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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2020.tde-10032020-134343
Document
Author
Full name
Bibiana Sgorla de Almeida
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2019
Supervisor
Committee
Donadi, Eduardo Antonio (President)
Dantas, Roberto Oliveira
Bicalho, Maria da Graça
Muniz, Yara Costa Netto
Title in Portuguese
Regiões regulatórias transcricionais e pós-transcricionais do gene HLA-G: associação com doenças e com a magnitude de expressão da proteína
Keywords in Portuguese
3'NT
Caso-controle
Doença de Chagas
Haplótipos
HLA-G solúvel
Metanálise
Polimorfismos
Promotora-distal
Promotora-proximal
Abstract in Portuguese
O gene HLA-G apresenta considerável variabilidade nucleotídica nas suas regiões reguladoras, mas limitada variabilidade proteica e restrita expressão tecidual, em condições não-patológicas. A proteína HLA-G modula a atividade de células do sistema imune inato e adquirido e tem sido explorada em várias condições fisiológicas e patológicas, nas quais essas respostas podem ser benéficas ou deletérias, dependendo das características dessas condições. Considerando que a magnitude da expressão de HLA-G pode ser regulada pelas regiões promotora e 3'NT e que a expressão diferencial de HLA-G foi descrita mesmo em indivíduos saudáveis, neste trabalho avaliamos a diversidade das regiões regulatórias do gene HLA-G e sua possível influência nas variações de expressão da proteína em condições fisiológicas e patológicas. Para isso, realizamos: (i) uma revisão sistemática seguida de meta-análise sobre o polimorfismo mais estudado da região 3'NT do gene (presença ou ausência de 14-pb) em doenças de diversas etiologias; (ii) a tipificação das regiões regulatórias do HLA-G (sequenciamento de nova geração) em pacientes com doença de Chagas, para verificação de possíveis associações entre os polimorfismos e a doença, e a avaliação dos níveis plasmáticos (ELISA) de HLA-G e da expressão tecidual (em coração, colón e esôfago) da proteína HLA-G (imunoistoquímica); (iii) a análise da diversidade das regiões promotoras (segmentos distal, proximal e enhancer L) e 3'NT do gene HLA-G nas diversas populações mundiais que compõem a base de dados 1000 Genomes - Fase 3, para identificação dos principais haplótipos, suas frequências e relações com as diferentes regiões geográficas; e (iv) a associação da variabilidade das regiões promotoras (distal e proximal) e 3'NT do HLA-G com os níveis plasmáticos de sHLA-G em indivíduos saudáveis, para identificar possíveis interferências das variações nucleotídicas dessas regiões na expressão basal da proteína HLA-G. De maneira geral, a meta-análise revelou que a variabilidade dos 14 pares de bases na região 3'NT não é um marcador genético eficiente para estudos de associação de doenças. Embora os níveis plasmáticos de sHLA-G e a expressão tecidual de HLA-G estivessem mais elevados pacientes 9 com doença de Chagas quando comparados com respectivos controles, não observamos associação entre os sítios polimórficos das regiões promotora e 3'NT do gene com a doença. Nas diversas populações mundiais, os alelos mais frequentes observados nas regiões reguladoras do gene HLA-G apresentam-se com frequências similares e verificou-se indícios de seleção balanceadora atuando nesses segmentos gênicos. Além disso, foi verificado um alto desequilíbrio de ligação entre os pares de SNP que compreendem toda essa região. Na população brasileira do Nordeste do Estado de São Paulo, não observamos associação entre os níveis de sHLA-G com a variabilidade das regiões reguladoras do gene. Por fim, considerando que a modulação da expressão de HLA-G pode ter possível aplicação clínica, o conhecimento da diversidade das regiões reguladoras pode contribuir para o entendimento acerca da complexidade da regulação da expressão e da magnitude de expressão do gene.
Title in English
Transcriptional and post-transcriptional regulatory regions of HLA-G gene: association with diseases and the magnitude of protein expression
Keywords in English
3'UTR
Case-control
Chagas disease
Haplotypes
Meta-analysis
Promoter polymorphisms
Soluble HLA-G
Abstract in English
HLA-G gene has considerable nucleotide variability in its regulatory regions, but limited protein variability and restricted tissue expression under non-pathological conditions. HLA-G protein modulates the activity of innate and acquired immune system cells and has been exploited under various physiological and pathological conditions, where these responses may be beneficial or deleterious, depending on disease conditions. Considering that the magnitude of HLA-G expression can be regulated by the promoter and 3' untranslated (3'UTR) regions and that differential expression of HLA-G was described even in healthy individuals, in this work we evaluated the diversity of the HLA-G gene regulatory regions and its possible influence on protein expression variation under physiological and pathological conditions. For this, we performed: (i) a systematic review followed by meta-analysis of the most studied polymorphism of the HLA-G 3'UTR (presence or absence of 14-bp) in diseases of several etiologies; (ii) the typing of HLA-G regulatory regions (next generation sequencing) in patients with Chagas disease, to verify possible associations between polymorphisms and disease, and the evaluation of HLA-G plasma levels (ELISA) and tissue expression (in heart, colon and esophagus) of HLA-G protein (immunohistochemistry); (iii) the analysis of the promoter regions (distal, proximal and enhancer segments L) and 3'UTR diversity on worldwide populations, using the 1000 Genomes - Phase 3 database, to identify the main haplotypes, their frequencies and relations with different geographical regions; and (iv) the association of the variability of HLA-G promoter (distal and proximal) and 3'UTR segments with sHLA-G plasma levels in healthy individuals, to identify possible interference of nucleotide variations on basal HLA-G protein expression. Overall, the meta-analysis revealed that 14 base pair variability at the 3'UTR is not an efficient genetic marker for disease association studies. Although sHLA-G plasma levels and HLA-G tissue expression were higher in patients with Chagas disease compared to their controls, we found no association between the polymorphic promoter and 3'UTR gene regions with disease. In the world population evaluation, the most 11 frequent alleles observed at the regulatory regions of the HLA-G gene are similar in frequency and there was evidence of balancing selection acting on these gene segments. In addition, a high linkage disequilibrium was found between SNP pairs that comprise this entire region. In the Brazilian population of Northeastern São Paulo State, we did not observe any association between sHLA-G levels and the variability of gene regulatory regions. Finally, considering that the modulation of HLA-G expression may have possible clinical application, the knowledge of the diversity of regulatory regions may contribute to the understanding the complexity of HLA-G gene regulation.
 
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Publishing Date
2020-04-28
 
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