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PATHOPHYSIOLOGY OF CHIKUNGUNYA VIRUS INFECTION ASSOCIATED WITH FATAL OUTCOMES
Author
Souza, William M. de
Fumagalli, Marcilio J.
Lima, Shirlene T. S. de
Parise, Pierina L.
arvalho, Deyse C. M. C
Hernandez, Cristian
Jesus, Ronaldo de
Delafiori, Jeany
Candido, Darlan S.
Carregari, Victor C.
Muraro, Stefanie P.
Souza, Gabriela F.
Mello, Leda M. Simões
Claro, Ingra M.
Díaz, Yamilka
Kato, Rodrigo B.
Trentin, Lucas N.
Costa, Clauber H. S.
Maximo, Ana Carolina B. M.
Cavalcante, Karene F.
Fiuza, Tayna S.
Viana, Vânia A. F.
Melo, Maria Elisabeth L.
Ferraz, Clarissa P. M.
Silva, Débora B.
Duarte, Larissa M. F.
Barbosa, Priscilla P.
Amorim, Mariene R.
Judice, Carla C.
Teixeira, Daniel A. Toledo
Ramundo, Mariana S.
Aguilar, Patricia V.
Araújo, Emerson L. L.
Costa, Fabio T. M.
Silva, Thiago Cerqueira
Khouri, Ricardo
Boaventura, Viviane S.
Figueiredo, Luiz Tadeu M.
Fang, Rong
Moreno, Brechla
López-Vergès, Sandra
Mello, Liana Perdigão
Skaf, Munir S.
Catharino, Rodrigo R.
Granja, Fabiana
Souza, Daniel Martins de
Plante, Jessica A.
Plante, Kenneth S.
Sabino, Ester C.
Diamond, Michael S.
Eugenin, Eliseo
Proença-Módena, José Luiz
Faria, Nuno R.
Weaver, Scott C.
Fumagalli, Marcilio J.
Lima, Shirlene T. S. de
Parise, Pierina L.
arvalho, Deyse C. M. C
Hernandez, Cristian
Jesus, Ronaldo de
Delafiori, Jeany
Candido, Darlan S.
Carregari, Victor C.
Muraro, Stefanie P.
Souza, Gabriela F.
Mello, Leda M. Simões
Claro, Ingra M.
Díaz, Yamilka
Kato, Rodrigo B.
Trentin, Lucas N.
Costa, Clauber H. S.
Maximo, Ana Carolina B. M.
Cavalcante, Karene F.
Fiuza, Tayna S.
Viana, Vânia A. F.
Melo, Maria Elisabeth L.
Ferraz, Clarissa P. M.
Silva, Débora B.
Duarte, Larissa M. F.
Barbosa, Priscilla P.
Amorim, Mariene R.
Judice, Carla C.
Teixeira, Daniel A. Toledo
Ramundo, Mariana S.
Aguilar, Patricia V.
Araújo, Emerson L. L.
Costa, Fabio T. M.
Silva, Thiago Cerqueira
Khouri, Ricardo
Boaventura, Viviane S.
Figueiredo, Luiz Tadeu M.
Fang, Rong
Moreno, Brechla
López-Vergès, Sandra
Mello, Liana Perdigão
Skaf, Munir S.
Catharino, Rodrigo R.
Granja, Fabiana
Souza, Daniel Martins de
Plante, Jessica A.
Plante, Kenneth S.
Sabino, Ester C.
Diamond, Michael S.
Eugenin, Eliseo
Proença-Módena, José Luiz
Faria, Nuno R.
Weaver, Scott C.
Affilliation
Department of Microbiology, Immunology and Molecular Genetics. University of Kentucky. College of Medicine. Lexington, KY, USA / Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / World Reference Center for Emerging Viruses and Arboviruses. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / Global Virus Network. Baltimore, MD, USA.
Laboratory of Molecular Immunology. The Rockefeller University. New York, NY, USA.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil / Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil / Department of Pathology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / Universidade Federal da Paraíba. Centro de Biotecnologia. Laboratório de Imunobiotecnologia. João Pessoa, PB, Brasil.
Department of Neurobiology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública. Brasília, DF, Brasil / Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Laboratório de Biomarcadores Innovare. Campinas, SP, Brasil.
MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis. Department of Infectious Disease Epidemiology. School of Public Health. Imperial College London. London, UK / Department of Zoology. University of Oxford. Oxford, UK / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Bioquímica e Biologia Tecidual. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis. Department of Infectious Disease Epidemiology. School of Public Health. Imperial College London. London, UK / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias. São Paulo, SP, Brasil.
Department of Research in Virology and Biotechnology. Gorgas Memorial Institute of Health Studies, Panama.
Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública. Brasília, DF, Brasil / Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Química e Centro de Computação em Engenharia e Ciências. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Química e Centro de Computação em Engenharia e Ciências. Campinas, SP, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil / Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Programa de Pós-graduação em Bioinformática, Instituto Metrópole Digital. Natal, RN, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Laboratório de Doenças Tropicais. Campinas. São Paulo, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias. São Paulo, SP, Brasil.
Department of Pathology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / Center for Tropical Diseases. Institute for Human Infection and Immunity. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Ministério da Saúde. Secretaria de Atenção Primaria a Saúde. Departamento de Gestão ao cuidado Integral. Coordenação Geral de Atenção as Doenças Transmissíveis na Atenção Primaria. Brasília, DF, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Laboratório de Doenças Tropicais. Campinas. São Paulo, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Medicina, Salvador, BA, Brasil / Fundacãoo Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Muniz. Laboratório de Medicina e Saúde Pública de Precisão, Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Medicina, Salvador, BA, Brasil / Fundacãoo Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Muniz. Laboratório de Medicina e Saúde Pública de Precisão, Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Medicina, Salvador, BA, Brasil / Fundacãoo Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Muniz. Laboratório de Medicina e Saúde Pública de Precisão, Salvador, BA, Brasil / Santa Casa de Misericórdia da Bahia. Hospital Santa Izabel. Serviço de Otorrinolaringologia. Salvador, BA, Brasil.
Universidade de São Paulo. Centro de Pesquisa em Virologia, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, SP, Brasil.
Department of Pathology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Department of Research in Virology and Biotechnology. Gorgas Memorial Institute of Health Studies, Panama.
Department of Research in Virology and Biotechnology. Gorgas Memorial Institute of Health Studies, Panama / Sistema Nacional de Investigacio n from SENACYT. Panama, Panama.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Química e Centro de Computação em Engenharia e Ciências. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Laboratório de Biomarcadores Innovare. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil / Universidade Federal de Roraima. Centro de Pesquisa em Biodiversidade. Boa Vista, RO, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Bioquímica e Biologia Tecidual. Campinas, SP, Brasil / Instituto D’Or de Pesquisa e Educação. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de Campinas. Cluster de Pesquisa em Medicina Experimental. Campinas, São Paulo, Brasil.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / World Reference Center for Emerging Viruses and Arboviruses. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / World Reference Center for Emerging Viruses and Arboviruses. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias. São Paulo, SP, Brasil.
Departments of Medicine, Molecular Microbiology, Pathology & Immunology. Washington University School of Medicine. Saint Louis, MO, USA.
Department of Neurobiology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis. Department of Infectious Disease Epidemiology. School of Public Health. Imperial College London. London, UK / Department of Zoology. University of Oxford. Oxford, UK / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / World Reference Center for Emerging Viruses and Arboviruses. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / Institute for Human Infection and Immunity. University of Texas Medical Branch. Galveston. TX, USA.
Laboratory of Molecular Immunology. The Rockefeller University. New York, NY, USA.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil / Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil / Department of Pathology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / Universidade Federal da Paraíba. Centro de Biotecnologia. Laboratório de Imunobiotecnologia. João Pessoa, PB, Brasil.
Department of Neurobiology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública. Brasília, DF, Brasil / Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Laboratório de Biomarcadores Innovare. Campinas, SP, Brasil.
MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis. Department of Infectious Disease Epidemiology. School of Public Health. Imperial College London. London, UK / Department of Zoology. University of Oxford. Oxford, UK / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Bioquímica e Biologia Tecidual. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis. Department of Infectious Disease Epidemiology. School of Public Health. Imperial College London. London, UK / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias. São Paulo, SP, Brasil.
Department of Research in Virology and Biotechnology. Gorgas Memorial Institute of Health Studies, Panama.
Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Coordenação Geral dos Laboratórios de Saúde Pública. Brasília, DF, Brasil / Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Química e Centro de Computação em Engenharia e Ciências. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Química e Centro de Computação em Engenharia e Ciências. Campinas, SP, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil / Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Programa de Pós-graduação em Bioinformática, Instituto Metrópole Digital. Natal, RN, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Laboratório de Doenças Tropicais. Campinas. São Paulo, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias. São Paulo, SP, Brasil.
Department of Pathology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / Center for Tropical Diseases. Institute for Human Infection and Immunity. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Ministério da Saúde. Secretaria de Atenção Primaria a Saúde. Departamento de Gestão ao cuidado Integral. Coordenação Geral de Atenção as Doenças Transmissíveis na Atenção Primaria. Brasília, DF, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Laboratório de Doenças Tropicais. Campinas. São Paulo, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Medicina, Salvador, BA, Brasil / Fundacãoo Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Muniz. Laboratório de Medicina e Saúde Pública de Precisão, Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Medicina, Salvador, BA, Brasil / Fundacãoo Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Muniz. Laboratório de Medicina e Saúde Pública de Precisão, Salvador, BA, Brasil.
Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Medicina, Salvador, BA, Brasil / Fundacãoo Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Muniz. Laboratório de Medicina e Saúde Pública de Precisão, Salvador, BA, Brasil / Santa Casa de Misericórdia da Bahia. Hospital Santa Izabel. Serviço de Otorrinolaringologia. Salvador, BA, Brasil.
Universidade de São Paulo. Centro de Pesquisa em Virologia, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto, SP, Brasil.
Department of Pathology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Department of Research in Virology and Biotechnology. Gorgas Memorial Institute of Health Studies, Panama.
Department of Research in Virology and Biotechnology. Gorgas Memorial Institute of Health Studies, Panama / Sistema Nacional de Investigacio n from SENACYT. Panama, Panama.
Laboratório Central de Saúde Pública do Ceará. Fortaleza, CE, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Química e Centro de Computação em Engenharia e Ciências. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Laboratório de Biomarcadores Innovare. Campinas, SP, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil / Universidade Federal de Roraima. Centro de Pesquisa em Biodiversidade. Boa Vista, RO, Brasil.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Bioquímica e Biologia Tecidual. Campinas, SP, Brasil / Instituto D’Or de Pesquisa e Educação. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de Campinas. Cluster de Pesquisa em Medicina Experimental. Campinas, São Paulo, Brasil.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / World Reference Center for Emerging Viruses and Arboviruses. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / World Reference Center for Emerging Viruses and Arboviruses. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Departamento de Moléstias Infecciosas e Parasitárias. São Paulo, SP, Brasil.
Departments of Medicine, Molecular Microbiology, Pathology & Immunology. Washington University School of Medicine. Saint Louis, MO, USA.
Department of Neurobiology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA.
Universidade de Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Vírus Emergentes, Microbiologia e Imunologia. Campinas, SP, Brasil.
MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis. Department of Infectious Disease Epidemiology. School of Public Health. Imperial College London. London, UK / Department of Zoology. University of Oxford. Oxford, UK / Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Instituto de Medicina Tropical. São Paulo, SP, Brasil.
Department of Microbiology and Immunology. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / World Reference Center for Emerging Viruses and Arboviruses. University of Texas Medical Branch. Galveston, TX, USA / Institute for Human Infection and Immunity. University of Texas Medical Branch. Galveston. TX, USA.
Abstract
Chikungunya virus (CHIKV) is a mosquito-borne alphavirus that causes acute, subacute, and chronic human arthritogenic diseases and, in rare instances, can lead to neurological complications and death. Here, we combined epidemiological, virological, histopathological, cytokine, molecular dynamics, metabolomic, proteomic, and genomic analyses to investigate viral and host factors that contribute to chikungunya-associated (CHIK) death. Our results indicate that CHIK deaths are associated with multi-organ infection, central nervous system damage, and elevated serum levels of pro-inflammatory cytokines and chemokines compared with survivors. The histopathologic, metabolite, and proteomic signatures of CHIK deaths reveal hemodynamic disorders and dysregulated immune responses. The CHIKV East-Central-South-African lineage infecting our study population causes both fatal and survival cases. Additionally, CHIKV infection impairs the integrity of the blood-brain barrier, as evidenced by an increase in permeability and altered tight junction protein expression. Overall, our findings improve the understanding of CHIK pathophysiology and the causes of fatal infections.
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