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Type: Tese
Title: Perfis proteômico e genômico associados à severidade da COVID-19 em uma coorte de pacientes do Rio de Janeiro
Author(s)/Inventor(s): Ferreira, Sâmila Natiane
Advisor: Barboza, Luciana Pizzatti
Co-advisor: Cardoso, Cynthia Chester
Abstract: A COVID-19 é uma doença infecciosa causada pelo SARS-CoV-2, configurou-se como uma das maiores emergências sanitárias globais março de 2020 e maio de 2023. Embora a maioria dos indivíduos infectados desenvolva quadro respiratórios leves a moderados, uma A COVID-19 é uma doença infecciosa causada pelo SARS-CoV-2, configurou-se como uma das maiores emergências sanitárias globais março de 2020 e maio de 2023. Embora a maioria dos indivíduos infectados desenvolva quadro respiratórios leves a moderados, uma parcela evolui para a forma grave da doença, frequentemente associada a disfunções inflamatórias, trombóticas e desfechos clínicos adversos. Mesmo após o avanço da cobertura vacinal e a redução dos casos graves, o SARS-CoV-2 ainda representa uma parcela relevante das Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG) de origem viral no Brasil. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar assinaturas proteômicas e genômicas associadas a gravidade da COVID-19, buscando identificar biomarcadores e vias moleculares potencialmente envolvidos na fisiopatologia da doença. Para isso, participaram do estudo pacientes maiores de 18 anos, diagnosticados com COVID-19 confirmado por RT-PCR, oriundos do HNMD e NEEDIER-UFRJ. Foi empregada uma abordagem integrativa utilizando diferentes técnicas de biologia molecular, incluindo a avaliação do estresse oxidativo, proteômica e análise de associação genômica, considerando o estado clínico e o desfecho do paciente. Os resultados demonstraram um aumento significativo da lipoperoxidação em pacientes com níveis elevados de D-dímero e naqueles que evoluíram para ventilação mecânica, indicando maior estresse oxidativo nesses grupos. A análise proteômica realizada em pool de amostras estratificadas por níveis de D-dímero (³ 2000ug/L e <2000ug/L), identificou 12 proteínas diferencialmente expressas, com destaque para a regulação positivas de proteínas associada a coagulação e (ATRN, ITIH4, APOB, C5, SERPINA1, PPBP e PROS1), e regulação negativa de proteínas relacionadas a resposta imune (C4A, IGHG1, IGHG3, MYH9 e B2M). As análises de enriquecimento corroboram com esses achados mostrando que os processos biológicos e as vias de sinalização com regulação negativa, enquanto os processos e vias com regulação positiva envolveram principalmente processos inflamatórios, coagulação e quimiotaxia. Um padrão compatível com a tromboinflamação descrita na COVID-19 grave. De maneira complementar, a análise de associação genômica comparando pacientes com as formas graves (casos) e leves (controles), identificou polimorfismos no gene EML1 (rs11628837, rs8020741 e rs4900448) associados a efeito protetor (OR = 0,3648; IC95%: 0,2418 – 0,5503; p = 1,528e-06). Através dos nossos resultados foi possível traçar um perfil do paciente com COVID-19 grave, confirmar o uso do D-dímero como um bom marcador de prognóstico, sugerir novos biomarcadores moleculares de prognóstico e vias biológicas passíveis de intervenção terapêutica.
Abstract: COVID-19 is an infectious disease caused by SARS-CoV-2 and was characterized as one of the major global public health emergencies between March 2020 and May 2023. Although most infected individuals develop mild to moderate respiratory symptoms, a subset progresses to severe disease, often associated with inflammatory and thrombotic dysfunctions and adverse clinical outcomes. Even after the expansion of vaccination coverage and the reduction in severe cases, SARS-CoV-2 still accounts for a significant proportion of viral Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) cases in Brazil. In this context, the present study aimed to investigate proteomic and genomic signatures associated with COVID-19 severity, seeking to identify biomarkers and molecular pathways potentially involved in the disease pathophysiology. The study included patients aged ≥18 years with COVID-19 confirmed by RT-PCR, recruited from HNMD and NEEDIER-UFRJ. An integrative approach was employed using different molecular biology techniques, including oxidative stress assessment, proteomics, and genomic association analysis, taking into account the patients’ clinical status and outcomes. The results demonstrated a significant increase in lipid peroxidation in patients with elevated D-dimer levels and in those who required mechanical ventilation, indicating higher oxidative stress in these groups. Proteomic analysis, performed on pooled samples stratified by D-dimer levels (≥2000 μg/L and <2000 μg/L), identified 12 differentially expressed proteins, highlighting the upregulation of proteins associated with coagulation (ATRN, ITIH4, APOB, C5, SERPINA1, PPBP, and PROS1) and the downregulation of proteins related to the immune response (C4A, IGHG1, IGHG3, MYH9, and B2M). Functional enrichment analyses supported these findings, showing that downregulated biological processes and signaling pathways were mainly associated with immune response, whereas upregulated processes and pathways were primarily involved in inflammation, coagulation, and chemotaxis— a pattern consistent with the thromboinflammation described in severe COVID-19. Complementarily, genomic association analysis comparing patients with severe (cases) and mild (controls) disease identified polymorphisms in the EML1 gene (rs11628837, rs8020741, and rs4900448) associated with a protective effect (OR = 0.3648; 95% CI: 0.2418–0.5503; p = 1.528 × 10⁻⁶). Overall, these results allowed the characterization of a molecular profile associated with severe COVID-19, confirmed the role of D-dimer as a robust prognostic marker, and suggested novel molecular biomarkers and biological pathways with potential for therapeutic intervention.
Keywords: COVID-19
Coronavirus
Proteômica
Susceptibilidade genética
Polimorfismos
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::QUIMICA DE MACROMOLECULAS
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
Production unit: Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 24-Mar-2026
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: FERREIRA, Sâmila Natiane. Perfis proteômico e genômico associados à severidade da COVID-19 em uma coorte de pacientes do Rio de Janeiro. 2026. 84 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2026.
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