Lasp-HIV1-restool: desenvolvimento de uma ferramenta de bioinformática para análise de resistência do HIV-1 aos antirretrovirais

Abstract

As terapias antirretrovirais (TARV) trouxeram um grande benefício para os pacientes infectados pelo HIV, porém não conseguem impedir totalmente o surgimento de formas virais resistentes, causadas principalmente pela elevada taxa mutacional do vírus. O desenvolvimento de resistência do HIV aos antirretrovirais é um fator limitante para o sucesso da TARV. Os portadores de vírus resistentes, além de não responderem adequadamente ao tratamento, podem também transmitir estes vírus mutantes, representando grave problema de saúde pública. O acúmulo de mutações de resistência aos antirretrovirais representa um desafio importante na melhoria do tratamento de pacientes com vírus multirresistentes. Atualmente, dois tipos de métodos estão estabelecidos para avaliação da resistência ou sensibilidade do HIV aos antirretrovirais: os testes fenotípicos e genotípicos de resistência. As análises de resistência do HIV aos antirretrovirais, avançaram muito nos últimos anos com o desenvolvimento dos algoritmos para avaliação de resistência. Atualmente, uma série de sistemas de interpretação de resistência fenotípica e genotípica do HIV aos antirretrovirais estão disponíveis na Internet. Estes sistemas identificam respectivamente os níveis de sensibilidade in vitro aos antirretrovirais e mutações associadas à resistência em sequêcias virais, e retornam o perfil de resistência do HIV, funcionando portanto, como importantes ferramentas para utilização em análises de resistência. No presente trabalho, foi desenvolvida uma ferramenta de bioinformática para análise de resistência do HIV-1 aos antirretrovirais, chamada de LASP-HIV1-ResTool. A ferramenta LASP-HIV1-ResTool é capaz de otimizar a análise de dados genômicos do HIV-1, é de fácil manuseio e está disponível no site da unidade de bioinformática do LASP/CPqGM/FIOCRUZ, Bioafrica e IOC/FIOCRUZ para domínio público. Esta ferramenta pode acessar um banco de dados com seqüências gênicas previamente armazenadas, extrair informações relativas à resistência aos antirretrovirais, comparar sequências de HIV-1 dos bancos de dados públicos, identificando mutações nos genes que codificam a transcriptase reversa e a protease e associar esses dados a resistência a cada antirretroviral utilizado nas terapias anti-HIV/AIDS. Adicionalmente, a ferramenta possibilita localizar sítios pós-traducionais e traçar um perfil de distribuição das sequências armazenadas no banco de dados local, tanto por resistência, quanto por sítios pós-traducionais, para servirem de parâmetro de comparação com as sequências iv submetidas pelos usuários da ferramenta. A ferramenta LASP-HIV1-ResTool apresenta uma tabela de quantidade e percentual de sequências brasileiras do HIV-1, dispostas por subtipo e outra tabela apresentando a quantidade e o percentual de seqüências das regiões Protease e Trasncriptase Reversa do HIV-1 armazenadas no Banco de Dados. Os usuários da ferramenta podem analisar sequências do banco de dados que compõe a ferramenta ou submeter suas próprias sequências de HIV-1 no formato FASTA. Durante o processamento das sequências, o sistema identifica a sequência através do número de acesso e localiza a posição inicial da sequência dentro da região gênica escolhida. Em seguida identifica a fase de leitura correta e realiza a conversão da sequência de nucleotídeos em sequência de aminoácidos. Inicia-se então o processo de localização de todas as mutações ocorridas, tanto na sequência de ácido nucléico como na sequência de aminoácido. O sistema então apresenta uma tabela apenas com as mutações que conferem a resistência do HIV-1 contra o antirretroviral. Além disso, exibe o grau de resistência de cada mutação e indica, ao final da tabela, se a amostra de HIV-1 submetida na análise é susceptível, apresenta resistência intermediária ou se é resistente ao antirretroviral. O sistema exibe dois gráficos que relacionam: a quantidade de sítios pós-traducionais em função do total de sequências submetidas e os padrões de resistência aos antirretrovirais (susceptível, intermediária e resistente) em função do total de sequências. Além de apresentar um gráfico de barras mostrando a quantidade de ocorrências de cada mutação de resistência no conjunto de sequências analisadas. A ferramenta LASP-HIV1-ResTool também gera uma página em formato XML contendo os dados das análises do usuário, que podem ser salvas em um arquivo. Os arquivos XML podem ser importados de outras ferramentas tais como: planilhas eletrônicas, programas de análise estatística e sistemas gerenciadores de bancos de dados. Para validação da aplicabilidade da ferramenta LASP-HIV1-ResTool foram utilizadas 111 amostras correspondentes a região gênica da protease e da transcriptase reversa derivadas da genotipagem da resistência do HIV-1 provenientes de pacientes infectados, que apresentavam falha virológica a TARV. Quando comparados os dados obtidos na ferramenta LASP-HIV1-ResTool com os dados obtidos através das análises realizadas com a ferramenta de Stanford, pode-se observar a similaridade entre os resultado. Por outro lado, pode-se observar diferenças entre os resultados das análises realizadas com a ferramenta LASP-HIV1-ResTool quando comparados com a ferramenta o sistema RENAGENO.