Estudio de los microARNs involucrados en la diferenciación cardíaca a partir de células pluripotentes humanas

• Autores: Garate, Ximena
• Año de publicación: 2018
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Miriuka, Santigo
• Materia: CELULAS PLURIPOTENTES HUMANAS; DIFERENCIACION CARDIACA; PROGENITOR DE MESODERMO TEMPRANO; CARDIOMIOCITOS; MICROARNS; ISOMIRS; CLUSER C19MC; HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS; CARDIAC DIFFERENTIATION; MESODERM PROGENITOR CELLS; CARDIOMYOCYTES; MICROARNS; ISOMIRS; CLUSTER C19MC
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los microARNs son reguladores post-transcripcionales de la expresión génica que participanen la regulación de distintos procesos celulares como por ejemplo en el desarrollo embrionario. En el presente trabajo estudiamos el perfil de expresión de los microARNs durante la diferenciacióna mesodermo temprano y al linaje cardíaco mediante secuenciación masiva de los ARNpequeños. A partir de estos resultados determinamos que hay aproximadamente 700 micro- ARNs que se expresan diferencialmente en las células pluripotentes humanas, un progenitortemprano de mesodermo y cardiomiocitos. A su vez, analizamos la presencia de variantes demicroARNs llamados isomiRs y determinamos la abundancia de las distintas isoformas en lasdistintas poblaciones celulares. A partir del análisis in silico de los genes target determinamosque estas isoformas amplían el repertorio de genes regulados por el microARN canónico, locual sugiere un rol funcional de los isomiRs durante el proceso de diferenciación celular. Porotro lado, analizamos el miRNoma de cada una de las tres poblaciones celulares en base a lasfamilias y clusters de microARNs e identificamos que los microARNs de dichos grupos compartenun perfil de expresión y colaboran entre sí en la regulación de procesos relacionados conel desarrollo embrionario. Además, establecimos el miRNoma de los cardiomiocitos mediantela comparación de los microARNs que se expresan en otros tipos celulares. Finalmente, estudiamosel cluster C19MC, up-regulado en las células pluripotentes, y analizamos de manerain silico y experimental los genes target de dicho cluster. De esta manera, determinamos queel C19MC participa en la regulación del ciclo celular y de distintos procesos de diferenciaciónen el desarrollo embrionario. Por último, estudiamos el miR-205 en la diferenciación a mesodermoe identificamos que su sobreexpresión aumenta al doble el porcentaje del progenitortemprano de mesodermo. Los microARNs ejercen su función formando complejas redes deregulación, lo cual requiere de un análisis más global para poder entender mejor el rol queestos pequeños ARN tienen en las células. Nuestros resultados expanden el conocimiento delos microARNs en relación con el desarrollo cardíaco.
MicroRNAs are small non-coding RNAs involved in post-transcriptional regulation of geneexpression related to many cellular functions, including human embryonic development. Inthis work we study the microRNAs involved in the cardiac differentiation by small RNA highthroughputsequencing of three specific cell populations: Pluripotent stem cells, an early mesodermprogenitor and cardiomyocytes.We identified 700 microRNAs involved in the differentiationprocess where some of them are clustered according to their expression level. We alsostudied the expression level of isomiRs and determined their abundance and predicted targetsby an in silico analysis. These results suggest that these isoforms might have an important rolethat should be considered when studying the microARNs involved the differentiation process. Moreover, we identified the microRNAs families and clusters involved in the establishment ofcardiac lineage and define the mirRNome based on these groups. Furthermore, we were ableto determine a more accurate miRNome associated with cardiomyocytes by comparing theexpressed microRNAs with other mature cells. On the other hand, we studied the microRNAcluster C19MC which is highly expressed in pluripotent stem cells. Based on the predicted targets,as well as experimental targets and functional analysis, we determined that this clusteris involved in the pluripotent stem cells in the regulation of the cell cycle and in the regulationof different differation processes during early development. Finally, we studied the role of themiR-205 during differentiation towards mesoderm and determined that its overexpression increasetwice the percentage of the early mesoderm progenitor population. MicroRNAs exert their effect in a complex and interconnected way, making necessary a globalanalysis to better understand their role. Our data expands the knowledge of microRNAs andtheir implications in cardiomyogenesis.
Fil: Garate, Ximena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.