Análise da expressão do retrovírus endógeno humano da família K (Hml-2), e da expressão de mirnas em indivíduos infectados pelo vírus da imunodeficiência humana tipo 1

Abstract

Introduction: Human Endogenous Retroviruses (HERVs) are able to modify our genetic material, because of that there are mechanisms that prevent new integrations of these elements in our genome. Studies have shown that individuals infected with Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) have an increase in the HERV-K expression of the HML-2 subfamily, but the significance of this increase is unknown. Objectives: To evaluate the HERV-K (HML-2) expression in HIV-1 infected individuals and to investigate their possible correlation with the stage of infection. Search for miRNAs that align directly to the HERV-K genome, and cellular miRNAs that may be involved with the progression of HIV-1 infection. In addition to analyzing the expression of APOBEC3 and the action of A3G and A3F enzymes into HERV-K genome. Methodology: Performed the quantification of HERV-K (HML-2) and APOBEC3 genes. For analysis of the A3F and A3G action it was quantified the G/A hypermutations presents in the HERV-K genome. The sequenced miRNAs were analyzed using the DeSeq2 package. Results: It was observed an increase in the HERV-K (HML-2) expression in HIV-1 infected individuals, having no correlation of its expression with HIV-1 viral load, CD4+ T cell count or antiretroviral treatment. The groups with the highest HERV-K expression were those with the highest A3F expression, but there was no relation between the amount of hypermutations found in the HERV-K genome with the A3F and/or A3G expression or with the disease progression. It was not identified miRNAs that directly aligned into HERV-K genome, but it was observed that the expression of the host miRNAs allows to differentiate the individuals according to the stage of the infection. It was also observed a possible association between the miR-181a-5p expression and the host´s activation/inflammation, and of miR-150, miR-191 and miR-196a with disease progression. Conclusion: Our results confirm that the HML-2 expression is not related to any HIV-1 infection markers. In addition, it was observed a group of miRNAs that could be used to predict the progression of the disease, as well as the suggestion of using the miR-181a-5p and miR-196a-5p as markers of activation/inflammation and the rate of disease progression, respectively.

RESUMO Introdução: Os Retrovírus Endógenos Humanos (HERVs) podem modificar nosso material genético, por isto há mecanismos que evitam novas integrações desses elementos no nosso genoma. Estudos demonstram que indivíduos infectados pelo Vírus da Imunodeficiência Humana tipo 1 (HIV-1) possuem um aumento na expressão do HERV-K da subfamília HML-2, porém não se sabe o significado deste aumento. Objetivos: Avaliar a expressão do HERV-K (HML-2) em indivíduos infectados pelo HIV-1 e pesquisar sua possível correlação com o estágio da infecção. Pesquisar miRNAs que se alinhem diretamente ao genoma do HERV-K, e miRNAs celulares que possam estar envolvidos com a progressão da infecção pelo HIV-1. Além de analisar a expressão da APOBEC3 e a ação das enzimas A3G e A3F no genoma do HERV-K. Metodologia: Feita a quantificação por metodologia em Tempo Real dos genes do HML-2 e da APOBEC3. Para análise da ação da A3F e A3G foi feita a quantificação das hipermutações G/A encontradas no genoma do HERV-K. Os miRNAs foram sequenciados e analisados utilizando o pacote DeSeq2. Resultados: Observado aumento na expressão do HERV-K (HML-2) nos indivíduos infectados pelo HIV-1, não havendo correlação com a carga viral do HIV-1, contagem do LT CD4+ ou com o uso do tratamento antiretroviral. Os grupos com as maiores expressões do HERV-K foram os que tiveram as maiores expressão da A3F, porém não foi observada nenhuma relação entre a quantidade de hipermutações encontradas no genoma do HERV-K com a expressão das A3F e/ou A3G ou com o estágio da infecção. Não foi identificado nenhum miRNA que se alinhasse de forma direta ao genoma do HERV-K, porém foi observado que a expressão dos miRNAs permite diferenciar os indivíduos de acordo com o estágio da infecção, além de ter sido observada uma possível associação entre a expressão do miR-181a-5p com a taxa de ativação/inflamação do hospedeiro; e dos miR-150, miR- 191 e miR-196a-5p com a progressão da doença. Conclusões: Nossos resultados confirmar que a expressão do HML-2 não está relacionada a nenhum marcador da infecção pelo HIV-1. Além disso, foi identificado um grupo de miRNAs que poderiam ser utilizados para predizer a progressão da doença, além da sugestão do uso dos miR-181a-5p e miR-196a-5p como marcadores da ativação/inflamação e da velocidade de progressão da doença, respectivamente.