Construcción de una Red Reguladora Potencial de MicroARN y ARN Mensajero Relacionada con la Fibrosis Pulmonar Idiopática
La fibrosis pulmonar idiopática (FPI) es una enfermedad pulmonar crónica y progresiva caracterizada por fibrosis pulmonar de etiología desconocida, con manifestaciones patológicas de neumonía intersticial usual. El pronóstico de la FPI sigue siendo desfavorable, con una mediana de supervivencia de aproximadamente 2 a 3 años tras el diagnóstico. Dada la gravedad de la enfermedad, es crucial explorar y desarrollar modalidades terapéuticas efectivas. Los microARN (miARN) desempeñan un papel fundamental en el silenciamiento del ARN y la regulación postranscripcional de la expresión génica mediante secuencias complementarias intramoleculares del ARN mensajero (ARNm). Cada miARN puede dirigirse a múltiples genes, y varios miARN pueden corregular un solo gen. Estas moléculas son particularmente relevantes en la fibrosis orgánica, incluida la FPI, y podrían estar relacionadas con su patogénesis. La construcción de una red reguladora miARN-ARNm potencial para la FPI podría revelar mecanismos moleculares más completos de los miARN en esta enfermedad.
Para identificar miARN diferencialmente expresados (miARN-DE) en FPI, se seleccionaron tres conjuntos de datos de microarrays (GSE75647, GSE27430 y GSE13316) del repositorio GEO de NCBI. Se identificaron 14 miARN-DE candidatos regulados al alza (miR-31, miR-493, miR-382, miR-410, miR-432, miR-654-3p, miR-127-3p, miR-487b, miR-409-3p, miR-495, miR-369-5p, miR-299-5p, miR-409-5p, miR-154) y 6 regulados a la baja (miR-184, miR-338-3p, miR-203, miR-326, miR-375, miR-30b).
El software FunRich se utilizó para predecir los factores de transcripción (TF) aguas arriba de los miARN-DE candidatos. Los diez TF principales para los miARN-DE regulados al alza fueron POU2F1, EGR1, NOBOX, MEF2A, BARHL1, PDX1, PORA, SP1, HOXA3 y SP4. Para los miARN-DE regulados a la baja, los principales fueron EGR1, SP1, ZFP161, POU2F1, FOXD3, SP4, MAFB, MEF2A, NKX2-1 y ARID3A.
La base de datos miRNet permitió predecir los genes diana aguas abajo. Los miARN-DE regulados al alza presentaron 1285 genes diana, mientras que los regulados a la baja presentaron 1411. Mediante el análisis del conjunto de datos GSE92592, se identificaron 1160 ARNm-DE regulados al alza y 1427 regulados a la baja. La relación inversa entre miARN y ARNm permitió identificar 49 genes diana candidatos para miARN-DE regulados al alza y 53 para los regulados a la baja.
El análisis de enriquecimiento funcional mediante Enrichr mostró que los genes diana de los miARN-DE regulados al alza estaban asociados a procesos como la regulación negativa de la unión al ADN y componentes como la membrana plasmática. Por su parte, los genes diana de los miARN-DE regulados a la baja se enriquecieron en procesos como la regulación positiva de la expresión génica y funciones como la actividad metaloendopeptidasa. Los análisis KEGG destacaron vías relacionadas con cáncer y metabolismo del carbono.
La interacción proteica evaluada en STRING y analizada con Cytoscape identificó genes centrales (hub genes). Entre los regulados al alza, destacaron VEGFA, FOS, IFNG, MAPK4 y otros. Para los regulados a la baja, resaltaron MMP9, SOX2, MMP2, CDH2 y más. La validación en el conjunto GSE72073 confirmó la expresión diferencial de genes como VEGFA (↓ en FPI) y SOX2, MMP2 (↑ en FPI).
Se estableció una red reguladora que incluye ejes como miR-410-3p/miR-495-3p-VEGFA, miR-375-SOX2/CALU, miR-338-3p-MMP2/CDH2/HIF1A/ITGB3 y miR-203a-3p-TOP2A/MMP1. Estos hallazgos, respaldados por el análisis de TF, enriquecimiento funcional y vías KEGG, proponen mecanismos novedosos en la FPI.
En conclusión, este estudio revela una red reguladora miARN-ARNm potencial en la FPI, proporcionando insights sobre su patogénesis y abriendo vías para investigación futura.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001276