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Análise exploratória do Transcriptoma do Arapaima gigas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-09-29) Martins, Danilo Lopes; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; ; http://lattes.cnpq.br/6248158300785155; Dalmolin, Rodrigo Juliani Siqueira; ; Santos, Sidney Emanuel Batista dos;
O Arapaima gigas, conhecido como pirarucu, é considerado um dos maiores peixes de água doce do mundo, com um notável interesse no mercado da aquicultura devido às suas características biológicas particulares, incluindo o seu rápido crescimento nos seus primeiros anos de vida. Nos últimos anos, apesar da disponibilização massiva de dados advindos de projetos de sequenciamento, poucos foram os que abordaram o táxon que inclui essa espécie. O presente estudo foi desenvolvido com a finalidade de caracterizar o transcriptoma dessa espécie, através de uma análise exploratória transcricional e dos padrões de expressão gênica relacionados a perfis genes tecido-específicos, além de evidenciar genes sexo-específicos. Por meio do sequenciamento do cDNA de 12 amostras de tecidos diferentes do pirarucu, montou-se um transcriptoma de referência com a estratégia de montagem guiada pelo genoma referência. Foram analisados os padrões de expressão gênica para os diferentes tecidos de macho e fêmea de espécimes adultos. Pipelines como STAR, SortMeRNA, Braker2, Diamond e mygene para a montagem e anotação gênica foram utilizados, assim como as ferramentas clusterProfiler e KEGG para análise de enriquecimento funcional dos genes e o animalTFDB para identificação de fatores de transcrição. Neste estudo evidenciamos um conjunto de produtos gênicos anotados que servem como potenciais candidatos a produtos biotecnológicos, por estarem envolvidos nos fenótipos individuais dos tecidos, processos de dimorfismo sexual, e na regulação de processos que podem explicar suas características morfológicas únicas. Esse estudo também podem auxiliar substancialmente na condução de análises posteriores.
Associação dos polimorfismos do tipo INDEL com o risco de câncer colorretal na população do Rio Grande do Norte
(2016-08-30) Santos, Diego Marques da Costa; Silbiger, Vivian Nogueira; ; http://lattes.cnpq.br/6121935907512568; ; http://lattes.cnpq.br/6421756747130739; Santos, Sidney Emanuel Batista dos; ; http://lattes.cnpq.br/9809924843125163; Santos, Ândrea Kely Campos Ribeiro dos; ; http://lattes.cnpq.br/3899534338451625
O câncer colorretal (CCR) é um tipo de câncer que acomete a região do intestino grosso e reto; sendo o terceiro câncer mais comum em homens e o segundo em mulheres no mundo. A maior parte da susceptibilidade ao CCR é proveniente de variantes genéticas múltiplas, cada uma com um efeito individual que, quando combinada, causa a diversidade de risco para o desenvolvimento desse câncer. Dentre os tipos de mutações encontrados no genoma humano, as inserções e deleções (INDEL) são a segunda classe mais comum; e o entendimento deste tipo de mutação possui um potencial de impactar na expressão, na estrutura e até mesmo função da proteína. Entretanto, sabe-se relativamente pouco sobre o impacto das INDEL no risco de CCR, especialmente na população miscigenada do Brasil. Dessa forma o objetivo deste trabalho é realizar um estudo do tipo caso-controle para determinar a associação de 16 INDEL com a susceptibilidade ao CCR na população do Rio Grande do Norte. Além disso, foi também avaliado a distribuição relativa da ancestralidade entre o grupo caso e controle. Os polimorfismos e os marcadores utilizado para a distribuição da ancestralidade foram genotipados utilizando ABI PRISM 3130 e o GeneMapper ID v3.2. A análise estatística foi realizada utilizando o R v 3.1. Em relação à ancestralidade genômica, foi observada diferença significativa na distribuição da contribuição Africana entre os grupos. Em relação à análise de associação entre o polimorfismo e o risco de desenvolver CCR, foi observado que o alelo D do polimorfismo estudado no gene IL4, e o alelo I do polimorfismo do TYMS foram associados com o aumento do risco de desenvolver CCR. No presente trabalho, também foi avaliado o risco que a combinação genotípica do TYMS (rs151264360) e do IL4 (rs79071878) aumenta consideravelmente o risco de ter CCR; e foi observado que se faz necessário a presença de pelo menos 3 alelos de risco para conferir risco de ter CCR.
Bioinformática aplicada na identificação de genes de câncer/testículo e sua associação com prognóstico em uma análise pan-câncer
(2019-12-04) Silva, Vandeclécio Lira da; Souza, Sandro José de; Lima, Lucymara Fassarella Agnez; ; ; ; Dalmolin, Rodrigo Juliani Siqueira; ; Santos, Sidney Emanuel Batista dos; ; Lajus, Tirzah Braz Petta; ; Santos, Ândrea Kely Campos Ribeiro dos;
Os genes de câncer/testículo (CT) são excelentes candidatos para o desenvolvimento de ferramentas imunoterapêuticos associadas ao câncer, devido à sua expressão restrita em tecidos normais e à capacidade de provocar uma resposta imune quando expressa em células tumorais. Neste sentido, no presente estudo realizamos uma análise em escala genômica para os genes de CT, identificando 745 putativos genes de CT. Ao compararmos com outros conjuntos de genes foram identificados novos genes de CT. Realizamos a integração de várias bases de dados de expressão gênica de tecidos normais e de tumores, para identificação desses genes. A integração de dados clínicos e de infiltração de células CD8+ no tumor, nos proporcionou a identificação de dezenas de genes de CT associados com prognóstico bom ou ruim. Para aqueles genes de CT relacionados ao bom prognóstico, mostramos em pacientes com câncer uma relação direta entre a expressão gênica do CT e um sinal de infiltração de células CD8+ para alguns tipos de tumores, especialmente melanoma. Adicionalmente, nesta tese contextualizamos a bioinformática em um cenário de big data.
Identification of variants (rs11571707, rs144848, and rs11571769) in the BRCA2 gene associated with hereditary breast cancer in indigenous populations of the brazilian Amazon
(MDPI AG, 2021-01-22) Dobbin, Elizabeth Ayres Fragoso; Medeiros, Jéssyca Amanda Gomes; Costa, Marta Solange Camarinha Ramos; Rodrigues, Juliana Carla Gomes; Guerreiro, João Farias; Kroll, José Eduardo; Souza, Sandro José de; Assumpção, Paulo Pimentel de; Ribeiro-dos-Santos, Ândrea; Santos, Sidney Emanuel Batista dos; Burbano, Rommel Mario Rodríguez; Fernandes, Marianne Rodrigues; Santos, Ney Pereira Carneiro dos
Estimates show that 5–10% of breast cancer cases are hereditary, caused by genetic variants in autosomal dominant genes; of these, 16% are due to germline mutations in the BRCA1 and BRCA2 genes. The comprehension of the mutation profile of these genes in the Brazilian population, particularly in Amazonian Amerindian groups, is scarce. We investigated fifteen polymorphisms in the BRCA1 and BRCA2 genes in Amazonian Amerindians and compared the results with the findings of global populations publicly available in the 1000 Genomes Project database. Our study shows that three variants (rs11571769, rs144848, and rs11571707) of the BRCA2 gene, commonly associated with hereditary breast cancer, had a significantly higher allele frequency in the Amazonian Amerindian individuals in comparison with the African, American, European, and Asian groups analyzed. These data outline the singular genetic profiles of the indigenous population from the Brazilian Amazon region. The knowledge about BRCA1 and BRCA2 variants is critical to establish public policies for hereditary breast cancer screening in Amerindian groups and populations admixed with them, such as the Brazilian population
Incidence of hereditary gastric cancer may be much higher than reported
(MDPI AG, 2022-12) Assumpção, Paula Baraúna de; Assumpção, Paulo Pimentel de; Moreira, Fabiano Cordeiro; Santos, Andrea Kely Campos Ribeiro dos; Vidal, Amanda Ferreira; Magalhães, Leandro; Khayat, André Salim; Santos, André Mauricio Ribeiro dos; Cavalcante, Giovanna Chaves; Pereira, Adenilson Leão; Medeiros, Inácio Gomes; Souza, Sandro José de; Burbano, Rommel Mario Rodríguez; Souza, Jorge Estefano Santana de; Santos, Sidney Emanuel Batista dos
Hereditary gastric cancers (HGCs) are supposed to be rare and difficult to identify. Nonetheless, many cases of young patients with gastric cancer (GC) fulfill the clinical criteria for considering this diagnosis but do not present the defined pathogenic mutations necessary to meet a formal diagnosis of HGC. Moreover, GC in young people is a challenging medical situation due to the usual aggressiveness of such cases and the potential risk for their relatives when related to a germline variant. Aiming to identify additional germline alterations that might contribute to the early onset of GC, a complete exome sequence of blood samples from 95 GC patients under 50 and 94 blood samples from non-cancer patients was performed and compared in this study. The number of identified germline mutations in GC patients was found to be much higher than that from individuals without a cancer diagnosis. Specifically, the number of high functional impact mutations, including those affecting genes involved in medical diseases, cancer hallmark genes, and DNA replication and repair processes, was much higher, strengthening the hypothesis of the potential causal role of such mutations in hereditary cancers. Conversely, classically related HGC mutations were not found and the number of mutations in genes in the CDH1 pathway was not found to be relevant among the young GC patients, reinforcing the hypothesis that existing alternative germline contributions favor the early onset of GC. The LILRB1 gene variants, absent in the world's cancer datasets but present in high frequencies among the studied GC patients, may represent essential cancer variants specific to the Amerindian ancestry's contributions. Identifying non-reported GC variants, potentially originating from under-studied populations, may pave the way for additional discoveries and translations to clinical interventions for GC management. The newly proposed approaches may reduce the discrepancy between clinically suspected and molecularly proven hereditary GC and shed light on similar inconsistencies among other cancer types. Additionally, the results of this study may support the development of new blood tests for evaluating cancer risk that can be used in clinical practice, helping physicians make decisions about strategies for surveillance and risk-reduction interventions
Investigação exploratória dos fatores genéticos associados ao sistema de determinação sexual em Arapaima gigas (Pirarucu)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-03-30) Cavalcante, Renata Lilian Dantas; Sakamoto, Tetsu; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; ; ; Souza, Gustavo Antonio de; ; Santos, Sidney Emanuel Batista dos;
O Pirarucu, (Arapaima gigas) é o maior peixe ósseo de água doce do mundo, podendo pesar por volta de 200 quilogramas e medir cerca de 3 metros de comprimento quando adulto. Pertence à família Arapaimidae, ordem dos Osteoglossiformes e tem como habitat natural a Bacia amazônica. Devido ao seu grande porte, à sua carne conter baixo conteúdo de gordura e pequeno número de espinhas, Arapaima gigas tornou-se uma espécie de especial interesse na pesca. Um dos problemas relacionados à sua exploração pesqueira, principalmente relacionado ao cultivo em cativeiro, é que não se conhecem ao certo os mecanismos genéticos ligados a sua diferenciação sexual. A maturação sexual em Arapaima gigas ocorre tardiamente, por volta do terceiro ao quinto ano de vida, e o dimorfismo sexual não é uma característica presente nesta espécie. Para um manejo mais sustentável, é de suma importância buscar um método eficaz e pouco invasivo para diferenciar sexualmente os indivíduos juvenis de Arapaima gigas. Para isso, o estabelecimento de um marcador genético molecular relacionado com a diferenciação sexual seria uma vantajosa ferramenta. Análises anteriores do genoma de Arapaima gigas não obtiveram resultados significativos em determinar genes ou grandes regiões genômicas associadas ao sistema de determinação sexual destes indivíduos. Neste estudo, propusemos realizar diferentes abordagens em Bioinformática, que não são tão usuais para a identificação de diferenças genômicas entre indivíduos de sexo oposto, com o intuito de identificar regiões repetitivas em excesso ou em falta em um dos sexos ou pequenas regiões presentes em apenas um sexo. Para isso, utilizamos dados genômicos de seis representantes adultos de Arapaima gigas, sendo três machos e três fêmeas, além do genoma referência de Pirarucu ID: 12404 depositado no NCBI. Após realizados esses estudos exploratórios no genoma de Arapaima gigas, notou-se a existência de k-mers que estão representados de maneira distinta entre os indivíduos de sexo oposto. E não só a existência desses k-mers como também a identificação de 22 scaffold’s onde ocorrem existência de haploidias, que se fazem presentes em um sexo e com cenário antagônico no outro. Ademais, foi realizada a identificação do painel de microssatélites em Arapaima gigas, onde foi computado a existência de 95.485 microssatélites. O conhecimento dessas regiões de microssatélites é de suma importância para a continuação deste trabalho pois viabiliza sua utilização como marcadores moleculares de regiões genômicas, que aliado principalmente as porções de haploidia existentes em apenas um dos sexos de Arapaima gigas facilitaria técnicas experimentais de isolamento de sequências de interesse. As diferentes proporções na contagem de k-mers e sítios de heterozigose (haploidia) podem indicar a existência de fatores genéticos, que se comprovados através de experimentos na bancada, podem auxiliar na sexagem dos indivíduos de Arapaima gigas.
Molecular profile of variants in CDH1, TP53, PSCA, PRKAA1, and TTN genes related to gastric cancer susceptibility in Amazonian indigenous populations
(MDPI AG, 2023-09) Aguiar, Kaio Evandro Cardoso; Oliveira, Izabela De Sousa; Paes, Amanda de Nazaré Cohen; Coelho, Rita de Cássia Calderaro; Vinagre, Lui Wallacy Morikawa Souza; Rodrigues, Juliana Carla Gomes; Santos, André Mauricio Ribeiro dos; Souza, Sandro José de; Santos, Andrea Kely Campos Ribeiro dos; Guerreiro, João Farias; Assumpção, Paulo Pimentel de; Santos, Sidney Emanuel Batista dos; Santos, Ney Pereira Carneiro dos; Fernandes, Marianne Rodrigues
Gastric Cancer is a disease associated with environmental and genetic changes, becoming one of the most prevalent cancers around the world and with a high incidence in Brazil. However, despite being a highly studied neoplastic type, few efforts are aimed at populations with a unique background and genetic profile, such as the indigenous peoples of the Brazilian Amazon. Our study characterized the molecular profile of five genes associated with the risk of developing gastric cancer by sequencing the complete exome of 64 indigenous individuals belonging to 12 different indigenous populations in the Amazon. The analysis of the five genes found a total of 207 variants, of which 15 are new in our indigenous population, and among these are two with predicted high impact, present in the TTN and CDH1 genes. In addition, at least 20 variants showed a significant difference in the indigenous population in comparison with other world populations, and three are already associatively related to some type of cancer. Our study reaffirms the unique genetic profile of the indigenous population of the Brazilian Amazon and allows us to contribute to the conception of early diagnosis of complex diseases such as cancer, improving the quality of life of individuals potentially suffering from the disease
Molecular profile of variants potentially associated with severe forms of COVID-19 in Amazonian indigenous populations
(MDPI AG, 2024-02) Coelho, Rita de Cássia Calderaro; Martins, Carlliane Lima e Lins Pinto; Pastana, Lucas Favacho; Rodrigues, Juliana Carla Gomes; Aguiar, Kaio Evandro Cardoso; Paes, Amanda de Nazaré Cohen; Gellen, Laura Patrícia Albarello; Moraes, Francisco Cezar Aquino de; Calderaro, Maria Clara Leite; Assunção, Letícia Almeida de; Silva, Natasha Monte da; Pereira, Esdras Edgar Batista; Santos, André Mauricio Ribeiro dos; Santos, Andrea Kely Campos Ribeiro dos; Burbano, Rommel Mario Rodriguez; Souza, Sandro José de; Guerreiro, João Farias; Assumpção, Paulo Pimentel de; Santos, Sidney Emanuel Batista dos; Fernandes, Marianne Rodrigues; Santos, Ney Pereira Carneiro dos
Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is an infection caused by SARS-CoV-2. Genome-wide association studies (GWASs) have suggested a strong association of genetic factors with the severity of the disease. However, many of these studies have been completed in European populations, and little is known about the genetic variability of indigenous peoples’ underlying infection by SARS-CoV-2. The objective of the study is to investigate genetic variants present in the genes AQP3, ARHGAP27, ELF5L, IFNAR2, LIMD1, OAS1 and UPK1A, selected due to their association with the severity of COVID-19, in a sample of indigenous people from the Brazilian Amazon in order to describe potential new and already studied variants. We performed the complete sequencing of the exome of 64 healthy indigenous people from the Brazilian Amazon. The allele frequency data of the population were compared with data from other continental populations. A total of 66 variants present in the seven genes studied were identified, including a variant with a high impact on the ARHGAP27 gene (rs201721078) and three new variants located in the Amazon Indigenous populations (INDG) present in the AQP3, IFNAR2 and LIMD1 genes, with low, moderate and modifier impact, respectively
Seleção de características de sequências para resolução de perguntas biológicas ligadas à análise de variantes e ao desenvolvimento de siRNAs Anti-SARS-CoV-2
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-21) Medeiros, Inácio Gomes; Souza, Jorge Estefano Santana de; Souza, Jorge Estefano Santana de; 17623795899; http://lattes.cnpq.br/8058577659019910; http://lattes.cnpq.br/8058577659019910; http://lattes.cnpq.br/8450369742588953; Santos, Araken de Medeiros; http://lattes.cnpq.br/8059198436766378; Ferreira, Beatriz Stransky; http://lattes.cnpq.br/3142264445097872; Santos, Sidney Emanuel Batista dos; http://lattes.cnpq.br/9809924843125163; Petta, Tirzah Braz; http://lattes.cnpq.br/9979644969955564
A análise de variantes em um contexto clínico e o suporte ao desenvolvimento de terapias contra doenças virais são duas áreas em que diversas pesquisas têm utilizado processos de integração e análise de dados ômicos. Aferir se uma dada variante possui ou não impacto patogênico é um desafio presente na análise de variantes, inclusive quando diferentes ferramentas de predição de patogenicidade apontam resultados divergentes. Em relação ao desenvolvimento de terapias baseadas em RNA de interferência, observa-se que existe uma necessidade contínua de desenho e avaliação de eficiência de novos RNAs pequenos de interferência (siRNAs, do inglês short-interfing RNAs) a cada novo vírus que surge, como o SARS-CoV-2, responsável pela pandemia de COVID-19. Nessa direção, argumenta-se nesta tese, a partir da discussão de dois trabalhos, que processos de integração de dados e seleção de características podem trazer contribuições na resolução de questões ligadas à identificação de patogenicidade de variantes e, em um segundo momento, à disponibilização de informação e características de sequências que podem vir a servir para a formulação de terapias para a COVID-19. Em linhas gerais, o estudo objetivou (a) desenvolver métodos de integração de dados e seleção de características de variantes para aferição de patogenicidade e (b) desenvolver métodos de integração de dados visando a construção de um banco de dados de siRNAs para SARS-CoV-2. Para atingir o primeiro objetivo, foi proposto um modelo de classificação baseado em árvores de decisão para estimar a patogenicidade de variantes, construído por meio de um processo de integração de dados públicos de variantes já catalogadas com predições de patogenicidade trazidas por ferramentas baseadas em aprendizado de máquina. O modelo obtido foi capaz de apresentar uma acurácia superior ao estado da arte relativo à predição de patogenicidade de variantes, constituindo-se em uma importante ferramenta de apoio a profissionais de saúde, como nos diagnósticos de doenças genéticas. No segundo objetivo, combinou-se dados de propriedades estruturais, termodinâmicas, toxicidade, similaridade e de eficiência com o intuito de montar um catálogo global de siRNAs para o SARS-CoV-2. A integração de propriedades diversas relativas a siRNAs em uma única base de dados consolida-se como um referencial de informação que permite a realização de filtragens in silico simples e direcionadas, poupando a execução de muitos testes de bancadas em cima de moléculas candidatas para terapias contra a COVID-19. Esses estudos possuem pontos em comum com outros de integração de dados da literatura, entre eles, aspectos envolvendo diversidade dos dados, reprodutibilidade e descoberta de conhecimento. Por fim, verificou-se que estes trabalhos possuem potencial de aplicação clínica, seja para incrementar a compreensão de variantes relacionadas a comorbidades genéticas diversas, no caso do primeiro trabalho, como no apoio ao desenvolvimento de terapias contra a COVID-19, no caso do segundo trabalho.
The genomic profile associated with risk of severe forms of COVID-19 in amazonian native american populations
(MDPI, 2022-04-01) Astana, Lucas Favacho; Silva, Thays Amâncio; Gellen, Laura Patrícia Albarello; Vieira, Giovana Miranda; Assunção, Letícia Almeida de; Leitão, Luciana Pereira Colares; Silva, Natasha Monte da; Coelho, Rita de Cássia Calderaro; Alcântara, Angélica Leite de; Vinagre, Lui Wallacy Morikawa Souza; Rodrigues, Juliana Carla Gomes; Leal, Diana Feio da Veiga Borges; Fernandes, Marianne Rodrigues Fernandes; Souza, Sandro José de; Kroll, José Eduardo; Santos, André Mauricio Riberio dos; Burbano, Rommel Mario Rodríguez Burbano; Guerreiro, João Farias; Assumpção, Paulo Pimentel de; Santos, Ândrea Campos Ribeiro dos; Santos, Sidney Emanuel Batista dos; Santos, Ney Pereira Carneiro dos.
Genetic factors associated with COVID-19 disease outcomes are poorly understood. This study aimed to associate genetic variants in the SLC6A20, LZTFL1, CCR9, FYCO1, CXCR6, XCR1, and ABO genes with the risk of severe forms of COVID-19 in Amazonian Native Americans, and to compare the frequencies with continental populations. The study population was composed of 64 Amerindians from the Amazon region of northern Brazil. The difference in frequencies between the populations was analyzed using Fisher’s exact test, and the results were significant when p ≤ 0.05. We investigated 64 polymorphisms in 7 genes; we studied 47 genetic variants that were new or had impact predictions of high, moderate, or modifier. We identified 15 polymorphisms with moderate impact prediction in 4 genes (ABO, CXCR6, FYCO1, and SLC6A20). Among the variants analyzed, 18 showed significant differences in allele frequency in the NAM population when compared to others. We reported two new genetic variants with modifier impact in the Amazonian population that could be studied to validate the possible associations with COVID-19 outcomes. The genomic profile of Amazonian Native Americans may be associated with protection from severe forms of COVID-19. This work provides genomic data that may help forthcoming studies to improve COVID-19 outcomes

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