Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/55487
Type: Tese
Title: Integrando transcriptomas como ferramenta de entendimento de patogênese e seleção de alvos terapêuticos em infecções virais emergentes e desenvolvimento de um material didático para aulas práticas de virologia
Authors: Gabriel Augusto Pires de Souza
First Advisor: Luiz Felipe Leomil Coelho
First Co-advisor: Jônatas Santos Abrahão
First Referee: Betânia Paiva Drumond
Second Referee: Gabriel Magno de Freitas Almeida
Third Referee: Rafael Kroon Campos
metadata.dc.contributor.referee4: Gabriel Gerber Hornink
Abstract: O aumento na incidência de eventos de doenças emergentes virais tem sido observado desde a década de 1940. Recentemente temos observado vários virus sendo introduzidos em novas regiões do globo, como em 2015 com a disseminação do Zika vírus pela América do Sul. Ainda mais recentemente, presenciamos a emergência de um novo corona vírus, o SARS-CoV-2, na China que rapidamente atingiu níveis pandêmicos. Esse tipo de evento, além de trazer preocupações no que diz respeito à saúde pública e economia, exige uma rápida resposta da comunidade cientifica, seja para o entendimento dos mecanismos que levam à doença, seja na busca de tratamentos contra a doença em questão. As técnicas de proteômica, transcriptômica e genômica mostram-se grandes aliadas após a emergência de novos doenças virais, pois são amplamente difundidas e é comum que sejam empregadas na compreensão do ciclo de replicação do vírus, a patogênese viral e para a definição de alvos terapêuticos para novos vírus. Estudos de transcriptômica geram grandes quantidades de dados que têm aplicações potenciais muito além dos objetivos originais de um experimento, uma vez que são armazenados em bancos de dados, normalmente de acesso público. Através destes dados disponíveis em banco de dados buscamos desenvolver um protocolo de análise integrativa de transcriptomas, utilizando como base para a validação deste protocolo usando dados de células neurais infectadas com ZIKV. Foram identificados genes diferencialmente expressos compartilhados. Alguns desses genes, vias e funções biológicas foram ligadas à neurogênese e/ou apoptose. A análise in silico integrada capaz de prever e identificar biomarcadores putativos a partir de diferentes dados de transcriptoma, que seriam úteis para o entendimento da patogênese da doença viral e para aplicação na identificação de candidatos antivirais. Com a emergência do SARS-CoV-2, este protocolo foi revistado e atualizado, com uma estratégia de deep learning para identificar alvos em células infectadas que possam ser inibidos por moléculas já aprovadas disponíveis em bibliotecas, sugerindo formas de controle da infecção por SARS-CoV-2. Este tipo de análise só é possível devido ao grande volume de informação que é gerado a partir dos estudos de transcriptômica e de virologia em geral. Em sala de aula muitas vezes mostra-se desafiador transferir todo esse conhecimento aos alunos. Um dos fatores identificados é a dificuldade de se elaborar 8 aulas práticas de virologia. Portanto, buscamos desenvolver um material didático que permitisse a visualização de partículas de vírus gigantes de amebas e efeitos citopáticos de vírus em células animais, com objetivo de afastar a virologia do campo abstrato da aprendizagem. Incluindo também estes vírus gigantes como modelos para o entendimento da coevolução ao revisar seus mecanismos de invasão nas células hospedeiras
Abstract: The increase of the incidence of viral emerging disease events has been observed since the 1940s. Recently we have observed several viruses being introduced in new regions of the globe, for example, the spread of the Zika virus in South America in 2015. Even more recently, we witnessed the emergence of a new coronavirus in China that quickly reached pandemic levels. In addition to raising concerns about public health and the economy, this type of event requires a quick response from the scientific community, either to understand the mechanisms that lead to the disease or in the search for treatments against the disease in question. Proteomics, transcriptomics, and genomics techniques are great allies after the emergence of new viral diseases, as they are widely disseminated, and it is common for them to be used to understand the virus replication cycle and viral pathogenesis and to define therapeutic targets for new viruses. Transcriptomics studies generate large amounts of data that have potential applications far beyond the original objectives of an experiment since they are stored in databases, usually publicly accessible. Through the data available in the database, we sought to develop a protocol for the integrative analysis of transcriptomes, using it as a basis for validating this protocol using data from neural cells infected with ZIKV. Shared differentially expressed genes were identified. Some of these genes, pathways and biological functions have been linked to neurogenesis and apoptosis and integrated into silico analysis capable of predicting and identifying putative biomarkers from different transcriptome data that would be useful for understanding viral disease pathogenesis and for application in identifying antiviral candidates. With the emergence of SARS-CoV-2, this protocol was revised and updated, with a deep learning strategy to identify targets in infected cells that can be inhibited by already approved molecules available in libraries, suggesting controlling mechanisms for SARS-CoV-2 infection. This type of analysis is only possible due to the large volume of general information generated from transcriptomics and virology studies. In the classroom, transferring all this knowledge to students is often challenging. One of the factors identified is the difficulty of preparing for practical virology classes. Therefore, we sought to develop didactic material that allowed the visualization of Amoeba's giant virus particles and cytopathic effects of viruses in animal cells, to move virology away from the abstract field of learning, also including 10 these giant viruses as models for understanding coevolution by reviewing their invasion mechanisms in host cells.
Subject: Microbiologia
Transcriptoma
Virologia
Materiais de ensino
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/55487
Issue Date: 13-Mar-2023
metadata.dc.description.embargo: 13-Mar-2023
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