Uma abordagem multi-omica integrativa para caracterizar a interação entre tuberculose e diabetes mellitus

Introdução: A tuberculose (TB) permanece classificada entre as principais causas de morte no mundo devido a um único agente infeccioso. O diabetes mellitus (DM) pode afetar a ativação imune e tem sido associado a um risco aumentado de TB ativa e resultados desfavoráveis do tratamento da TB; podendo estar ligada a um perfil inflamatório distinto. Multi-ômica tem sido explorada para fornecer mais informações sobre as mudanças fisiológicas induzidas pela infecção por Mycobacterium tuberculosis. Neste estudo, um algoritmo de aprendizado de máquina foi aplicado a dados multiplataforma, incluindo citocinas e expressão gênica no sangue periférico e eicosanoides na urina, de um estudo de coorte multicêntrico brasileiro. Métodos: Trata-se de uma análise retrospectiva de um estudo observacional prospectivo com dados e espécimes coletados no âmbito do RePORT-Brasil, em Salvador, incluindo quatro grupos clínicos: TB-DM (n = 24), TB apenas (n = 28), apenas DM, definido como HbA1c HbA1c ≥ 6,5% (n = 11), e um grupo controle de contatos próximos de TB que não tinham TB ou DM (n = 13). Para realizar uma análise multiplataforma, usamos medidas transcriptômicas e de citocinas do sangue periférico e eicosanóides da urina. Para TB-DM, apenas TB e apenas DM, os dados foram avaliados no início do estudo e 2 e 6 meses após o início da terapia anti-TB (ATT). Um algoritmo de aprendizado de máquina foi aplicado aos dados multiplataforma. Resultados: Após validação cruzada, os marcadores Metaloproteinase de Matriz (MMP)-28, Leucotrieno E(LTE)-4, 11-dehidrotromboxano (dTx) B2, Metabólito D da Prostaglandida (PGDM), Proteína F-Box (FBXO)6, SECTM1 e LINCO2009 discriminaram os quatro grupos de pacientes. Nossos resultados revelaram um perfil multi-ômico distinto associado à TB, com maior expressão basal de LTE-4, 11dTxB2, PGDM, FBOX6, SECTM11 e LINCO2009 naqueles com TB, independentemente do estado glicêmico, quando comparados aos controles. Também avaliamos o impacto da terapia anti-tubercular na expressão/concentração desses marcadores. Além disso, os níveis de SECTM11 e FBOX6 mRNA foram positivamente correlacionados com o grau de bacilos álcool-ácido resistentes (BAAR) em TBDM. Conclusões: Os resultados apresentados em nosso estudo exploratório identificaram vários marcadores multi-ômicos associados à fisiopatologia da TB-DM que podem ser avaliados em futuras investigações mecanísticas.