Dissertation
Análise da diversidade intra e inter-hospedeiro do DENV-2 em amostras de pacientes com diferentes apresentações clínicas
Registro en:
TORRES, M. C. Análise da diversidade intra e inter-hospedeiro do DENV-2 em amostras de pacientes com diferentes apresentações clínicas. 2016. 128f. Dissertação (Mestrado em Medicina Tropical) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de janeiro, RJ, 2016
Autor
Torres, Maria Celeste
Resumen
A dengue atualmente é a arbovirose de maior impacto no mundo em termos de morbidade e mortalidade. Casos de dengue com confirmação laboratorial são reportados no Brasil desde a década de 80. Atualmente a doença é hiperendêmica com quatro sorotipos de vírus dengue (DENV1-4) circulando no país e associados a quadros que variam de dengue clássico a dengue grave, representando um importante problema de saúde pública. Cada sorotipo é subdividido em genótipos e linhagens, com virulência variável. Os DENV são vírus RNA e como tal, propensos a erros durante a replicação, comportando-se como quasiespecies dentro de cada hospedeiro. O genótipo asiático/americano do DENV-2 tem circulado no estado do Rio de Janeiro desde 1990, e no ano de 2008 um surto de DENV-2 foi associado com o aumento da gravidade, alta taxa de letalidade e concomitante mudança na faixa etária mais afetada. Os fatores virais envolvidos na patogênese grave permanecem ainda pouco caracterizados. Dentro desse contexto, analisamos a diversidade genética intra-hospedeiro do DENV-2 a fim de determinar a possível associação com a gravidade da doença. Foram estudadas 29 amostras de soros DENV-2 positivos do período 1999-2011, oriundos de pacientes do estado do Rio de Janeiro, clinicamente classificados como dengue clássico (48%), dengue com sinais de alarme (33%) e dengue grave (19%). O tipo de infecção também foi classificada nos pacientes em primária (52%) e secundária (48%). Genomas virais completos foram sequenciados empregando uma abordagem livre de amplicon, na plataforma NextSeq500 da Illumina. Variações de um único nucleotídeo (SNV) e as suas frequências foram detectadas entre todos os \201Creads\201D sequenciados para cada amostra
Todas as amostras analisadas corresponderam ao genótipo asiático/americano que tem circulado no Brasil desde 1990. No entanto, confirmamos a existência de duas linhagens para este genótipo no estado do Rio de Janeiro. A linhagem I, do período 1999-2001, apresentou neste estudo uma frequência menor de SNV não sinônimas e e um perfil distinto de variação génica, em comparação com a linhagem II, identificada a partir de 2007. Por outro lado, os casos das infecções secundárias apresentaram uma maior carga viral (CV) (Mediana=5,43x103), número de SNV (=129) e índices de diversidade nucleotídica, quando comparados com os das infecções primárias (Mediana CV=2,33x102; média do número de SNV=34). Os casos de dengue grave se apresentaram nesta amostragem com uma menor diversidade viral intra-hospedeiro e um padrão de SNV não sinônimas diferente do padrão achado para as amostras de dengue clássico com e sem sinais de alarme. Isto poderia sugerir que as SNV não sinônimas achadas nos casos clássicos com ou sem sinais de alarme não estariam envolvidos na patogênese grave. A função que cumpre cada uma destas mutações minoritárias na evolução da doença requer estudos mais detalhados. Os resultados gerados neste trabalho contribuem ao entendimento da dinâmica viral do DENV-2, e reforçam a importância de estudos complementares que permitam elucidar definitivamente a relação entre as subpopulações virais com a patogenia e apresentação clínica da infecção Dengue fever is currently the arboviral disease of major impact in the world in terms of morbidity and mortality. Dengue cases with laboratory confirmation are reported in Brazil since the 80s, and nowadays the disease is hyperendemic with four serotypes of dengue virus (DENV1-4) circulating in the country. They are associated with clinical outcomes ranging from dengue fever to severe dengue, representing a major public health problem for the country. Each serotype is subdivided into genotypes and linages of variable virulence. DENV are RNA viruses that behave as quasiespecies within each host. DENV-2 Asian/American genotype has been circulating in the state of Rio de Janeiro since 1990. In 2008, a DENV-2 outbreak was associated with increased severity, high rate of mortality and concomitant change in the affected age group. Viral factors involved in severe pathogenesis remain poorly characterized. In this context, we analyzed the genetic intra-host diversity of DENV-2, in order to determine the possible association with disease severity. Thus, we studied 29 DENV-2 positive serum samples from the 1999-2011 period, obtained from patients of the state of Rio de Janeiro, clinically classified as dengue fever (48%), dengue with warning signs (33%) and severe dengue (19 %). The type of infection has also been identified in patients with primary (52%) and secondary (48%). Full-length viral genomes were deep sequenced using an amplicon-free approach, on the Illumina NextSeq500 sequencing system
Single nucleotide variants (SNV) and their frequencies among all sequencing reads were determined for each sample. All analyzed samples corresponded to the Asian/American genotype that has been circulating in Brazil since its introduction in 1990. We confirmed the circulation of two linages for this genotype in the state of Rio de Janeiro. Linage I, of the period 1999-2001, showed a lower frequency of non-synonymous SNV and distinct profile of genetic variation, in comparison to linage II identified since 2007. On the other hand, higher viral load (VL) (Median=5,43x103), number of SNV (=129), and diversity indexes values were detected in cases of secondary infections compared to primary infection cases (VL Median=2,33x102, SNV =34). In this cohort, cases with severe dengue presented lower diversity indexes than classic dengue cases with or without warning signs, as well as a different non-synonymous SNV pattern comparing to those last ones. This may suggest that non-synonymous SNV found in severe cases could be involved in severe pathogenesis. The function that each of these minority mutations may accomplish in the evolution of the disease requires more detailed studies. Results generated in this study contribute to the understanding of the viral dynamics of DENV-2, and emphasize the importance of additional studies to definitely elucidate the relationship between the subpopulations with viral pathogenesis and clinical presentation of the infection