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Type: Dissertação
Title: Análise do perfil proteômico de exossomos enriquecidos do plasma sanguíneo de pacientes com Doença de Parkinson
Author(s)/Inventor(s): Fadel, Bruna Luísa Franco
Advisor: Barboza, Luciana Pizzatti
Abstract: A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum, afetando milhões de pessoas em todo mundo. Até o momento não existe nenhum biomarcador, no sangue, para identificação da doença e o diagnóstico é exclusivamente clínico. A DP é caracterizada clinicamente por quatro sintomas principais: bradicinesia, tremor em repouso, instabilidade postural e rigidez, sendo caracterizada pela perda progressiva de neurônios dopaminérgicos na substância negra pars compacta e formação de agregados de alfa-sinucleína, denominados corpos de Lewy. Com relação a progressão, a DP pode ser classificada de acordo com a escala de estadiamento de Hoehn e Yahr onde os pacientes são classificados em grau leve, moderado ou avançado de acordo com o comprometimento motor relacionado a doença. Estudos sobre exossomos indicam uma mediação na comunicação intercelular através de contato direto célula-célula ou a partir da transferência de moléculas secretadas. Os exossomos são nanovesículas (40-120nm) envoltas por uma bicamada lipídica que podem conter ácidos nucleicos, metabólitos, proteínas específicas, dentre outros em seu interior. Apesar de muitos esforços serem feitos para revelar os mecanismos envolvidos na patogênese da DP, ainda há muito a ser descoberto principalmente com relação a biomarcadores moleculares de diagnóstico e prognóstico. O objetivo geral deste trabalho foi a análise do perfil proteômico de exossomos enriquecidos do plasma sanguíneo de pacientes com doença de Parkinson. Para isso, foram coletadas amostras em colaboração com o departamento de neurologia do Hospital Universitário da UFRJ. Foram utilizadas uma coorte de 32 amostras de plasma de controles saudáveis e 97 amostras ao todo de pacientes com DP classificados clinicamente como leve (n=44), moderado (n=41) e avançado (n=12). Foram montados 4 pools os quais tiveram os exossomos enriquecidos com uso do Kit ExoQuick®. A partir desses exossomos foi feita a extração de proteínas e posterior análise proteômica shotgun; LC-MS/MS (Q-Exactive plus, EASY-nLCII, Thermo Fisher Scientific) dessas amostras e os resultados foram analisados por bioinformática. Foram identificadas de forma redundante um total de 671 proteínas no somatório das amostras de pacientes com DP e 229 proteínas no grupo controle saudável. Foram identificadas 8, 9, 7, 9 proteínas exclusivamente presentes nos grupos leve, moderado, avançado e controle respectivamente. Do total de proteínas não redundantes, 234 atenderam aos critérios do software PERSEUS e seguiram para as análises quantitativas. Na comparação do grupo leve versus controle, foram identificadas um total de 42 proteínas diferencialmente expressas; na comparação do grupo moderado versus controle foram identificadas um total de 33 proteínas diferencialmente expressas; e na comparação do grupo avançado versus controle foram identificados um total de 16 proteínas diferencialmente expressas. Foram identificadas vias relacionadas a ativação plaquetária, ativação do sistema complemento e sua cascata e vias do sistema imune inato. Além disso, foram identificados níveis significativamente aumentados de hidroperóxido nos exossomos do grupo com classificação clínica leve em relação ao grupo controle e ao grupo com classificação clínica moderado. O nível antioxidante foi mensurado e foi observado uma depleção significativa em todos os grupos clínicos quando comparados com o grupo controle. O índice de estresse oxidativo apresentou nível significativamente elevado nos grupos com classificação clínica leve e moderado em relação ao grupo controle.
Abstract: Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease, affecting millions of people worldwide. So far, there is no biomarker in the blood to identify the disease and the diagnosis is exclusive clinical. PD is clinically characterized by four main symptoms: bradykinesia, tremor at rest, postural instability and stiffness, being characterized by the progressive loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta and formation of alpha-synuclein aggregates, called Lewy bodies. Regarding progression, PD can be classified according to the Hoehn and Yahr staging scale where patients are classified as mild, moderate or advanced according to the disease-related motor impairment. Exosome studies indicate a mediation intercellular communication through direct cell-cell contact or through the transfer of secreted molecules. Exosomes are nanovesicles (40-120 nm) surrounded by a Lipid bilayer that can contain nucleic acids, metabolites, specific proteins, among other insides. Although many efforts have been made to reveal the mechanisms involved in the pathogenesis of PD, there is still much to discovered, especially regarding diagnostic and prognostic molecular biomarkers. The general objective of this work was to analyse the proteomic profile of blood plasma enriched exosomes of patients with Parkinson’s disease. For this, blood samples were collected in collaboration with the neurology department of the UFRJ University Hospital. A cohort of 32 plasma samples from healthy controls and 97 samples from PD patients clinically classified as mild (n=44), moderate (n=41) and advanced (n=12) were used. Four pools were set up, which had the exosomes enriched using the ExoQuick® Kit. From these exosomes, protein extraction and subsequent shotgun proteomic analysis were performed; LC- MS/MS (Q-Exactive plus, EASY-nLCII, Thermo Fisher Scientific) of these samples and the results were analyzed by bioinformatics. A total of 671 proteins were identified redundantly in the sum of samples from patients with PD and 229 proteins in the healthy control group. In a non-redundant way, a total of 260 proteins were identified in all groups in the present study. 8, 9, 7, 9, proteins were identified exclusively present in the mild, moderate, advanced and control group, respectively. Of the total number of non-redundant proteins, 234 met the criteria of the PERSEUS software and went on to quantitative analysis. When comparing the mild versus control group, a total of 42 differentially expressed proteins were identified. When comparing the moderate versus control groups, a total of 33 differentially expressed proteins were identified. And in the comparison of the advanced versus control group, a total of 16 differentially expressed proteins were identified. Pathways related to platelet activation, activation of the complement system and its cascade and pathways of the innate immune system were identified. In addition, significantly increased levels of hydroperoxide were identified in the exosomes of the group with mild clinical classification in relation to the control group and the group with moderate clinical classification. The antioxidant level was measured and significant depletion was observed in all clinical groups when compared to the control group. The oxidative stress index showed a significantly high level in the groups with mild and moderate clinical classification in relation to the control group.
Keywords: Proteômica
Sangue
Doença de Parkinson
Exossomos
Espectrometria de Massa
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
Production unit: Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 14-Aug-2020
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: FADEL, Bruna Luísa Franco. Análise do perfil proteômico de exossomos enriquecidos do plasma sanguíneo de pacientes com Doença de Parkinson. 2020. 160 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
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