Irradiação de sangue usando fonte de 137Cs: determinação da resposta de vias e genes relacionados à superfamília B7-CD28/CTLA4

Abstract

A compreensão da interação da radiação com o meio biológico e os efeitos produzidos são relevantes para as práticas que incluem o uso das radiações ionizantes (RI). Um dos principais efeitos produzidos no meio biológico decorrentes da exposição às RI é o dano no DNA. Recentemente, estudos têm abordado a mudança de expressão de genes relacionados às células do sistema imune em resposta às RI. Entretanto, os efeitos das RI sobre os genes e vias relacionadas à superfamília de moléculas B7-CD28/CTL4A ainda não estão bem caracterizados. Neste estudo, investigou-se a modulação da resposta de genes e vias relacionados a essa superfamília de moléculas em função da exposição de células B à dose de 10 Gy. Foram utilizados dados de transcriptomas disponibilizados no banco de dados Gene Expression Omnibus (GEO) e a relação entre genes e vias foi estabelecida através do banco de dados Reactome. O comportamento dessas vias foi analisado através de cálculos associados à atividade e diversidade relativas. A análise de variância (ANOVA) com medidas repetidas e correções de Bonferroni foram utilizados para identificar genes diferencialmente expressos. Dados relacionados aos transcriptomas foram tratados e analisados através dos softwares Rstudio, ViaComplex e SPSS. Neste estudo foram investigadas 56 vias associadas ao sistema imunológico, das quais 28 vias mostraram alterações significativas no comportamento relacionado à atividade e diversidade relativas. Além disso, 10 Gy produziu um aumento significativo (p≤ 0,05) na expressão dos genes CD28, CD80, CD86 e ICOSLG, relacionados a essa superfamília de moléculas. A expressão desses genes promove, através de sinais coestimulatórios, a manutenção da resposta imune inicializada pela interação TCR-MHC. Essa dose também produziu diminuição significativa (p≤ 0,05) na expressão dos genes PDCD1 e PDCD1LG2. A inibição da expressão desses genes indica que a sinalização coestimulatória não foi interrompida pelos sinais inibitórios produzidos pela interação PDCD1/PDCD1LG2. Também observou-se que 10 Gy promoveu a expressão de genes associados às citocinas especializadas na ativação, proliferação e diferenciação das células B. Portando, de acordo com esses achados, conclui-se que a resposta imunológica é ativada pelas RI através da exposição das células B à dose de 10 Gy.

The lesions produced in the DNA is one of the most important effects produced in the cell due to the interaction of the ionizing radiation with the biological environment. Recently, studies have showed that ionizing radiation is able to modulate the immune response. However, modulation of the response of genes and pathways related to the B7CD28/CTL4A superfamily by ionizing radiation is not yet fully characterized. In this study, we investigated the modulation of the response of genes and pathways related to this superfamily of molecules in function of B-cell exposure to 10 Gy. We used transcriptome data available from the Gene Expression Omnibus (GEO) database and the relationship between genes and pathways was established through the Reactome database. The behavior of these pathways was analyzed using calculations associated with relative activity and diversity. Analysis of variance (ANOVA) with repeated measurements and Bonferroni corrections were used to identify differentially expressed genes. Data related to the transcriptomes were treated and analyzed using the software Rstudio, ViaComplex and SPSS. In this study, 56 pathways associated with the immune system were investigated. It was observed that irradiation significantly altered 28 of these 56 pathways. In addition, 10 Gy produced significant increase (p≤ 0,05) in expression of the genes CD28, CD80, CD86, and ICOSLG, related to the superfamily of molecules. Activation of these genes promotes, through co-stimulatory signals, the maintenance of the immune response initialized by the TCR-MHC interaction. Furthermore, this dose produced significant decrease (p≤ 0,05) in expression of the genes PDCD1 e PDCD1LG2. Inhibition of expression of these genes indicates that costimulatory signaling has not been stopped by the inhibitory signals produced by the PDCD1/PDCD1LG2 interaction. It was also observed that 10 Gy promoted the expression of genes associated to cytokines specialized in the activation, proliferation and differentiation of B cells. Therefore, according to the findings obtained here, the immune response is activated by ionizing radiation through exposure of the B cells to the dose of 10 Gy.