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CARACTERIZAÇÃO GENÔMICA PROVIRAL, CLÍNICA E EPIDEMIOLÓGICA DA INFECÇÃO PELO LINFOTRÓPICO DE CÉLULAS T DO TIPO 1 (HTLV-1)
Epidemiologia molecular do HTLV-1
Genoma completo
HTLV-1 molecular epidemiology
Complete genome
Araújo, Thessika Hialla Almeida | Fecha del documento:
2016
Director
Co-director
Miembros de la junta
Afiliación
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil
Resumen en portugues
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
Resumen en ingles
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.
Palabras clave en portugues
Vírus Linfotrópico de Células T Humanas tipo 1Epidemiologia molecular do HTLV-1
Genoma completo
Palabras clave en ingles
Human T-Cell Lymphotropic Virus Type 1HTLV-1 molecular epidemiology
Complete genome
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