MIRACLES - MicroRNAs And Cognition in Longcovid: Exploratory Study

Objetivo temático: Desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico e consequente melhoria na intervenção clínica em pacientes com síndrome pós-covid.

Área Científica: Ciências Médicas e Saúde

Síntese do Projeto: A Síndrome pós-COVID-19, ou ‘longcovid’, é uma doença multissistémica descrita recentemente, definida por persistência de sintomas (>12 semanas) após resolução da infeção por SARS-CoV-2. Pode afetar até 1 em cada 3 doentes com COVID-19 (>100 milhões globalmente) e constitui um importante problema de saúde da população. Os doentes com longcovid apresentam fadiga e sintomas neuropsiquiátricos debilitantes, em especial défices cognitivos descritos como ‘brain fog’ (‘névoa cerebral’). O brain fog associa-se a dificuldades em recuperar o nível de atividade física e ocupacional pré-COVID, mas os seus mecanismos subjacentes são desconhecidos. Dada a elevada prevalência de longcovid e sintomas cognitivos, há uma necessidade urgente de entender o(s) mecanismo(s) causal(is) do brain fog e desenvolver biomarcadores que permitam diagnóstico rápido e terapias focadas em indivíduos em risco.O brain fog é uma queixa comum em vários doentes em contextos de stress crónico fisiológico (por exemplo, doenças autoimunes, cancro, infeções virais). Tanto a infeção COVID-19 grave quanto a ligeira desencadeiam aumento de cortisol circulante, sugerindo uma resposta de cortisol robusta ao stress fisiológico durante a doença aguda. Sabe-se que uma resposta de cortisol induzida por stress pode levar a alterações na atividade de microRNAs (miRNAs), um grupo de pequenos RNAs não codificantes que modulam a expressão génica pós-transcrição. É possível que, após a resposta de cortisol na infeção aguda, os doentes com longcovid fiquem com expressão de miRNAs alterada; ou que o próprio longcovid seja um estado de stress fisiológico crónico que perpetua alterações dos miRNAs. Alterações de miRNA, através de efeitos em transcritos críticos para a função sináptica, podem levar à disfunção sináptica e ao sintoma brain fog. O trabalho de outros e os nossos dados preliminares confirmam o papel central dos miRNAs na regulação da expressão génica sináptica na resposta ao stress. Um protocolo de stress por manipulação repetida em camundongos associou-se a aumento de um miRNA específico (miR-186-5p) no hipocampo e no córtex pré-frontal. É importante ressaltar que a mudança neste miRNA foi duradoura e de lenta recuperação. Consistente com isso, os nossos dados preliminares demostram que o stress crónico aumenta o miR-186-5p em culturas corticais e o mesmo ocorre num modelo animal de stress crónico. O stress agudo, por outro lado, levou à regulação negativa do mesmo miRNA. O aumento do miR-186-5p teve um impacto direto na função neuronal ao silenciar recetores sinápticos de glutamato em culturas neuronais. É importante ressaltar que a alteração de transmissão sináptica induzida por stress crónico em neurónios pôde ser resgatada inibindo a expressão de miR-186-5p. Esses dados evidenciam que os miRNAs estabelecem uma ligação causal entre stress fisiológico e disfunção neurológica. Baseados em estudos anteriores e nos nossos dados preliminares, colocamos a hipótese de que a resposta ao stress fisiológico induzido por COVID-19 leva a alterações persistentes em níveis de miRNAs específicos que visam transcritos críticos à função sináptica e alteram função neuronal, causando défices cognitivos em doentes com longcovid.Esta hipótese será testada usando uma abordagem de validação e descoberta para estabelecer a assinatura de miRNA de brain fog em doentes longcovid, seguida de estudos mecanísticos. Plasma de doentes e controlos (recuperados do COVID-19) serão agrupadas e submetidas a sequenciamento de RNA para identificação e quantificação de miRNAs maduros e precursores. Uma análise integrativa de predição de alvos e ontologia génica selecionará miRNAs de interesse, relevantes em processos neuronais ou sinápticos. Estes serão depois confirmados usando ensaios de miRNA RT-qPCR e validados numa nova coorte de doentes. Finalmente, o papel dos miRNAs selecionados na disfunção sináptica será avaliado por meio de testes funcionais in vitro. MicroRNAs de interesse serão superexpressos ou inibidos, seguido de avaliação das densidades sinápticas e transmissão sináptica espontânea, com e sem pré- exposição a glucocorticoides. Esta abordagem estudará um sintoma debilitante altamente prevalente, mas pouco compreendido, o brain fog, que não tem tratamento específico. Este projeto visa preencher a lacuna no conhecimento atual, traçando o perfil de alterações de miRNA que são relevantes em processos neuronais ou sinápticos em doentes com longcovid e brain fog, e avaliando como miRNAs alterados nesses doentes levam à disfunção sináptica. O resultado deste projeto fornecerá novas perspetivas mecanicistas sobre a etiologia do brain fog e, através da identificação de biomarcadores, poderá ser rapidamente traduzido em aplicação clínica no longcovid e potencialmente noutras condições em que o brain fog é um sintoma debilitante. Como tal, permitirá uma abordagem médica de precisão para tratar indivíduos em risco, prevenindo o desenvolvimento de doença crónica e debilitante na população.

Investigador Responsável na UC: Ester Coutinho

Unidade Orgânica UC: FMUC - Centro de Inovação e, Biomedicina e Biotecnologia

Instituições participantes no Projeto: Universidade de Coimbra (Proponente) Institute of Psychiatry, Psychology and Neuroscience (IoPPN), King's College London (UK) (parceiro)

Instituição Financiadora/Gestora: FCT - OE Programa de Financiamento: PTDC 2022 - IC&DT

Período de execução: 01/03/2023 a 31/08/2024 (18 meses)

Custo total elegível (EUR): 49.854,91 €

Apoio financeiro público nacional: 49.854,91 €

Técnico do Projeto: Filipa Delgadinho _ filipa.delgadinho@uc.pt

Contacto: + 351 239 247 015 _ (Ext. 210027)