Discovery of common molecular signatures and drug repurposing for COVID-19/Asthma comorbidity: ACE2 and multi-partite networks
Notice bibliographique
Résumé
Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) is identified as the functional receptor for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the causative agent of the ongoing global coronavirus disease-2019 (COVID-19) pandemic. This study aimed to elucidate potential therapeutic avenues by scrutinizing approved drugs through the identification of the genetic signature associated with SARS-CoV-2 infection in individuals with asthma. This exploration was conducted through an integrated analysis, encompassing interaction networks between the ACE2 receptor and common host (co-host) factors implicated in COVID-19/asthma comorbidity. The comprehensive analysis involved the identification of common differentially expressed genes (cDEGs) and hub-cDEGs, functional annotations, interaction networks, gene set variation analysis (GSVA), gene set enrichment analysis (GSEA), and module construction. Interaction networks were used to identify overlapping disease modules and potential drug targets. Computational biology and molecular docking analyzes were utilized to discern functional drug modules. Subsequently, the impact of the identified drugs on the expression of hub-cDEGs was experimentally validated using a mouse model. A total of 153 cDEGs or co-host factors associated with ACE2 were identified in the COVID-19 and asthma comorbidity. Among these, seven significant cDEGs and proteins – namely, HRAS, IFNG, JUN, CDH1, TLR4, ICAM1, and SCD—were recognized as pivotal host factors linked to ACE2. Regulatory network analysis of hub-cDEGs revealed eight top-ranked transcription factors (TFs) proteins and nine microRNAs as key regulatory factors operating at the transcriptional and post-transcriptional levels, respectively. Molecular docking simulations led to the proposal of 10 top-ranked repurposable drug molecules (Rapamycin, Ivermectin, Everolimus, Quercetin, Estradiol, Entrectinib, Nilotinib, Conivaptan, Radotinib, and Venetoclax) as potential treatment options for COVID-19 in individuals with comorbid asthma. Validation analysis demonstrated that Rapamycin effectively inhibited ICAM1 expression in the HDM-stimulated mice group (p < 0.01). This study unveils the common pathogenesis and genetic signature underlying asthma and SARS-CoV-2 infection, delineated by the interaction networks of ACE2-related host factors. These findings provide valuable insights for the design and discovery of drugs aimed at more effective therapeutics within the context of lung disease comorbidities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».