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Enregistrement W4210883191 · doi:10.1101/2022.02.08.22270636

Cardiovascular Signatures of COVID-19 Predict Mortality and Identify Barrier Stabilizing Therapies

2022· preprint· en· W4210883191 sur OpenAlexafffund
Dakota Gustafson, Michelle Ngai, Ruilin Wu, Huayun Hou, Alice Carvalhal Schöffel, Clara Erice, Serena Mandla, Filio Billia, Michael D. Wilson, Milica Radisic, Eddy Fan, Uriel Trahtemberg, Andrew Baker, Chris McIntosh, Chun‐Po Steve Fan, Claúdia C. dos Santos, Kevin C. Kain, Kate Hanneman, Paaladinesh Thavendiranathan, Jason E. Fish, Kathryn L. Howe

Notice bibliographique

RevuemedRxiv · 2022
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCOVID-19 Clinical Research Studies
Établissements canadiensVector InstituteHospital for Sick ChildrenToronto General HospitalUniversity of TorontoUniversity Health Network
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchSt. Michael's Hospital FoundationUniversity Health NetworkGenome CanadaUniversity of Pittsburgh
Mots-clésMedicineCoronavirus disease 2019 (COVID-19)microRNAVascular permeabilityVascular diseaseDiseaseEndothelial dysfunctionInternal medicineBioinformaticsOncologyImmunologyInfectious disease (medical specialty)GeneBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

STRUCTURED ABSTRACT Background Endothelial cell (EC) activation, endotheliitis, vascular permeability, and thrombosis have been observed in patients with severe COVID-19, indicating that the vasculature is affected during the acute stages of SARS-CoV-2 infection. It remains unknown whether circulating vascular markers are sufficient to predict clinical outcomes, are unique to COVID-19, and if vascular permeability can be therapeutically targeted. Methods Evaluating the prevalence of circulating inflammatory, cardiac and EC activation markers, and the development of a microRNA atlas in 241 patients with suspected SARS-CoV-2 infection, allowed their prognostic value to be assessed by a Random Forest model machine learning approach. Subsequent ex vivo experiments assessed EC permeability responses to patient plasma and were used to uncover modulated gene regulatory networks from which rational therapeutic design was inferred. Findings Multiple inflammatory and EC activation biomarkers were associated with mortality in COVID-19 patients and in severity-matched SARS-CoV-2-negative patients, while dysregulation of specific microRNAs at presentation was specific for poor COVID-19-related outcomes and revealed disease-relevant pathways. Integrating the datasets using a machine learning approach further enhanced clinical risk prediction for in-hospital mortality. Exposure of ECs to COVID-19 patient plasma resulted in severity-specific gene expression responses and EC barrier dysfunction which was ameliorated using angiopoietin-1 mimetic or recombinant Slit2-N. Interpretation Integration of multi-omics data identified microRNA and vascular biomarkers prognostic of in-hospital mortality in COVID-19 patients and revealed that vascular stabilizing therapies should be explored as a treatment for endothelial dysfunction in COVID-19, and other severe diseases where endothelial dysfunction has a central role in pathogenesis. RESEARCH IN CONTEXT Evidence before this study While diagnostic testing has allowed for the rapid identification of COVID-19 cases, the lack of post-diagnosis risk assessment metrics, especially among the highest-risk subgroups, thereby undermined the cascade and allocation of care. To date, the integration of clinical data with broad omics technologies has opened up new avenues for efficiently delineating complex patient phenotypes and their associations with clinical outcomes, with circulating profiles of plasma microRNAs (miRNA), in particular, having been shown to be tightly associated with disease, and capable of providing not only detailed prognostic information but also mechanistic insight. Added value of this study Markers of endothelial dysfunction at presentation, while indicative of poor outcomes in COVID-19-positive patients, likely reflect systemic vascular dysfunction in critically ill patients and are not specific to SARS-CoV-2 infection. More so, the generation of a plasma microRNA atlas uncovers COVID-19-specific prognostic markers and multiple disease-specific pathways of interest, including endothelial barrier dysfunction. Furthermore, synthesis of electronic health record data with clinically relevant multi-omic datasets using a machine learning approach provides substantially better metrics by which mortality can be estimated in patients with severe COVID-19. Finally, targeted stabilization of the endothelial barrier with Q-Peptide and Slit2-N are novel therapeutic avenues that should be explored in COVID-19 patients. Implications of all the available evidence Together, our work provides biological insight into the role of the endothelium in SARS-CoV-2 infection, the importance of miRNA as disease- and pathway-specific biomarkers, and the exciting possibility that endothelial barrier stabilizing treatments might hold promise in COVID-19.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,105
Tête enseignante GPT0,441
Écart entre enseignants0,336 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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