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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Análise de expressão gênica diferencial de células do gânglio da raiz dorsal em ratos modelo para diabetes e neuropatia diabética
Title Alternative: Differential gene expression of dorsal root ganglia cells in a rat model of diabetes and diabetic neuropathy
Author: Athié, Maria Carolina Pedro, 1983-
Advisor: Parada, Carlos Amílcar, 1960-
Abstract: Resumo: A Neuropatia Diabética Periférica (NDP) manifesta-se em 50-60% dos pacientes diabéticos tanto do tipo I quanto do tipo II e é a maior causa de amputação não traumática de membros. Muito embora as características eletrofisiológicas e morfológicas da doença já estejam bem descritas, pouco se sabe sobre seu desenvolvimento e progressão, limitando terapias eficazes. A hiperglicemia e deficiências na sinalização de insulina são consideradas como os eventos deflagradores da produção de estresse oxidativo observado nos nervos em processo de degeneração. Diversas hipóteses foram elaboradas na tentativa de explicar o fenômeno, mas até hoje existem muitas lacunas no conhecimento da patogênese e da plasticidade celular associada. Alterações detectadas por técnicas de prospecção em larga escala do transcriptoma e proteoma podem ajudar a compreender os eventos moleculares observados na NDP quando os sintomas começam a aparecer. Com esse intuito, o objetivo deste estudo foi o de analisar, por RNA-Seq e espectrometria de massas quantitativa livre de sonda, o transcriptoma e o proteoma de Gânglios da Raiz Dorsal (DRG) de ratos Wistar modelo para diabetes tipo-I apresentando os primeiros sinais de desenvolvimento de NDP e respectivos controles. Os resultados obtidos demonstraram que as alterações na expressão de genes e proteínas nos DRGs já são detectadas há apenas 2 semanas após a verificação de alterações de sensibilidade mecânica periférica nas patas traseiras de ratos. Apesar da grande similaridade entre os transcriptomas dos animais hiperglicêmicos e controles, a análise comparativa detectou 66 transcritos diferencialmente expressos entre os grupos. Os resultados do estudo de proteoma obtidos também revelaram que existem alterações de expressão nos DRGs dos animais hiperglicêmicos: 3 proteínas foram consideradas diferencialmente expressas entre os dois grupos. De maneira similar, a categorização baseada em função apontou para genes e proteínas diferencialmente expressos envolvidos com estresse oxidativo, inflamação, apoptose/sobrevivência celular, proliferação celular e hiperalgesia/analgesia. Dado os seus papéis fisiológicos, alteração de expressão dessas moléculas sugere uma alteração do programa metabólico celular para um voltado a regeneração/sobrevivência. Nossos resultados mostram que as alterações no proteoma e transcriptoma começam a aparecer precocemente e que essas alterações podem ser um esforço para manter a homeostase celular. Assim, os presentes dados podem indicar como as células do DRG respondem a hiperglicemia neste estágio precoce abrindo a possibilidade futura de se descobrir quais mecanismos ou vias param de responder, levando aos danos e morte celular observados na clínica. Descobrir as primeiras alterações celulares na NDP pode levar a alvos mais robustos para a intervenção farmacêutica, que podem por sua vez prevenir ou retardar mais eficientemente os danos celulares

Abstract: Peripheral Diabetic Neuropathy (PDN) manifests in 50-60% of types I and II diabetic patients and is the major cause of non-traumatic limb amputation. Although electrophysiological and morphological aspects are well described, little is known about its development and progression, undermining effective therapies. Hyperglycemia and insulin signaling impairment are considered the triggering events of oxidative stress production observed in the dying nerves. Several hypotheses try to explain the phenomenon, but until now there are still many gaps in the pathogenesis and the plastic changes it generates. Changes in transcriptome and proteome detected by high-throughput techniques, when first symptoms of the disease start to appear, can help understand the molecular events observed in PDN. To achieve this, we proposed a study to analyze, by RNA-Seq and label-free quantitative mass spectrometry, transcriptional and proteomic changes in Dorsal Root Ganglia (DRG) of a rat model for type I diabetes and its respective control. The results presented here show that alterations in genes and proteins expression are already taking place after only two weeks of detection of mechanical sensitivity impairment in hyperglycemic rats¿ hindpaw. Despite the great transcriptome similarity between control and diabetic rats, RNA sequencing comparative analysis already found 66 transcripts differentially expressed between the groups. Proteomic study also revealed alteration in protein expression in hyperglycemic rats DRG¿s: 3 proteins were considered differentially expressed between the two groups. Similarly, function-based categorization pointed to differentially expressed genes and proteins enrolled in oxidative estresse response, inflamation, apoptosis/cell survival, cell proliferation, and hyperalgesia/analgesia. Given their physiological roles, expression alterations in such genes and proteins suggest an alteration in cell metabolic program to switch to a more survival/regenerative one. Our results show that changes in transcriptome and proteomic profile start to appear very early in PDN and that these first alterations might be a strong effort for keeping cell homeostases. Hence, the present data may indicate how DRG cells are responding to hyperglycemia in its early stages and which mechanisms first fail to respond, further leading to cell damage and cell death. Knowing the first cell alterations in PDN might lead to more concrete targets for pharmaceutical interventions, that could more efficiently delay cell damage
Subject: Transcriptoma
Neuropatias diabéticas
Gânglios espinhais
Proteoma
Expressão diferencial
Editor: [s.n.]
Citation: ATHIÉ, Maria Carolina Pedro. Análise de expressão gênica diferencial de células do gânglio da raiz dorsal em ratos modelo para diabetes e neuropatia diabética. 2016. 1 recurso online (153 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/321139>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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