Published December 6, 2023
| Version v1
Publication
Open
Differences in gene expression profiles in early and late stage rhodesiense HAT individuals in Malawi
Creators
- 1. Malawi-Liverpool-Wellcome Trust Clinical Research Programme
- 2. University of Liverpool
- 3. Makerere University
- 4. Wellcome Centre for Molecular Parasitology
- 5. University of Glasgow
Description
T . b . rhodesiense is the causative agent of Rhodesian human African trypanosomiasis (r-HAT) in Malawi. Clinical presentation of r-HAT in Malawi varies between foci and differs from East African HAT clinical phenotypes. The purpose of this study was to gain more insights into the transcriptomic profiles of patients with early stage 1 and late stage 2 HAT disease in Malawi. Whole blood from individuals infected with T . b . rhodesiense was used for RNA-Seq. Control samples were from healthy trypanosome negative individuals matched on sex, age range, and disease foci. Illumina sequence FASTQ reads were aligned to the GRCh38 release 84 human genome sequence using HiSat2 and differential analysis was done in R Studio using the DESeq2 package. XGR, ExpressAnalyst and InnateDB algorithms were used for functional annotation and gene enrichment analysis of significant differentially expressed genes. RNA-seq was done on 23 r-HAT case samples and 28 healthy controls with 7 controls excluded for downstream analysis as outliers. A total of 4519 genes were significant differentially expressed (p adjusted <0.05) in individuals with early stage 1 r-HAT disease (n = 12) and 1824 genes in individuals with late stage 2 r-HAT disease (n = 11) compared to controls. Enrichment of innate immune response genes through neutrophil activation was identified in individuals with both early and late stages of the disease. Additionally, lipid metabolism genes were enriched in late stage 2 disease. We further identified uniquely upregulated genes (log2 Fold Change 1.4–2.0) in stage 1 (ZNF354C) and stage 2 (TCN1 and MAGI3) blood. Our data add to the current understanding of the human transcriptome profiles during T . b . rhodesiense infection. We further identified biological pathways and transcripts enriched than were enriched during stage 1 and stage 2 r-HAT. Lastly, we have identified transcripts which should be explored in future research whether they have potential of being used in combination with other markers for staging or r-HAT.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
T . b . rhodesiense هو العامل المسبب لداء المثقبيات الأفريقي البشري الروديسي (r - HAT) في ملاوي. يختلف العرض السريري لـ r - HAT في ملاوي بين البؤر ويختلف عن الأنماط الظاهرية السريرية لـ HAT في شرق إفريقيا. كان الغرض من هذه الدراسة هو الحصول على مزيد من الأفكار حول ملفات النسخ للمرضى الذين يعانون من مرض HAT في المرحلة المبكرة 1 والمرحلة المتأخرة 2 في ملاوي. تم استخدام الدم الكامل من الأفراد المصابين بـ T . b . rhodesiense لـ RNA - Seq. كانت عينات التحكم من الأفراد الأصحاء السلبيين من المثقبيات المتطابقة مع الجنس والفئة العمرية وبؤر المرض. تمت محاذاة قراءات تسلسل Illumina FASTQ مع تسلسل الجينوم البشري لإطلاق GRCh38 84 باستخدام HiSat2 وتم إجراء تحليل تفاضلي في R Studio باستخدام حزمة DESeq2. تم استخدام خوارزميات XGR و ExpressAnalyst و InnateDB للتعليق التوضيحي الوظيفي وتحليل إثراء الجينات للجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي كبير. تم إجراء RNA - seq على 23 عينة حالة r - HAT و 28 عنصر تحكم صحي مع استبعاد 7 عناصر تحكم للتحليل النهائي كقيم متطرفة. تم التعبير عن ما مجموعه 4519 جينًا بشكل تفاضلي كبير (تم تعديل p <0.05) في الأفراد المصابين بمرض r - HAT في المرحلة المبكرة 1 (n = 12) و 1824 جينًا في الأفراد المصابين بمرض r - HAT في المرحلة المتأخرة 2 (n = 11) مقارنة بالضوابط. تم تحديد إثراء جينات الاستجابة المناعية الفطرية من خلال تنشيط العدلات لدى الأفراد الذين يعانون من المراحل المبكرة والمتأخرة من المرض. بالإضافة إلى ذلك، تم إثراء جينات التمثيل الغذائي للدهون في مرض المرحلة الثانية المتأخرة. حددنا كذلك الجينات غير المنظمة بشكل فريد (log2 Fold Change 1.4–2.0) في المرحلة الأولى (ZNF354C) والمرحلة الثانية (TCN1 و MAGI3) من الدم. تضيف بياناتنا إلى الفهم الحالي لملفات transcriptome البشرية أثناء عدوى T . b . rhodesiense. كما حددنا المسارات البيولوجية والنصوص المخصبة أكثر مما تم إثراؤه خلال المرحلة 1 والمرحلة 2 r - HAT. أخيرًا، حددنا النصوص التي يجب استكشافها في البحث المستقبلي سواء كانت لديها إمكانية استخدامها مع علامات أخرى للتدريج أو r - HAT.Translated Description (French)
T . b. rhodesiense est l'agent causal de la trypanosomiase africaine humaine rhodésienne (r-HAT) au Malawi. La présentation clinique du r-HAT au Malawi varie selon les foyers et diffère des phénotypes cliniques du HAT d'Afrique de l'Est. Le but de cette étude était d'obtenir plus d'informations sur les profils transcriptomiques des patients atteints de la maladie de la THA de stade précoce 1 et de stade avancé 2 au Malawi. Du sang total provenant d'individus infectés par le T . b. rhodesiense a été utilisé pour l'ARN-Seq. Les échantillons de contrôle provenaient d'individus sains à trypanosome négatif appariés en fonction du sexe, de la tranche d'âge et des foyers de maladie. Les lectures FASTQ de la séquence Illumina ont été alignées sur la séquence du génome humain GRCh38 release 84 à l'aide de HiSat2 et l'analyse différentielle a été effectuée dans R Studio à l'aide du package DESeq2. Les algorithmes XGR, ExpressAnalyst et InnateDB ont été utilisés pour l'annotation fonctionnelle et l'analyse d'enrichissement génique de gènes significatifs exprimés de manière différentielle. La séquence d'ARN a été effectuée sur 23 échantillons de cas r-HAT et 28 témoins sains avec 7 témoins exclus pour l'analyse en aval en tant que valeurs aberrantes. Au total, 4 519 gènes étaient exprimés de manière différentielle de manière significative (p ajusté <0,05) chez les personnes atteintes de la maladie r-HAT de stade précoce 1 (n = 12) et 1 824 gènes chez les personnes atteintes de la maladie r-HAT de stade tardif 2 (n = 11) par rapport aux témoins. L'enrichissement des gènes de la réponse immunitaire innée par l'activation des neutrophiles a été identifié chez des individus présentant à la fois des stades précoces et tardifs de la maladie. De plus, les gènes du métabolisme des lipides ont été enrichis au stade avancé 2 de la maladie. Nous avons en outre identifié des gènes à régulation positive unique (log2 Fold Change 1.4-2.0) dans le sang de stade 1 (ZNF354C) et de stade 2 (TCN1 et MAGI3). Nos données contribuent à la compréhension actuelle des profils du transcriptome humain au cours de l'infection à T. b. rhodesiense. Nous avons en outre identifié des voies biologiques et des transcrits enrichis par rapport à ceux enrichis au cours des stades 1 et 2 du r-HAT. Enfin, nous avons identifié des transcriptions qui devraient être explorées dans de futures recherches si elles ont le potentiel d'être utilisées en combinaison avec d'autres marqueurs pour la stadification ou le r-HAT.Translated Description (Spanish)
T. b . rhodesiense es el agente causal de la tripanosomiasis africana humana rodesiana (r-HAT) en Malawi. La presentación clínica de r-HAT en Malawi varía entre focos y difiere de los fenotipos clínicos de HAT de África Oriental. El propósito de este estudio fue obtener más información sobre los perfiles transcriptómicos de pacientes con enfermedad de HAT en estadio temprano 1 y estadio tardío 2 en Malawi. Se utilizó sangre entera de individuos infectados con T. b . rhodesiense para RNA-Seq. Las muestras de control fueron de individuos sanos con tripanosoma negativo emparejados por sexo, rango de edad y focos de enfermedad. Las lecturas FASTQ de la secuencia de Illumina se alinearon con la secuencia del genoma humano de la versión 84 de GRCh38 utilizando HiSat2 y el análisis diferencial se realizó en R Studio utilizando el paquete DESeq2. Se utilizaron algoritmos XGR, ExpressAnalyst e InnateDB para la anotación funcional y el análisis de enriquecimiento génico de genes expresados diferencialmente significativos. Se realizó RNA-seq en 23 muestras de casos de r-HAT y 28 controles sanos con 7 controles excluidos para el análisis posterior como valores atípicos. Un total de 4519 genes se expresaron diferencialmente de manera significativa (p ajustado <0.05) en individuos con enfermedad r-HAT en estadio temprano 1 (n = 12) y 1824 genes en individuos con enfermedad r-HAT en estadio tardío 2 (n = 11) en comparación con los controles. El enriquecimiento de los genes de respuesta inmune innata a través de la activación de neutrófilos se identificó en individuos con etapas tempranas y tardías de la enfermedad. Además, los genes del metabolismo lipídico se enriquecieron en la enfermedad en estadio 2 tardío. Además, identificamos genes regulados positivamente de forma única (log2 Fold Change 1.4–2.0) en sangre en estadio 1 (ZNF354C) y estadio 2 (TCN1 y MAGI3). Nuestros datos se suman a la comprensión actual de los perfiles del transcriptoma humano durante la infección por T. b . rhodesiense. Además, identificamos vías biológicas y transcripciones enriquecidas que se enriquecieron durante la etapa 1 y la etapa 2 de r-HAT. Por último, hemos identificado transcripciones que deberían explorarse en futuras investigaciones si tienen potencial para ser utilizadas en combinación con otros marcadores para la estadificación o r-HAT.Files
journal.pntd.0011803&type=printable.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:efbcf632203ccf2895b4a14d11cf1923
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الاختلافات في ملامح التعبير الجيني في الأفراد ذوي القبعات الروديسية في المرحلة المبكرة والمتأخرة في ملاوي
- Translated title (French)
- Différences dans les profils d'expression génique chez les individus rhodésiens de stade précoce et avancé au Malawi
- Translated title (Spanish)
- Diferencias en los perfiles de expresión génica en individuos con HAT rhodesiense en etapa temprana y tardía en Malawi
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4389371721
- DOI
- 10.1371/journal.pntd.0011803
References
- https://openalex.org/W1966308941
- https://openalex.org/W1989528047
- https://openalex.org/W1993686673
- https://openalex.org/W2016675477
- https://openalex.org/W2031979567
- https://openalex.org/W2054204688
- https://openalex.org/W2070901327
- https://openalex.org/W2112520822
- https://openalex.org/W2127274348
- https://openalex.org/W2128756492
- https://openalex.org/W2132142558
- https://openalex.org/W2141871601
- https://openalex.org/W2151024734
- https://openalex.org/W2152476474
- https://openalex.org/W2157068523
- https://openalex.org/W2179438025
- https://openalex.org/W2542303194
- https://openalex.org/W2727134083
- https://openalex.org/W2779295427
- https://openalex.org/W2792460539
- https://openalex.org/W2883887661
- https://openalex.org/W2935024989
- https://openalex.org/W2950752563
- https://openalex.org/W2956033661
- https://openalex.org/W2964849163
- https://openalex.org/W2992630846
- https://openalex.org/W3005705986
- https://openalex.org/W3011599364
- https://openalex.org/W3012959437
- https://openalex.org/W3013718489
- https://openalex.org/W3019556496
- https://openalex.org/W3080202759
- https://openalex.org/W3093554424
- https://openalex.org/W3110917833
- https://openalex.org/W3153415150
- https://openalex.org/W3202533849
- https://openalex.org/W4205247356
- https://openalex.org/W4206812707
- https://openalex.org/W4213110925
- https://openalex.org/W4249884332
- https://openalex.org/W4289518620