Evolution of Hepatitis C virus in patients with post-transplant recurrence\nBackground\nHepatitis C is a massive problem worldwide; it is estimated that there are 170 million people chronically infected. Liver transplantation is the treatment of choice for patients who have reached end-stage cirrhosis or developed liver cancer. Currently, HCV infection is the most frequent indication for liver transplant.\nRecurrent hepatitis C is virtually universal after liver transplantation; however, an individual patient's clinical course and disease burden are highly variable and difficult to predict. Different viral and host factors that may influence the severity of recurrence have been described; however, the involvement of these factors on the outcome is a controversial issue. Aiim\nTo characterize the implication of liver transplantation in viral evolution of different HCV regions and correlate the evolutionary patterns with the severity of recurrence. Pattiientts and metthods\nThe evolution of NS5B, E2 and Core regions were characterized by sequencing technique followed by phylogenetic analysis in nine HCV chronically infected patients undergoing transplantation (5 of which were HIV co-infected). Thirty-one plasma samples were analyzed (1 to 2 prior to transplantation samples 1 to 3 post transplant samples).\nThe analyzed samples extended over a period of 19,4?10,5 months. HCV recurrence was severe in 5 cases, moderate in the remaining 4 patients and occurred at 4,74?4,87 post transplant months.\nIn two patients viral populations were analyzed by cloning and sequencing of pre and post transplant samples. Resulltts\nHCV genotypes distribution in the cohort was: sg1a 33.3% (n=3), sg1b 44.4% (n=4), sg3a 22.2% (n=2). Substitutions in the NS5b, E2 and Core regions were 2.56 ± 3.05, 15.67 ± 17.25 and 3.71 ± 2.21 substitutions/ patient respectively. Moreover, the synonymous and nonsynonymous substitutions ratio in the NS5B, E2 and Core regions were 0.09 ± 0.25, 0.92 ± 0.83 and 1.17 ± 1.47 respectively.\nIn E2 region a relationship between the substitutions and the time elapsed among samples was observed, consistent with a sequential and cumulative pattern of substitutions.\nPre- and post-transplant viral populations, characterized in two patients, showed a different evolutionary pattern. In one case, no significant differences in diversity and complexity were observed, suggesting that the transplant would not affect viral evolution.\n2\nWhile, in the other case, an effect of "bottleneck", in which post transplantation populations showed less diversity and complexity than that observed in the sample pretransplant, was observed. Diiscussiion\nThe even distribution of genotypes between our cohort and those described in the general population, suggests that this would not be an exclusive and decisive factor that may lead to the need to undergo a transplant.\nThe characterization of viral evolution in the context of liver transplantation provides a fascinating paradigm to explore the complex selection pressures, that underlies the virus-host interaction.\nThe characterized viral regions showed different degrees of nucleotide variability (E2> Core> NS5B), closely related with the biological role that plays in protein biology of the virus.\nThe NS5B region showed a high degree of conservation probably associated with the enzyme protein activity.\nThe E2 region showed an evolutionary pattern of sequential and cumulative substitutions, in tune with the selection and the escape of the immune response, reflecting a constant mechanism of adaptation of the virus to the host.\nFinally, the Core region evolution hinges on a finely poised and complex interplay between the negative selections due to its functional features and the positive selection due to its antigenic properties.\nThe nucleotide sequences of the different regions of each patient, except in one case, grouped in high bootstrap clusters; suggesting that in most of the cases, liver transplantation did not change significantly the quasiespecies balance in such a way that modify the consensus sequence.\nHowever, in E2 region analysis, significantly supported internal groups, where pre and post transplant sequences were separated, were observed in three of seven patients, in which more than 2 samples were analyzed. This result suggests that the transplant might involve selection of a minority population greater adaptation to post-transplant stage.\nThe characterization of viral populations before and after transplantation, performed in two patients, showed different patterns of evolution. In one case, no significant differences in diversity and complexity were observed, suggesting that the transplant would not affect viral evolution. While in the other case an effect of "bottleneck", in which transplantation populations exhibited diversity and complexity lower than that observed in the pre-transplant sample was verified.\n3\nThe implication of liver transplantation in the evolution of HCV is a controversial issue. Some studies suggest that after transplantation, in the absence of effective immune pressure due to immunosuppression, viral population becomes more homogeneous. Pointing out that pretransplant viral diversity is reduced as a result of the "bottleneck" involving transplantation, resulting in a selective pressure of viral variant that best fits to post-transplant stage.\nContrary to the "bottleneck? stage", other studies have described that several HCV lineages are transmitted during the liver transplant, without a significant decrease in viral genetic diversity.\nThe post-transplant recurrence of HCV infection is virtually universal and happens in the vast majority of patients. Nonetheless, the severity of post transplant recurrence is not associated particularly to a specific viral subgenotype and/or HIV coinfection, and seems to be a multifactorial event where in addition to viral factors, host factors as age, ethnicity and immune status of the patient are probably involved.Fil: Viaut Piedrabuena, Marcela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaCaracterización de la evolución del virus de la Hepatitis C en la recurrencia postrasplante\nIntroducción\nSe estima que en el mundo hay 170 millones de individuos infectados crónicamente por el virus de la hepatitis C (HCV). El trasplante hepático constituye la opción terapéutica de elección para aquellos pacientes que han llegado a estadios terminales de cirrosis o que han desarrollado hepatocarcinoma. En la actualidad la infección por HCV constituye la causa más frecuente para la indicación de trasplante.\nLa recurrencia postrasplante de la infección viral es prácticamente universal; ocurre en forma inmediata tras la cirugía y se asocia con incrementos significativos de la viremia. Sin embargo, la severidad de la recurrencia es variable.\nHan sido descriptos diferentes factores virales y del hospedador que pueden influir en la severidad de la recurrencia; sin embargo, no existe evidencia concluyente sobre la importancia de cada uno de ellos. Objjettiivo\nCaracterizar la implicancia del trasplante hepático en la evolución viral de diferentes regiones del HCV y correlacionar la evolución viral con la severidad de la recurrencia. Paciienttes y méttodos\nSe caracterizó, mediante técnica de secuenciación y análisis filogenético, la evolución de las regiones NS5B, E2 y Core en nueve pacientes infectados crónicamente con HCV (5 de ellos coinfectados con HIV) sometidos a trasplante hepático. Se analizaron 31 muestras de plasma (1 a 2 muestras previas al trasplante y 1 a 3 muestras posteriores al trasplante). Las muestras analizadas abarcaron un periodo de tiempo de 19,4?10,5 meses. La recurrencia de la infección fue severa en 5 casos, moderada en los restantes 4 pacientes y ocurrió a los 4,74?4,87 meses postrasplante. En dos casos se analizó, mediante técnica de clonado y secuenciación, las poblaciones presentes previas y posteriores al trasplante. Resullttados\nLa distribución de subgenotipos en la cohorte analizada fue: sg1a 33.3% (n=3), sg1b 44.4% (n=4), sg3a 22.2% (n=2). El número de sustituciones en las regiones NS5b, E2 y Core durante el seguimiento de los pacientes fue 2,56±3,05, 15,67±17,25 y 3,71±2,21 sustituciones/paciente respectivamente. Asimismo, la relación entre sustituciones sinónimas y no sinónimas en las regiones NS5B, E2 y Core fue 0,09±0,25, 0,92±0,83 y 1,17±1,47 respectivamente. En la región E2 se observó una correlación entre el número de sustituciones y el periodo de tiempos entre las muestras analizadas, coherente con un patrón de sustituciones secuencial y acumulativo.\n2\nLas poblaciones virales pre y postrasplante, caracterizadas en dos pacientes,\nmostraron un patrón evolutivo diferente. En un caso, no se observaron diferencias\nsignificativas en la diversidad y complejidad, lo cual sugiere que el trasplante no afectaría la\nevolución viral. Mientras que, en el otro caso se verificó un efecto de ?cuello de botella?, en\nel cual las poblaciones postrasplante presentaron una diversidad y complejidad menor que\nla observada en la muestra pretrasplante.\nDiiscusiión\nLa distribución de subgenotipos en la cohorte estudiada fue análoga a la descripta\nen la población general, lo cual sugiere que no habría una implicancia determinante\ndel subgenotipo que conlleve a la necesidad de someterse a un trasplante.\nLa caracterización de la evolución viral en el contexto del trasplante hepático\nproporciona un paradigma fascinante para explorar las complejas presiones de\nselección que subyacen a la interacción virus-hospedador.\nLas regiones caracterizadas presentaron diferentes grados de variabilidad\nnucleotídica (E2>Core~NS5B), lo cual se correlaciona con el papel biológico que cada\nuna de las proteínas desempeña en la biología del virus.\nLa región NS5B presentó un elevado grado de conservación probablemente\nasociado a la restricción funcional de la actividad enzimática de la proteína. La\nevolución de la región E2 presentó un patrón de sustituciones secuencial y\nacumulativo en función del tiempo, compatible con la selección y el escape de la\nrespuesta inmune, lo que refleja un constante mecanismo de adaptación del virus a la\npresión ejercida por el hospedador.\nFinalmente, el patrón de evolución de la región Core sugiere una compleja\ninteracción finamente equilibrada entre la selección negativa debida a sus\ncaracterísticas funcionales y la selección positiva debida a sus propiedades\nantigénicas.\nLas secuencias nucleotídicas de las diferentes regiones de cada paciente, excepto\nen un caso, formaron clados con alto valor de soporte estadístico, sugiriendo que el\ntrasplante no significó en la mayoría de los casos, un evento de presión selectiva\npositiva que implicara un cambio en la cuasiespecie predominante previo al trasplante,\nde modo tal de modificar significativamente la secuencia consenso.\nSin embargo, en el análisis filogenético de la región E2, en tres de los siete\npacientes en los cuales se analizaron más de 2 muestras, se observaron\nagrupamiento internos con valores significativos de soporte de la topología en los\ncuales se hallaban separadas las secuencias pretrasplante de las postrasplante. Este\n3\nresultado sugiere que el trasplante podría implicar la selección de una población\nminoritaria con mayor adaptación al escenario postrasplante.\nLa caracterización de las poblaciones virales pre y postrasplante, realizada en dos\npacientes, mostró diferentes patrones de evolución. En un caso, no se observaron\ndiferencias significativas en la diversidad y complejidad, lo cual sugiere que el trasplante no\nafectó la evolución viral. Mientras que en el otro caso se verificó un efecto de ?cuello de\nbotella?, en el cual las poblaciones postrasplante presentaron una diversidad y complejidad\nmenor que la observada en la muestra pretrasplante.\nLa implicancia del trasplante hepático en la evolución del HCV es motivo de\ncontroversia. Algunos estudios sugieren que luego del trasplante, en ausencia de la\npresión inmune efectiva debido a la inmunosupresión, la población viral se vuelve más\nhomogénea. Señalando que la diversidad viral pretrasplante se reduce como\nconsecuencia del "cuello de botella" que implica el trasplante, resultando en una\npresión selectiva de la variante viral que mejor se adapta al escenario postrasplante.\nContrariamente al escenario de "cuello de botella", otros estudios han descripto\nque múltiples linajes del HCV se transmiten en el momento del trasplante, sin una\ndisminución importante en la diversidad genética viral.\nLa recurrencia postrasplante de la infección por HCV es prácticamente universal\nya que sucede en la amplia mayoría de los pacientes. Sin embargo, en este estudio no\nse observó que la severidad de la recurrencia de la infección se asociara en forma\nparticular a un subgenotipo viral y/o a la coinfección con HIV. Este resultado sugiere\nque la recurrencia de la infección es un evento multifactorial en el cual además de los\nfactores virales, probablemente participan factores del hospedador como la edad, la\netnia y el estado inmunológico del paciente.