resultados falso-positivos. A sensibilidade torna-se também variável em pacientes tratados, uma vez que a sorologia pode manter-se positiva por meses ou anos após o fim do tratamento e cura da doença. Buscando resolver tal problemática, a identificação de novos antígenos, por meio de análises de bioinformática associadas à imunoproteômica, tem permitido a detecção de novas proteínas com potencial aplicação diagnóstica. Em estudos anteriores, as proteínas hipotéticas LiHyT, LiHyD, LiHyV e LiHyP foram encontradas em espécies de Leishmania spp, e avaliadas em suas versões recombinantes por meio de ensaios de ELISA, obtendo resultados satisfatórios para a detecção da LV humana e canina. Com base nessas informações, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma proteína quimera recombinante base-ada na predição de epítopos lineares específicos de células B das quatro proteínas antigênicas de L. infantum citadas e avaliar o potencial diagnóstico, assim como dos peptídeos individuais que a constituíram, frente à leishmaniose humana, bem como com a coinfecção com HIV, além de testar os antígenos como marcadores prognóstico após o tratamento da LV e LT. As sequências de aminoácidos das proteínas foram avaliadas e oito epítopos de células B foram preditos e utilizados na construção de uma nova proteína quimérica. A proteína foi expressa, purificada e avaliada como antígeno recombinante em ELISA para o diagnóstico de LV, LT, coinfecção LV/HIV e prognóstico em amostras de pacientes tratados de LV e LT. Os epítopos de células B usados na construção da quimera foram sintetizados e também testados em ELISA frente às mesmas amostras, assim como um extrato antigênico solúvel de Leishmania braziliensis (SLA). Os resultados mostraram que a proteína quimera apresentou sensibilidade e especificidade de 100% para diagnosticar a LV, LT e LV/HIV, enquanto os peptídeos sintéticos apresentaram sensibilidade variando entre eles de 9,1% a 90,9% para amostras de LT e 76,8% a 99,2% para amostras de LV e LV/HIV, já os valores de especificidade atingiram 98,3% a 99,1% para LT e 67,1% a 95,7% para LV e LV/HIV. O SLA apresentou sensibilidade e especificidade de 18,2% e 98,3% para LT, e 56,8% a 69,5% para amostras de LV e LV/HIV, respectivamente. Uma avaliação prognóstica preliminar mostrou ainda que os anticorpos anti-quimera diminuíram em níveis significativos, quando comparada a reatividade sorológica antes e seis meses após o tratamento, sugerindo um possível papel prognóstico da quimera para as leishmanioses. O presente estudo, mostrou-se eficaz na construção e avaliação de novos candidatos, que demonstram ter um bom desempenho na detecção diagnóstica e prognóstica para as leishmanioses e dos casos de coinfecção LV/HIV.


Leishmaniasis are neglected tropical diseases with high endemicity that affect thousands of people in the world. Infection is caused by protozoan parasites of the genus Leishmania. The biological diversity between species is what allows determining the clinical manifestations, either in the form of visceral leishmaniasis (VL) or tegumentary leishmaniasis (TL). Among these clinical manifestations, VL is considered the most serious, due to its high lethality and great emergence in individuals with infection caused by the human immunodeficiency virus (HIV). Currently, the control and prevention measures adopted by the World Health Organiza-tion (WHO) are based on a combination of intervention strategies against the infection, since an effective and early diagnosis is essential to intervene with the appropriate treatment, decrea-sing mortality rates and evolution of clinical complications. However, the serological tests used show impaired sensitivity and specificity in patients with leishmaniasis and/or coinfected with VL/HIV, due to low levels of anti-leishmanial antibodies or the presence of diseases that cause cross-reaction, leading to false-positive results. The sensitivity also becomes variable in treated patients, since the serology can remain positive for months or years after the end of the trea-tment and cure of the disease. Seeking to solve this problem, the identification of new antigens, through bioinformatic analysis associated with immunoproteomic, has allowed the detection of new proteins with potential diagnostic application. In previous studies, the hypothetical proteins LiHyT, LiHyD, LiHyV and LiHyP were found in species of Leishmania spp, and evaluated in their recombinant versions through ELISA assays, and satisfactory results were obtained for the detection of human and canine VL. Based on this information, the present work aimed to develop a recombinant chimera protein through on the prediction of specific linear epitopes of B cells derived from these four antigenic proteins of L. infantum and to evaluate its diagnostic potential, as well as the individual peptides that constitute it, against human leishmaniasis, as well as co-infection with HIV, in addition to testing them as possible prognostic markers of patients after VL and TL treatment. The amino acid sequences of the proteins were evaluated and eight B cell epitopes were predicted and used in the construction of a new chimeric protein. The protein was expressed, purified and evaluated as a recombinant antigen in ELISA for the diagnosis of VL, TL, VL/HIV co-infection and prognosis in samples from patients treated for VL and TL. The B cell epitopes used in the construction of the chimera were synthesized and also tested in ELISA against the same samples, as well as a soluble Leishmania braziliensis antigenic extract (SLA). The results showed that the chimera protein apresented sensitivity and specificity of 100% for diagnosing VL, TL and VL/HIV, while the synthetic peptides showed sensitivity ranging from 9.1% to 90.9% for TL samples and 76.8 % to 99.2% for VL and VL/HIV samples, while the specificity values reached from 98.3% to 99.1% for TL and 67.1% to 95.7% for VL and VL/HIV. The SLA showed sensitivity and specificity of 18.2% and 98.3% for TL, and 56.8% to 69.5% for VL and VL/HIV samples, respectively. A preliminary prog-nostic evaluation also showed that anti-chimera antibodies significantly decreased when com-pared to serological reactivity before and six months after treatment, suggesting a possible prognostic role of the antigen for leishmaniasis. The present study proved to be effective in the construction and evaluation of new candidates, who demonstrate good performance in diagnos-tic and prognostic detection for leishmaniasis and VL/HIV co-infection.


Assuntos
Leishmania braziliensis , Leishmania infantum , Doenças Negligenciadas , Epitopos de Linfócito B , Biologia Computacional , Dissertação Acadêmica
8.
Rev. bras. med. esporte ; 29(spe1): e2022_0197, 2023. tab, graf
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1394845

RESUMO

ABSTRACT Introduction The recent development of the deep learning algorithm as a new multilayer network machine learning algorithm has reduced the problem of traditional training algorithms easily falling into minimal places, becoming a recent direction in the learning field. Objective Design and validate an artificial intelligence model for deep learning of the resulting impacts of weekly load training on students' biological system. Methods According to the physiological and biochemical indices of athletes in the training process, this paper analyzes the actual data of athletes' training load in the annual preparation period. The characteristics of athletes' training load in the preparation period were discussed. The value, significance, composition factors, arrangement principle and method of calculation, and determination of weekly load density using the deep learning algorithm are discussed. Results The results showed that the daily 24-hour random sampling load was moderate intensity, low and high-intensity training, and enhanced the physical-motor system and neural reactivity. Conclusion The research shows that there can be two activities of "teaching" and "training" in physical education and sports training. The sports biology monitoring research proves to be a growth point of sports training research with great potential for expansion for future research. Level of evidence II; Therapeutic studies - investigation of treatment outcomes.


RESUMO Introdução O recente desenvolvimento do algoritmo de aprendizado profundo como um novo algoritmo de aprendizado de máquina de rede multicamadas reduziu o problema dos algoritmos de treinamento tradicionais, que facilmente caiam em locais mínimos, tornando-se uma direção recente no campo do aprendizado. Objetivo Desenvolver e validar um modelo de inteligência artificial para aprendizado profundo dos impactos resultantes dos treinos semanais de carga sobre o sistema biológico dos estudantes. Métodos De acordo com os índices fisiológicos e bioquímicos dos atletas no processo de treinamento, este artigo analisa os dados reais da carga de treinamento dos atletas no período anual de preparação. As características da carga de treinamento dos atletas no período de preparação foram discutidas. O valor, significância, fatores de composição, princípio de arranjo e método de cálculo e determinação da densidade de carga semanal usando o algoritmo de aprendizado profundo são discutidos. Resultados Os resultados mostraram que a carga diária de 24 horas de amostragem aleatória foi de intensidade moderada, treinamento de baixa densidade e alta intensidade, e o sistema físico-motor e a reatividade neural foram aprimorados. Conclusão A pesquisa mostra que pode haver duas atividades de "ensino" e "treinamento" na área de educação física e no treinamento esportivo. A pesquisa de monitoramento da biologia esportiva revela-se um ponto de crescimento da pesquisa de treinamento esportivo com grande potencial de expansão para pesquisas futuras. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - investigação dos resultados do tratamento.


RESUMEN Introducción El reciente desarrollo del algoritmo de aprendizaje profundo como un nuevo algoritmo de aprendizaje automático de red multicapa ha reducido el problema de los algoritmos de entrenamiento tradicionales, que caen fácilmente en lugares mínimos, convirtiéndose en una dirección reciente en el campo del aprendizaje. Objetivo Desarrollar y validar un modelo de inteligencia artificial para el aprendizaje profundo de los impactos resultantes del entrenamiento de la carga semanal en el sistema biológico de los estudiantes. Métodos De acuerdo con los índices fisiológicos y bioquímicos de los atletas en el proceso de entrenamiento, este artículo analiza los datos reales de la carga de entrenamiento de los atletas en el período de preparación anual. Se analizaron las características de la carga de entrenamiento de los atletas en el periodo de preparación. Se analizan el valor, el significado, los factores de composición, el principio de disposición y el método de cálculo y determinación de la densidad de carga semanal mediante el algoritmo de aprendizaje profundo. Resultados Los resultados mostraron que la carga diaria de 24 horas de muestreo aleatorio era de intensidad moderada, de baja densidad y de alta intensidad de entrenamiento, y que el sistema físico-motor y la reactividad neural mejoraban. Conclusión La investigación muestra que puede haber dos actividades de "enseñanza" y "formación" en la educación física y el entrenamiento deportivo. La investigación sobre el seguimiento de la biología del deporte demuestra ser un punto de crecimiento de la investigación sobre el entrenamiento deportivo con un gran potencial de expansión para futuras investigaciones. Nivel de evidencia II; Estudios terapéuticos - investigación de los resultados del tratamiento.


Assuntos
Humanos , Algoritmos , Biologia Computacional/métodos , Desempenho Atlético/fisiologia , Aprendizado Profundo , Educação Física e Treinamento/métodos
9.
Con-ciencia (La Paz) ; 10(2): [1-22], nov. 2022. ilus
Artigo em Espanhol | LILACS | ID: biblio-1416068

RESUMO

INTRODUCCIÓN: la Proteína Quinasa Activada por AMP (AMPK), es una enzima monitora y reguladora central del estado energético celular, por tanto, es responsable de la respuesta celular al suministro y demanda de energía. El AMP actúa como activador en condiciones de déficit energético, mientras que el ATP la inactiva cuando las condiciones energéticas son más favorables. Debido a su función central en el metabolismo, la AMPK surge como un blanco proteico prometedor para el tratamiento de diferentes enfermedades como la Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2), Síndrome Metabólico (SM), Cáncer, entre otros. Existen múltiples isoformas de AMPK que se regulan y expresan diferencialmente en todo el organismo. La isoforma AMPK­ß2 se expresa casi exclusivamente en músculo esquelético y dado que este es el órgano primario para el almacenamiento y eliminación de Glucosa, AMPK­ß2 puede dirigir su homeostasis por una ruta independiente a la Insulina. La molécula activadora SC4 tiene una gran selectividad por AMPK­ß2 y debido a su función biológica, podría servir como modelo farmacológico para coadyuvar el tratamiento de enfermedades metabólicas. OBJETIVO: análisis de la dinámica molecular de activación de la AMPK­ß2. METODOLOGÍA: en el presente estudio, se emplean herramientas bioinformáticas como Chimera 1.15 y Phyton Molecular Viewer. RESULTADOS: el análisis in silico permitió comprender varios aspectos estructurales relacionados con la acción de SC4 sobre la estructura trimérica de la AMPK, los aminoácidos con los que interacciona y cómo su estructura química le otorga gran selectividad. También fue útil para en un futuro, ampliar los criterios de extracción, identificación y/o diseño de compuestos activos a partir de fuentes naturales, con propiedades funcionales similares o aún mejores a SC4, para así poder emplearlos con un enfoque terapéutico que beneficie a nuestra población.


INTRODUCTION: protein Kinase Activated by AMP (AMPK), is a monitor enzyme and a central regulator of the energetic cellular state, therefore, it is responsible for the cellular response to the supply and demand of energy. AMP acts as an activator in conditions of energy deficit, while ATP inactivates it when energy conditions are more favorable. Due to its central role in metabolism, AMPK appears as a promising protein target for the treatment of different diseases such as Diabetes Mellitus type 2 (DM2), Metabolic Syndrome (SM), and Cancer among others. There are multiple isoforms of AMPK that are regulated and differentially expressed throughout the body. The ß2-AMPK isoform is expressed almost exclusively in skeletal muscle and since this is the primary organ for Glucose disposal and storage, ß2-AMPK has an established role as a driver of insulin-independent Glucose clearance. The activator SC4 has a high selectivity for ß2-AMPK and due to its biological function; it could serve as a pharmacological model to aid the treatment of metabolic diseases. OBJETIVE: to analize the molecular dinamic of AMPK- ß2 activation. METHODOLOGY: in the present work we employed bioinformatics, Chimera 1.15 and Phyton Molecular Viewer. RESULTS: the in silico analysis allow us to understand many many structural features related to the action of SC4 on the trimeric structure of AMPK, the specific amino acids involved in the interaction and how its chemical structure gives it high selectivity. Thus, this structural analysis will be useful in order to broaden the criteria for extraction, identification and/or design of active compounds from natural sources, with similar or even better properties than SC4, to use them in a future, with a therapeutic approach that benefits our population.


Assuntos
Biologia Computacional , Fosfotransferases , Proteínas Quinases , Músculo Esquelético
10.
Rev. peru. med. exp. salud publica ; 39(1): 15-23, ene.-mar. 2022. graf
Artigo em Espanhol | LILACS | ID: biblio-1389924

RESUMO

RESUMEN Objetivo. Evaluar in silico y a nivel serológico el potencial antigénico del dominio extracelular recombinante de la proteína de ensamblaje de lipopolisacáridos - D (LptD) de Bartonella bacilliformis (dexr_LptD). Materiales y métodos. Mediante el análisis in silico se realizó la selección de una proteína de B. bacilliformis con potencial antigénico e inmunogénico. El gen de la proteína seleccionada se clonó en Escherichia coli TOP10 y se expresó en Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS. La proteína recombinante fue expresada usando isopropil-β-D-1-tiogalactopiranósido (IPTG) y se optimizaron las condiciones de inducción. Por último, se purificó con resina Ni-IDA (His60 Ni Superflow) y se realizó un ensayo de Western Blot. Resultados. In silico, la proteína seleccionada fue LptD por estar localizada en la membrana externa y ser antigénica e inmunogénica. Las condiciones optimizadas para la inducción del dexr_LptD fueron 0,5 mM IPTG, 16 h, medio TB (Terrific Broth), etanol al 3% (v/v), 28 ºC, OD600: 1-1,5 y 200 r.p.m. La purificación se realizó en condiciones denaturantes a pequeña escala y se obtuvo 2,6 µg/mL de dexr_LptD parcialmente purificada. El ensayo de Western Blot mostró una reacción positiva entre los sueros provenientes de pacientes con la enfermedad de Carrión y dexr_LptD, ello evidencia la antigenicidad del dexr_LptD. Conclusiones. El dexr_LptD muestra antigenicidad in silico y a nivel serológico, estos resultados son base para posteriores estudios sobre candidatos vacunales contra la enfermedad de Carrión.


ABSTRACT Objective. To evaluate in silico and at the serological level the antigenic potential of the recombinant extracellular domain of the lipopolysaccharide assembly protein - D (LptD) of Bartonella bacilliformis (dexr_LptD). Materials and Methods. Through in silico analysis, we selected a B. bacilliformis protein with antigenic and immunogenic potential. The selected protein gene was cloned into Escherichia coli TOP10 and expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS. Recombinant protein was expressed using isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) and induction conditions were optimized. Finally, it was purified with Ni-IDA resin (His60 Ni Superflow) and a Western Blot assay was conducted. Results. In silico, the selected protein was LptD because it is located in the outer membrane and is antigenic and immunogenic. Optimized conditions for dexr_LptD induction were 0.5 mM IPTG, 16 hours, TB (Terrific Broth) medium, 3% (v/v) ethanol, 28 ºC, OD600: 1-1.5 and 200 rpm. Purification was carried out under denaturating conditions on a small scale and we obtained 2.6 μg/mL of partially purified dexr_LptD. The Western Blot assay showed a positive reaction between the sera from patients with Carrión's Disease and dexr_LptD, which shows the antigenicity of dexr_LptD. Conclusions. The dexr_LptD shows antigenicity both in silico and at the serological level, these results are the basis for further studies on vaccine candidates against Carrion's Disease.


Assuntos
Proteínas Recombinantes , Clonagem de Organismos , Bartonella bacilliformis , Infecções por Bartonella , Biologia Computacional , Imunogenicidade da Vacina
11.
São Paulo; s.n; s.n; 2022. 157 p. tab, graf, ilus.
Tese em Inglês | LILACS | ID: biblio-1380998

RESUMO

Melanoma accounts for 3% of skin neoplasms and is the leading cause of death from skin disorders worldwide. The high mortality rate associated with this disease stems from the high capacity of melanoma patients to develop metastases and treatment relapse with inhibitors of the MAPK signaling pathway (such as BRAF inhibitors), commonly used in melanoma therapy. Thus, the investigation of genes involved in the mechanisms of melanoma development is essential for new and more effective therapeutic strategies. Hence, we describe in this thesis two projects involving the genes SIN3B and IRF4 as possible biomarkers for cutaneous melanoma. Initially, through bioinformatics analyses performed by our group, an upregulation of SIN3B was found in metastatic melanomas. This result together with the understanding of SIN3B role in regulating gene expression and oncogenic transformation, prompted us to describe in this thesis some mechanisms by which SIN3B may influence melanoma development. We then sought to characterize the gene function using SIN3B-deleted cells, generated by the CRISPR-Cas9 methodology. Initially, we observed increased SIN3B expression in BRAF-mutant metastatic melanomas, where we noted that the long splicing variant of the gene (NM_001297595.1) was effectively prevalent in melanomas. Subsequently, we designed gRNAs between the exons 2 and 3 of the human SIN3B gene and engineered three knockout clones and three control clones (containing empty lentiCRISPRv2 plasmid) from different melanoma cell lines (SKMEL28, A2058, and A375). Through functional analyses, it was observed that the absence of the gene did not interfere in the proliferation of tumor cells; however, it led to a decrease in invasive properties. These results were verified by Boyden chamber assays and transcriptome analysis (total RNA sequencing of deleted cells), where a decrease in migration and motility pathways was observed. Additionally, a screening of synthetically lethal genes with SIN3B was performed with a genome wide CRISPR library. These results showed that USP7 and STK11 genes, which belong to the FoxO signaling pathway, were essential in SIN3B-depleted melanoma cells. Finally, through a collaborative project with the Wellcome Trust Sanger Institute, previous large-scale sequencing analyses demonstrated that deletion of the IRF4 gene was lethal for melanoma cells. Accordingly, we performed IRF4 silencing in vitro and noticed that the lack of IRF4 promotes cell death and apoptosis, independently of MYC and MITF, known in the literature to be downstream targets of this gene. Therefore, these data suggest that IRF4 plays a vital role in melanoma cell survival. Taken together, both works herein described in this thesis demonstrate how CRISPR-Cas9 can be applied to study the functions and mechanisms of genes involved in melanoma progression, collectively helping in the development of more effective therapeutic strategies for this tumor


O melanoma representa 3% dos tipos de neoplasias cutâneas e é a maior causa das mortes por distúrbios de pele no mundo. A alta taxa de mortalidade associada à essa doença advém da alta capacidade de pacientes com melanoma desenvolverem metástases, e apresentarem recidiva após tratamento com inibidores da via de sinalização MAPK (como da proteína BRAF), comumente utilizados no tratamento de pacientes metastáticos. Assim, a investigação de genes envolvidos nos mecanismos de desenvolvimento do melanoma é primordial para novas estratégias terapêuticas mais efetivas. Dessa forma, descrevemos no presente trabalho dois projetos envolvendo os genes SIN3B e IRF4 como possíveis biomarcadores para melanoma cutâneo. Em análises prévias de bioinformática realizados pelo nosso grupo, SIN3B foi identificado tendo maior expressão em melanomas metastáticos. Além disso, diversos estudos mostraram que o gene está envolvido na regulação da expressão gênica e transformação oncogênica. Dessa forma, descrevemos nessa tese alguns mecanismos pelos quais SIN3B pode influenciar no desenvolvimento do melanoma, através da caracterização funcional de células SIN3B-deletadas pela metodologia CRISPR-Cas9. Inicialmente, observamos aumento na expressão de SIN3B em melanomas metastáticos BRAF-mutados, onde notamos que a variante de splicing longa do gene (NM_001297595.1), era efetivamente prevalente em melanomas. Assim, desenhamos sequências de RNA guias entre os éxons 2 e 3 do gene SIN3B humano e, obtivemos três clones knockout e outros três clones controle (contendo plasmídeo vazio) em diferentes linhagens de melanoma (SKMEL28, A2058 e A375), para caracterização funcional. Observou-se que a ausência do gene não interferiu na proliferação das células tumorais, contudo, acarretou na diminuição de processos invasivos. Esses resultados foram averiguados através de ensaios em câmara de Boyden e análises de transcriptoma (sequenciamento de RNA total das células deletadas), onde notou-se diminuição das vias de migração e motilidade. Adicionalmente, um rastreamento de genes sinteticamente letais com SIN3B foi realizado com uma biblioteca de CRISPR capaz de silenciar todo o genoma. Esses resultados mostraram que os genes USP7 e STK11, ambos pertencentes à via de sinalização de FoxO, são essenciais nas células SIN3B deletadas. Por fim, através de um projeto colaborativo com o Wellcome Trust Sanger Institute, análises prévias de sequenciamento de larga escala demonstraram que a deleção do gene IRF4 era letal para células de melanoma. Dessa forma, realizamos o silenciamento de IRF4 in vitro e notamos que a ausência do gene promove morte celular e apoptose, independentemente de MYC e MITF, conhecidos na literatura por serem alvos downstream do gene. Portanto, esses dados sugerem que IRF4 tem um papel importante na sobrevivência de células de melanoma. Em conjunto, ambos trabalhos descritos nessa tese, demonstram como a metodologia CRISPR-Cas9 pode auxiliar no entendimento de processos importantes para a malignidade do melanoma e contribuir para estratégias terapêuticas mais efetivas para esse tumor


Assuntos
Neoplasias Cutâneas/complicações , Metodologia como Assunto , Melanoma/patologia , Metástase Neoplásica , Neoplasias , Pacientes/classificação , Pele , Técnicas In Vitro/métodos , Biomarcadores/análise , Expressão Gênica , Sobrevivência Celular , Análise de Sequência de RNA/instrumentação , Biologia Computacional/métodos , Absenteísmo , Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Espaçadas
12.
Rev. Asoc. Colomb. Cien. Biol. (En línea) ; 1(34): 10-17, 2022. tab, ilus
Artigo em Espanhol | LILACS, COLNAL | ID: biblio-1372379

RESUMO

Introducción: La enfermedad por almacenamiento del glucógeno tipo III (GSDIII, Glycogen storage disease type III) o Enfermedad de Cori Forbes es un trastorno del proceso de glucogenólisis ocasionado por variantes del gen AGL que codifica la enzima desramificante del glucógeno; se encuentra ubicado en el cromosoma 1p21.2 y su alteración genera una degradación incompleta del glucógeno, llevando a una acumulación de dextrina límite en órganos blanco, ocasionando organomegalia y disfunción. Objetivo: Caracterizar molecularmente un paciente lactante mayor con diagnóstico clínico y bioquímico sospechoso de GSDIII. Materiales y Métodos: Paciente lactante mayor masculino con antecedente de displasia broncopulmonar, infección respiratoria aguda, reflujo gastroesofágico, hepatomegalia e intolerancia a la lactosa. Se realizó estudio molecular mediante secuenciación de exoma completo; las variantes reportadas fueron evaluadas por Software de predicción como: Mutation Tas-ter, PROVEAN, UMD-Predictor, POLYPHEN, SIFT, Human Splicing Finder. Finalmente, se realizó una red de interacción génica mediante el programa GeneMania para determinar asociaciones génicas cercanas. Resultados: Se identifi caron 3 variantes heterocigotas ubicadas en el gen AGL: p.Arg910* que ocasiona pérdida del dominio amilo-1,6 glucosidasa y el dominio de unión al glucógeno, y las variantes p.Trp373Cys, p.Asn565Ser que generan cambios missense en la proteína. El análisis de significancia clínica por medio de métodos in-sílico determinó una clasificación patogénica para todas las variantes. La red de interacción permitió observar asociaciones entre el gen AGL y los genes FOXA2, PPP1R3B, NHLRC1 y GCK, que tienen relación con procesos metabólicos. Conclusión: una sospecha clínica inicial, a través de una buena historia clínica y la pertinencia de estudios bioquímicos-metabólicos-genómicos dirigidos, permite brindar un correcto diagnóstico, tratamiento y seguimiento, acercándonos a la medicina de precisión.


Introduction: Glycogen storage disease type III (GSDIII) or Cori Forbes disease is a disorder of the glycogeno-lysis process caused by variants of the AGL gene that encodes the glycogen debranching enzyme; It is located on chromosome 1p21.2 and its alteration generate an incomplete degradation of glycogen, leading to an accumu-lation of borderline dextrin in target organs, causing organomegaly and dysfunction. Objective: To characterize at the molecular level an elderly male lactating patient from southwestern Colombia with a clinical, biochemical diagnosis suspected of GSDIII. Materials and methods: An elderly male infant with a history of bronchopul-monary dysplasia, acute respiratory infection, gastroesophageal refl ux, hepatomegaly, and lactose intolerance. A molecular study was performed by whole exome sequencing; the reported variants were evaluated by prediction software such as Mutation Taster, PROVEAN, UMD-Predictor, POLYPHEN, SIFT, Human Splicing Finder. Fi-nally, a gene interaction network was performed using the GeneMania program to determine close gene associa-tions. Results: 3 heterozygous variants located in the AGL gene were identifi ed: p.Arg910 * that causes loss of the amyl-1,6 glucosidase domain and the glycogen-binding domain, and the variants p.Trp373Cys, p.Asn565 in the protein. The analysis of clinical signifi cance by means of in-silico methods determined a pathogenic classifi cation for all the variants. The interaction network will observe associations between the AGL gene and the FOXA2, PPP1R3B, NHLRC1 and GCK genes, which are related to metabolic processes. Conclusion: an initial clinical suspicion, through a good clinical history and the relevance of directed biochemical-metabolic-genomic studies, allows us to provide a correct diagnosis, treatment, and follow-up, bringing us closer to precision medicine


Assuntos
Humanos , Masculino , Lactente , Biologia Computacional , Doença de Depósito de Glicogênio Tipo III , Colômbia
13.
São Paulo; s.n; s.n; 2022. 186 p. tab, graf, ilus.
Tese em Português | LILACS | ID: biblio-1397348

RESUMO

Os avanços metodológicos e instrumentais decorrentes do Projeto Genoma Humano formaram o arcabouço necessário para o surgimento das tecnologias de sequenciamento de DNA de Nova Geração, as quais se caracterizam por um custo reduzido, uma baixa demanda operacional e a produção de um grande volume de dados por experimento. Concomitantemente a isso, o aumento no poder de processamento computacional permitiu o desenvolvimento de análises genéticas em larga escala, de modo que, atualmente, é possível estudar características genômicas individualizadas e, até então, pouco ou nunca exploradas. Dentre essas características, aquelas relacionadas às variações estruturais em genomas têm recebido bastante atenção. Os pseudogenes processados, ou retrocópias, são variações estruturais causadas pela duplicação de genes codificadores mediante à transposição de seu RNA mensageiro maduro pela maquinaria enzimática de LINE- 1. As retrocópias podem estar fixadas, ou seja, presentes em todos os genomas de uma dada espécie, os quais são representados pela montagem modelo do genoma de referência, ou podem não estar fixadas, sendo polimórficas, germinativas ou somáticas. No entanto, o conhecimento acerca das retrocópias não fixadas ainda é limitado devido à falta de ferramentas de bioinformática dedicadas a sua identificação e anotação em dados de sequenciamento de DNA. Posto isso, este trabalho apresenta o sideRETRO um programa computacional especializado na detecção de pseudogenes processados ausentes do genoma de referência, mas presentes em dados de sequenciamento de genoma completo e exoma de outros indivíduos. Além de apontar para a presença de retrocópias não fixadas, o sideRETRO é capaz de anotar várias outras características relacionadas a esses evento, tais como: a coordenada genômica de inserção do pseudogene processado, a qual constitui o cromossomo, o ponto de inserção e a fita de DNA (líder or retardada); o contexto genômico do evento (exônico, intrônico ou intergênico); a genotipagem (presente ou ausente) e a haplotipagem (em homozigose ou heterozigose). Para atestar a eficiência da ferramenta, o sideRETRO foi executado para dados simulados e para dados reais validados experimentalmente por um grupo independente. Portanto, em resumo, nesta tese são descritos o desenvolvimento e o uso do sideRETRO uma ferramenta computacional robusta e eficiente, designada para identificar e anotar pseudogenes processados não fixados. Por fim, vale destacar que o sideRETRO preenche uma lacuna metodológica e possibilita novas hipóteses e investigações sistemáticas no campo de chamada de variantes estruturais


The methodological and instrumental advances resulting from the Human Genome Project have created the necessary framework to the emergence of Next Generation DNA sequencing technologies, which are characterized by a reduced cost, low operational demand and the generation of a large volume of data per experiment. Concomitantly with this, the increase in computational processing power has driven the development of large-scale genetic analyses, which allowed us to study individualized genomic traits little or never explored before. Among these characteristics, those related to structural variations in genomes have received much attention. Processed pseudogenes, or retrocopies, are structural variations caused by the duplication of coding genes through the transposition of their mature messenger RNA by the LINE-1 enzymatic machinery. Retrocopies can be fixed (i.e., present in all genomes of a given species and included into the assembly of the reference genome) or unfixed, being polymorphic, germinal or somatic. However, knowledge about unfixed retrocopies is still limited due to the lack of bioinformatics tools dedicated to their identification and annotation in DNA sequencing data. Therefore, this work presents sideRETRO a computer program specialized in the detection of processed pseudogenes absent from the reference genome, but present in whole genome and exome sequencing data from other individuals. In addition to pointing out the presence of unfixed retrocopies, sideRETRO is able to annotate several other characteristics related to these events, such as: the genomic coordinate of the processed pseudogene insetion, which constitutes the chromosome, the insertion point and the DNA strand (leader or retard); the genomic context of the event (exonic, intronic or intergenic); genotyping (present or absent) and haplotyping (homozygous or heterozygous). To certify the sideRETRO efficiency, it was run on simulated data and on real data experimentally validated by an independent group. Therefore, in summary, this thesis describes the development and use of sideRETRO a robust and efficient computational tool, designed to identify and annotate unfixed processed pseudogenes. Finally, it is worth noting that sideRETRO fills a methodological gap and allows new hypotheses and systematic investigations in the field of structural variant calling


Assuntos
Polimorfismo Genético/genética , Biologia Computacional/classificação , Biologia Computacional/instrumentação , Custos e Análise de Custo , Genômica/instrumentação , Análise de Sequência de DNA/instrumentação , Codificação Clínica
14.
Rev. biol. trop ; 69(4)dic. 2021.
Artigo em Espanhol | LILACS, SaludCR | ID: biblio-1387685

RESUMO

Resumen Introducción: La disciplina científica de la bioinformática tiene el potencial de generar aplicaciones innovadoras para las sociedades humanas. Costa Rica, pequeña en tamaño y población en comparación con otros países de América Latina, ha ido adoptando la disciplina de manera progresiva. El reconocer los avances permite determinar hacia dónde puede dirigirse el país en este campo, así como su contribución a la región latinoamericana. Objetivo: En este manuscrito se reporta evidencia de la evolución de la bioinformática en Costa Rica, para identificar debilidades y fortalezas que permitan definir acciones a futuro. Métodos: Se realizaron búsquedas en bases de datos de publicaciones científicas y repositorios de secuencias, así como información de actividades de capacitación, redes, infraestructura, páginas web y fuentes de financiamiento. Resultados: Se observan avances importantes desde el 2010, incluyendo un aumento en oportunidades de entrenamiento y número de publicaciones, aportes significativos a las bases de datos de secuencias y conexiones por medio de redes. Sin embargo, ciertas áreas, como la masa crítica y la financiación requieren más desarrollo. La comunidad científica y sus patrocinadores deben promover la investigación basada en bioinformática, invertir en la formación de estudiantes de posgrado, aumentar la formación de profesionales, crear oportunidades laborales para carreras en bioinformática y promover colaboraciones internacionales a través de redes. Conclusiones: Se sugiere que para experimentar los beneficios de las aplicaciones de la bioinformática se deben fortalecer tres aspectos clave: la comunidad científica, la infraestructura de investigación y las oportunidades de financiamiento. El impacto de tal inversión sería el desarrollo de proyectos ambiciosos pero factibles y colaboraciones extendidas dentro de la región latinoamericana. Esto permitiría realizar contribuciones significativas para abordar los desafíos globales y la aplicación de nuevos enfoques de investigación, innovación y transferencia de conocimiento para el desarrollo de la economía, dentro de un marco de ética de la investigación.


Abstract Introduction: The scientific discipline of bioinformatics has the potential to generate innovative applications for human societies. Costa Rica, small in size and population compared to other Latin American countries, has been progressively adopting the discipline. Recognizing progress makes it possible to determine where the country can go in this field, as well as its contribution to the Latin American region. Objective: This manuscript reports evidence of the evolution of bioinformatics in Costa Rica, to identify weaknesses and strengths allowing future actions plans. Methods: We searched databases of scientific publications and sequence repositories, as well as information on training activities, networks, infrastructure, web pages and funding sources. Results: Important advances have been observed since 2010, such as increases in training opportunities and the number of publications, significant contributions to the sequence databases and connections through networks. However, areas such as critical mass and financing require further development. The scientific community and its sponsors should promote bioinformatics-based research, invest in graduate student training, increase professional training, create career opportunities in bioinformatics, and promote international collaborations through networks. Conclusions: It is suggested that in order to experience the benefits of bioinformatics applications, three key aspects must be strengthened: the scientific community, the research infrastructure, and funding opportunities. The impact of such investment would be the development of ambitious but feasible projects and extended collaborations within the Latin American region and abroad. This would allow significant contributions to address global challenges and the implementation of new approaches to research, innovation and knowledge transfer for the development of the economy, within an ethics of research framework.


Assuntos
Biologia Computacional/tendências , Gerenciamento de Dados , Costa Rica
16.
Medicina (Ribeirão Preto) ; 54(1)jul, 2021. fig.
Artigo em Português | LILACS | ID: biblio-1353725

RESUMO

RESUMO: Modelo do estudo: Trata-se de um estudo experimental in vitro com abordagem computacional. Objetivo: Ana-lisar a existência de interação entre as drogas hidrofóbicas bezafibrato e hidroclorotiazida com a hemoglobina a fim de prever alterações na biodisponibilidade das drogas, bem como na função proteica. Metodologia: Testes de interação in vitro entre a hemoglobina bovina e bezafibrato ou hidroclorotiazida foram realizados por espectrofo-tometria; análises dos sítios de interação e extrapolações para a hemoglobina humana foram feitas por técnicas de bioinformática. Resultados: Os testes in vitro demonstraram diminuição de absorbância (k) em 405 nm igual a 8,75 x 10-4 min-1 para o bezafibrato e 6,25 x 10-4 min--1 para a hidroclorotiazida. A diminuição sugere interação das drogas com a hemoglobina, sendo que o bezafibrato parece interagir com afinidade ligeiramente maior. As análises in silico mostraram que as drogas se ligam à porção proteica da hemoglobina. A constante de afinidade de ligação obtida por ancoragem molecular para o bezafibrato com a hemoglobina bovina (-8,3 kcal/mol) corrobora com o valor experimental de k e com o maior número de interações observadas, em relação à hidroclorotiazida (-6,6 kcal/mol). O mesmo padrão é observado para a interação do bezafibrato (-7,6 kcal/mol) e da hidroclorotiazida (-6,7 kcal/mol) com a hemoglobina humana. Conclusão: As técnicas de espectrofotometria e bioinformática utilizadas sugerem a possibilidade de interação da hemoglobina com drogas de natureza hidrofóbica, como bezafibrato e hi-droclorotiazida, sendo que essa interação pode afetar a função normal da hemoglobina e alterar a farmacodinâmica e farmacocinética das drogas prejudicando sua eficiência terapêutica. (AU)


ABSTRACT: Study model: It is an in vitro experimental study with a computational approach. Objective: Analyze the presence of interaction between hydrophobic drugs bezafibrate and hydrochlorothiazide and hemoglobin to predict bioavailability changes as well as in the protein function. Metodology: The in vitro tests to evaluate the interaction between the bovine hemoglobin and bezafibrate and hydrochlorothiazide were perfomed by spectrophotometry; bioinformatic tools made interaction analysis and extrapolation for human hemoglobin. Results: The in vitro tests showed a decrease in the absorbance (k) at 405 nm equal to 8.75 x 10-4 min-1 for bezafibrate and 6.25 x 10-4 min-1 for hydrochlorothiazide. The decrease suggests an interaction between the drugs and hemoglobin, for bezafibrate this interaction seems to be stronger than hydrochlorothiazide. The in silico analysis showed that the drugs bind to the protein portion of the hemoglobin. The binding affinity constant obtained by molecular docking from bezafibrate and bovine hemoglobin (-8.3 Kcal/mol) sustain the experimental value of k and the greater number of interactions observed in relation to hydrochlorothiazide (-6.6 kcal/mol). The same pattern was observed for interaction of bezafibrate (-7.6 kcal/mol) and hydrochlorothiazide (-6.7 kcal/mol) with human hemoglobin. Conclusion: The spectrophotometry and bioinformatic methods suggested the possibility of hemoglobin interaction with hydrophobic drugs such as bezafibrate and hydrochlorothiazide; this interaction could affect the normal function of hemoglobin and change the pharmacodynamics and pharmacokinetics of drugs impairing their therapeutic efficiency. (AU)


Assuntos
Espectrofotometria , Hemoglobinas , Biologia Computacional , Simulação de Acoplamento Molecular
17.
Rev. cuba. inform. méd ; 13(1): e389, ene.-jun. 2021. tab, graf
Artigo em Espanhol | LILACS, CUMED | ID: biblio-1251726

RESUMO

El presente trabajo aborda una experiencia en la implementación del aula invertida. Se emplea como estrategia de investigación un estudio de caso efectuado en la Universidad de las Ciencias Informáticas (UCI), de 16 estudiantes de Ingeniería en Bioinformática. En los resultados obtenidos, se confirma la relación entre la interactividad, motivación, trabajo y aprendizaje colaborativo y la evaluación formativa; además, que el diseño de actividades de aprendizaje y su evaluación en el modelo de aula invertida con el desarrollo de estrategias de estudiantes prosumidores de videos contribuye a que estos mejoren sus habilidades comunicativas e informáticas. Se concluye que la evaluación debe estimular el aprendizaje colaborativo, la interactividad, la tolerancia, la motivación y la responsabilidad en los entornos virtuales(AU)


This paper presents an experience in the flipped classroom teaching. A case study conducted at the University of Informatics Science (UCI, acronym in Spanish) with 16 Bioinformatics Engineering students. In the results obtained, the relationship between interactivity, motivation, work and collaborative learning and formative evaluation is confirmed; in addition, the design of learning activities and assessment in the flipped classroom model with the development of strategies for video prosumers students helps them to improve their communication and computer skills. It is concluded that evaluation should stimulate collaborative learning, interactivity, tolerance, motivation and responsibility in virtual environments(AU)


Assuntos
Humanos , Masculino , Feminino , Software , Biologia Computacional/métodos , Filme e Vídeo Educativo , Aprendizagem
18.
Biol. Res ; 54: 21-21, 2021. ilus, graf
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1505812

RESUMO

BACKGROUND: Chagas disease is considered important and presents intense inflammatory and fibrotic processes induced by the perpetuation of the parasite in the affected tissues and organs. Therefore, it is necessary to inquire about the host defense and attack mechanisms to have a more detailed knowledge about Chagas disease. Micro-RNAs are found in blood, tissues and extracellular vesicles. These small regulators of gene expression are involved in physiological and pathological processes in both mammals and parasites. Several microRNAs have deregulated expression in chagasic heart disease, although little is known about their extracellular expression. Our main objective was to evaluate the involvement of miR-21, miR-146a and miR-155 in several samples from mice infected with the TcI Ninoa strain from the acute and indeterminate phases. We also explored a potential functional association of the selected microRNAs using STRING software. This software identified 23 pathways associated with Trypanosoma cruzi infection. In addition, eleven genes were identified through bioinformatics analysis, and we found that SMAD family member 5 was downregulated in both phases. This gene serves as a mediator in the TGF-ß signaling pathway. Thus, forty female mice of the CD1 strain were distributed into 4 groups and the expression levels of miR-21, miR-146a and miR-155 were measured in samples of heart tissue, total plasma and plasma extracellular vesicles by quantitative real-time polymerase chain reaction. RESULTS: Overexpression of miR-21, miR-146a and miR-155 was observed in heart and plasma in both phases. Moreover, in extracellular vesicles miR-21 and miR-146a were also overexpressed in the acute phase, whereas in the indeterminate chronic phase we found only miR-146a up-regulated. CONCLUSIONS: The expression of inflammatory microRNAs miR-21, miR-146a and miR-155 were up-regulated in each of the samples from acutely and chronically infected mice. The relevant finding was that miR-146a was up-regulated in each sample in both phases; therefore, this miRNA could be a possible candidate biomarker in Chagas disease.


Assuntos
Animais , Feminino , Camundongos , Doença de Chagas/genética , MicroRNAs/genética , Fibrose , Biomarcadores , Biologia Computacional
19.
Biol. Res ; 54: 12-12, 2021. ilus, graf
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1505805

RESUMO

BACKGROUND: Multiple sclerosis (MS) is a central nervous system disease with a high disability rate. Modern molecular biology techniques have identified a number of key genes and diagnostic markers to MS, but the etiology and pathogenesis of MS remain unknown. RESULTS: In this study, the integration of three peripheral blood mononuclear cell (PBMC) microarray datasets and one peripheral blood T cells microarray dataset allowed comprehensive network and pathway analyses of the biological functions of MS-related genes. Differential expression analysis identified 78 significantly aberrantly expressed genes in MS, and further functional enrichment analysis showed that these genes were associated with innate immune response-activating signal transduction (p = 0.0017), neutrophil mediated immunity (p = 0.002), positive regulation of innate immune response (p = 0.004), IL-17 signaling pathway (p < 0.035) and other immune-related signaling pathways. In addition, a network of MS-specific protein-protein interactions (PPI) was constructed based on differential genes. Subsequent analysis of network topology properties identified the up-regulated CXCR4, ITGAM, ACTB, RHOA, RPS27A, UBA52, and RPL8 genes as the hub genes of the network, and they were also potential biomarkers of MS through Rap1 signaling pathway or leukocyte transendothelial migration. RT-qPCR results demonstrated that CXCR4 was obviously up-regulated, while ACTB, RHOA, and ITGAM were down-regulated in MS patient PBMC in comparison with normal samples. Finally, support vector machine was employed to establish a diagnostic model of MS with a high prediction performance in internal and external datasets (mean AUC = 0.97) and in different chip platform datasets (AUC = (0.93). CONCLUSION: This study provides new understanding for the etiology/pathogenesis of MS, facilitating an early identification and prediction of MS.


Assuntos
Humanos , Leucócitos Mononucleares , Biomarcadores , Perfilação da Expressão Gênica , Esclerose Múltipla/diagnóstico , Esclerose Múltipla/genética , Biologia Computacional , Análise de Sequência com Séries de Oligonucleotídeos , Redes Reguladoras de Genes
20.
Braz. j. med. biol. res ; 54(3): e10152, 2021. tab, graf
Artigo em Inglês | LILACS | ID: biblio-1153522

RESUMO

The goal of this study was to identify potential transcriptomic markers in pediatric septic shock prognosis by an integrative analysis of multiple public microarray datasets. Using the R software and bioconductor packages, we performed a statistical analysis to identify differentially expressed (DE) genes in pediatric septic shock non-survivors, and further performed functional interpretation (enrichment analysis and co-expression network construction) and classification quality evaluation of the DE genes identified. Four microarray datasets (3 training datasets and 1 testing dataset, 252 pediatric patients with septic shock in total) were collected for the integrative analysis. A total of 32 DE genes (18 upregulated genes; 14 downregulated genes) were identified in pediatric septic shock non-survivors. Enrichment analysis revealed that those DE genes were strongly associated with acute inflammatory response to antigenic stimulus, response to yeast, and defense response to bacterium. A support vector machine classifier (non-survivors vs survivors) was also trained based on DE genes. In conclusion, the DE genes identified in this study are suggested as candidate transcriptomic markers for pediatric septic shock prognosis and provide novel insights into the progression of pediatric septic shock.


Assuntos
Humanos , Criança , Choque Séptico/diagnóstico , Choque Séptico/genética , Transcriptoma , Biomarcadores , Biologia Computacional , Perfilação da Expressão Gênica , Análise em Microsséries
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