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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/35889
CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR E BIOLÓGICA DE ISOLADOS DO SUBTIPO C DE HIV-1 CIRCULANTES NO BRASIL
Monteiro, Joana Paixão | Date Issued:
2006
Author
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A grande variabilidade genética do HIV-1 se reflete na emergência de partículas virais com características antigênicas e comportamentos biológicos variados, que se constituem como os principais obstáculos para o controle da infecção pelo sistema imune do hospedeiro e para o desenvolvimento de terapias e vacinas. Entre as diversas formas genéticas de HIV, o subtipo C é atualmente a mais disseminada mundialmente, contribuindo com cerca de 56% de todas as infecções, o que sugere que este subtipo pode apresentar características peculiares quanto à capacidade de transmissão. O subtipo C é responsável por cerca de 50% das infecções recentes no sul do Brasil, entretanto, a caracterização dos subtipos não-B no país é ainda muito limitada. O presente estudo teve como objetivo a caracterização biológica e molecular de cepas do subtipo C circulantes no sul do Brasil. Para tanto, 22 amostras de sangue de indivíduos infectados pelo HIV-1 da cidade de Porto Alegre foram processadas. Isolados virais foram obtidos através do co-cultivo com PBMCs de doadores normais. O subtipo foi determinado através do sequenciamento dos genes gag e env. Estas seqüências foram comparadas com seqüências de diferentes origens dos subtipos B, C e F através de métodos filogenéticos. Propriedades fenotípicas de cinco isolados do subtipo C e de dois recombinantes C/B foram investigadas. Para investigar a capacidade de infectar macrófagos e de formar sincícios em células de linhagem T CD4+, estas células foram expostas aos sobrenadantes positivos para HIV-1. Para avaliar o uso preferencial do receptor de quimiocina, células U87 foram expostas aos sobrenadantes infecciosos Entre as 22 amostras, 8 foram classificadas como subtipo B (36,4%), 6 foram classificadas como subtipo C (27,3%), 1 foi classificada como subtipo F (4,5%), 6 foram classificadas como subtipo C em gag e como subtipo B em env (27,3%) e 1 foi classificada como subtipo B em gag e como subtipo F em env. As seqüências do subtipo C formaram um único grupo monofilético e apresentaram 6 e 18 assinaturas de aminoácidos características em gag e em env, respectivamente. Três padrões distintos de recombinação entre os subtipos B e C foram observados. Todos os 7 isolados virais testados foram capazes de se replicar em macrófagos. Dos cinco isolados do subtipo C, 4 utilizaram exclusivamente o correceptor CCR5 e foram não-indutores de sincícios, enquanto 1 isolado deste subtipo foi capaz de utilizar alternativamente o receptor CXCR4 e de induzir sincícios em células de linhagem. Os isolados recombinantes C/B foram capazes de utilizar ambos os receptores e de induzir sincícios. A região V3 das seqüências do subtipo C foi cerca de 3 vezes mais conservada do que a das seqüências do subtipo B. Os resultados sugerem que os vírus do subtipo C circulantes no Brasil são resultantes de uma introdução única e recente no país e que eventos locais de recombinação entre os subtipos B e C estão ocorrendo em elevadas taxas há mais de 10 anos. O estudo de caracterização biológica confirma a hipótese de que o subtipo C é distinto dos demais quanto à evolução da utilização do correceptor.
Abstract
The high level of genetic diversity of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is responsible for the emergence of viral strains with different biological properties. Such feature has been a major obstacle in the development of a globally useful vaccine for AIDS and treatment strategies. Among the genetic forms of HIV-1, the subtype C is the most prevalent, accounting for 56% of infections worldwide. This figure suggests that this subtype may present particular features in its spreading ability. The subtype C is responsible for nearly 40% of new infections in the South of Brazil, however, the characterization of non-B subtypes in the country is very limited. Thus, we aimed to investigate the genetic and biological diversity of HIV-1 subtype C strains circulating in Brazil. On this purpose, 22 blood samples from HIV-1-infected individuals from Porto Alegre were processed. Viral isolates were obtained using the co-culture method, as recommended by World Health Organization. The subtype was determined by sequencing gag and env genes. The sequences were compared with others subtypes B, C and F strains from different countries using phylogenetic methods. Phenotypic characteristics of five subtype C isolates and two C/B recombinants were investigated. To evaluate the virus ability to infect macrophages and to form syncytium in CD4+ T cell lines, these cells were exposed to HIV-1 positive supernatants. To investigate the coreceptor usage, U87 cells were exposed to infectious supernatants. Out of 22 samples, we observed six subtype C (27.3%), eight subtype B (36.4%), one subtype F (4.5%), six C/B recombinant (27.3%) and one B/F recombinant (4.5%) samples. Subtype C sequences from Brazil formed a unique phylogenetic group and presented 6 and 18 specific amino acid signatures in gag and env,
respectively. Three distinct patterns of C/B recombinants were observed. All tested isolates were able to replicate in macrophages. Among 5 subtype C isolates, 4 used only CCR5 as coreceptor and were non-syncytium-inducing viruses, while the other subtype C isolate was also able to use the CXCR4 receptor and to induce syncytium. The C/B recombinants used both coreceptors and were syncytium-inducing viruses. The V3 region of subtype C sequences was 3 times more conserved than the V3 region of subtype B sequences. These findings suggest that subtype C viruses circulating in Brazil are the result of a unique and recent introduction into the country.
Recombination events between subtypes B and C are occurring in elevated rates for more than 10 years in the South region of Brazil. Biological characterization confirms the hypothesis that subtype C is distinct from the others in the evolution of coreceptor utilization.
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