Introdução: A insuficiência cardíaca (IC) representa o estágio terminal de vários distúrbios cardiovasculares, com a morte celular imunogênica (CDI) potencialmente influenciando a progressão da CI por meio da modulação da atividade celular imune. Este estudo teve como objetivo identificar biomarcadores associados ao CDI em pacientes com CI e explorar seus mecanismos subjacentes.
Métodos: Os dados de GSE57338, GSE3586 e GSE5406 foram recuperados do banco de dados Gene Expression Omnibus (GEO). A análise de expressão diferencial e a análise ponderada da rede de coexpressão gênica (WGCNA) foram empregadas para identificar genes candidatos, seguidas pela análise de enriquecimento e construção da rede de interação proteína-proteína (PPI). Os biomarcadores candidatos foram selecionados usando duas abordagens de aprendizado de máquina e validados para níveis de expressão, com a análise da curva de característica operacional do receptor (ROC) determinando os biomarcadores finais. Um modelo de nomograma foi construído com base nos biomarcadores, seguido pela análise da rede regulatória molecular, análise de enriquecimento do conjunto de genes (GSEA), avaliação da infiltração imune e predição de drogas. Além disso, células-chave foram selecionadas para análise de pseudo-tempo e comunicação celular usando o conjunto de dados GSE183852. Em seguida, a análise pseudotemporal também foi realizada nas principais subpopulações de células. A PCR quantitativa em tempo real (RT-qPCR) foi empregada para validar os biomarcadores.
Resultados: Três biomarcadores, CD163, FPR1 e VSIG4, foram identificados como tendo valor diagnóstico significativo para HF. O GSEA revelou seu enriquecimento nas vias ribossomicas e relacionadas às células imunes. Esses biomarcadores foram notavelmente correlacionados com células T CD8 e macrófagos M2. Foi previsto que o carbacol e o etnodiol interagissem com todos os três biomarcadores. O sequenciamento de RNA unicelular identificou nove tipos de células, com a expressão dos biomarcadores confinada a monócitos e macrófagos. Uma forte comunicação celular foi observada entre esses tipos de células e os fibroblastos. A expressão de CD163 e VSIG4 diminuiu com o tempo em monócitos e macrófagos, enquanto FPR1 mostrou uma tendência ascendente. Além disso, os níveis de expressão de CD163 e VSIG4 aumentaram nas subpopulações de monócitos e macrófagos, enquanto o FPR1 mostrou uma tendência decrescente. Os resultados do RT-qPCR confirmaram uma regulação negativa significativa de CD163, FPR1 e VSIG4 em pacientes com IC e modelos animais.
Conclusões: Este estudo identificou e validou três biomarcadores relacionados ao CDI em HF-CD163, FPR1 e vSIG4, oferecendo uma nova base teórica para o diagnóstico clínico e tratamento da CI.
Palavras-chave: biomarcador ; insuficiência cardíaca; morte celular imunogênica; monócitos e macrófagos; análise de sequenciamento de RNA unicelular.
