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Vol. 56. Issue 4.
Pages 234-241 (April 2020)
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Vol. 56. Issue 4.
Pages 234-241 (April 2020)
Original Article
DOI: 10.1016/j.arbr.2019.09.011
Eosinophilic COPD Patients Display a Distinctive Serum miRNA Profile From Asthma and Non-eosinophilic COPD
Los pacientes con EPOC eosinofílica presentan un perfil de miRNA en suero diferente a los asmáticos y EPOC no eosinofílicos
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Víctor José Asensioa,1, Anna Tomása,1, Amanda Iglesiasa,b, Luis Pérez de Llanoc, Victoria del Pozob,d, Borja G. Cosíoa,b,e,f,
Corresponding author
borja.cosio@ssib.es

Corresponding author.
, on behalf of the CHACOS study group 2
a Institut d’Investigació Sanitària Illes Balears (IdISBa), Palma de Mallorca, Spain
b CIBER de Enfermedades Respiratorias, CIBERES, Spain
c Department of Respiratory Medicine, Hospital Lucus Augusti, Lugo, Spain
d Immunology Department, Instituto de Investigación Sanitaria Fundación Jiménez Díaz, Madrid, Spain
e Department of Respiratory Medicine, Hospital Universitario Son Espases, Palma de Mallorca, Spain
f Clinica Rotger Quiron, Palma de Mallorca, Spain
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Table 1. Characteristics of patients according to the baseline diagnosis.
Table 2. Differentially expressed miRNAs in comparisons including COPDe.
Table 3. Functional analysis of common predicted gene targets for miR-619-5p and miR-4486.
Table 4. Multivariate logistic regression of risk factors associated to COPDe.
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Abstract
Background

Asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are common chronic airway diseases that may overlap in some individuals. Asthma COPD overlap (ACO) is a heterogeneous conditions that includes smoking-asthma (SA) and COPD with eosinophilia (COPDe). MicroRNAs (miRNA) are regulators of gene expression with a great potential as biomarkers.

Objectives

The objective of this study was to identify distinctive miRNA signatures in patients from the whole spectrum of chronic obstructive bronchial disease (SA, COPDe, non-smoking asthmatics (NSA), and COPD) that could serve as diagnostic biomarkers or describe differential molecular mechanisms with potential therapeutic implications.

Methods

From a previously characterized cohort of ACO, COPD and asthma patients, we selected a discovery group of 40 patients for miRNA expression profiling by means of microarray technology. Differential expression of miRNAs were validated by quantitative PCR in the complete cohort (n=274).

Results

Thirty differentially expressed miRNAs (eBAYES p<0.05, fold change ≥2) were found among the different groups of patients regarding COPDe: 19 COPD-vs-COPDe, 13 NSA-vs-COPDe, 11 SA-vs-COPDe. A characteristic down-regulated miRNA expression pattern was identified in COPDe patients. Differential expression of miR-619-5p and miR-4486 in COPDe patients were validated in the complete cohort (n=274).

Conclusions

We postulate that COPDe patients show a characteristic expression profile of miRNAs distinctive from asthma and COPD. Also that SA and COPDe patients, which have been typically clustered in the ACO group, display distinct molecular events.

Keywords:
COPD
Asthma
ACO
Eosinophilia
miRNAs
Biomarker
Microarray
Abbreviations:
COPD
NSA
COPDe
SA
ACO
STROBE
miRNA
NFE2L2/NRF2
EGFR
MAPK
PCR
qPCR
RMA
Resumen
Antecedentes

El asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) son enfermedades crónicas comunes de la vía aérea y pueden solaparse en algunos individuos. El solapamiento de asma y EPOC (ACO, por sus siglas en inglés) es una enfermedad heterogénea que incluye el asma en fumadores (AF) y la EPOC con eosinofilia (EPOCe). Los microRNA (miRNA) son reguladores de la expresión de genes con gran potencial para su uso como biomarcadores.

Objetivos

El objetivo de este estudio fue identificar las firmas características de miRNA en pacientes del espectro de enfermedades pulmonares obstructivas crónicas al completo (AF, EPOCe, asmáticos no fumadores y EPOC) que pudieran servir como biomarcadores diagnósticos o describir mecanismos moleculares diferenciales con potenciales implicaciones terapéuticas.

Métodos

A partir de una cohorte previamente caracterizada de pacientes con ACO, EPOC y asma, seleccionamos un grupo de descubrimiento de 40 pacientes para realizar sus perfiles de expresión de miRNA mediante microarrays. La expresión diferencial de miRNA se validó mediante PCR cuantitativa en la cohorte completa (n=274).

Resultados

Se encontraron 30 miRNA expresados diferencialmente (eBayes p<0,05, fold change [cambio en incremento]2) entre los diferentes grupos de pacientes en relación con la EPOCe: 19 EPOC comparado con EPOCe, 13 asmáticos no fumadores comparado con EPOCe, 11 AF comparado con EPOCe. Se identificó un patrón característico de expresión con regulación a la baja de miRNA. La expresión diferencial de miR-619-5p y miR-4486 en los pacientes con EPOCe se validó con la cohorte al completo (n=274).

Conclusiones

Postulamos que los pacientes con EPOCe muestran un perfil de expresión de miRNA característico y diferente al del asma y la EPOC. También que los pacientes con AF y con EPOCe, que se han agrupado típicamente en el grupo de ACO, muestran eventos moleculares diferenciales.

Palabras clave:
EPOC
Asma
ACO
Eosinofilia
miRNA
Biomarcadores
Microarray

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