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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.41.2010.tde-13082010-142129
Document
Author
Full name
Maria Carolina Pedro Athié
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Ojopi, Elida Paula Benquique (President)
Santos, Andrea Laurato Sertie
Vieira, Rodrigo Machado
Title in Portuguese
Análise da expressão gênica e proteômica em pacientes com doença de Alzheimer: busca de marcadores periféricos
Keywords in Portuguese
Biomarcadores periféricos
Doença de Alzheimer
Eletroforese bidimensional
Expressão gênica
Expressão protéica
Microarray
PCR em tempo-real
Abstract in Portuguese
A Doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa influenciada por elementos genéticos e ambientais. O diagnóstico é baseado em parâmetros clínicos, mas sua confirmação é post-mortem, após avaliação patológica durante a autópsia. A identificação de biomarcadores baseados em tecido periférico como o sangue permitiria um diagnóstico menos invasivo e mais preciso, como também poderia servir como marcador de predisposição, conversão, progressão e resposta à tratamento. Para atingir tal objetivo, métodos de prospecção em larga escala de perfis de expressão gênica e protéica têm sido extensamente aplicados. O presente estudo se propôs a selecionar e validar potenciais candidatos a biomarcadores na DA, e também, de identificar potenciais biomarcadores pelo desenvolvimento de perfis proteômicos de plaquetas de pacientes. Dados publicados de microarray para DA foram comparados e genes com perfil de expressão similar em pelo menos dois estudos independentes foram selecionados. Foram identificados 4 genes de expressão aumentada em pacientes (HLADRB1, HLAB, CIRBP, S100A4) e 4 genes de expressão diminuída (CALM1, ATP5J2, KIF1B, FLOT1), que posteriormente foram submetidos a validação por PCR em tempo-real em amostras de RNA extraído a partir de leucócitos de sangue periférico de 20 pacientes e 20 controles idosos. Ao mesmo tempo, padronizamos e traçamos o perfil proteômico de pools de proteínas de plaquetas de pacientes do sexo feminino e masculino e seus respectivos controles idosos por Eletroforese Bidimensional (2-D). Dentre os genes analisados por meio de PCR em tempo-real, três (ATP5J2, S100A4 e KIF1B) apresentaram expressão aumentada no grupo DA em relação ao grupo controle (p >0,05). Estes genes podem estar envolvidos na resposta inflamatória periférica e indução da apoptose. A padronização do perfil proteômico por 2-DE foi bem sucedida e um conjunto de 5 proteínas diferencialmente expressas para ambos os gêneros foram obtidas, mas não foi possível a sua identificação por Espectrometria de Massas devido a massa limitada dessas proteínas em cada spot. Por ambas as técnicas foi possível identificar perfis diferentes de expressão gênica e protéica entre pacientes e controles idosos, demonstrando que sangue periférico é uma boa matriz de prospecção de biomarcadores de doenças neurodegenerativas.
Title in English
Genetic and proteomic expression analysis in patients with Alzheimer's disease: search for peripheral biomarkers
Keywords in English
Alzheimer's Disease
Bidimensional electrophoresis
Genetic expression
Microarray
Peripheral biomarkers
Protein expression
Real-time PCR
Abstract in English
Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder influenced by genetic and environmental elements. The diagnosis is based on clinical parameters, but its confirmation needs post-mortem pathologic evaluation at autopsy. The identification of biomarkers based on peripheral tissue would allow a less invasive and more accurate diagnosis, but could also serve as a marker of predisposition, conversion, progression and response to treatment. To achieve this goal, methods of exploring large-scale gene expression profiles and protein have been extensively applied. The present study proposed to select and validate potential candidate genes for biomarkers in AD, and also identify potential biomarkers from proteomic profiles of platelets of these patients. Published microarray data for AD were compared and genes with similar expression profile in at least two independent studies were selected. We identified four up-regulated genes (HLADRB1, HLAB, CIRBP, S100A4) and four down-regulated genes in patients (CALM1, ATP5J2, KIF1B, FLOT1), which were then submitted to validation by real time PCR in RNA samples extracted from peripheral blood leukocytes of 20 patients and 20 elderly controls. At the same time, standardized, and traced the proteomic profile of platelet proteins pools of female patients and male elders and their respective controls by two-dimensional electrophoresis (2-D). Among the genes analyzed by real time PCR three of them (ATP5J2, S100A4 and KIF1B) showed increased expression in the AD group compared to the control group (p> 0.05). These genes may be involved in peripheral inflammatory response and induction of apoptosis. The standardization of proteomic profile by 2-DE has been successful and a set of five differentially expressed proteins in both genders were obtained, but could not be identified by mass spectrometry due to limited mass of these proteins in each spot. For both techniques were able to identify different patterns of gene and protein expression between patients and elderly controls, demonstrating that peripheral blood is a good prospect source of biomarkers for neurodegenerative diseases.
 
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Publishing Date
2010-10-15
 
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