Frontiers in Immunology (Nov 2022)
Unbalanced networks and disturbed kinetics of serum soluble mediators associated with distinct disease outcomes in severe COVID-19 patients
- Gabriela Profírio Jardim-Santos,
- Heidi Luise Schulte,
- Patricia Shu Kurizky,
- Patricia Shu Kurizky,
- Ciro Martins Gomes,
- Ciro Martins Gomes,
- Ciro Martins Gomes,
- Otávio Tolêdo Nóbrega,
- Eliana Teles de Gois,
- Eliana Teles de Gois,
- Maíra Rocha Machado de Carvalho,
- Maíra Rocha Machado de Carvalho,
- Francielle Pulccinelli Martins,
- Francielle Pulccinelli Martins,
- André Moraes Nicola,
- Cleandro Pires de Albuquerque,
- Cleandro Pires de Albuquerque,
- Laila Salmen Espindola,
- Luciana Ansaneli Naves,
- Luciana Ansaneli Naves,
- Alexandre Anderson de Sousa Munhoz Soares,
- Patrícia Albuquerque,
- Wagner Fontes,
- Laurence Rodrigues do Amaral,
- Laurence Rodrigues do Amaral,
- Matheus de Souza Gomes,
- Matheus de Souza Gomes,
- Pedro Luiz Lima Bertarini,
- Pedro Luiz Lima Bertarini,
- Joaquim Pedro Brito-de-Sousa,
- Ana Carolina Campi-Azevedo,
- Vanessa Peruhype-Magalhães,
- Andrea Teixeira-Carvalho,
- Valéria Valim,
- Olindo Assis Martins-Filho,
- Licia Maria Henrique da Mota,
- Licia Maria Henrique da Mota
Affiliations
- Gabriela Profírio Jardim-Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Heidi Luise Schulte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Patricia Shu Kurizky
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Patricia Shu Kurizky
- Serviço de Dermatologia, Hospital Universitário de Brasília, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Ciro Martins Gomes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Ciro Martins Gomes
- Serviço de Dermatologia, Hospital Universitário de Brasília, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Ciro Martins Gomes
- Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Otávio Tolêdo Nóbrega
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Eliana Teles de Gois
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Eliana Teles de Gois
- Unidade de Clínica Médica, Hospital Regional do Gama, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Maíra Rocha Machado de Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Maíra Rocha Machado de Carvalho
- Unidade de Clínica Médica, Hospital Regional da Asa Norte, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Francielle Pulccinelli Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Francielle Pulccinelli Martins
- Unidade de Clínica Médica, Hospital Regional da Asa Norte, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- André Moraes Nicola
- Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Cleandro Pires de Albuquerque
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Cleandro Pires de Albuquerque
- Hospital Universitário de Brasília, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Laila Salmen Espindola
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Luciana Ansaneli Naves
- Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Luciana Ansaneli Naves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Alexandre Anderson de Sousa Munhoz Soares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Patrícia Albuquerque
- Faculdade UnB Ceilândia, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Wagner Fontes
- 0Laboratório de Bioquímica e Química de Proteínas, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Laurence Rodrigues do Amaral
- 1Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Minas Gerais, Brazil
- Laurence Rodrigues do Amaral
- 2Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais, Faculdade de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Minas Gerais, Brazil
- Matheus de Souza Gomes
- 1Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Minas Gerais, Brazil
- Matheus de Souza Gomes
- 2Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais, Faculdade de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Minas Gerais, Brazil
- Pedro Luiz Lima Bertarini
- 1Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Minas Gerais, Brazil
- Pedro Luiz Lima Bertarini
- 2Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais, Faculdade de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Minas Gerais, Brazil
- Joaquim Pedro Brito-de-Sousa
- 3Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ-Minas), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Ana Carolina Campi-Azevedo
- 3Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ-Minas), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Vanessa Peruhype-Magalhães
- 3Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ-Minas), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Andrea Teixeira-Carvalho
- 3Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ-Minas), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Valéria Valim
- 4Hospital Universitário Cassiano Antônio Moraes, Programa de Pós-Graduação em Saúde Coletiva, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, Espírito Santo, Brazil
- Olindo Assis Martins-Filho
- 3Instituto René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ-Minas), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Licia Maria Henrique da Mota
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- Licia Maria Henrique da Mota
- Hospital Universitário de Brasília, Universidade de Brasília, Brasília, Distrito Federal, Brazil
- DOI
- https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1004023
- Journal volume & issue
-
Vol. 13
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.
Keywords