Tese de mestrado em Bioinformática e Biologia Computacional, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2017A Doença de Alzheimer (DA) é uma doença associada à idade e é uma das doenças neurodegenerativas com maior prevalência mundial. Esta doença causa a destruição progressiva de funções cognitivas e memória, levando à eventual morte do indivíduo. Um dos principais achados patológicos, para esta doença, são as placas extracelulares constituídas por beta amilóide (Aβ) que são encontradas frequentemente no cérbero de pacientes com DA. Enquanto que os mecanismos envolvidos na progressão desta doença permanecem desconhecidos, algumas hipóteses foram propostas envolvendo estas placas amilóides. Uma dessas hipótese é conhecida como a hipótese cascata de amiloide, e esta propõe que, através de uma cascata de eventos, a acumulação das placas de Aβ eventualmente resulta em disfunção neuronal e eventual morte celular. Microglia, os macrófagos residentes no cérbero, foram encontrados perto destas placas e já foi provado que eles têm capacidade de fagocitar estas placas. Neste trabalho foi feita uma análise de RNA-seq em dados humanos, com o objectivo de comparar os perfis genéticos e de miRNA de um grupo de controlo, de macrófagos polarizados para os fenótipos M1 e M2a e de macrófagos estimulados com Aβ. Adicionalmente, também se pretendia descobrir novas vias ou genes expressos em macrófagos presentes num ambiente com Aβ. Para tal, uma análise de expressão diferencial foi feita, tanto para os dados relativos ao mRNA como para os dados relativos ao miRNA. Uma análise do enriquecimento funcional foi feita para ajudar na compreensão dos genes diferencialmente expressos no mRNA. Por fim, uma série de testes de correlação foram feitos de modo a perceber o quão influente é a expressão de miRNA sobre o seu mRNA alvo. Através da utilização de marcadores de expressão de mRNA e miRNA, foi possível verificar a polarização dos macrófagos para M1 e M2a. Além disso, foram descobertos alguns miRNA com alta expressão nos estados de polarização, que poderiam ajudar no estudo destes estados de polarização. Relativamente ao teste de correlação, os resultados estavam enviesados para correlações positivas devido a um miRNA em particular. Uma hipótese foi criada para tentar explicar esse resultado, mas nenhuma conclusão sólida foi alcançada neste projecto.Alzheimer’s Disease (AD) is an age-related disease and it is one of the most prevalent neurodegenerative diseases in the world. This disease causes a progressive destruction of cognitive functions and memory, leading to the eventual death of the individual. One of the main pathological findings, for this disease, are the extracellular plaques of amyloid-beta (Aβ) often found in the brain of AD patients. Whilst the mechanisms involved in the progression of AD remain unknown, some hypotheses have been proposed surrounding the amyloid plaques. One such hypothesis is the Amyloid cascade hypothesis, and it purposes that, through a cascade of events, the accumulation of Aβ plaques leads to neuronal dysfunction and eventual cell death. Microglias, brain macrophages, have been found around such plaques, and it has been proven that they can phagocyte said plaques. In this present work, an analysis of human RNA-seq data was done, aiming to compare the genetic and miRNA profiles of a control group, macrophages polarized towards the M1 and M2a phenotype, and of macrophages stimulated with Aβ. Additionally, another aim was to discover of novel pathways or genes expressed in macrophages in an Aβ environment. To do so, a differential expression analysis was done for both the mRNA and miRNA data. Functional enrichment analysis was done to sort the differential expressed genes for the mRNA. Lastly, a series of correlation tests were done in order to access the amount of influence done by the expression of miRNA to their mRNA targets. It was possible to attest for the polarization of the macrophages into M1 and M2a, through the usage of mRNA and miRNA markers. Furthermore, some over-expressed miRNAs were discovered for the polarized states that could provide insight in to the study of this polarization states. For the correlation test, the results were skewed towards a positive correlation due to a single miRNA. While a hypothesis was constructed as to why it may have happened, no solid conclusion was achieved in this project thus far
