Caracterización profunda de la serie blanca de pacientes con patología COVID-19 para su cribado por agresividad
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Martínez Diz, SilviaEditorial
Universidad de Granada
Departamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en Bioquímica y Biología MolecularMateria
Biomarcadores Genotipado Citometría de masas Medicina de precisión COVID-19 Biomarkers Genotyping Mass cytometry Precision medicine
Fecha
2024Fecha lectura
2024-02-23Referencia bibliográfica
Martínez Diz, Silvia. Caracterización profunda de la serie blanca de pacientes con patología COVID-19 para su cribado por agresividad. Granada: Universidad de Granada, 2024. [https://hdl.handle.net/10481/90725]
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Tesis Univ. Granada.Resumen
La aparición del síndrome respiratorio agudo severo por coronavirus (SARS-Cov-2), el
brote de la enfermedad por COVID-19 y la posterior declaración de pandemia
representaron el mayor reto infeccioso mundial en décadas, planteando grandes desafíos
diagnósticos y terapéuticos. La interacción del SARS-CoV-2 con el sistema inmunológico
y la posterior disfuncionalidad inmunitaria, son esenciales para la progresión de la
enfermedad. Entre los aspectos de la desregulación inmune, la linfopenia es el más
reconocido, con células T CD4+ y CD8+ significativamente reducidas. El SARS-Cov-2,
que pertenece a la misma familia de beta-coronavirus que el SARS-CoV y el MERS-CoV,
invade las células humanas uniendo sus proteínas S a una proteína transmembrana del
huésped llamada ACE2 (enzima convertidora de angiotensina 2) con varios cofactores.
La susceptibilidad a la COVID-19 y la gravedad de la enfermedad se han asociado con
marcadores inflamatorios y polimorfismos genéticos de los genes ACE y ACE2, pero la
evidencia no ha sido concluyente. Las células T patógenas y los monocitos inflamatorios
se consideran los impulsores centrales de la tormenta de citoquinas asociada con la
gravedad. COVID-19 puso de manifiesto la necesidad de estratificar pacientes con
biomarcadores rápidos y efectivos ya que no existe ningún biomarcador que pueda
anticipar qué pacientes desarrollarán una etapa agresiva.
El principal objetivo de esta tesis doctoral es caracterizar nuevos marcadores de
agresividad mediante citometría de masa unicelular (CyTOF) para la clasificación de
pacientes con COVID-19. Mediante un panel de 15 parámetros (kit de panel de
fenotipado de monocitos/macrófagos humanos Maxpar®). La citometría mediante panel
de espectrometría de masas (CyTOF) se realizó en combinación con el análisis genético
de las variantes ACE2 (rs2285666), MX1 (rs469390) y TMPRSS2 (rs2070788).
Estos estudios pusieron de manifiesto que la frecuencia de la población CD163+/CD206-
de monocitos transicionales (T-Mo) disminuyó en el grupo leve en comparación con el
grave, mientras que los T-Mo CD163-/CD206- aumentaron en el grupo leve en
comparación con el grave. Se encontraron diferencias en la expresión de CD11b en
monocitos CD14dim en el grupo grave, con niveles disminuidos en el grupo femenino. Al
comparar la enfermedad leve y grave, se encontró que los monocitos CD45 y
CD14dim/CD33+ fueron las mejores opciones como biomarcadores para discriminar
pacientes graves a la vez que se describe el CD33 como un buen biomarcador para la estratificación de pacientes. Entre los marcadores genéticos, se ha encontrado que los
portadores G de TMPRSS2 (rs2070788) tienen un mayor riesgo de COVID-19 grave en
comparación con aquellos con genotipo A/A. Esta fuerza aumenta cuando se combina
con CD45-, T-Mo CD163+/CD206- y C14dim/CD33+. Con todo esto podemos concluir
que, TMPRSS2, CD45-, CD163/CD206 y CD33 pueden considerarse biomarcadores
para la agresividad de COVID-19. Este hallazgo se ve reforzado para los biomarcadores
de agresividad cuando se combinan TMPRSS2 y CD14dim/CD33+. The emergence of severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-Cov-2), the
outbreak of COVID-19 disease and the subsequent declaration of a pandemic
represented the greatest global infectious challenge in decades, posing great diagnostic
and therapeutic challenges. The interaction of SARS-CoV-2 with the immune system and
subsequent immune dysfunction are essential for the progression of the disease. Among
aspects of immune dysregulation, lymphopenia is the most recognized, with CD4+ and
CD8+ T cells significantly reduced. SARS-Cov-2, which belongs to the same betacoronavirus
family as SARS-CoV and MERS-CoV, invades human cells by binding its S
proteins to a host transmembrane protein called ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2)
with several cofactors. Susceptibility to COVID-19 and disease severity have been
associated with inflammatory markers and genetic polymorphisms of the ACE and ACE2
genes, but the evidence has been inconclusive. Pathogenic T cells and inflammatory
monocytes are considered the central drivers of the severity-associated cytokine storm.
COVID-19 highlighted the need to stratify patients with rapid and effective biomarkers
since there is no biomarker that anticipates which of these patients will develop an
aggressive stage.
The main objective of this doctoral thesis is to include new severity markers using singlecell
mass cytometry (CyTOF) for the classification of patients with COVID-19. Mass
cytometry panel was performed in combination with genetic analysis for the ACE2 (rs2285666), MX1 (rs469390), and TMPRSS2 (rs2070788) variants. The results showed
that frequency of the CD163+/CD206- population of transitional monocytes (T-Mo)
decreased in the mild group compared to the severe group, while T-Mo CD163-/CD206-
increased in the mild group compared to the severe group. Differences in CD11b
expression on CD14dim monocytes were found in the severe group, with decreased
levels in the female group. When comparing mild and severe disease, it was found that
CD45 and CD14dim/CD33+ monocytes were the best options as biomarkers to
discriminate severe patients while CD33 was described as a good biomarker for patient
stratification. Among genetic markers, TMPRSS2 (rs2070788) G carriers have been
found to have a higher risk of severe COVID-19 compared to those with A/A genotype.
This strength increases when combined with CD45-, T-Mo CD163+/CD206- and
C14dim/CD33+. In conclusion, we can observe that: TMPRSS2, CD45-, CD163/CD206
and CD33 can be considered biomarkers for COVID-19 aggressiveness. This finding is
reinforced for biomarkers of aggression when TMPRSS2 and CD14dim/CD33+ are
combined.