Alterações sistêmicas na assinatura do ciclo celular de pacientes com COVID-19 / Systemic changes in the cell cycle signature of patients with COVID-19

Com base nas perturbações fosfoproteômicas de moléculas associadas ao ciclo celular em células infectadas pelo coronavírus causador da síndrome respiratória aguda grave (SARSCoV)-2, a hipótese de inibidores do ciclo celular como uma terapia potencial para a doença de coronavírus 2019 (COVID-19) foi proposta. No entanto, o cenário das alterações do ciclo celular em COVID-19 permanece inexplorado. Aqui, realizamos uma análise integrativa de sistemas imunológicos de proteoma publicamente disponível (espectrometria de massa) e dados de transcriptoma (sequenciamento de RNA em massa e de célula única [scRNAseq]), com o objetivo de caracterizar mudanças globais na assinatura do ciclo celular de pacientes com COVID-19. Além de módulos de co-expressão de genes significativos enriquecidos associados ao ciclo celular, encontramos uma rede interconectada de proteínas diferencialmente expressas associadas ao ciclo celular (DEPs) e genes (DEGs) integrando dados moleculares de 1.480 indivíduos (974 pacientes infectados por SARS-CoV-2 e 506 controles [controles saudáveis ou indivíduos com outras doenças respiratórias]). Entre esses DEPs e DEGs estão várias ciclinas (CCNs), ciclo de divisão celular (CDCs), quinases dependentes de ciclinas (CDKs) e proteínas de manutenção de minicromossomos (MCMs). Embora os pacientes com COVID-19 compartilhem parcialmente o padrão de expressão de algumas moléculas associadas ao ciclo celular com outras doenças respiratórias, eles exibiram uma expressão significativamente maior de moléculas associadas ao ciclo celular relacionadas à gravidade da doença. Notavelmente, a assinatura do ciclo celular predominou nos leucócitos do sangue dos pacientes, mas não nas vias aéreas superiores. Os dados de scRNAseq de 229 indivíduos (159 pacientes com COVID- 19 e 70 controles) revelaram que as alterações das assinaturas do ciclo celular predominam nas células B, T e NK. Esses resultados fornecem uma compreensão global única das alterações nas moléculas associadas ao ciclo celular em pacientes com COVID-19, sugerindo novas vias putativas para intervenção terapêutica

Based on phosphoproteomics perturbations of cell cycle-associated molecules in severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV)-2-infected cells, the hypothesis of cell cycle inhibitors as a potential therapy for Coronavirus disease 2019 (COVID-19) has been proposed. However, the landscape of cell cycle alterations in COVID-19 remains mostly unexplored. Here, we performed an integrative systems immunology analysis of publicly available proteome (mass spectrometry) and transcriptome data (bulk and single-cell RNA sequencing [scRNAseq]), aiming to characterize global changes in the cell cycle signature of COVID-19 patients. Beyond significant enriched cell cycle-associated gene co-expression modules, we found an interconnected network of cell cycle-associated differentially expressed proteins (DEPs) and genes (DEGs) by integrating molecular data of 1,480 individuals (974 SARS-CoV- 2 infected patients and 506 controls [either healthy controls or individuals with other respiratory illness]). Among these DEPs and DEGs are several cyclins (CCNs), cell division cycle (CDCs), cyclin-dependent kinases (CDKs), and mini-chromosome maintenance proteins (MCMs). Although COVID-19 patients partially shared the expression pattern of some cell cycleassociated molecules with other respiratory illnesses, they exhibited a significantly higher expression of cell cycle-associated molecules associated with disease severity. Notably, the cell cycle signature predominated in the patients blood leukocytes but not in the upper airways. The scRNAseq data from 229 individuals (159 COVID-19 patients and 70 controls) revealed that the alterations of cell cycle signatures predominate in B, T, and NK cells. These results provide a unique global comprehension of the alterations in cell cycle-associated molecules in COVID-19 patients, suggesting new putative pathways for therapeutic intervention

Alterações genéticas em casais com antecedentes de aborto recorrente no primeiro trimestre da gestação / Genetic alterations in couples with a history of recurrent miscarriage in the first trimester of pregnancy

O abortamento é considerado um problema multifatorial, cujas principais causas envolvidas na sua etiologia são os fatores ambientais (como exposição a substâncias tóxicas), genéticos, anatômicos, endócrinos, imunológicos, trombofílicos e doenças infecciosas (como toxoplasmose, rubéola). No entanto, os fatores genéticos são atribuídos principalmente aos abortamentos de primeiro trimestre da gestação. As alterações cromossômicas, o polimorfismo C677T, no gene da metilenotetrahidrofolato redutase (MTHFR677C>T); o polimorfismo G1691A, no gene do Fator V de Leiden (FVL1691G>A), e o polimorfismo G20210A, no gene da protrombina (PRT20210G>A), têm sido associados a problemas obstétricos, incluindo aborto recorrente. O objetivo deste trabalho foi investigar associação entre as mutações relacionadas à trombofilia, presença de alterações cromossômican e a ocorrência de aborto espontâneo recorrente e avaliar possíveis interações entre as referidas mutações e as alterações cromossômicas. A casuística foi composta por 151 mulheres com história de aborto recorrente, 94 parceiros e 100 controles (mulheres sem histórico de aborto). A investigação das mutações foi realizada pela técnica de Reação em Cadeia da Polimerase- Polimorfismo de Tamanho de Fragmento de Restrição. As alterações cromossômicas foram investigadas pela cariotipagem com banda–G. A frequência das alterações cromossômicas foi de 7,3% nas mulheres com abortamento recorrente e 1% nos controles (p=0,022), e de 2,1% nos parceiros. No entanto, a frequência dos alelos MTHR677C>T (23% versus 22,5%), FVL1691G>A (1,5% versus 1% ) e PRT20210G>A (1,45% versus 0%) foi similar entre casos e controles, respectivamente. No grupo investigado, foi observada associação entre aborto recorrente e alterações cromossômicas, mas não foi encontrada associação com os polimorfismos gênicos investigados.

Abortion is considered a multifactorial problem, the most important causes involved in its etiology are, environmental factors ( as exposure to toxic chemicals), genetic, anatomic, endocrine, immunological, thrombophilic and infectious diseases (such as toxoplasmosis, rubella). However, genetic factors are mainly attributed to abortions of the first trimester of pregnancy. Chromosomal abnormalities, MTHFR 677C>T, factor V Leiden 1691G>A and prothrombin 20210G>A mutations have been associated with obstetric problems, including recurrent miscarriage. The objective of this research was to investigate associations between mutations in three genes commonly associated to thrombophilic events, chromosomal abnormalities and the occurrence of recurrent miscarriage. As well evaluate possible interactions between these mutations and chromosomal abnormalities. The sample was comprised of 151 women with history of recurrent miscarriages, 94 partners and 100 control (women with no history of abortion). The investigation of the mutations was performed by Polymerase Chain Reaction (PCR)/ Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP). Chromosomal aberrations were investigated by karyotyping with G-banda. The frequency of chromosomal abnormalities was 7.3% in women with recurrent miscarriage and 1% in controls (p = 0.022), and 2.1% in the partners. However, the frequency of allele MTHR677C> T (23% versus 22.5%), FVL1691G> A (1.5% vs. 1%) and PRT20210G> A (1.45% vs. 0%) was similar for cases and controls, respectively. In the investigated group was found association between recurrent miscarriage and chromosomal abnormalities, but no association was found with the genetic polymorphisms investigated.

Chromosomal variability in the wild ornamental species of Symphysodon (Perciformes: Cichlidae) from Amazon

Cytogenetic studies were conducted on three discus species which inhabit the Amazon in Brazil: Symphysodon haraldi from Manacapuru, S. aequifasciatus from Tefé and S. discus from Barcelos. All individuals showed 2n=60 chromosomes, most of them biarmed. No sexual chromosomal heteromorphism was verified. However, different karyotypic formulae, owing to the presence of subtelocentric chromosomes, were verified for S. aequifasciatus and S. discus. One of the karyotypic formulae from S. aequifasciatus (cytotype 2) differs from the others, due to one of the homologues in the first chromosome pair being significantly larger than the other. A large variability was observed toward the nucleolar organizer regions (NOR) of S. haraldi and S. aequifasciatus. Although the number of silver-stained blocks varied from 2 to 5, confirming different NOR patterns, at least seven homologue pairs were involved with NORs. In S. discus only two marks were observed, however two chromosome pairs were involved, characterizing a multiple NOR system for the three species. The heterochromatic blocks were mainly located in the pericentromeric region of all chromosomes but, in some of them, they are also located in the proximal regions, both in the short and long arms. Moreover, in the cytotype 2 from S. aequifasciatus, an interstitial heterochromatic block was observed on the long arm of the largest homologue of the first pair. A direct comparison of karyotypes from more related genera (Heros, Uaru, Mesonauta and Pterophyllum), makes it clear that a succession of chromosomal rearrangements, mainly pericentric inversions, translocations and fissions/fusions occurred resulting in the present diploid number and intraspecific karyological variability found in Symphysodon.

Estudos citogenéticos foram conduzidos em três espécies de acará-disco que habitam a Amazônia no Brasil: Symphysodon haraldi coletada em Manacapuru, S. aequifasciatus coletada em Tefé e S. discus em Barcelos. Todos os indivíduos apresentaram 2n=60 cromossomos, a maioria deles com dois braços. Heteromorfismo de cromossomos sexuais não foi detectado. Porém, diferentes fórmulas cariotípicas, devido à presença de cromossomos subtelocêntricos, foram verificadas em S. aequifasciatus e em S. discus. Uma das fórmulas cariotípicas (citótipo 2) de S. aequifasciatus difere das outras, devido a um dos homólogos do primeiro par cromossômico ser significativamente maior que o outro. Uma grande variabilidade foi observada em relação à região organizadora do nucléolo (RON) de S. haraldi e de S. aequifasciatus. Embora, o número de marcações coradas por Nitrato de Prata variou de 2 a 5, confirmando diferentes padrões de RON, pelo menos sete pares de homólogos foram envolvidos com a RON. Em S. discus foram observadas apenas duas marcas, envolvendo, contudo, dois pares de cromossomos, caracterizando um sistema de RONs múltiplas, para as três espécies. Os blocos heterocromáticos estão localizados, principalmente, na região pericentromérica de todos os cromossomos, sendo que alguns deles também foram observados em regiões próximas aos centrômeros, tanto nos braços curtos quanto nos braços longos. Além disso, no citótipo 2 de S. aequifasciatus, um bloco heterocromático foi observado, intersticialmente no braço longo do maior homólogo do primeiro par. Uma comparação direta dos cariótipos dos gêneros mais relacionados (Heros, Uaru, Mesonauta e Pterophyllum), deixa claro que ocorreu uma sucessão de rearranjos cromossômicos, principalmente inversões pericêntricas, translocações e fissões/fusões, que resultou no presente número diplóide e na variabilidade cariotípica encontrada em Symphysodon.

Differential characterization of holocentric chromosomes in triatomines (Heteroptera, Triatominae) using different staining techniques and fluorescent in situ hybridization

A comparative study of holocentric chromosomes in the triatomine species Panstrongylus megistus, Rhodnius pallescens and Triatoma infestans was carried out in order to characterize heterochromatin, rDNA active sites and nucleolar proteins. Cytological preparations of seminiferous tubules were stained by silver impregnation, C banding, fluorochromes cma3/da and dapi/da, and fluorescent in situ hybridization (FISH) with Drosophila melanogaster 28S rDNA probe. Our results showed interesting aspects of the organization of chromatin and chromosomes in the meiotic cells of these insects. In R. pallescens, sex chromosomes (X, Y) were distinct from autosomes, when submitted to silver impregnation, C banding, CMA3 staining, and FISH, confirming that these chromosomes bear nucleolar organizer regions (NORs). In P. megistus, two of the three sex chromosomes were CMA3/DAPI-; at early meiotic prophase and at diakinesis, silver impregnation corresponded with FISH signals, indicating that in this species, two chromosomes (probably a sex chromosome and an autosome) bear NORs. In T. infestans, silver nitrate and FISH also stained corresponding areas on meiotic chromosomes. Our data suggest that in triatomines, in general, the number and location of NORs are species-specific. These regions may be considered important chromosome markers for comparative studies to improve the understanding of evolutionary mechanisms in these hematophagous insects.

Cytogenetic characterization of Crenicichla (Pisces, Perciformes, Cichlidae) of the Iguaçu River

Three populations of the genus Crenicichla, namely Crenicichla iguassuensis, Crenicichla sp 1 and Crenicichla sp 2, from the Iguaçu River, were analyzed cytogenetically, and their nucleolus organizer regions, constitutive heterochromatin distribution and chromomycin A3 markings were studied. Karyotype analyses showed a diploid number of 48 chromosomes, made up of 2 metacentric pairs, 2 submetacentric pairs, 7 subtelocentric pairs, and 13 acrocentric pairs for the three Crenicichla species and no sexual chromosome differentiation. Nucleolus organizer regions showed strong interstitial marking on the first chromosome pair, coincident with a constriction presented by Giemsa and positive marking by chromomycin. Although constitutive heterochromatin patterns were also similar, with pericentromeric markings, small differences in the three species could be observed. Crenicichla sp 2 presented some chromosomes with bitelomeric markings absent in Crenicichla iguassuensis and Crenicichla sp 1.

Cytogenetic characterization of Rhamdiaquelen (Siluriformes, Heptapteridae) from the Bodoquena Plateau, Mato Grosso do Sul, Brazil

We made a cytogenetic study of the fish Rhamdia quelen collected from the Bodoquena Plateau, an isolated national park region in Mato Grosso do Sul State, Brazil. The diploid number was 2n = 58, with 36 metacentric + 16 submetacentric + 6 subtelocentric chromosomes. We found one to three B chromosomes, which were metacentric and submetacentric and of medium size, showing both intra- and interindividual variation. The nucleolus organizer region (NOR) was located in the terminal region of the short arm of submetacentric pair 20. Staining with CMA3 fluorochrome revealed the NOR location, while there was no evidence of fluorescent staining with DAPI. C banding revealed heterochromatin mainly in the terminal regions of the chromosome arms, including the NOR pair. In addition, metacentric pair 2 showed three heterochromatic blocks in the terminal portions and in the pericentromeric region. The B chromosomes appeared euchromatic. The CB + CMA3 staining combination demonstrated only one chromosome pair with fluorescence, probably the NOR-bearing one, while CB + DAPI gave various fluorescent signals, including metacentric pair 2, indicating that these heterochromatic regions are AT-rich in this population of R. quelen. The R. quelen population in this isolated region of Brazil is chromosomally distinct from that of other populations that have been studied.

Síndromes genéticas e cardiopatia / Genetic disorders and cardiac anomalies

A genética como ciência ue trata dos mecanismos que controlam a constância e as mudanças que se operam nos seres vivos, nasceu com a descoberta dos princípios mendelianos, em 1865. Contudo, o reconhecimento desses preceitos só passou a ser valorizado depois de cerca de 35 anos. Desde então, essa área tem se desenvolvido de forma espantosa.Novos conhecimentos não param de surgir, como o reconhecimento de novos modelos de herança que não os tradicionais (como por exemplo:dissomia uniparental e herança mitocondrial; polimorfismos, microdeleções e genes contíguos, região telométrica e seu papel no retardo mental; presença de diferentes fenótipos cujo substrato pode ser explicado pelo mesmo tipo de mutação e vice-versa; identificação de alguns genes importantes das doenças poligênicas), sem contar com o ápice de todo esse avanço biológico, representado pelos resultados do Projeto Genoma Humano.Muitos são os campos de interesse da genética humana; na prática da genética clínica, é de importância fundamental o reconhecimento ao menos de alguns distúrbios genéticos mais frequentes, para que seu diagnóstico, prevenção, tratamento e devido aconselhamento sejam procedidos de forma adequada e as implicações desse manejo apropriado possam se fazer sentir na área da saúde pública.Por essa razão, o enfoque de algumas doenças genéticas mais comumente observadas na prática clínica e que possam, porventura, assolar os cardiologistas, justamente pela frequencia elevada com que determinados defeitos cardíacos em seus portadores estejam presentes, foi motivo deste trabalho, com o intuito de que seu reconhecimento seja o mais precoce possível