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Alport autossômica: um estudo de duas famílias norte-rio-grandenses
(2019-12-19) Falcão, Raul Maia; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; ; Jerônimo, Selma Maria Bezerra; ; Balbino, Valdir;
Síndrome de Alport (SA) é uma patologia geneticamente rara, heterogênea e hereditária associada a mutações germinativas nos genes de colágeno tipo IV (COL4A3, COL4A4 e COL4A5). Caracterizada por provocar perda progressiva das funções renais, auditiva e lesões oculares durante a primeira infância, o progresso da doença evolui para uma doença renal terminal frequentemente associada à falência renal. Estudos que visam diagnosticar precocemente indivíduos com essa nefropatia pode levar ao tratamento adequado e, portanto, melhorar a expectativa de vida. Atualmente tem surgido esforços, focados no genoma dos pacientes, para a criação de testes de diagnósticos de doenças/síndromes raras. Sob esse olhar, conhecer mutações, genes e vias metabólicas envolvidas com a patologia é crucial para o entendimento da complexidade dessas doenças. Pensando em corroborar com os achados e estudos a respeito da SA foi realizado o sequenciamento do exoma de duas famílias do Rio Grande do Norte (RN), ambas compostas por quatro indivíduos. Através dos softwares GATK e VARSCAN2 foi realizada a chamada de variantes seguida de uma varredura por variantes deletérias identificadas por um script in house. Os resultados apontaram duas variantes deletérias inéditas nos genes que formam as cadeias α3 e α4 do colágeno tipo IV (um stop codon no COL4A3 e frameshift em COL4A4) levando a um truncamento prematuro da proteína. Ambas variantes foram detectadas em estado de homozigose nos probandos e em heterozigose nos demais membros da família. Adicionalmente foi detectado uma ampla região de Runs of Homozigosity (ROH) envolvendo os genes COL4A3 e COL4A4 em ambos os probandos das duas famílias. De acordo com os achados das variantes deletérias nos genes COL4A3 e COL4A4 em regiões de ROH, essas variantes passam a estar relacionadas a SA de forma que observações semelhantes possam servir como suporte para possíveis alvos na criação de novos testes de diagnóstico e para o serviço de Aconselhamento Genético.
Análise de enriquecimento de genes obtidos por RNA-seq de infectados por Vírus Zika e Chikungunya: uma abordagem acerca da assinatura biológica no hospedeiro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-11-06) Araujo, Washington Candeia de; Souza, Jorge Estefano Santana de; Ferreira, Leonardo Capistrano; Gomes, Carlos Eduardo Maia
Atualmente, diversas ferramentas computacionais têm sido utilizadas em análises biomédicas de dados genômicos provenientes de doenças complexas e infecciosas, com vistas ao incremento em velocidade e performance computacional, além de acurácia analítica, com vistas à resolutividade clínica. Neste sentido, os recentes surtos de infecção por vírus Zika (ZIKV) eleveram a importância do reconhecimento desta síndrome como um agudo caso de saúde pública, tendo seu estudo importância primordial para este fim. Desta forma, foram utilizados dados de infectados por ZIKV durante surto de 2015; Síndrome de Guillain-Barré, cujo processo inflamatório em nervos periféricos pode ser originado por infecções virais, incluindo ZIKV. Análises valeram-se de dados advindos de sequenciamento de alta performance (High Throughput Sequencing), em que transcriptômica utilizando NGS (RNA-seq) foram utilizados em indivíduos recuperados de infecção por ZIKV, aqueles que desenvolveram síndrome de Guillain-Barré devido à infecção por ZIKV, além de infectados por vírus chikungunya (CHIKV). Com vistas a identificar assinaturas biológicas em vias, genes e processos biológicos, além de diferenciar fenótipos do hospedeiro sob influência destas diferentes infecções, utilizou-se metodologia de enriquecimento funcional de genes conhecida por Gene Set Enrichment Analysis (GSEA). Os resultados indicam que vias de desenvolvimento (morfogênese do olho, movimento ciliar), vias ligadas à inflamação e sistema imune inato, além de vias de transmissão sináptica, estão sobrerreguladas (upregulated) recuperados de GBS. O mesmo é indicado para recuperados por ZIKV, 400 dias após infecção. Em relação à doentes GBS é possível observar vias de ciclo celular e neurogênese como sobrerreguladas, com mitofagia e maturação neuronal em nível menor (downregulated), indicando que os recuperados de GBS tendem a recuperar as funções normais diminuindo a expressão de genes destas vias. Em relação à CHIKV, vias ligas à regulação do sistema imune inato (principalmente ligados ao reconhecimento de RNA viral), ciclo celular, respostas de defesa do hospedeiro etc estão sobrerreguldas. Já aquelas vias ligadas à vias biossintéticas, produção de ribossomos, e sinalização celular durante processos inflamatórios estão com nível de expressão mais baixo (downregulated), indicando processos celulares que levam à normalidade e correção de processos modifição durante a infecção por estes vírus.
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.
Assessment of somatic mutations in urine and plasma of Wilms tumor patients
(Wiley, 2020-06) Miguez, Ana Carolina Kerekes; Barros, Bruna D. de Figueiredo; Souza, Jorge Estefano Santana de; Costa, Cecília Maria L. da; Cunha, Isabela Werneck; Barbosa, Paula Nicole Vieira P.; Apezzato, Maria Lúcia P.; Souza, Sandro José de; Carraro, Dirce Maria
Tumor DNA has been detected in body fluids of cancer patients. Somatic tumor mutations are being used as biomarkers in body fluids to monitor chemotherapy response as a minimally invasive tool. In this study, we evaluated the potential of tracking somatic mutations in free DNA of plasma and urine collected from Wilms tumor (WT) patients for monitoring treatment response. Wilms tumor is a pediatric renal tumor resulting from cell differentiation errors during nephrogenesis. Its mutational repertoire is not completely defined. Thus, for identifying somatic mutations from tumor tissue DNA, we screened matched tumor/leukocyte DNAs using either a panel containing 16 WT‐associated genes or whole‐exome sequencing (WES). The identified somatic tumor mutations were tracked in urine and plasma DNA collected before, during and after treatment. At least one somatic mutation was identified in five out of six WT tissue samples analyzed. Somatic mutations were detected in body fluids before treatment in all five patients (three patients in urine, three in plasma, and one in both body fluids). In all patients, a decrease of the variant allele fraction of somatic mutations was observed in body fluids during neoadjuvant chemotherapy. Interestingly, the persistence of somatic mutations in body fluids was in accordance with clinical parameters. For one patient who progressed to death, it persisted in high levels in serial body fluid samples during treatment. For three patients without disease progression, somatic mutations were not consistently detected in samples throughout monitoring. For one patient with bilateral disease, a somatic mutation was detected at low levels with no support of clinical manifestation. Our results demonstrated the potential of tracking somatic mutations in urine and plasma DNA as a minimally invasive tool for monitoring WT patients. Additional investigation is needed to check the clinical value of insistent somatic mutations in body fluids.
Autogating em dados de citometria de fluxo utilizando classificadores SVM para identificação de bacterioplâncton
(2018-03-22) Cordeiro, Elionai Moura; Doria Neto, Adrião Duarte; ; ; Santos, Araken de Medeiros; ; Araújo, Daniel Sabino Amorim de; ; Souza, Jorge Estefano Santana de;
Neste trabalho é apresentada a proposta de desenvolvimento de uma metodologia - juntamente com a apresentação dos resultados de sua aplicação - que utiliza uma técnica de aprendizagem de máquina, SVM, para análise automatizada de dados de citometria de fluxo em amostras de ambientes aquáticos, na identificação de bacterioplâncton. As amostras utilizadas na execução desta metodologia foram coletadas em 19 lagos de montanhas de elevada altitude que foram classificados manualmente no Laboratório de Limnologia do Departamento de Oceanografia e Limnologia da UFRN. Previamente, iniciou-se com alguns testes de configuração da função kernel e uma análise quantitativa com base no número médio de acertos na classificação automatizada, na qual percebeu-se que a taxa de erro de predição variou entre 1,86% e 3,35%, em média. Foram realizadas duas etapas de desenvolvimento da metodologia proposta, onde foram criados modelos de predição e realizados uma série de testes com as bases de dados criadas a partir das informações disponíveis. Os resultados obtidos foram expostos a uma série de análises quantitativas e qualitativas, inclusive utilizando PCA para entender a importância de cada variável nos conjuntos de dados das mostras. Para uma avaliação qualitativa da metodologia proposta, foi aplicada uma análise estatística para comparar ambas estratégias de modelos de predição, que tem por base a classificação final apontada pelo algoritmo de Support Vector Machine.
Bioinformatics analysis of the human surfaceome reveals new targets for a variety of tumor types
(Hindawi, 2016-10-18) Fonseca, André L.; Silva, Vandeclécio Lira da; Fonseca, Marbella M.; Meira, Isabella Tanus Job e; Silva, Thayná Emília Oliveira; Kroll, José Eduardo; Ribeiro-dos-Santos, André M.; Freitas, Cléber R.; Furtado, Raimundo; Souza, Jorge Estefano Santana de; Ferreira, Beatriz Stransky; Souza, Sandro José de
It is estimated that 10 to 20% of all genes in the human genome encode cell surface proteins and due to their subcellular localization these proteins represent excellent targets for cancer diagnosis and therapeutics. Therefore, a precise characterization of the surfaceome set in different types of tumor is needed. Using TCGA data from 15 different tumor types and a new method to identify cancer genes, the -score, we identified several potential therapeutic targets within the surfaceome set. This allowed us to expand a previous analysis from us and provided a clear characterization of the human surfaceome in the tumor landscape. Moreover, we present evidence that a three-gene set—WNT5A, CNGA2, and IGSF9B—can be used as a signature associated with shorter survival in breast cancer patients. The data made available here will help the community to develop more efficient diagnostic and therapeutic tools for a variety of tumor types
Caracterização da comunidade microbiana de reservatório de petróleo
(2017-06-07) Araújo, Wydemberg José de; Lima, Lucymara Fassarella Agnez; ; ; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; Melo, Vânia Maria Maciel;
Os processos bioquímicos de origem microbiana atuantes nos reservatórios de petróleo exercem grande impacto na extração, estocagem e refino do petróleo. No entanto o conhecimento a respeito desse metabolismo e diversidade microbiana é escasso devido as limitações das técnicas de cultivo e identificação microbiológicas baseadas apenas nas características morfológicas e culturais. Desse modo, a metagenômica é uma inovadora ferramenta para estudar, independentemente de cultivo, as comunidades microbianas existentes em reservatório de petróleo. Essa metodologia ainda permite identificar genes e organismos com aplicações biotecnológicas nos processos e impactos decorrentes das comunidades microbianas exercem sobre a qualidade do petróleo. O presente estudo teve como objetivo identificar, tanto taxonomicamente quanto funcionalmente, as comunidades bacterianas de poços de petróleo e as populações envolvidas na degradação de petróleo e produção de moléculas surfactantes. Para tanto, amostras de água de produção e rochas de reservatório foram submetidas a extração de DNA bem como preparação de consórcios bacterianos submetidos a uma seleção de organismos degradadores de petróleo e produtores de surfactantes. Posteriormente todas as amostras foram sequenciadas por meio de plataforma de sequenciamento de segunda geração. Os resultados de bioinformática mostraram que comunidades residentes nas rochas e água de produção eram predominantemente pertencentes aos gêneros Halomonas e Marinobacter, respectivamente. Os resultados da seleção dos consórcios mostraram a predominância de gêneros degradadores e produtores de biosurfactantes Microbacterium, Ochrobactrum, Devosia e Paenibacillus no consórcio microbiano R2, enquanto os gêneros Sphingobacterium, Bacillus e Lysinibacillus predominaram no consórcio R1. Os gêneros predominantes no consórcio bacteriano de água de produção A1 foram Brevibacillus, Aeribacillus e Paenibacillus. Os testes funcionais mostraram que tais consórcios são produtores de biossurfactantes capazes de estabilizar uma emulsão bem como reduzir a tensão interfacial entre petróleo e água. Utilizando comparações por homologia com banco de dados de proteínas customizado foi possível identificar que as moléculas surfactantes eram sintetizadas pelos operons Lichenysin, Plipastatin, Iturina A e Pultisolvin. Esses dados corroboraram os testes de degradação por meio do indicador redox, mostrando que houve predominância das vias de degradação de alcanos lineares, bem como de policicloaromáticos. Portanto, os resultados indicam que consórcios isolados de reservatório são capazes de aumentar a fluidez do óleo ao degradá-lo bem como ao produzir moléculas surfactantes, desse modo possuem um importante potencial de aplicação biotecnológica.
Characterization of RadA/Sms from Chromobacterium violaceum and discovery of a new episome
(2016-09-23) Lima, Daniel Chaves de; Medeiros, Silvia Regina Batistuzzo de; ; ; Theodoro, Raquel Cordeiro; ; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; Coutinho, Leonam Gomes; ; Farias, Sávio Torres de;
Chromobacterium violaceum is a ß-proteobacteria commonly found around tropical and subtropical regions throughout the globe. It produces many metabolites with biotechnological properties such as antitumoral peptides, antibiotics and polymers that have potential to replace the oil-based ones. Although it has been extensively studied over the past 40 years, there are many aspects of C. violaceum that remains unclear until today. We have conducted a biochemical study on the homologous recombination (HR) machinery of C. violaceum, mainly in RecA and its paralog, RadA/Sms. We performed in vitro assays from initial and late steps of HR such as D-loop formation and branch migration, respectively, with their corresponding molecular actors and how RadA/Sms influenced each one. We observed cvRadA/Sms influences negatively D-loop formation promoted by cvRecA and through pull-down assay we have observed an interaction between these two proteins. We also observed the DNA-binding preference of cvRadA/Sms and cvRecA and observed that this protein binds preferentially to dsDNA instead ssDNA, unlike cvRecA. No involvement of cvRadA/Sms on branch migration reactions was detected. In this work, we also described, for the first time, the isolation, sequencing and annotation of a new plasmid from C. violaceum, which we named ChVi1 and has 44,236 base pairs, 39 predicted open reading frames (ORFs) and, possibly, two origins of replication. Most of the ORFs codes for hypothetical and structural bacteriophage proteins. By using restriction digestion and Next-generation sequencing (NGS) we also looked for the presence of a similar plasmid in other seven C. violaceum strains isolated from amazon region. Our analysis suggest the presence of a plasmid similar to ChVi1 in two of these strains. The present work describes for the first time a biochemical characterization of RadA/Sms and RecA from C. violaceum which have different roles in HR. Moreover, the discovery of ChVi1 opens a path to further explore C. violaceum’s biology.
Comparação entre amostras selvagem e BRCA-associadas em câncer de ovário
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-12-01) Coêlho, Ana Carolina Miranda Fernandes; Souza, Jorge Estefano Santana de; Kroll, José Eduardo
O câncer de ovário representa a principal causa de morte dentre as neoplasias malignas ginecológicas. Apesar da evolução das técnicas cirúrgicas e dos regimes quimioterápicos, a taxa de sobrevida das pacientes com câncer de ovário continua baixa devido ao diagnóstico tardio. Mutações nos genes BRCA constituem o fator de risco mais significativo para o desenvolvimento dessa doença. Usando dados do TCGA, para esta neoplasia específica, juntamente com o método do S-score, foram identificados genes previamente conhecidos e de outros potencias genes envolvidos no processo de carcinogênese. Além disso, propôs-se assinaturas gênicas, compostas por três genes, associadas à uma sobrevida mais curta em pacientes com câncer de ovário. Portanto, os dados apresentados nesse estudo poderão auxiliar o desenvolvimento de ferramentas diagnósticas e terapêuticas mais eficientes, baseadas nas características moleculares do tumor, possibilitando uma redução na taxa de mortalidade associada ao câncer de ovário.
A decision tree to improve identification of pathogenic mutations in clinical practice
(BMC, 2020-03-10) Nascimento, Priscilla Machado do; Medeiros, Inácio Gomes; Falcão, Raul Maia; Ferreira, Beatriz Stransky; Souza, Jorge Estefano Santana de
Background: A variant of unknown significance (VUS) is a variant form of a gene that has been identified through genetic testing, but whose significance to the organism function is not known. An actual challenge in precision medicine is to precisely identify which detected mutations from a sequencing process have a suitable role in the treatment or diagnosis of a disease. The average accuracy of pathogenicity predictors is 85%. However, there is a significant discordance about the identification of mutational impact and pathogenicity among them. Therefore, manual verification is necessary for confirming the real effect of a mutation in its casuistic. Methods: In this work, we use variables categorization and selection for building a decision tree model, and later we measure and compare its accuracy with four known mutation predictors and seventeen supervised machinelearning (ML) algorithms. Results: The results showed that the proposed tree reached the highest precision among all tested variables: 91% for True Neutrals, 8% for False Neutrals, 9% for False Pathogenic, and 92% for True Pathogenic. Conclusions: The decision tree exceptionally demonstrated high classification precision with cancer data, producing consistently relevant forecasts for the sample tests with an accuracy close to the best ones achieved from supervised ML algorithms. Besides, the decision tree algorithm is easier to apply in clinical practice by non-IT experts. From the cancer research community perspective, this approach can be successfully applied as an alternative for the determination of potential pathogenicity of VOUS
Desenvolvimento de um aplicativo móvel para predição de mutações patogênicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-04) Gomes, Daniel Henrique Ferreira; Souza, Jorge Estefano Santana de; http://lattes.cnpq.br/8058577659019910; http://lattes.cnpq.br/1320517156166163; Ferreira, Beatriz Stransky; 0000-0003-4506-393X; http://lattes.cnpq.br/3142264445097872; Maia, Sílvia Maria Diniz Monteiro; http://lattes.cnpq.br/1498104590221901
A identificação de mutações patogênicas é um desafio da medicina atual, dessa forma, existem diversos preditores no mercado que possuem precisões diferentes e apresentam resultados diferentes para a mesma mutação, o que pode causar confusão para o médico que busca identificar se uma mutação é ou não patogênica. Utilizar árvores de decisão e algoritmos de aprendizado de máquina supervisionados para realizar essa identificação se mostrou bastante eficiente, porém não existem aplicativos clínicos que utilizem essas técnicas para realizar predição quanto a patogenicidade de uma variante de significância desconhecida (VUS). Dessa forma, este trabalho apresenta o aplicativo DtreePred, um aplicativo multiplataforma, compilado nativamente para Android, iOS e web, que auxilia o usuário na identificação de mutações patogênicas na prática clínica. O aplicativo, permite realizar solicitações de predições de variantes genéticas de maneira intuitiva e rápida.
flowDiv: uma nova ferramenta computacional para análise da diversidade citométrica ambiental
(2019-11-25) Wanderley, Bruno Mattos Silva; Doria Neto, Adrião Duarte; ; ; Araújo, Daniel Sabino Amorim de; ; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; Amado, André Megali; ; Unrein, Fernando; ; Menezes, Rosemberg Fernandes de;
A citometria de fluxo (CMF) é uma técnica analítica baseada na caracterização espectroscópica de partículas em suspensão. Essa técnica permite a descrição quantitativa e qualitativa de uma vasta gama de sistemas celulares em poucos segundos e a custos relativamente baixos - características que a tornam uma ferramenta bastante ubíqua em protocolos analíticos, tanto industriais quanto acadêmicos. Nesse tocante, as ciências ambientais vem lidando com obstáculos bastante notórios quanto à estruturação de protocolos de CMF: a natureza altamente heterogênea das amostras ambientais dificulta o ajuste de protocolos que equilibrem raciocínios matemáticos padronizados e os significados biológicos intrínsecos do sistema em estudo. Diversas abordagens vem sendo concebidas com vistas a corrigir essas incongruências e, dentre elas, as que exploram a ideia da diversidade citométrica - o estudo de dados de CMF com base em métodos de ecologia numérica - vem se mostrando bastante auspiciosas. Contudo, apesar da disponibilidade de soluções, muitos desafios técnicos ainda precisam ser superados. Neste trabalho, nós desenvolvemos e aplicamos uma nova ferramenta computacional, o flowDiv, especialmente projetada para a análise da diversidade citométrica de dados ambientais. Aqui, além de pormenorizarmos a lógica por trás do método e o compararmos a estratégias computacionais similares, nós o aplicamos a problemas reais, revelando como alguns fatores ecológicos importantes, como o estado nutricional, afetam a diversidade citométrica de grupos microbianos de lagos naturais da Patagônia argentina e do nordeste brasileiro. Nossos resultados sugerem que variáveis ambientais importantes - notadamente clorofila a e carbono, fósforo e nitrogênio totais - afetam a diversidade citométrica de bactérias de maneiras distintas. Essas descobertas alinham-se com a literatura vigente sobre o tema e reafirmam a validade do flowDiv para refletir, de forma consistente, alterações na composição das comunidades bacterianas decorrentes de mudanças ambientais.
Genome-wide identification of cancer/testis genes and their association with prognosis in a pan-cancer analysis
(Impact Journals, 2017-10-10) Silva, Vandeclécio Lira da; Fonseca, André Faustino; Fonseca, Marbella M.; Silva, Thayna Emília da; Coelho, Ana Carolina; Kroll, José Eduardo; Souza, Jorge Estefano Santana de; Ferreira, Beatriz Stransky; Souza, Gustavo Antônio de; Souza, Sandro José de
Cancer/testis (CT) genes are excellent candidates for cancer immunotherapies because of their restrict expression in normal tissues and the capacity to elicit an immune response when expressed in tumor cells. In this study, we provide a genomewide screen for CT genes with the identification of 745 putative CT genes. Comparison with a set of known CT genes shows that 201 new CT genes were identified. Integration of gene expression and clinical data led us to identify dozens of CT genes associated with either good or poor prognosis. For the CT genes related to good prognosis, we show that there is a direct relationship between CT gene expression and a signal for CD8+ cells infiltration for some tumor types, especially melanoma
Glioblastoma Multiforme: análise de dados ômicos para a caracterização do processo tumoral
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-15) Paulo, João Gabriel Fragoso; Ferreira, Beatriz Stransky; Terremate, Patrick Cesar Alves; https://orcid.org/0000-0002-0385-0030; http://lattes.cnpq.br/4283045850342312; https://orcid.org/0000-0003-4506-393X; http://lattes.cnpq.br/3142264445097872; http://lattes.cnpq.br/9295386172721844; Ferreira, Leonardo Capistrano; https://orcid.org/0000-0001-9268-4881; http://lattes.cnpq.br/2739353650933389; Souza, Jorge Estefano Santana de; https://orcid.org/0000-0003-2347-042X; http://lattes.cnpq.br/8058577659019910
O glioblastoma multiforme é um câncer do sistema nervoso central incidente em astrócitos. Apesar de sua baixa incidência na população mundial (297.000 casos em 2018), é uma afecção de difícil tratamento em razão do seu alto grau de estadiamento (grau IV). Além disso, como todos os cânceres, as causas da manifestação são diversas e de relação não-linear. Para tanto, este trabalho propôs-se a investigar os fatores de risco e os diversos mecanismos moleculares que contribuem para sua gênese e manutenção. Tal tarefa foi realizada por meio de ferramentas de bioinformática e teve como fonte de dados a coorte de 600 pacientes do projeto TCGA (The Cancer Genome Atlas). A análise baseou-se em curvas de sobrevivência, razão de risco, análise genômica, de metilação, de expressão diferencial de genes, e do enriquecimento funcional das vias, utilizando a linguagem R e o ambiente de desenvolvimento R Studio. Foram identificados como fatores de risco a raça e o sexo; a metilação como principal fator genômico para o desenvolvimento da patologia; o gene IDH como biomarcador de prognóstico favorável; 359 dias como tempo médio de sobrevivência da coorte; os genes frequentemente alterados, como o PTEN, TP53 e EGFR; o nível de expressão de genes diferencialmente expressos (EPYC, SFRP5, C6ORF15 e SLC25A15P2); as vias metabólicas mais afetadas como a TP53, TGF-Beta, RTK-RAS. Em suma, o entendimento preciso dos mecanismos moleculares do glioma, pode auxiliar o desenvolvimento de tratamentos baseados na medicina de precisão para oferecer uma alternativa aos métodos tradicionais, ainda muito debilitantes ao organismo.
High-Throughput Sequencing of a South American Amerindian
(2013-12-30) Ribeiro-dos-Santos, André M.; Souza, Jorge Estefano Santana de; Almeida, Renan; Alencar, Dayse O.; Barbosa, Maria Silvanira; Gusmão, Leonor; Silva Jr., Wilson A.; Souza, Sandro José de; Silva, Artur; Ribeiro-dos-Santos, Ândrea; Darnet, Sylvain; Santos, Sidney
The emergence of next-generation sequencing technologies allowed access to the vast amounts of information that are contained in the human genome. This information has contributed to the understanding of individual and population-based variability and improved the understanding of the evolutionary history of different human groups. However, the genome of a representative of the Amerindian populations had not been previously sequenced. Thus, the genome of an individual from a South American tribe was completely sequenced to further the understanding of the genetic variability of Amerindians. A total of 36.8 giga base pairs (Gbp) were sequenced and aligned with the human genome. These Gbp corresponded to 95.92% of the human genome with an estimated miscall rate of 0.0035 per sequenced bp. The data obtained from the alignment were used for SNP (single-nucleotide) and INDEL (insertion-deletion) calling, which resulted in the identification of 502,017 polymorphisms, of which 32,275 were potentially new high-confidence SNPs and 33,795 new INDELs, specific of South Native American populations. The authenticity of the sample as a member of the South Native American populations was confirmed through the analysis of the uniparental (maternal and paternal) lineages. The autosomal comparison distinguished the investigated sample from others continental populations and revealed a close relation to the Eastern Asian populations and Aboriginal Australian. Although, the findings did not discard the classical model of America settlement; it brought new insides to the understanding of the human population history. The present study indicates a remarkable genetic variability in human populations that must still be identified and contributes to the understanding of the genetic variability of South Native American populations and of the human populations history.
Impacto da deficiência de XPA na regulação de NFE2L2 e Proteassoma
(2018-11-23) Medeiros, Lázaro Batista de Azevedo; Lima, Lucymara Fassarella Agnez; Campos, Julliane Tamara Araújo de Melo; ; ; ; Vessoni, Alexandre Teixeira; ; Souza, Jorge Estefano Santana de;
Durante o ciclo celular, espécies reativas de oxigênio (ERO) são geradas, principalmente, pela atividade mitocondrial normal. Dentre as ERO, o H₂O₂ é considerado uma das principais que atuam em processos como homeostase redox, sinalização celular e regulação redox. Essa ERO é considerada uma importante molécula sinalizadora independente do processo transcricional. Dentre os fatores transcricionais que são influenciados pelos níveis de H₂O₂, o NFE2L2 apresenta um papel crucial na adaptação celular em resposta ao estresse oxidativo. Os danos provocados por ERO são considerados o principal substrato para a via de reparo por excisão de bases (BER), porém estudos vêm demonstrando que via de reparo por excisão de nucleotídeos (NER) também pode atuar no reparo desse tipo de dano. Neste trabalho, foi analisado o impacto da deficiência em XPA na expressão de genes reguladores envolvidos com processos como reparo de DNA, regulação transcricional e atividade do sistema ubiquitina-proteassoma. Diante disso, células deficientes (XP12RO-SV) e proficientes (XP12RO (XP-A)) em XPA foram submetidas ao estresse oxidativo com H2O2 (500 µM) e foi observado que as células deficientes em XPA apresentavam maior taxa de apoptose tardia em comparação com a linhagem proficiente. Por outro lado, observou-se que não houve alteração no potencial de membrana mitocondrial após a indução do estresse oxidativo. Por outro lado, houve uma expressão diferencial no gene NFE2L2 e nos genes do sistema ubiquitinaproteassoma EBE2E1, PSMA6 e UCHL1 na linhagem deficiente. Além disso, foi observado que a deficiência de XPA promove a diminuição na atividade do proteassoma tanto em nível endógeno quanto após exposição a estresse oxidativo. Ainda, foi observada a interação física entre XPA e APE1 em células humanas e foi observado que NFE2L2 está presente no complexo formado por XPA-APE1. Este estudo é o primeiro a propor interação entre XPA, APE1 e NFE2L2, e que sugere a proteína XPA como um possível elo de conexão entre as vias NER e BER, via interação com a proteína APE1. Tais achados ainda não foram relatados na literatura e poderão colaborar para a melhor compreensão dos mecanismos moleculares que envolvem BER e NER em funções moleculares que extrapolam o reparo de DNA.
Implementação de funcionalidades para uma plataforma de análise de variantes e novos métodos para prover melhor acurácia na identificação de mutações patogênicas
(2018-09-21) Nascimento, Priscilla Machado do; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; ; Ferreira, Beatriz Stransky; ; Pasquali, Matheus Augusto de Bittencourt;
Os atuais avanços científicos, no âmbito da genômica, têm sido proporcionados devido à crescente extração de informações significativas do DNA, em virtude do uso das novas tecnologias disponibilizadas para realização da análise dos dados genéticos. Considerando que um dos desafios atuais da medicina de precisão é identificar quais das mutações detectadas pelo processo de sequenciamento têm um papel possível na resposta a um tratamento, na tumorigênese ou no diagnóstico, propomos que através desse estudo fosse implementado um componente de melhora de um produto de software (ViVa), responsável por oferecer assistência aos dados coletados. Foi aprimorado, com o intuito de tornar as análises mais eficientes e sua visualização mais precisa. Este trabalho propõe a implementação de novas funcionalidades que agreguem valor ao produto, contribuindo diretamente na automatização e aperfeiçoamento dos processos realizados pelas ferramentas de análise de variantes disponíveis no mercado. Visando uma aplicabilidade prática do que foi desenvolvido, foi proposta uma análise dos dados públicos utilizados para anotar os variantes desse sistema. Para isso, foi realizado um estudo referente aos dados dos preditores existentes, através do qual foi identificado que a acurácia média dos preditores gira em torno de 85%. Porém, apesar desta taxa ser consideravelmente alta, também foi possível observar que existe um alto grau de discordância entre os preditores em relação a identificação do impacto mutacional e sua patogenicidade. Com o intuito melhorar essa acurácia, descrevemos a criação de uma árvore de decisão, e a discretização de características (atributos provenientes de integração das bases de dados). Nos testes realizados, quando comparamos os resultados obtidos em nossa árvore de decisão com os preditores, a nossa árvore de decisão alcançou a maior precisão em todas as variáveis testadas: verdadeiros neutros 87%, falsos neutros 6%, falsos patogênicos 13%, verdadeiros patogênicos 94%.
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
Integração de dados e desenvolvimento de métricas escalável para análise de fatores de transcrição
(2018-03-28) Silva, Lucas Felipe da; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; ; Dalmolin, Rodrigo Juliani Siqueira; ; Figuerola, Wilfredo Blanco;
Atualmente há diversas ferramentas propostas para análise de Fatores de Transcrição (TF), tais como TFCheckpoint, JASPAR, SSTAR, GTRD, Enrichr. No entanto, nenhuma dessas ferramentas oferece uma experiência completa, em que se possa avaliar a confiabilidade do TF, ou seja, se de fato uma proteína analisada é um TF e a sua associação com o gene alvo. Ao longo do tempo, foram construídas inúmeras bases de dados, todas elas com riquíssimas informações, porém a complexidade intrínseca do dado, o volume de informações, problemas de nomenclatura dos genes e diversos outros fatores fizeram com que tais ferramentas não oferecessem um espectro completo da análise. Por outro lado, para se trabalhar com um grande volume de dados, se requer conhecimentos avançados de computação. Entretanto, o grande público interessado em analisar esses dados são os profissionais procedentes das áreas biológicas, configurando-se como uma barreira, uma vez que a formação acadêmica desta área não oferece em seus componentes curriculares disciplinas de programação. Diante desta situação, este trabalho tem como objetivo criar uma ferramenta web destinada exclusivamente para análise dos TFs. Desse modo, foi idealizado e desenvolvido o Transcription Factor Analysis Tools (TFAT), contendo a integração de diferentes bases de dados e um conjunto de scripts para manipular estas informações, juntamente com os parâmetros cruciais definidos pelo usuário em sua análise. O cerne desta ferramenta é a análise para identificar os TFs chaves na modularização da transcrição gênica, ou seja, o enriquecimento dos TFs reguladores de uma lista de genes submetida pelo usuário, que através dos componentes da ferramenta, consulta sua base de dados, identificam os TFs que estão associados aos genes da lista e calcula o p-valor de enriquecimento. Além disso, a ferramenta verifica a confiabilidade do TF, disponibiliza as predições realizadas e converte os itens de uma lista para o GeneID ou Symbol do Entrez Gene. Outro recurso presente neste trabalho é a utilização da confiabilidade do TF aplicado em toda a ferramenta. Esse grau de confiabilidade leva em consideração evidências de diferentes bases de dados, experimentos, predições e outras características dos TFs. Este recurso de confiabilidade possui um modo padrão e um modo com parâmetros definidos pelo próprio usuário, que permite toda uma personalização por meio de filtros nas consultas e controle de análise para o usuário final.
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.

SIGAA

Navegando por Autor "Souza, Jorge Estefano Santana de"