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Tipo: Dissertação
Título: Estratificação molecular e avaliação da influência de polimorfismos de ACE2 e TMPRSS2 no prognóstico da COVID-19
Título em inglês: Molecular stratification and evaluation of the influence of ACE2 and TMPRSS2 polymorphisms on the prognosis of COVID-19
Autor(es): Silva, Jean Breno Silveira da
Orientador: Montenegro, Raquel Carvalho
Palavras-chave: COVID-19;SARS-CoV-2;Variação Genética;Polimorfismo de Nucleotídeo Único
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE
Data do documento: 26-Jun-2023
Citação: SILVA, Breno Silveira da. Estratificação molecular e avaliação da influência de polimorfismos de ACE2 e TMPRSS2 no prognóstico da COVID-19. 2023. 105 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/74165. Acesso em: 04 set. 2023.
Resumo: Nos primeiros meses da pandemia por COVID-19, estudos científicos demonstraram diferenças nas frequências alélicas de variantes do gene TMPRSS2 (rs2070788) entre asiáticos e italianos, revelando que níveis de expressão mais altos de TMPRSS2 são mais frequentes na população da Itália, país fortemente atingido pela pandemia, do que na população do leste asiático. Além disso, foi reportado que o SNP rs35803318 (ACE2) apresentou maior frequência na população italiana, quando comparada às frequências do continente africano e sul asiático. Vale ressaltar que ambos os genes originam proteínas fundamentais para a ligação do vírus SARS-CoV-2 à membrana da célula do hospedeiro e, por isso, polimorfismos em diferentes populações podem influenciar a virulência e a gravidade da doença. Além disso, o produto do gene TMPRSS2 (uma serino-protease transmembranar) é um potencial alvo farmacológico na COVID-19. Portanto, o objetivo deste trabalho foi a caracterização e estratificação genética das frequências alélicas variantes do gene TMPRSS2 e ACE2 de pacientes com diferentes apresentações clínicas da COVID-19. Para isso, realizou-se o diagnóstico molecular da infecção por SARS-CoV-2 por RT-qPCR. No total, 148 pacientes com resultado positivo foram submetidos às análises de genotipagem por PCR em Tempo Real (qPCR). Todos os resultados da genotipagem foram analisados em comparação com 3.115 amostras de 26 populações diferentes concentradas em cinco grupos continentais: África, Américas, Ásia Oriental, Europa, e Sul da Ásia. Para ACE2 (rs35803318) os resultados encontrados foram de 92,6% para o genótipo CC, 3,4% para o genótipo CT e 4,0% de portadores do genótipo TT. Para TMPRSS2 (rs2070788), as frequências genotípicas foram de 22,3% do genótipo GG, 50,7% do genótipo AG e 27% de portadores do genótipo AA. A distribuição dos genótipos e frequências dos alelos para os polimorfismos humanos de TMPRSS2 (rs2070788) e ACE2 (rs35803318) variaram significativamente entre as populações mundiais e a coorte de Fortaleza (Ceará, Brasil). Foi evidenciado que os polimorfismos da ACE2 e TMPRSS2 estavam em equilíbrio de Hardy-Weinberg (HWE) na maioria das populações (valor de p > 0,05), exceto para o SNP rs35803318 (ACE2) na população de Fortaleza (valor de p < 0,05). Uma análise de locus de traço quantitativo de expressão (eQTL do inglês: expression quantitative trait loci) revelou que o SNP rs35803318 está associado a uma expressão alterada do gene PIR, enquanto para o SNP rs2070788 foi encontrada apenas associação de eQTLs com o tecido pulmonar. A análise conjunta dos resultados de genotipagem com os dados clínicos de pacientes gravemente doentes por COVID-19 revelou, ainda, não haver associação entre a distribuição de alelos e genótipos de ACE2 e TMPRSS2 com as variáveis categóricas (desfecho, ocorrência de sepse e necessidade de ventilação mecânica) e intervalares (escala de Glasgow, frequência respiratória, frequência cardíaca, pressão diastólica e sistólica, contagem de leucócitos, plaquetas e níveis de creatinina) disponíveis.
Abstract: In the first months of the COVID-19 pandemic, scientific studies showed differences in the allele frequencies of variants of the TMPRSS2 gene (rs2070788) between Asians and Italians, revealing that higher levels of TMPRSS2 are more frequent in the population of Italy, a country hit hard by the pandemic, than in the East Asian population. In addition, it was reported that the SNP rs35803318 (ACE2) was more frequent in the Italian population, when compared to the frequencies of the African continent and South Asia. It is noteworthy that both genes originate proteins that are essential for binding the SARS-CoV-2 virus to the host cell membrane and, therefore, polymorphisms in different populations can influence the virulence and severity of the disease. Furthermore, the TMPRSS2 gene product (a transmembrane serine protease) is a potential pharmacological target in COVID-19. Therefore, the objective of this work was the characterization and genetic stratification of the variant allele frequencies of the TMPRSS2 and ACE2 gene of patients with different clinical presentations of COVID-19. For this, molecular diagnosis of SARS-CoV-2 infection was carried out by RT-qPCR. A total of 148 patients with a positive result underwent Real Time PCR (qPCR) genotyping analysis. All genotyping results were analyzed against 3,115 samples from 26 different populations concentrated in five continental groups: Africa, Americas, East Asia, Europe, and South Asia. For ACE2 (rs35803318) the results found were 92.6% for the CC genotype, 3.4% for the CT genotype and 4.0% of TT genotype carriers. For TMPRSS2 (rs2070788), the genotype frequencies were 22.3% of the GG genotype, 50.7% of the AG genotype and 27% of AA genotype carriers. The distribution of genotypes and allele frequencies for the human TMPRSS2 (rs2070788) and ACE2 (rs35803318) polymorphisms varied significantly between world populations and the Fortaleza (Ceará, Brazil) cohort. It was shown that the ACE2 and TMPRSS2 polymorphisms were in Hardy-Weinberg equilibrium (HWE) in most populations (p-value>0.05), except for the SNP rs35803318 (ACE2) in the population of Fortaleza (p-value< 0.05). A quantitative expression trait locus (eQTL) analysis revealed that the SNP rs35803318 is associated with an altered expression of the PIR gene, while for the SNP rs2070788 only association of eQTLs with lung tissue was found. The joint analysis of the genotyping results with the clinical data of critically ill patients due to COVID-19 also revealed that there was no association between the distribution of ACE2 and TMPRSS2 alleles and genotypes with the categorical variables (outcome, occurrence of sepsis and need for mechanical ventilation) and intervals (Glasgow scale, respiratory rate, heart rate, diastolic and systolic pressure, white blood cell and platelet count and creatinine levels) available.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74165
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-0838-3195
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/1198683857299622
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-3861-293X
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/0043828437326839
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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