Integração de perfis de epigenômica e transcriptômica em células únicas para descoberta de novos alvos terapêuticos em Epilepsia

• Processo: 22/01530-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de março de 2022
• Vigência (Término): 30 de novembro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Humana e Médica
• Pesquisador responsável: Diogo Fernando Troggian Veiga
• Beneficiário: Isabella Cotta Galvão
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Médicas (FCM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/07382-2 - Integração de tecnologias ômicas para caracterizar biomarcadores epigenéticos em doenças humanas: rumo a uma melhor compreensão dos mecanismos de doenças e novas terapias, AP.JP
• Assunto(s): Genômica Epigenômica Epigênese genética Transcriptômica Análise de célula única Biologia computacional Displasia cortical focal Epilepsia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioinformática | Displasia cortical focal | epigenética | integração ômica | sequenciamento de célula única | Transcriptômica | Genômica e Epigenômica

Resumo

As Displasias Corticais Focais (DCFs) são um tipo de malformação do córtex cerebral que surge principalmente em idade infantil, e que cujo tratamento requer intervenção cirúrgica para controlar crises epilépticas severas. Apesar dos significativos avanços na caraterização patológica molecular e de neuroimagem das DCFs, ainda existe uma grande lacuna em relação ao papel das diferentes células anormais presentes nas lesões características da DCF. Além disso, a escassez de dados moleculares acerca do cérebro humano infantil dificulta as pesquisas sobre as causas das Epilepsias infantis, pois tornam difícil determinar com confiança os processos moleculares e celulares perturbados por essas doenças.As recentes tecnologias de sequenciamento de célula única (single-cell) são capazes de obter informações genéticas a nível de células individuais, o que permite capturar a variabilidade e diversidade celular da amostra. Notadamente, o cérebro humano é composto por diversos tipos de células, tais como astrócitos, oligodendrócitos, além de diversos tipos de neurônios excitatórios e inibitórios que compõe as diferentes camadas corticais. Assim, o sequenciamento single-cell poderá oferecer uma visão precisa da composição celular de órgãos complexos tais como o cérebro humano, auxiliando na determinação dos tipos de células envolvidos em doenças neurológicas.Neste contexto, este projeto irá utilizar recentes tecnologias de sequenciamento de células únicas (single-cell) para criar um atlas celular no intuito de catalogar a diversidade celular do cérebro humano infantil associado ao desenvolvimento da Epilepsia. Serão analisados doadores com idade entre 3 e 15 anos diagnosticados com DCF Tipo IIb, dos quais foram coletados tanto o tecido displásico (lesão) quanto o tecido normal (bordas da lesão) da região do córtex cerebral. As amostras serão analisadas utilizando a plataforma de sequenciamento da 10X Genomics, com uma abordagem multiômica que permite o sequenciamento simultâneo do epigenoma (scATAC-seq) e transcriptoma (snRNA-seq) provenientes de células únicas. Os dados serão analisados com ferramentas de bioinformática de modo a descobrir os tipos celulares e as redes de regulação neuronais associadas ao desenvolvimento do cérebro infantil. Iremos também caracterizar os diferentes tipos celulares presentes nas lesões de DCF Tipo IIb, e assim determinar populações de células envolvidas na doença. A integração da cromatina aberta e da expressão gênica permitirá a identificação de regiões regulatórias distais (enhancers) envolvidas no controle epigenético de genes associados à doença e nos diversos tipos de células cerebrais. Além disso, iremos comparar as alterações epigenéticas e transcriptômicas entre o cérebro adulto e infantil em condições normais, visto que o cérebro adulto foi recentemente mapeado com sequenciamento de células únicas.De forma geral, espera-se que este atlas celular revele a diversidade de neurônios excitatórios e inibitórios, bem como as populações celulares não-neuronais que formam o cérebro em idade infantil, e que estão associadas ao desenvolvimento da Epilepsia infantil DCF Tipo IIb. Os dados gerados neste projeto servirão como uma nova referência celular e molecular para estudo de doenças neurológicas infantis, e serão disponibilizados para a comunidade científica através do Human Cell Atlas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GALVAO, ISABELLA C.; KANDRATAVICIUS, LUDMYLA; MESSIAS, LAUANA A.; ATHIE, MARIA C. P.; ASSIS-MENDONCA, GUILHERME R.; ALVIM, MARINA K. M.; GHIZONI, ENRICO; TEDESCHI, HELDER; YASUDA, CLARISSA L.; CENDES, FERNANDO; et al. Identifying cellular markers of focal cortical dysplasia type II with cell-type deconvolution and single-cell signatures. SCIENTIFIC REPORTS, v. 13, n. 1, p. 10-pg., 2023-08-16. (13/07559-3, 20/04780-4, 19/08259-0, 20/15112-2, 22/01530-2, 19/07382-2)