O aneurisma de aorta abdominal (AAA) é uma doença assintomática na maioria dos casos, podendo acometer 5% das pessoas do gênero masculino com idade superior a 65 anos, predispondo ao risco de ruptura com mortalidade em torno de 80%. O presente estudo teve como objetivo avaliar os perfis de expressão gênica e de metilação do DNA no tecido, como também os microRNAs no plasma e no tecido de indivíduos com e sem AAA na tentativa de identificar marcadores biológicos e alvos terapêuticos para o diagnóstico, monitoramento e tratamento precoce do AAA. Os perfis de expressão gênica, miRNA e metilação de DNA dos tecidos da aorta abdominal (n=6) obtidos durante a cirurgia aberta para correção de AAA foram comparados com tecidos da aorta abdominal de doadores de órgãos sem AAA (n=6). Também foram comparados os perfis de miRNAs circulantes no plasma do grupo AAA (n=6) com o grupo-controle de voluntários com as características semelhantes, porém sem AAA (n=6). Para a análise da expressão gênica, utilizou-se a qPCR Array, analisando-se genes relacionados ao endotélio vascular humano (PAHS-015Z, QIAGEN®). A análise do perfil de miRNA foi realizada utilizando-se Human miFinder 384HC miScript miRNA PCR Array (MIHS-3001Z, QIAGEN®) e, para análise de metilação do DNA, utilizou-se a qPCR array com 22 genes das vias de estresse e toxicidade EpiTect Methyl II (EAHS-581Z, QIAGEN®). O software Ingenuity Pathway analysis (IPA®) foi utilizado para identificação das prováveis relações entre os microRNAs e a expressão gênica realizada nesta pesquisa. No estudo da expressão gênica, quatro genes (SPHK-1, TYMP, ALOX5 e HIF1A) foram identificados como mais expressos e outros 6 genes (PTGIS, CX3CL1, ITGB1, COL18A-1, FN1 e AGTR1) apresentaram expressão reduzida nos tecidos de AAA. Na análise do perfil de miRNAs, 24 miRNAs foram significantemente mais expressos e 35 miRNAs menos expressos no tecido. No plasma de indivíduos com AAA, 8 miRNAs apresentaram-se mais expressos e 9 miRNAs menos expressos. Dois miRNAs, miR-328-3p e let-7c-5p demonstraram expressões comuns entre tecido e plasma. Quanto ao padrão de metilação de DNA, somente o gene GDF15 teve grau de metilação maior nos tecidos de AAA quando comparado ao grupo-controle. A análise funcional revelou que o gene PTGIS (prostaciclina sintetase), um potente vasodilatador e inibidor da atividade plaquetária, foi reprimido pelo miR-150-5p, que se mostrou 7,5 vezes mais expresso no tecido de AAA, e teve uma possível interação com o miR-328-3p, cuja expressão foi 3,7 vezes mais baixa no tecido. Os genes com expressão reduzida nos tecidos do AAA foram alvos de miRNAs com expressão aumentada, evidenciando a importância e influência dos fatores epigenéticos tanto para o desenvolvimento quanto para a gravidade do AAA. / Abdominal aortic aneurism (AAA) is an asymptomatic disease in the majority of cases that may occur in 5% of males over age 65, predisposing to the risk of rupture leading to a mortality rate of 80%. The aim of this study was to evaluate the DNA metilation and gene expression profile in tissue, and microRNA expression pattern in both plasma and tissue samples from individuals with and without AAA to identify biological markers and therapeutic targets for an early diagnosis and treatment of AAA, respectively. Genes and miRNA expression and DNA metilation profiles in AAA tissues (n= 6) were compared to abdominal aortic tissues obtained from organ donators without AAA (n = 6). We also compared circulating miRNAs profiles in plasma samples, between AAA (n = 6) and the control group without AAA (n = 6). For the gene expression analysis we used a qPCR Array (PAHS-015Z, QIAGEN®) to analyze genes related to human vascular endothelium. For the miRNA expression pattern and for DNA methylation analysis we used the Human miFinder 384HC miScript miRNA PCR Array (MIHS-3001Z, QIAGEN®) and EpiTect Methyl II (EAHS-581Z, QIAGEN®), respectively. The Ingenuity software was used to identify the interactions between the miRNAs and genes evaluated in this study. Four genes (SPHK-1, TYMP, ALOX5 and HIF1A) were upregulated and six other genes (PTGIS, CX3CL1, ITGB1, COL18A-1, FN1 e AGTR1) were downregulated in AAA tissues. In addition, the miRNAs analysis showed 24 miRNAs more expressed and 35 miRNAs less expressed in AAA tissue than controls. Although in plasma samples, AAA group presented 8 miRNAs more expressed and 8 miRNAs less expressed than controls. Only, miR-328-3p and let-7c-5p were differently expressed between AAA and controls in both tissue and plasma samples. DNA methylation analysis showed that the gene GDF15 was hypermethylated in AAA tissues when compared to the control group. Functional analysis revealed that PTGIS, a potent vasodilator and platelet activity inhibitor was supressed by miR-150-5p, which had a seven-fold increase in AAA tissues. Moreover, a possible interaction between PTGIS and miR-328-3p, about 4-fold decreased in AAA tissues, was showed. Thus, the downregulated genes in AAA tissues are targets of miRNAs with increased expression in the same biological sample. These results highlight the importance and influence of epigenetic factors for both development and severity of AAA.

Orientador: João Batista Campos Silva / Resumo: Nas últimas décadas, há uma crescente preocupação em mensurar os parâmetros dinâmicos do sangue, dadas as imensas perdas de vidas por doenças cardiovasculares sendo, muitas delas, por aneurismas. A formação e desenvolvimento de um aneurisma é, predominantemente, degenerativo e provém de uma complexa interação entre os efeitos biológicos da parede arterial, os estímulos de escoamento e tensões provenientes da hemodinâmica. A tensão cisalhante na parede e o cíclico campo de pressão são um dos principais fatores responsáveis pela formação e crescimento de um aneurisma. Logo, há a necessidade de se conhecer os campos de velocidades e pressão além das tensões cisalhantes e efetivas na parede. Uma análise numérica é mais promissora que uma experimental. Uma análise experimental in-vivo possui impasses éticos e morais, sem contar a necessidade de um grande investimento. Outra vantagem de um estudo numérico é a disponibilidade de softwares livres de extração de tomografias que permite a extração da geometria sem a necessidade de um método invasivo que ocorreria em estudo experimental in vivo. Portanto com o auxílio de simulações numéricas (Ansys®), considerando o efeito multi-física de interação fluido estrutura (FSI) pela metodologia de elementos e volumes finitos foi possível verificar o efeito dos fatores que levam a formação e crescimento de aneurisma na aorta abdominal. Os aneurismas estudados foram modelos geométricos e reais sendo um dos reais obtidos através de imagens DICOM... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In recent decades, there is growing concern in measuring the dynamic parameters of the blood, given the immense loss of life from cardiovascular disease in human history, including, aneurysms. The formation and development of an aneurysm is predominantly degenerative and results from a complex interaction between the biological effects of the arterial wall and the flow and stress effects from hemodynamics. The stress in the wall and in the cyclic field of pressure is one of the main factors for the formation and growth of an aneurysm that degenerates until its rupture. Therefore, it is necessary to know the velocity and pressure fields as well as the shear stress and effective stress on the wall. A numerical analysis is more promising than an experimental one since an in-vivo experimental analysis has ethical and moral impasses, not counting the need for a large investment. Another advantage of a numerical study is the availability of free softwares for tomography analysis that allows the extraction of the geometry without the need for an invasive method that would occur in an in vivo experimental study. Therefore, with the aid of numerical simulations (Ansys®), considering the multi-physical effect of fluid structure interaction (FSI) by the methodology of finite elements and finite volumes it was possible to verify the effect of factors that lead to the formation and growth of abdominal aortic aneurysm. The studied aneurysms came from geometric models and from real examples... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Jeane Batista de Carvalho null (carvalhojeanetiagina@yahoo.com.br) on 2017-05-23T15:08:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_CarvalhoJeane.pdf: 8189158 bytes, checksum: ebb9bc23a7d48fbc4154db51680f263e (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-23T18:27:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carvalho_jb_me_ilha.pdf: 8189158 bytes, checksum: ebb9bc23a7d48fbc4154db51680f263e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T18:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carvalho_jb_me_ilha.pdf: 8189158 bytes, checksum: ebb9bc23a7d48fbc4154db51680f263e (MD5) Previous issue date: 2017-03-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nas últimas décadas, há uma crescente preocupação em mensurar os parâmetros dinâmicos do sangue, dadas as imensas perdas de vidas por doenças cardiovasculares sendo, muitas delas, por aneurismas. A formação e desenvolvimento de um aneurisma é, predominantemente, degenerativo e provém de uma complexa interação entre os efeitos biológicos da parede arterial, os estímulos de escoamento e tensões provenientes da hemodinâmica. A tensão cisalhante na parede e o cíclico campo de pressão são um dos principais fatores responsáveis pela formação e crescimento de um aneurisma. Logo, há a necessidade de se conhecer os campos de velocidades e pressão além das tensões cisalhantes e efetivas na parede. Uma análise numérica é mais promissora que uma experimental. Uma análise experimental in-vivo possui impasses éticos e morais, sem contar a necessidade de um grande investimento. Outra vantagem de um estudo numérico é a disponibilidade de softwares livres de extração de tomografias que permite a extração da geometria sem a necessidade de um método invasivo que ocorreria em estudo experimental in vivo. Portanto com o auxílio de simulações numéricas (Ansys®), considerando o efeito multi-física de interação fluido estrutura (FSI) pela metodologia de elementos e volumes finitos foi possível verificar o efeito dos fatores que levam a formação e crescimento de aneurisma na aorta abdominal. Os aneurismas estudados foram modelos geométricos e reais sendo um dos reais obtidos através de imagens DICOM. / In recent decades, there is growing concern in measuring the dynamic parameters of the blood, given the immense loss of life from cardiovascular disease in human history, including, aneurysms. The formation and development of an aneurysm is predominantly degenerative and results from a complex interaction between the biological effects of the arterial wall and the flow and stress effects from hemodynamics. The stress in the wall and in the cyclic field of pressure is one of the main factors for the formation and growth of an aneurysm that degenerates until its rupture. Therefore, it is necessary to know the velocity and pressure fields as well as the shear stress and effective stress on the wall. A numerical analysis is more promising than an experimental one since an in-vivo experimental analysis has ethical and moral impasses, not counting the need for a large investment. Another advantage of a numerical study is the availability of free softwares for tomography analysis that allows the extraction of the geometry without the need for an invasive method that would occur in an in vivo experimental study. Therefore, with the aid of numerical simulations (Ansys®), considering the multi-physical effect of fluid structure interaction (FSI) by the methodology of finite elements and finite volumes it was possible to verify the effect of factors that lead to the formation and growth of abdominal aortic aneurysm. The studied aneurysms came from geometric models and from real examples, being one of the real ones obtained through DICOM images. / CNPq: 131153/2015-3

O aneurisma de aorta abdominal (AAA) é uma doença assintomática na maioria dos casos, podendo acometer 5% das pessoas do gênero masculino com idade superior a 65 anos, predispondo ao risco de ruptura com mortalidade em torno de 80%. O presente estudo teve como objetivo avaliar os perfis de expressão gênica e de metilação do DNA no tecido, como também os microRNAs no plasma e no tecido de indivíduos com e sem AAA na tentativa de identificar marcadores biológicos e alvos terapêuticos para o diagnóstico, monitoramento e tratamento precoce do AAA. Os perfis de expressão gênica, miRNA e metilação de DNA dos tecidos da aorta abdominal (n=6) obtidos durante a cirurgia aberta para correção de AAA foram comparados com tecidos da aorta abdominal de doadores de órgãos sem AAA (n=6). Também foram comparados os perfis de miRNAs circulantes no plasma do grupo AAA (n=6) com o grupo-controle de voluntários com as características semelhantes, porém sem AAA (n=6). Para a análise da expressão gênica, utilizou-se a qPCR Array, analisando-se genes relacionados ao endotélio vascular humano (PAHS-015Z, QIAGEN®). A análise do perfil de miRNA foi realizada utilizando-se Human miFinder 384HC miScript miRNA PCR Array (MIHS-3001Z, QIAGEN®) e, para análise de metilação do DNA, utilizou-se a qPCR array com 22 genes das vias de estresse e toxicidade EpiTect Methyl II (EAHS-581Z, QIAGEN®). O software Ingenuity Pathway analysis (IPA®) foi utilizado para identificação das prováveis relações entre os microRNAs e a expressão gênica realizada nesta pesquisa. No estudo da expressão gênica, quatro genes (SPHK-1, TYMP, ALOX5 e HIF1A) foram identificados como mais expressos e outros 6 genes (PTGIS, CX3CL1, ITGB1, COL18A-1, FN1 e AGTR1) apresentaram expressão reduzida nos tecidos de AAA. Na análise do perfil de miRNAs, 24 miRNAs foram significantemente mais expressos e 35 miRNAs menos expressos no tecido. No plasma de indivíduos com AAA, 8 miRNAs apresentaram-se mais expressos e 9 miRNAs menos expressos. Dois miRNAs, miR-328-3p e let-7c-5p demonstraram expressões comuns entre tecido e plasma. Quanto ao padrão de metilação de DNA, somente o gene GDF15 teve grau de metilação maior nos tecidos de AAA quando comparado ao grupo-controle. A análise funcional revelou que o gene PTGIS (prostaciclina sintetase), um potente vasodilatador e inibidor da atividade plaquetária, foi reprimido pelo miR-150-5p, que se mostrou 7,5 vezes mais expresso no tecido de AAA, e teve uma possível interação com o miR-328-3p, cuja expressão foi 3,7 vezes mais baixa no tecido. Os genes com expressão reduzida nos tecidos do AAA foram alvos de miRNAs com expressão aumentada, evidenciando a importância e influência dos fatores epigenéticos tanto para o desenvolvimento quanto para a gravidade do AAA. / Abdominal aortic aneurism (AAA) is an asymptomatic disease in the majority of cases that may occur in 5% of males over age 65, predisposing to the risk of rupture leading to a mortality rate of 80%. The aim of this study was to evaluate the DNA metilation and gene expression profile in tissue, and microRNA expression pattern in both plasma and tissue samples from individuals with and without AAA to identify biological markers and therapeutic targets for an early diagnosis and treatment of AAA, respectively. Genes and miRNA expression and DNA metilation profiles in AAA tissues (n= 6) were compared to abdominal aortic tissues obtained from organ donators without AAA (n = 6). We also compared circulating miRNAs profiles in plasma samples, between AAA (n = 6) and the control group without AAA (n = 6). For the gene expression analysis we used a qPCR Array (PAHS-015Z, QIAGEN®) to analyze genes related to human vascular endothelium. For the miRNA expression pattern and for DNA methylation analysis we used the Human miFinder 384HC miScript miRNA PCR Array (MIHS-3001Z, QIAGEN®) and EpiTect Methyl II (EAHS-581Z, QIAGEN®), respectively. The Ingenuity software was used to identify the interactions between the miRNAs and genes evaluated in this study. Four genes (SPHK-1, TYMP, ALOX5 and HIF1A) were upregulated and six other genes (PTGIS, CX3CL1, ITGB1, COL18A-1, FN1 e AGTR1) were downregulated in AAA tissues. In addition, the miRNAs analysis showed 24 miRNAs more expressed and 35 miRNAs less expressed in AAA tissue than controls. Although in plasma samples, AAA group presented 8 miRNAs more expressed and 8 miRNAs less expressed than controls. Only, miR-328-3p and let-7c-5p were differently expressed between AAA and controls in both tissue and plasma samples. DNA methylation analysis showed that the gene GDF15 was hypermethylated in AAA tissues when compared to the control group. Functional analysis revealed that PTGIS, a potent vasodilator and platelet activity inhibitor was supressed by miR-150-5p, which had a seven-fold increase in AAA tissues. Moreover, a possible interaction between PTGIS and miR-328-3p, about 4-fold decreased in AAA tissues, was showed. Thus, the downregulated genes in AAA tissues are targets of miRNAs with increased expression in the same biological sample. These results highlight the importance and influence of epigenetic factors for both development and severity of AAA.