Análisis de Diferenciación de Expresión y ADN Circular Extracromosómico como Biomarcadores de Suero en Hipertensión Arterial Pulmonar


Resumen

Contexto

Se ha reportado que los ADN circulares extracromosómicos (eccDNA) desempeñan un rol fundamental en la aparición y progresión de varias enfermedades. Sin embargo, la caracterización y función de los eccDNA en la hipertensión arterial pulmonar (HAP) aún no están completamente comprendidas.

Métodos

En el grupo de descubrimiento, se exploraron los perfiles de expresión de eccDNA a través de análisis de secuenciación circular. Los eccDNA identificados se validaron mediante PCR convencional, clonación TOPO-TA y secuenciación de Sanger. En el grupo de validación, se reclutaron 30 pacientes con HAP y 10 controles sanos para la amplificación de qPCR con el fin de detectar eccDNA específicos. Se recopilaron datos basales, incluyendo historial clínico, parámetros bioquímicos, ecocardiografía y variables hemodinámicas. Se utilizó la curva característica de operación del receptor para investigar el valor diagnóstico de los eccDNA.

Resultados

Se identificaron un total de 21,741 ADNecc en muestras de plasma de 3 pacientes con HAPI y 3 individuos sanos. Se realizó un análisis exhaustivo de la frecuencia de expresión, contenido de GC, distribución de longitud y distribución genómica de los ADNecc. En el grupo de validación, se observó que 687 ADNecc se expresaban de manera diferencial en pacientes con HAPI en comparación con los controles (criterio de detección: |FC|≥2 y PAG < 0,05). Los análisis de los términos de Gene Ontology (GO) y la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kyoto (KEGG) mostraron que los eccDNA específicos en IPAH estaban significativamente enriquecidos en la actividad del canal de calcio, la vía de la proteína quinasa activada por mitógenos y la vía de señalización wnt. La validación confirmó que la expresión de eccDNA-chr2:131208878–131,424,362 era considerablemente superior en pacientes con PAH en comparación con los controles y presentaba una alta precisión en la predicción de la PAH, con una sensibilidad del 86,67 % y una especificidad del 90 %. Además, el análisis de correlación reveló una asociación significativa entre eccDNA-chr2 sérico: 131208878–131,424,362 y la presión media de la arteria pulmonar (mPAP) (r = 0,396, PAG = 0,03), distancia de caminata de 6 minutos (6MWD) (r = -0,399, PAG = 0,029), péptido natriurético pro-B n-terminal (NT-proBNP) (r = 0,685, PAG < 0,001) y el índice cardíaco (IC) (r = − 0,419, PAG = 0,021).

Conclusiones

Este estudio es pionero en la identificación y caracterización de eccDNA en pacientes con HAP. Se encontró que el eccDNA-chr2 en suero: 131208878–131,424,362 estaba significativamente sobreexpresado y puede ser utilizado para el diagnóstico de la HAP, sugiriendo su potencial como un nuevo biomarcador no invasivo.

Introducción

La hipertensión arterial pulmonar (HAP) es una enfermedad vascular pulmonar potencialmente letal caracterizada por presión elevada e insuficiencia del ventrículo derecho (1, 2). A pesar de los avances en tratamientos, la HAP sigue siendo una condición médica con alta mortalidad (2). Identificar y evaluar la HAP de forma oportuna pueden influir en las decisiones terapéuticas; sin embargo, la evaluación del pronóstico de la HAP es un desafío basado principalmente en la hemodinámica invasiva como el cateterismo cardíaco derecho.3). Ácido úrico (4), troponina T (5) y péptido natriurético cerebral (6, 7) se han propuesto como indicadores pronósticos de la HAP, pero aún se requiere descubrir biomarcadores adicionales innovadores, precisos y no invasivos para diagnosticar la HAP.

En los últimos años, ha aumentado el interés en un grupo particular de moléculas de ADN circular conocidas como ADN circular extracromosómico (eccDNA), comúnmente presentes en organismos eucariotas (8, 9). Los eccDNA son independientes del genoma cromosómico y desempeñan funciones distintas en procesos fisiológicos y patológicos (10, 11). Varias investigaciones han indicado que los eccDNA pueden desempeñar un papel crucial en condiciones relacionadas con modificaciones epigenéticas, como el cáncer (12). Estudios completos del genoma han revelado que los eccDNA poseen una amplia variedad de tamaños, que van desde menos de 100 pares de bases hasta megabases (Mb), y pueden contener genes y secuencias genómicas completas o parciales.13,14,15). Los eccDNA más largos suelen albergar genes intactos, en particular oncogenes, que son comunes en tumores, y la expresión descontrolada de estos genes lleva a la proliferación maligna de tumores.dieciséis,