Diagnóstico no invasivo del rechazo cardíaco mediante RNAs no codificantes

Abstract

[ES] La insuficiencia cardíaca (IC) es un síndrome crónico y progresivo que disminuye la calidad de vida de los pacientes y aumenta la mortalidad por un déficit en el volumen de sangre que se bombea al resto de tejidos corporales. El trasplante de corazón (TC) es el tratamiento de elección para aquellos pacientes que cumplen con determinados criterios, debido a la limitación de órganos de donantes sanos y a las complicaciones posoperatorias, cuando no existen alternativas terapéuticas. Uno de los riesgos más habituales del trasplante es el rechazo celular agudo (RCA) del órgano, que se monitoriza y diagnostica mediante una biopsia endomiocárdica (BEM). Este método gold standard es un proceso invasivo cuyas principales limitaciones son la variabilidad interobservador y la heterogeneidad histológica de la biopsia, por lo que uno de los retos actuales es encontrar un método no invasivo capaz de detectar el rechazo cardiaco con fiabilidad y precisión. Por ello, en este trabajo se estudia la capacidad diagnóstica de los RNAs no codificantes circulantes presentes en el suero de los pacientes sometidos a trasplante cardíaco. Así, se realizó la secuenciación del RNA no codificante de 28 muestras de suero con RCA diagnosticado (12 con RCA grado 1 (leve) y 12 con RCA grado ¿2 (moderado/grave)) y 12 muestras sin rechazo cardíaco. Las moléculas no codificantes se clasificaron según su biogénesis, su estructura o la función que desempeñan respecto al procesamiento y regulación de otros transcritos en long non-coding y small non-coding RNAs. Se obtuvieron un total de 516 long y 41 small non-coding RNAs alterados en los pacientes con rechazo cardíaco respecto del grupo sin rechazo. Se evaluó la capacidad diagnóstica mediante la construcción de curvas ROC, obteniéndose 107 long non-coding y 5 small non-coding con una excelente capacidad diagnóstica. De estos, destacamos 23 transcritos con una sensibilidad y especificidad superior al 80% en el rechazo moderado/grave y, además, 3 moléculas (EGFR-AS1, AC008649.2 y AP001652.1) mantienen buena capacidad diagnóstica incluso en el rechazo leve. Aunque se desconoce la función de estos RNAs no codificantes en el rechazo celular agudo, sus funciones están relacionadas con el espliceosoma, el procesamiento postranscripcional mediante 2¿-O-metilación y pseudouridilación de otros non-coding, el ciclo celular y la organización del nucléolo, por lo que estas rutas son importantes a tener en cuenta en futuros estudios para dilucidar mecanismos implicados en el desarrollo de esta patología. En conclusión, se han identificado numerosas moléculas con excelente capacidad diagnóstica del rechazo celular agudo. Por ello, proponemos estos RNAs no codificantes como potenciales biomarcadores de rechazo cardíaco.

[EN] Heart failure (HF) is a chronic and progressive syndrome that decreases the quality of life of patients and increases mortality due to a deficit in the volume of blood pumped to the rest of the body tissues. Heart transplantation (HT) is the chosen treatment for those patients who meet certain criteria, due to the limitation of healthy donor organs and postoperative complications, when there are no therapeutic alternatives. One of the most common risks of transplantation is acute cellular rejection (ACR) of the organ, which is monitored and diagnosed by endomyocardial biopsy (EMB). This gold standard method is an invasive process whose main limitations are interobserver variability and histological heterogeneity of the biopsy, so one of the current challenges is to find a noninvasive method capable of detecting cardiac rejection reliably and accurately. Therefore, in this work we studied the diagnostic capacity of circulating non-coding RNAs present in the serum of patients undergoing cardiac transplantation. Thus, non-coding RNA sequencing of 28 serum samples with diagnosed ACR (12 with RCA grade 1 (mild) and 12 with ACR grade ¿2 (moderate/severe) and 12 samples without cardiac rejection was performed. The non-coding molecules were classified according to their biogenesis, their structure or the function they play with respect to the processing and regulation of other transcripts into long non-coding and small non-coding RNAs. A total of 516 long and 41 small non-coding RNAs altered in patients with cardiac rejection with respect to the group without rejection were obtained. The diagnostic capacity was evaluated by constructing ROC curves, obtaining 107 long non-coding and 5 small non-coding RNAs with excellent diagnostic capacity. Of these, we highlight 23 transcripts with a sensitivity and specificity greater than 80% in moderate/severe rejection and 3 molecules (EGFR-AS1, AC008649.2 and AP001652.1) maintain good diagnostic capacity even in mild rejection. Although the function of these non-coding RNAs in acute cellular rejection is unknown, their functions are related to the spliceosome, post-transcriptional processing by 2'-O-methylation and pseudouridylation of other non-coding, the cell cycle and the organization of the nucleolus, so these pathways are important to consider in future studies to elucidate mechanisms involved in the development of this pathology. In conclusion, numerous molecules with excellent diagnostic capacity for acute cellular rejection have been identified. Therefore, we propose these non-coding RNAs as potential biomarkers of cardiac rejection.