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Tipo do documento: Dissertação
Título: Transcriptoma integrativo de células humanas tratadas com diferentes tipos de nanopartículas
Autor: RODRIGUES, João Francisco Vitório 
Primeiro orientador: COELHO, Luiz Felipe Leomil
Primeiro membro da banca: PEREIRA, Anna Carolina Toledo da Cunha
Segundo membro da banca: BURGER, Eva
Resumo: Nanopartículas (NPs) são partículas que possuem tamanho inferior a 100 nM. As NPs podem ser produzidas de diversos materiais orgânicos e inorgânicos e em diversas formas (por exemplo nanotubos, nanoesferas e nanobastões). Esta tecnologia apresenta potencial promissor para várias aplicações biológicas tendo em vista a sua possibilidade de funcionalização, o que permite o seu direcionamento seletivo para órgãos, tecidos e células. A aplicabilidade na saúde humana está relacionada ao uso das NPs como estimuladores do sistema imune quando conjugados com antígenos, no uso para o diagnóstico e tratamento de tumores e para a entrega de medicamentos em determinados tecidos e órgãos. Apesar do uso das NPs em novos sistemas de diagnóstico, tratamento ou prevenção para doenças humanas, poucos estudos são realizados para verificar o efeito das NPs sobre o transcriptoma celular. A análise integrativa de transcriptoma (ITA) é atualmente reconhecida como uma técnica promissora para a compreensão de eventos biológicos a partir da análise de diversos transcriptomas depositados em bancos de dados públicos. Essa abordagem permite não só avaliar quais genes são diferentemente expressos nas diversas condições, mas também é capaz de inferir sobre suas as respectivas vias biológicas ativadas após um determinado estímulo. Nessa pesquisa foram identificados 81 transcriptomas derivados de células humanas tratadas com NPs no banco de dados Gene Expression Omnibus (GEO). Destes, 45 foram selecionados por serem transcriptomas de células tratadas com NPs compostas apenas de um material (sem associação ou conjugação com nenhuma outra substância ou material) e células não tratadas. Os demais foram excluídos por terem dados incompletos, não terem sido realizados em duplicatas, falta de grupo controle, e por serem de dados derivados de células tratadas com NPs composta por mais de um material. Assim sendo, devido a variabilidade desses estudos, somente foram selecionados transcriptomas de células tratadas com NPs por 24 horas. Dessa forma, foram utilizados 30 conjuntos de dados que compreendem transcriptomas derivados de 5 materiais e 6 células diferentes. A ITA utilizou os genes diferencialmente expressos (DEGs) identificados em cada um dos transcriptomas e demonstrou que existe uma especificidade na resposta celular aos diferentes tipos de NPs. Poucos DEGs apresentaram expressão em comum à dois ou mais transcriptomas analisados. A análise de vias biológicas apresentou uma diversidade de vias ativadas e suprimidas pelos diferentes tratamentos com poucas vias compartilhadas entre os diferentes transcriptomas analisados. Portanto, a ITA de células humanas tratadas com diferentes tipos de NPs demonstra uma resposta transcricional específica e dependente do tipo de material utilizado na nanopartícula e do tipo celular.
Abstract: Nanoparticles (NPs) are defined as a particle of matter that is between 1 and 100 nanometers (nm) in at least one side. NPs can be produced from different organic and inorganic materials and in different forms (example: nanotubes, nanospheres and nanorods). This technology has a promising potential for several biological applications due to its possibility of functionalization which allows the selective delivery of nanoparticles to organs, tissues, and cells. The applicability in human health is related to the use of NPs as stimulators of the immune system when they are conjugated with antigens, in the diagnosis and treatment of tumors, and also as delivery drugs systems to target organs and tissues. Despite the use of NPs in new diagnostic, treatment, and prevention technologies for human diseases, few studies are conducted to verify the effect of NPs on the cellular transcriptome. Integrative transcriptome analysis (ITA) is currently recognized as a promising technique for understanding biological events through the analysis of several transcriptomes deposited in public databases. This approach allows not only evaluating which genes are expressed differently in different conditions but also can infer the biological pathways activated after a specific stimulus. In this research, 81 transcriptomes derived from human cells treated with nanoparticles were identified in the Gene Expression Omnibus (GEO) database. Of these, 45 were selected because they are transcriptomes of cells treated with nanoparticles composed only of one material (without association or conjugation with any other substance or material) and untreated cells. The other studies were excluded due to lack of data, absence of replicates, absence of control group, and because they are derived from cells treated with nanoparticles composed of more than one material. Therefore, due to the variability of these studies, only transcriptomes of cells treated with NPs for 24 hours were selected. Thus, 30 datasets were used and these comprising transcriptomes derived from 5 materials and 6 different cells. ITA used the differentially expressed genes (DEGs) in each of the transcriptomes and demonstrated a specificity in the cellular response to different types of NPs. Few DEGs were common on two or more analyzed transcriptomes. The analysis of biological pathways showed a high diversity of biological pathways that were activated or suppressed by the different treatments and also a very low number of shared pathways among the transcriptomes. Therefore, the ITA of human cell transcriptomes treated with different nanoparticles demonstrates a specific transcriptional response to material and also to the cell type.
Palavras-chave: Nanopartículas
Transcriptoma
Expressão gênica
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciências da Natureza
Programa: Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas
Citação: RODRIGUES, João Francisco Vitório. Transcriptoma integrativo de células humanas tratadas com diferentes tipos de nanopartículas. 2021. 68 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1757
Data de defesa: 23-Fev-2021
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