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Martínez-Gómez LE, Martinez-Armenta C, Tusie-Luna T, Vázquez-Cárdenas P, Vidal-Vázquez RP, Ramírez-Hinojosa JP, Gómez-Martín D, Vargas-Alarcón G, Posadas-Sánchez R, Fragoso JM, de la Peña A, Rodríguez-Pérez JM, Mata-Miranda MM, Vázquez-Zapién GJ, Martínez-Cuazitl A, Martínez-Ruiz FDJ, Zayago-Angeles DM, Ramos-Tavera L, Méndez-Aguilera A, Camacho-Rea MDC, Ordoñez-Sánchez ML, Segura-Kato Y, Suarez-Ahedo C, Olea-Torres J, Herrera-López B, Pineda C, Martínez-Nava GA, López-Reyes A. The fatal contribution of serine protease-related genetic variants to COVID-19 outcomes. Front Immunol 2024; 15:1335963. [PMID: 38601158 PMCID: PMC11004237 DOI: 10.3389/fimmu.2024.1335963] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/13/2023] [Accepted: 03/14/2024] [Indexed: 04/12/2024] Open
Abstract
Introduction Serine proteases play a critical role during SARS-CoV-2 infection. Therefore, polymorphisms of transmembrane protease serine 2 (TMPRSS2) and serpine family E member 1 (SERPINE1) could help to elucidate the contribution of variability to COVID-19 outcomes. Methods To evaluate the genetic variants of the genes previously associated with COVID-19 outcomes, we performed a cross-sectional study in which 1536 SARS-CoV-2-positive participants were enrolled. TMPRSS2 (rs2070788, rs75603675, rs12329760) and SERPINE1 (rs2227631, rs2227667, rs2070682, rs2227692) were genotyped using the Open Array Platform. The association of polymorphisms with disease outcomes was determined by logistic regression analysis adjusted for covariates (age, sex, hypertension, type 2 diabetes, and obesity). Results According to our codominant model, the GA genotype of rs2227667 (OR=0.55; 95% CI = 0.36-0.84; p=0.006) and the AG genotype of rs2227667 (OR=0.59; 95% CI = 0.38-0.91; p=0.02) of SERPINE1 played a protective role against disease. However, the rs2227692 T allele and TT genotype SERPINE1 (OR=1.45; 95% CI = 1.11-1.91; p=0.006; OR=2.08; 95% CI = 1.22-3.57; p=0.007; respectively) were associated with a decreased risk of death. Similarly, the rs75603675 AA genotype TMPRSS2 had an OR of 1.97 (95% CI = 1.07-3.6; p=0.03) for deceased patients. Finally, the rs2227692 T allele SERPINE1 was associated with increased D-dimer levels (OR=1.24; 95% CI = 1.03-1.48; p=0.02). Discussion Our data suggest that the rs75603675 TMPRSS2 and rs2227692 SERPINE1 polymorphisms are associated with a poor outcome. Additionally, rs2227692 SERPINE1 could participate in hypercoagulable conditions in critical COVID-19 patients, and this genetic variant could contribute to the identification of new pharmacological targets and treatment strategies to block the inhibition of TMPRSS2 entry into SARS-CoV-2.
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Affiliation(s)
- Laura Edith Martínez-Gómez
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Carlos Martinez-Armenta
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Teresa Tusie-Luna
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición, Salvador, Zubirán, Mexico City, Mexico
- Instituto de Investigaciones Biomédicas Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico
| | - Paola Vázquez-Cárdenas
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - Rosa P. Vidal-Vázquez
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - Juan P. Ramírez-Hinojosa
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - Diana Gómez-Martín
- Department of Immunology and Rheumatology, Departamento de Inmunogenética, Departamento de Nutrición Animal, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Gilberto Vargas-Alarcón
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Mexico City, Mexico
| | - Rosalinda Posadas-Sánchez
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Mexico City, Mexico
| | - José Manuel Fragoso
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Mexico City, Mexico
| | - Aurora de la Peña
- Departamento de Farmacología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico
| | - José Manuel Rodríguez-Pérez
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Mexico City, Mexico
| | - Mónica M. Mata-Miranda
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Mexico City, Mexico
| | - Gustavo J. Vázquez-Zapién
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Mexico City, Mexico
| | - Adriana Martínez-Cuazitl
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Mexico City, Mexico
| | - Felipe de J. Martínez-Ruiz
- Nuevo Hospital General Delegación Regional Sur de la Ciudad de México Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE), Mexico City, Mexico
| | - Dulce M. Zayago-Angeles
- Nuevo Hospital General Delegación Regional Sur de la Ciudad de México Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE), Mexico City, Mexico
| | - Luis Ramos-Tavera
- Department of Immunology and Rheumatology, Departamento de Inmunogenética, Departamento de Nutrición Animal, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Alberto Méndez-Aguilera
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - María del C. Camacho-Rea
- Department of Immunology and Rheumatology, Departamento de Inmunogenética, Departamento de Nutrición Animal, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - María L. Ordoñez-Sánchez
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición, Salvador, Zubirán, Mexico City, Mexico
| | - Yayoi Segura-Kato
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición, Salvador, Zubirán, Mexico City, Mexico
| | - Carlos Suarez-Ahedo
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Jessel Olea-Torres
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Brígida Herrera-López
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Carlos Pineda
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Gabriela A. Martínez-Nava
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Alberto López-Reyes
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
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Martínez-Gómez LE, Martinez-Armenta C, Medina-Luna D, Ordoñez-Sánchez ML, Tusie-Luna T, Ortega-Peña S, Herrera-López B, Suarez-Ahedo C, Jimenez-Gutierrez GE, Hidalgo-Bravo A, Vázquez-Cárdenas P, Vidal-Vázquez RP, Ramírez-Hinojosa JP, Martinez Matsumoto PM, Vargas-Alarcón G, Posadas-Sánchez R, Fragoso JM, Martínez-Ruiz FDJ, Zayago-Angeles DM, Mata-Miranda MM, Vázquez-Zapién GJ, Martínez-Cuazitl A, Andrade-Alvarado J, Granados J, Ramos-Tavera L, Camacho-Rea MDC, Segura-Kato Y, Rodríguez-Pérez JM, Coronado-Zarco R, Franco-Cendejas R, López-Jácome LE, Magaña JJ, Vela-Amieva M, Pineda C, Martínez-Nava GA, López-Reyes A. Implication of myddosome complex genetic variants in outcome severity of COVID-19 patients. J Microbiol Immunol Infect 2023; 56:939-950. [PMID: 37365052 PMCID: PMC10273757 DOI: 10.1016/j.jmii.2023.06.002] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/06/2022] [Revised: 03/31/2023] [Accepted: 06/10/2023] [Indexed: 06/28/2023]
Abstract
BACKGROUND/PURPOSE(S) During a viral infection, the immune response is mediated by the toll-like receptors and myeloid differentiation Factor 88 (MyD88) that play an important role sensing infections such as SARS-CoV-2 which has claimed the lives of more than 6.8 million people around the world. METHODS We carried out a cross-sectional with a population of 618 SARS-CoV-2-positive unvaccinated subjects and further classified based on severity: 22% were mild, 34% were severe, 26% were critical, and 18% were deceased. Toll Like Receptor 7 (TLR7) single-nucleotide polymorphisms (rs3853839, rs179008, rs179009, and rs2302267) and MyD88 (rs7744) were genotyped using TaqMan OpenArray. The association of polymorphisms with disease outcomes was performed by logistic regression analysis adjusted by covariates. RESULTS A significant association of rs3853839 and rs7744 of the TLR7 and MyD88 genes, respectively, was found with COVID-19 severity. The G/G genotype of the rs3853839 TLR7 was associated with the critical outcome showing an Odd Ratio = 1.98 (95% IC = 1.04-3.77). The results highlighted an association of the G allele of MyD88 gene with severe, critical and deceased outcomes. Furthermore, in the dominant model (AG + GG vs. AA), we observed an Odd Ratio = 1.70 (95% CI = 1.02-2.86) with severe, Odd Ratio = 1.82 (95% CI = 1.04-3.21) with critical, and Odd Ratio = 2.44 (95% CI = 1.21-4.9) with deceased outcomes. CONCLUSION To our knowledge this work represents an innovative report that highlights the significant association of TLR7 and MyD88 gene polymorphisms with COVID-19 outcomes and the possible implication of the MyD88 variant with D-dimer and IFN-α concentrations.
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Affiliation(s)
- Laura E Martínez-Gómez
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Carlos Martinez-Armenta
- Graduate Program in Experimental Biology, Dirección de Ciencias Biológicas y de la Salud (DCBS), Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa, Ciudad de México, Mexico.
| | - Daniel Medina-Luna
- Microbiology & Immunology Department, Dalhousie University, Halifax, B3H4R2, Nova Scotia, Canada.
| | - María Luisa Ordoñez-Sánchez
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Mexico.
| | - Tere Tusie-Luna
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Mexico; Instituto de Investigaciones Biomédicas Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, Mexico.
| | - Silvestre Ortega-Peña
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Brígida Herrera-López
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Carlos Suarez-Ahedo
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Guadalupe Elizabeth Jimenez-Gutierrez
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Alberto Hidalgo-Bravo
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Paola Vázquez-Cárdenas
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Ciudad de México, Mexico.
| | - Rosa P Vidal-Vázquez
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Ciudad de México, Mexico.
| | - Juan P Ramírez-Hinojosa
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Ciudad de México, Mexico.
| | | | - Gilberto Vargas-Alarcón
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Ciudad de México, Mexico.
| | - Rosalinda Posadas-Sánchez
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Ciudad de México, Mexico.
| | - José-Manuel Fragoso
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Ciudad de México, Mexico.
| | | | | | - Mónica Maribel Mata-Miranda
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Ciudad de México, Mexico.
| | - Gustavo Jesús Vázquez-Zapién
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Ciudad de México, Mexico.
| | - Adriana Martínez-Cuazitl
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Ciudad de México, Mexico.
| | - Javier Andrade-Alvarado
- Servicio de Cirugía General, Hospital Central Norte Petróleos Mexicanos (PEMEX), Estado de México, Mexico.
| | - Julio Granados
- Departamento de Inmunogenética, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico.
| | - Luis Ramos-Tavera
- Departamento de Inmunogenética, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico.
| | - María Del Carmen Camacho-Rea
- Departamento de Nutrición Animal, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Yayoi Segura-Kato
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Mexico.
| | - José Manuel Rodríguez-Pérez
- Departamento de Biología Molecular y Endocrinología, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chávez, Ciudad de México, Mexico.
| | - Roberto Coronado-Zarco
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Rafael Franco-Cendejas
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Luis Esau López-Jácome
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Jonathan J Magaña
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Marcela Vela-Amieva
- Laboratorio de Errores Innatos del Metabolismo y Tamiz, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaria de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Carlos Pineda
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Gabriela Angélica Martínez-Nava
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
| | - Alberto López-Reyes
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador. Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico.
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Martínez-Gómez LE, Ibarra-González I, Fernández-Lainez C, Tusie T, Moreno-Macías H, Martinez-Armenta C, Jimenez-Gutierrez GE, Vázquez-Cárdenas P, Vidal-Vázquez P, Ramírez-Hinojosa JP, Rodríguez-Zulueta AP, Vargas-Alarcón G, Rojas-Velasco G, Sánchez-Muñoz F, Posadas-Sanchez R, Martínez-Ruiz FDJ, Zayago-Angeles DM, Moreno ML, Barajas-Galicia E, Lopez-Cisneros G, Gonzalez-Fernández NC, Ortega-Peña S, Herrera-López B, Olea-Torres J, Juárez-Arias M, Rosas-Vásquez M, Cabrera-Nieto SA, Magaña JJ, Camacho-Rea MDC, Suarez-Ahedo C, Coronado-Zarco I, Valdespino-Vázquez MY, Martínez-Nava GA, Pineda C, Vela-Amieva M, López-Reyes A. Metabolic Reprogramming in SARS-CoV-2 Infection Impacts the Outcome of COVID-19 Patients. Front Immunol 2022; 13:936106. [PMID: 36341434 PMCID: PMC9634751 DOI: 10.3389/fimmu.2022.936106] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 3.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/04/2022] [Accepted: 06/10/2022] [Indexed: 11/25/2023] Open
Abstract
Severe acute respiratory syndrome-coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection triggers inflammatory clinical stages that affect the outcome of patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). Disease severity may be associated with a metabolic imbalance related to amino acids, lipids, and energy-generating pathways. The aim of this study was to characterize the profile of amino acids and acylcarnitines in COVID-19 patients. A multicenter, cross-sectional study was carried out. A total of 453 individuals were classified by disease severity. Levels of 11 amino acids, 31 acylcarnitines, and succinylacetone in serum samples were analyzed by electrospray ionization-triple quadrupole tandem mass spectrometry. Different clusters were observed in partial least squares discriminant analysis, with phenylalanine, alanine, citrulline, proline, and succinylacetone providing the major contribution to the variability in each cluster (variable importance in the projection >1.5). In logistic models adjusted by age, sex, type 2 diabetes mellitus, hypertension, and nutritional status, phenylalanine was associated with critical outcomes (odds ratio=5.3 (95% CI 3.16-9.2) in the severe vs. critical model, with an area under the curve of 0.84 (95% CI 0.77-0.90). In conclusion the metabolic imbalance in COVID-19 patients might affect disease progression. This work shows an association of phenylalanine with critical outcomes in COVID-19 patients, highlighting phenylalanine as a potential metabolic biomarker of disease severity.
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Affiliation(s)
- Laura E. Martínez-Gómez
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Isabel Ibarra-González
- Unidad de Genética de la Nutrición, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Ciudad de México, Mexico
| | - Cynthia Fernández-Lainez
- Laboratorio de Errores Innatos del Metabolismo y Tamiz, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Teresa Tusie
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Instituto de Investigaciones Biomédicas UNAM, Ciudad de México, Mexico
| | - Hortensia Moreno-Macías
- Unidad de Biología Molecular y Medicina Genómica, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Instituto de Investigaciones Biomédicas UNAM, Ciudad de México, Mexico
- Departamento de Economía. División de Ciencias Sociales y Humanidades, Universidad Autónoma Metropolitana, Iztapalapa, Ciudad de México, Mexico
| | - Carlos Martinez-Armenta
- Posgrado en Biología Experimental, Dirección de Ciencias Biológicas y de la Salud (DCBS), Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa, Ciudad de México, Mexico
| | - Guadalupe Elizabeth Jimenez-Gutierrez
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Paola Vázquez-Cárdenas
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Patricia Vidal-Vázquez
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Juan P. Ramírez-Hinojosa
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Ana P. Rodríguez-Zulueta
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Gilberto Vargas-Alarcón
- Departamentos de Biología Molecular, Inmunología, Endocrinologia y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Gustavo Rojas-Velasco
- Departamentos de Biología Molecular, Inmunología, Endocrinologia y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Fausto Sánchez-Muñoz
- Departamentos de Biología Molecular, Inmunología, Endocrinologia y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Rosalinda Posadas-Sanchez
- Departamentos de Biología Molecular, Inmunología, Endocrinologia y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Felipe de J. Martínez-Ruiz
- Nuevo Hospital General Delegación Regional Sur de la Ciudad de México, Instituto de Seguridad y Servicios Sociales para los Trabajadores del Estado (ISSSTE), Ciudad de México, Mexico
| | - Dulce M. Zayago-Angeles
- Nuevo Hospital General Delegación Regional Sur de la Ciudad de México, Instituto de Seguridad y Servicios Sociales para los Trabajadores del Estado (ISSSTE), Ciudad de México, Mexico
| | - Mariana L. Moreno
- Nuevo Hospital General Delegación Regional Sur de la Ciudad de México, Instituto de Seguridad y Servicios Sociales para los Trabajadores del Estado (ISSSTE), Ciudad de México, Mexico
| | - Edith Barajas-Galicia
- Hospital Central Norte Petróleos Mexicanos (PEMEX), Estado de México, Mexico City, Mexico
| | - Gerardo Lopez-Cisneros
- Hospital Central Norte Petróleos Mexicanos (PEMEX), Estado de México, Mexico City, Mexico
| | | | - Silvestre Ortega-Peña
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Brígida Herrera-López
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Jessel Olea-Torres
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Manuel Juárez-Arias
- Unidad de Investigación y Desarrollo en Alimentos, Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico (IT) Veracruz, Veracruz, Mexico
| | - Maritza Rosas-Vásquez
- Unidad de Investigación y Desarrollo en Alimentos, Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico (IT) Veracruz, Veracruz, Mexico
| | - Sara Aileen Cabrera-Nieto
- Posgrado en Ciencias Médicas, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Anáhuac, Ciudad de México, Mexico
| | - Jonathan J. Magaña
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - María del Carmen Camacho-Rea
- Departamento de Nutrición Animal, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Carlos Suarez-Ahedo
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Irma Coronado-Zarco
- Instituto Nacional de Perinatología Isidro Espinosa de los Reyes, Ciudad de México, Mexico
| | | | - Gabriela Angélica Martínez-Nava
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Carlos Pineda
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Marcela Vela-Amieva
- Laboratorio de Errores Innatos del Metabolismo y Tamiz, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
| | - Alberto López-Reyes
- Laboratorio de Gerociencias, Laboratorio Facilitador, Laboratorio de Medicina Genómica, Dirección General, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Ciudad de México, Mexico
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Martínez-Gómez LE, Herrera-López B, Martinez-Armenta C, Ortega-Peña S, Camacho-Rea MDC, Suarez-Ahedo C, Vázquez-Cárdenas P, Vargas-Alarcón G, Rojas-Velasco G, Fragoso JM, Vidal-Vázquez P, Ramírez-Hinojosa JP, Rodríguez-Sánchez Y, Barrón-Díaz D, Moreno ML, Martínez-Ruiz FDJ, Zayago-Angeles DM, Mata-Miranda MM, Vázquez-Zapién GJ, Martínez-Cuazitl A, Barajas-Galicia E, Bustamante-Silva L, Zazueta-Arroyo D, Rodríguez-Pérez JM, Hernández-González O, Coronado-Zarco R, Lucas-Tenorio V, Franco-Cendejas R, López-Jácome LE, Vázquez-Juárez RC, Magaña JJ, Cruz-Ramos M, Granados J, Hernández-Doño S, Delgado-Saldivar D, Ramos-Tavera L, Coronado-Zarco I, Guajardo-Salinas G, Muñoz-Valle JF, Pineda C, Martínez-Nava GA, López-Reyes A. ACE and ACE2 Gene Variants Are Associated With Severe Outcomes of COVID-19 in Men. Front Immunol 2022; 13:812940. [PMID: 35250987 PMCID: PMC8892378 DOI: 10.3389/fimmu.2022.812940] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 11.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/10/2021] [Accepted: 01/25/2022] [Indexed: 01/08/2023] Open
Abstract
Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is responsible for the current coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, affecting more than 219 countries and causing the death of more than 5 million people worldwide. The genetic background represents a factor that predisposes the way the host responds to SARS-CoV-2 infection. In this sense, genetic variants of ACE and ACE2 could explain the observed interindividual variability to COVID-19 outcomes. In order to improve the understanding of how genetic variants of ACE and ACE2 are involved in the severity of COVID-19, we included a total of 481 individuals who showed clinical manifestations of COVID-19 and were diagnosed by reverse transcription PCR (RT-PCR). Genomic DNA was extracted from peripheral blood and saliva samples. ACE insertion/deletion polymorphism was evaluated by the high-resolution melting method; ACE single-nucleotide polymorphism (SNP) (rs4344) and ACE2 SNPs (rs2285666 and rs2074192) were genotyped using TaqMan probes. We assessed the association of ACE and ACE2 polymorphisms with disease severity using logistic regression analysis adjusted by age, sex, hypertension, type 2 diabetes, and obesity. The severity of the illness in our study population was divided as 31% mild, 26% severe, and 43% critical illness; additionally, 18% of individuals died, of whom 54% were male. Our results showed in the codominant model a contribution of ACE2 gene rs2285666 T/T genotype to critical outcome [odds ratio (OR) = 1.83; 95%CI = 1.01–3.29; p = 0.04] and to require oxygen supplementation (OR = 1.76; 95%CI = 1.01–3.04; p = 0.04), in addition to a strong association of the T allele of this variant to develop critical illness in male individuals (OR = 1.81; 95%CI = 1.10–2.98; p = 0.02). We suggest that the T allele of rs2285666 represents a risk factor for severe and critical outcomes of COVID-19, especially for men, regardless of age, hypertension, obesity, and type 2 diabetes.
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Affiliation(s)
- Laura E. Martínez-Gómez
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Brígida Herrera-López
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Carlos Martinez-Armenta
- Postgrado en Biología Experimental, Dirección de Ciencias Biológicas y de la Salud (DCBS), Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa, Mexico City, Mexico
| | - Silvestre Ortega-Peña
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - María del Carmen Camacho-Rea
- Departamento de Nutrición Animal, Departamento de Inmunogenética, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Carlos Suarez-Ahedo
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Paola Vázquez-Cárdenas
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - Gilberto Vargas-Alarcón
- Departamento de Biología Molecular y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Mexico City, Mexico
| | - Gustavo Rojas-Velasco
- Departamento de Biología Molecular y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Mexico City, Mexico
| | - José Manuel Fragoso
- Departamento de Biología Molecular y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Mexico City, Mexico
| | - Patricia Vidal-Vázquez
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - Juan P. Ramírez-Hinojosa
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - Yunuen Rodríguez-Sánchez
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - David Barrón-Díaz
- Centro de Innovación Médica Aplicada, Subdirección de Epidemiología e Infectología, Hospital General Dr. Manuel Gea González, Mexico City, Mexico
| | - Mariana L. Moreno
- Nuevo Hospital General Delegación Regional Sur de la Ciudad de México ISSSTE, Mexico City, Mexico
| | | | - Dulce M. Zayago-Angeles
- Nuevo Hospital General Delegación Regional Sur de la Ciudad de México ISSSTE, Mexico City, Mexico
| | - Mónica Maribel Mata-Miranda
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Militar de Medicina, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Ciudad de México, Mexico
| | - Gustavo Jesús Vázquez-Zapién
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Militar de Medicina, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Ciudad de México, Mexico
| | - Adriana Martínez-Cuazitl
- Laboratorio de Biología Celular y Tisular, Laboratorio de Embriología, Escuela Militar de Medicina, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea, Ciudad de México, Mexico
| | - Edith Barajas-Galicia
- Servicio de Cirugía General, Hospital Central Norte Petróleos Mexicanos (PEMEX), Mexico City, Mexico
| | - Ludwing Bustamante-Silva
- Servicio de Cirugía General, Hospital Central Norte Petróleos Mexicanos (PEMEX), Mexico City, Mexico
| | - Diana Zazueta-Arroyo
- Servicio de Cirugía General, Hospital Central Norte Petróleos Mexicanos (PEMEX), Mexico City, Mexico
| | - José Manuel Rodríguez-Pérez
- Departamento de Biología Molecular y Unidad de Cuidados Intensivos, Instituto Nacional de Cardiología Ignacio Chavez, Mexico City, Mexico
| | - Olivia Hernández-González
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Roberto Coronado-Zarco
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Vania Lucas-Tenorio
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Rafael Franco-Cendejas
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Luis Esau López-Jácome
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Rocío Carmen Vázquez-Juárez
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Jonathan J. Magaña
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Marlid Cruz-Ramos
- Programa de Investigadoras e investigadores por México del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), Instituto Nacional de Cancerología, Mexico City, Mexico
| | - Julio Granados
- Departamento de Nutrición Animal, Departamento de Inmunogenética, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Susana Hernández-Doño
- Departamento de Nutrición Animal, Departamento de Inmunogenética, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Diego Delgado-Saldivar
- Departamento de Nutrición Animal, Departamento de Inmunogenética, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Luis Ramos-Tavera
- Departamento de Nutrición Animal, Departamento de Inmunogenética, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Irma Coronado-Zarco
- Instituto Nacional de Perinatología Isidro Espinosa de los Reyes, Mexico City, Mexico
| | | | - José Francisco Muñoz-Valle
- Instituto de Investigación en Ciencias Biomédicas, Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara, Guadalajara, Mexico
| | - Carlos Pineda
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
| | - Gabriela Angélica Martínez-Nava
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
- *Correspondence: Alberto López-Reyes, ; Gabriela Angélica Martínez-Nava,
| | - Alberto López-Reyes
- Laboratorio de Gerociencias, Dirección General, Medicina de Rehabilitación, Laboratorio de Infectología, Departamento de Reconstrucción Articular, Laboratorio de Medicina Genómica, Laboratorio Facilitador, Instituto Nacional de Rehabilitación Luis Guillermo Ibarra Ibarra, Secretaría de Salud, Mexico City, Mexico
- *Correspondence: Alberto López-Reyes, ; Gabriela Angélica Martínez-Nava,
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