Análisis de datos ómicos para determinar diferencias entre nacimientos prematuros y a término a partir de exosomas de leche materna

Abstract

[ES] El parto prematuro está asociado a resultados adversos en el desarrollo del neonato. En este aspecto, la leche materna y su composición juegan un papel importante en el correcto desarrollo del neonato, ya que es un alimento que está presente en sus primeros meses de vida. La leche materna tiene una composición variable, en la que aparte del perfil de nutrientes podemos analizar otro tipo de moléculas que nos ayuden a entender las diferencias de dicha composición en nacimientos prematuros.

En concreto, en este trabajo se realiza un estudio transcriptómico y lipidómico de exosomas de 10 muestras de leche materna, 5 de madres de bebés prematuros y 5 de madres de bebés nacidos a término. El análisis transcriptómico se basa en el estudio de la expresión de microRNAs (miRNAs), que son una clase de RNAs pequeños, endógenos y no codificantes que regulan la expresión de los genes humanos, mientras que el análisis lipidómico se basa en el estudio de los lípidos. El objetivo de este estudio es identificar miRNAs y lípidos con cambios significativos entre ambos estados y estudiar los procesos biológicos en los que están implicados. Para ello, se realizó el procesamiento y la normalización de los datos para proceder con el análisis estadístico.

Como resultados de estos análisis, se obtuvieron 30 lípidos con concentraciones alteradas entre ambos grupos. A partir de ellos, se determinó que los niveles de triacilglicéridos (TGs) y diacilglicéridos (DGs) son más altos en las muestras de madres de bebés prematuros, mientras que los niveles de esfingomielinas (SM) y ceramidas (Cer) son más altos en las muestras de las madres con bebés a término y están relacionados con efectos pro-apoptóticos. En transcriptómica, se obtuvieron 2358 genes diana que se encontraban enriquecidos en los 56 miRNAs diferencialmente expresados entre los dos grupos comparados. A su vez, estos genes diana estaban relacionados con diferentes procesos biológicos como la respuesta inmune, la ruta de señalización de la prostaglandina o la ruta de la señalización de la apoptosis, las rutas de señalización Jak/STAT y PI3K, la subfamilia de quimiocinas CXC, la ruta de señalización del IFN I o la ruta de activación del sistema del complemento.

[EN] Preterm delivery is associated with adverse outcomes in the development of the neonate. In this regard, breast milk and its composition play an important role in the proper development of the newborn, since it is a food that is present in the first months of life. Human milk has a variable composition, in which apart from the nutrient profile we can analyze other types of molecules that help us understand the differences in said composition in premature births.

Specifically, in this work a transcriptomic and lipidomic study of exosomes is carried out from 10 samples of human milk, 5 of mothers of premature babies and 5 of mothers of full-term babies. The transcriptomic analysis is based on the study of the expression of microRNAs (miRNAs), which are a class of small, endogenous and non-coding RNAs that regulate the expression of human genes, while lipidomic analysis is based on the study of lipids. The objective of this study is to identify miRNAs and lipids with significant changes between both states and to study the biological processes in which they are involved. In order to do this, the data was processed and normalized to proceed with the statistical analysis.

As results of these analyses, 30 lipids with altered concentrations were obtained between both groups. From them, it was determined that the levels of triacylglycerides (TGs) and diacylglycerides (DGs) are higher in samples from mothers of premature babies, while the levels of sphingomyelins (SM) and ceramides (Cer) are higher in samples from mothers with full-term babies and are associated with pro-apoptotic effects. In transcriptomics, 2358 target genes were obtained that were enriched in the 56 miRNAs differentially expressed between the two groups compared. In turn, these target genes were related to different biological processes such as the immune response, the prostaglandin signaling pathway or the apoptosis signaling pathway, the Jak/STAT and PI3K signaling pathways, the CXC chemokine subfamily, the IFN I signaling pathway, or the complement system activation pathway.