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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/56538
UNBALANCED NETWORKS AND DISTURBED KINETICS OF SERUM SOLUBLE MEDIATORS ASSOCIATED WITH DISTINCT DISEASE OUTCOMES IN SEVERE COVID-19 PATIENTS
Author
Jardim-Santos, Gabriela Profírio
Schulte, Heidi Luise
Kurizky, Patricia Shu
Gomes, Ciro Martins
Nóbrega, Otávio Tolêdo
Gois, Eliana Teles de
Carvalho, Maíra Rocha Machado de
Martins, Francielle Pulccinelli
Nicola, André Moraes
Albuquerque, Cleandro Pires de
Espindola, Laila Salmen
Naves, Luciana Ansaneli
Soares, Alexandre Anderson de Sousa Munhoz
Albuquerque, Patrícia
Fontes, Wagner
Amaral, Laurence Rodrigues do
Gomes, Matheus de Souza
Bertarini, Pedro Luiz Lima
Brito-de-Sousa, Joaquim Pedro
Azevedo, Ana Carolina Campi
Pascoal, Vanessa Peruhype Magalhães
Carvalho, Andrea Teixeira de
Valim, Valéria
Martins Filho, Olindo Assis
Mota, Licia Maria Henrique da
Schulte, Heidi Luise
Kurizky, Patricia Shu
Gomes, Ciro Martins
Nóbrega, Otávio Tolêdo
Gois, Eliana Teles de
Carvalho, Maíra Rocha Machado de
Martins, Francielle Pulccinelli
Nicola, André Moraes
Albuquerque, Cleandro Pires de
Espindola, Laila Salmen
Naves, Luciana Ansaneli
Soares, Alexandre Anderson de Sousa Munhoz
Albuquerque, Patrícia
Fontes, Wagner
Amaral, Laurence Rodrigues do
Gomes, Matheus de Souza
Bertarini, Pedro Luiz Lima
Brito-de-Sousa, Joaquim Pedro
Azevedo, Ana Carolina Campi
Pascoal, Vanessa Peruhype Magalhães
Carvalho, Andrea Teixeira de
Valim, Valéria
Martins Filho, Olindo Assis
Mota, Licia Maria Henrique da
Affilliation
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Serviço de Dermatologia. Brasília, DF, Brazil
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Serviço de Dermatologia. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Hospital Regional do Gama. Unidade de Clínica Médica. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Hospital Regional da Asa Norte. Unidade de Clínica Médica. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Hospital Regional da Asa Norte. Unidade de Clínica Médica. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Faculdade de Medicina. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Faculdade UnB Ceilândia. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Biologia Celular. Laboratório de Bioquímica e Química de Proteínas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, Brazil/Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Patos de Minas, MG, Brazil.
Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, Brazil/Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Patos de Minas, MG, Brazil.
Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, Brazil/Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Patos de Minas, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Universidade Federal do Espírito Santo. Hospital Universitário Cassiano Antônio Moraes. Programa de Pós-Graduação em Saúde Coletiva. Vitória, ES, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Serviço de Dermatologia. Brasília, DF, Brazil
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Serviço de Dermatologia. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Hospital Regional do Gama. Unidade de Clínica Médica. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Hospital Regional da Asa Norte. Unidade de Clínica Médica. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Hospital Regional da Asa Norte. Unidade de Clínica Médica. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Faculdade de Medicina. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Faculdade UnB Ceilândia. Brasília, DF, Brazil.
Universidade de Brasília. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Biologia Celular. Laboratório de Bioquímica e Química de Proteínas. Brasília, DF, Brazil.
Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, Brazil/Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Patos de Minas, MG, Brazil.
Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, Brazil/Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Patos de Minas, MG, Brazil.
Universidade Federal de Uberlândia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, Brazil/Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Patos de Minas, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Universidade Federal do Espírito Santo. Hospital Universitário Cassiano Antônio Moraes. Programa de Pós-Graduação em Saúde Coletiva. Vitória, ES, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Universidade de Brasília. Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas. Brasília, DF, Brazil/Universidade de Brasília. Hospital Universitário de Brasília. Brasília, DF, Brazil.
Abstract
The present study applied distinct models of descriptive analysis to explore the integrative networks and the kinetic timeline of serum soluble mediators to select a set of systemic biomarkers applicable for the clinical management of COVID-19 patients. For this purpose, a total of 246 participants (82 COVID-19 and 164 healthy controls - HC) were enrolled in a prospective observational study. Serum soluble mediators were quantified by high-throughput microbeads array on hospital admission (D0) and at consecutive timepoints (D1-6 and D7-20). The results reinforce that the COVID-19 group exhibited a massive storm of serum soluble mediators. While increased levels of CCL3 and G-CSF were associated with the favorable prognosis of non-mechanical ventilation (nMV) or discharge, high levels of CXCL10 and IL-6 were observed in patients progressing to mechanical ventilation (MV) or death. At the time of admission, COVID-19 patients presented a complex and robust serum soluble mediator network, with a higher number of strong correlations involving IFN-γ, IL-1Ra and IL-9 observed in patients progressing to MV or death. Multivariate regression analysis demonstrates the ability of serum soluble mediators to cluster COVID-19 from HC. Ascendant fold change signatures and the kinetic timeline analysis further confirmed that the pairs "CCL3 and G-CSF" and "CXCL10 and IL-6" were associated with favorable or poor prognosis, respectively. A selected set of systemic mediators (IL-6, IFN-γ, IL-1Ra, IL-13, PDGF and IL-7) were identified as putative laboratory markers, applicable as complementary records for the clinical management of patients with severe COVID-19.
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