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Title: Caracterização genômica proviral, clínica e epidemiológica da infecção pelo linfotrópico de células T do tipo 1 (HTLV-1)
Advisor: Alcantara, Luiz Carlos Júnior
Members of the board: Zanette, Dalila Lucíola
Vicente, Ana Carolina Paulo
Siqueira, Isadora Cristina de
Authors: Araújo, Thessika Hialla Almeida
Coadvisor: Mascarenhas, Aline Miranda
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Abstract: O vírus linfotrópico de células T humanas tipo 1 foi o primeiro retrovírus humano isolado em 1980. Este agente etiológico está associado principalmente à paraparesia espástica tropical/mielopatia associada ao HTLV (TSP/HAM), à Leucemia/Linfoma de células T do Adulto (ATL) e à dermatite infecciosa associada ao HTLV-1 (DIH). Estima-se que 5 a 10 milhões de indivíduos estejam infectados pelo HTLV-1 em todo o mundo. Apesar da importância clínica e epidemiológica do HTLV-1, há um número limitado de genomas completos disponíveis, cerca de 0,12 genomas completos por 10.000 indivíduos infectados, somado à falta de estudos relacionados às sequências (totais e parciais) disponíveis nos bancos de dados públicos. Deste modo, este estudo foi dividido em três etapas: a primeira refere-se à avaliação do perfil e das informações disponíveis nas sequências publicadas mundialmente. Entre as sequências publicadas, 93% apresentaram informação sobre origem geográfica e apenas 39% informação sobre os perfis clínicos. Ficou clara a escassez destas informações, que são importantes para trabalhos envolvendo a diversidade viral, estudos clínicos e epidemiológicos. Estes resultados direcionaram a realização das etapas seguintes: (i) o desenvolvimento de um protocolo no formato de capítulo de livro, que ensina de forma didática os pesquisadores interessados nos estudos relacionados à epidemiologia molecular e genotipagem do HTLV-1, a ferramenta HTLV-1 Subtyping Tool e o HTLV-1 Molecular Epidemiology Database foram abordados neste capítulo. (ii) Na última etapa, foram gerados 31 genomas completos provenientes de indivíduos com diferentes perfis clínicos através da plataforma de sequenciamento Ion Torrent. Essas sequências foram montadas e analisadas, sendo todas pertencentes ao subtipo Cosmopolita, subgrupo transcontinental e na análise da distância genética, as sequências apresentaram uma baixa diversidade intra e intergrupos. Posteriormente, utilizamos o programa Geneious R6 para avaliar a região promotora viral quanto à identificação de sítios de ligação de fatores de transcrição. Identificamos duas mutações que levaram a perda do sítio de ligação do fator Sp1. O mesmo programa foi utilizado para identificar variantes nas regiões codificantes do genoma. Não foram encontradas associações entre as variantes e os diferentes perfis clínicos dos pacientes (TSP/HAM, DIH, ATL, Assintomáticos). A análise físico-química demostrou que uma mutação nos genes env e gag, resultou em sequências proteicas (gp46 e p19) com menor antigenicidade. Em contrapartida, uma mutação no gene gag resultou em uma maior antigenicidade em p24. Em relação a análise das modificações póstraducionais, identificou-se que pequeno número de mutações relacionadas a criação e/ou perda de sítios nos diferentes perfis clínicos, sem associação entre eles. Em uma segunda fase do estudo, buscamos as mutações encontradas nas sequências geradas, em sequências previamente publicadas no Genbank, corroborando com os dados anteriores, os resultados não mostraram significância estatística. Este estudo contribuiu para o aumento do número de genomas completos disponíveis. Além disso, para investigar melhor a contribuição das mutações do HTLV- 1 para o desfecho da doença é necessário avaliar a interação do genoma viral e as características do hospedeiro humano
Abstract: The Human T-Cell Lymphotropic Virus Type 1 (HTLV-1) is the first human retrovirus isolated in 1980 and is associated with several etiologies as TSP/HAM (Tropical Spastic Paraparesis/HTLV- 1-Associated Myelopathy), ATL (Adult T-cell leukemia/lymphoma) and HID (HTLV-1 associated infective dermatitis). It is estimated that approximately 5 to 10 million people are infected with HTLV- 1 and this infection is worldwide distributed. Despite the clinical and epidemiological importance of HTLV-1 infection, there is a limitation of number of complete genomes available, about 0.12 complete genomes per 10,000 infected individuals and few studies related to the sequences (total and partial) available in the public databases. This study was performed in three stages: the first one refers to the analysis of pattern and characterization about information associated to sequences published worldwide. Among all HTLV-1 available sequences, 93% of them have information about geographic origin, and only 39% are associated to information about the clinical status of host infected individuals: 29% of them were originated from individuals with TSP/HAM and 67,8% were generated from asymptomatic individuals. The relative scarcity of data of available sequences, may affect the studies involving viral diversity, clinical and epidemiological investigations. These results led to the following steps: (i) the development of a protocol in the book chapter format, which teaches didactically the researchers interested in studies related to the molecular epidemiology and genotyping of HTLV-1, the HTLV-1 tool Subtyping Tool and the HTLV- 1 Molecular Epidemiology Database have been covered in this chapter. (ii) At the third stage, were generated and characterized 31 HTLV-1 complete genomes sequences derived from individuals with different clinical status through the Ion Torrent sequencing platform. These sequences were assembled and analyzed. All the sequences were genotyped as Cosmopolitan subtype, Transcontinental subgroup. The genetic distance, showed low intragroup and intergroup diversity. The Geneious R6 software was used to analyze the non-coding region (LTR) to identify the transcriptions factors binding sites. Our analyses demonstrated that two LTR mutations were able to abolish the binding of Sp1 (transcription factor). The same software was used to identify the variants at genome coding regions. No statistical relationship between variants and different clinical profiles (TSP/HAM, HID, ATL, Asymptomatic) were detected. The physico-chemical analysis showed that one mutation at env and gag genes was able to decrease the antigenicity while other mutation at gag gene (p24) was able to increase the antigenicity. The post-translational modification analysis demonstrated a low frequency of mutations associated with the creation or abrogation of these sites in different clinical profiles, with no statistical association. In a second phase of the study, we search the mutations found in the sequences generated in sequences previously published in Genbank, corroborating previous data, there was no statistical significance. This study contributed to increase of HTLV-1 complete genomes in world. Furthermore, to investigate better the contribution of HTLV-1 mutations for the disease outcome it is necessary evaluate the interaction of the viral genome and characteristics of the human host.
Keywords: Human T-Cell Lymphotropic Virus Type 1,
HTLV-1 molecular epidemiology
Complete genome
keywords: Vírus Linfotrópico de Células T Humanas tipo 1
Epidemiologia molecular do HTLV-1
Genoma completo
Issue Date: 2016
Citation: ARAÚJO, T. H. A. Caracterização genômica proviral, clínica e epidemiológica da infecção pelo linfotrópico de células T do tipo 1 (HTLV-1). 2016. 108 f. ils. Tese(Doutorado em Patologia) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Gonçalo Moniz, 2016.
Date of defense: 2016-11-28
Place of defense: Salvador/Ba
Department: Coordenação de Ensino
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz
Program: Pós-Graduação em Biotecnologia em Saúde e Medicina Investigativa
Copyright: open access
Appears in Collections:BA - IGM - Teses de Doutorado

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