Assinaturas transcriptômicas multicoorte na infecção por Trypanosoma cruzi: integração por álgebra linear e aprendizado de máquina para diagnóstico, estadiamento e priorização de alvos

Introdução

A doença de Chagas, causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, permanece um importante problema de saúde pública, principalmente pela progressão heterogênea da infecção até a cardiomiopatia crônica. Embora respostas endoteliais, imunes e cardíacas tenham sido descritas em diferentes modelos, ainda é limitada a compreensão integrada das alterações moleculares observadas entre a fase inicial e o remodelamento tecidual tardio. A análise comparativa de dados transcriptômicos obtidos em distintos tecidos, tipos celulares e momentos da infecção pode revelar padrões biologicamente convergentes e apoiar a priorização de genes e processos relacionados à progressão da doença.

Objetivo

Integrar perfis de expressão gênica de modelos murinos de infecção por T. cruzi, abrangendo diferentes fases e compartimentos biológicos, para caracterizar padrões transcriptômicos da resposta do hospedeiro e priorizar genes e processos associados à progressão da cardiomiopatia chagásica.

Método

Foram analisados seis conjuntos públicos de expressão gênica, totalizando 146 amostras de endotélio cardíaco, macrófagos, células CD4+, órgãos linfoides e tecido cardíaco em diferentes momentos da infecção. Os metadados foram organizados por infecção, genótipo, linhagem, compartimento e tempo experimental. Cada conjunto foi processado conforme sua plataforma, com normalização, mapeamento gênico e controle de qualidade. A expressão diferencial foi avaliada dentro das coortes com grupos comparáveis, adotando significância estatística ajustada e magnitude mínima de efeito. A decomposição em valores singulares foi aplicada separadamente aos conjuntos para identificar eixos dominantes de variação e genes de maior contribuição.

Resultados e discussão

A curadoria reuniu amostras de diferentes momentos e compartimentos da infecção e distinguiu grupos experimentais comparáveis. A resposta diferencial variou amplamente entre as coortes. O tecido cardíaco crônico apresentou 1.694 genes diferencialmente expressos, sendo 960 regulados positivamente e 734 negativamente, com predomínio de genes relacionados à inflamação, ativação mieloide, apresentação de antígenos, resposta dependente de interferon, matriz extracelular e remodelamento tecidual. Em macrófagos, foram identificados 12 genes diferenciais; no coração agudo, dois; e nos órgãos linfoides não houve genes significativos segundo os critérios adotados. Essas diferenças também podem refletir variações entre plataformas, tamanhos amostrais, desenhos experimentais e número de genes avaliados. A decomposição transcriptômica identificou eixos de variação compatíveis com infecção, genótipo, tecido e condição experimental. No coração agudo, os genes de maior contribuição estavam relacionados à adesão celular, quimiocinas e sinalização inflamatória; no coração crônico, envolveram organização tecidual, metabolismo, estresse celular e matriz extracelular. Em conjunto, as coortes fornecem evidências complementares para uma hipótese integrativa entre respostas endoteliais e imunes iniciais, inflamação cardíaca e remodelamento crônico, sem constituir acompanhamento longitudinal. Os achados requerem validação funcional e confirmação em conjuntos independentes.

Conclusão

A integração de coortes transcriptômicas heterogêneas permitiu comparar respostas complementares do hospedeiro em diferentes contextos da infecção por T. cruzi. A ampla reprogramação observada no coração crônico destacou processos inflamatórios, imunes e de remodelamento associados à cardiomiopatia. Esses resultados oferecem genes e processos candidatos para estudos funcionais e validação em conjuntos independentes, sem estabelecer, nesta etapa, biomarcadores prognósticos ou relações causais entre as fases da infecção.

Palavras-chave

• Doença de Chagas
• Transcriptômica
• Expressão gênica
• Cardiomiopatia
• Integração de dados