Current understanding of an Emerging Coronavirus using in silico approach: Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2)

Abstract Novel coronavirus (nCoV) namely SARS-CoV-2 is being found responsible for current PANDEMIC commenced from Wuhan (China) since December 2019 and has been described with epidemiological linkage to China in about 221 countries and territories until now. In this study we have characterized the genetic lineage of SARS-CoV-2 and report the recombination within the genus and subgenus of coronaviruses. Phylogenetic relationship of thirty nine coronaviruses belonging to its four genera and five subgenera was analyzed by using the Neighbor-joining method using MEGA 6.0. Phylogenetic trees of full length genome, various proteins (spike, envelope, membrane and nucleocapsid) nucleotide sequences were constructed separately. Putative recombination was probed via RDP4. Our analysis describes that the SARS-CoV-2 although shows great similarity to Bat-SARS-CoVs sequences through whole genome (giving sequence similarity 89%), exhibits conflicting grouping with the Bat-SARS-like coronavirus sequences (MG772933 and MG772934). Furthermore, seven recombination events were observed in SARS-CoV-2 (NC_045512) by RDP4. But not a single recombination event fulfills the high level of certainty. Recombination mostly housed in spike protein genes than rest of the genome indicating breakpoint cluster arises beyond the 95% and 99% breakpoint density intervals. Genetic similarity levels observed among SARS-CoV-2 and Bat-SARS-CoVs advocated that the latter did not exhibit the specific variant that cause outbreak in humans, proposing a suggestion that SARS-CoV-2 has originated possibly from bats. These genomic features and their probable association with virus characteristics along with virulence in humans require further consideration.

Resumo O novo coronavírus (nCoV), nomeadamente SARS-CoV-2, foi considerado responsável pela pandemia atual iniciada em Wuhan (China) desde dezembro de 2019 e foi descrito com ligação epidemiológica à China em cerca de 221 países e territórios até agora. Neste estudo, caracterizamos a linhagem genética do SARS-CoV-2 e relatamos a recombinação dentro do gênero e subgênero dos coronavírus. A relação filogenética de 39 coronavírus pertencentes a seus quatro gêneros e cinco subgêneros foi analisada usando o método de Neighbour-joining usando MEGA 6.0. Árvores filogenéticas do genoma de comprimento total, várias proteínas (espícula, envelope, membrana e nucleocapsídeo), sequências de nucleotídeos foram construídas separadamente. A recombinação putativa foi testada via RDP4. Nossa análise descreve que o SARS-CoV-2, embora mostre grande semelhança com as sequências de Bat-SARS-CoVs em todo o genoma (dando semelhança de sequência de 89%), exibe agrupamento conflitante com as sequências de coronavírus do tipo Bat-SARS (MG772933 e MG772934) Além disso, sete eventos de recombinação foram observados em SARS-CoV-2 (NC045512) por RDP4. Mas nem um único evento de recombinação preenche o alto nível de certeza. A recombinação está alojada mais em genes de proteína de pico, principalmente, do que no resto do genoma, indicando que o cluster de ponto de interrupção surge além dos intervalos de densidade de ponto de interrupção de 95% e 99%. Os níveis de similaridade genética observados entre SARS-CoV-2 e Bat-SARS-CoVs defendem que o último não exibe a variante específica que causa surto em humanos, sugerindo que SARS-CoV-2 tenha se originado possivelmente de morcegos. Essas características genômicas e sua provável associação com as características do vírus, juntamente com a virulência em humanos, requerem uma consideração mais aprofundada.

Current understanding of an Emerging Coronavirus usingin silico approach: Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) / Compreensão atual de um coronavírus emergente usando abordagem in silico: síndrome respiratória aguda grave - coronavírus-2 (SARS-CoV-2)

Novel coronavirus (nCoV) namely "SARS-CoV-2" is being found responsible for current PANDEMIC commenced from Wuhan (China) since December 2019 and has been described with epidemiological linkage to China in about 221 countries and territories until now. In this study we have characterized the genetic lineage of SARS-CoV-2 and report the recombination within the genus and subgenus of coronaviruses. Phylogenetic relationship of thirty nine coronaviruses belonging to its four genera and five subgenera was analyzed by using the Neighbor-joining method using MEGA 6.0. Phylogenetic trees of full length genome, various proteins (spike, envelope, membrane and nucleocapsid) nucleotide sequences were constructed separately. Putative recombination was probed via RDP4. Our analysis describes that the "SARS-CoV-2" although shows great similarity to Bat-SARS-CoVs sequences through whole genome (giving sequence similarity 89%), exhibits conflicting grouping with the Bat-SARS-like coronavirus sequences (MG772933 and MG772934). Furthermore, seven recombination events were observed in SARS-CoV-2 (NC_045512) by RDP4. But not a single recombination event fulfills the high level of certainty. Recombination mostly housed in spike protein genes than rest of the genome indicating breakpoint cluster arises beyond the 95% and 99% breakpoint density intervals. Genetic similarity levels observed among "SARS-CoV-2" and Bat-SARS-CoVs advocated that the latter did not exhibit the specific variant that cause outbreak in humans, proposing a suggestion that "SARS-CoV-2" has originated possibly from bats. These genomic features and their probable association with virus characteristics along with virulence in humans require further consideration.

O novo coronavírus (nCoV), nomeadamente "SARS-CoV-2", foi considerado responsável pela pandemia atual iniciada em Wuhan (China) desde dezembro de 2019 e foi descrito com ligação epidemiológica à China em cerca de 221 países e territórios até agora. Neste estudo, caracterizamos a linhagem genética do SARS-CoV-2 e relatamos a recombinação dentro do gênero e subgênero dos coronavírus. A relação filogenética de 39 coronavírus pertencentes a seus quatro gêneros e cinco subgêneros foi analisada usando o método de Neighbour-joining usando MEGA 6.0. Árvores filogenéticas do genoma de comprimento total, várias proteínas (espícula, envelope, membrana e nucleocapsídeo), sequências de nucleotídeos foram construídas separadamente. A recombinação putativa foi testada via RDP4. Nossa análise descreve que o "SARS-CoV-2", embora mostre grande semelhança com as sequências de Bat-SARS-CoVs em todo o genoma (dando semelhança de sequência de 89%), exibe agrupamento conflitante com as sequências de coronavírus do tipo Bat-SARS (MG772933 e MG772934) Além disso, sete eventos de recombinação foram observados em SARS-CoV-2 (NC045512) por RDP4. Mas nem um único evento de recombinação preenche o alto nível de certeza. A recombinação está alojada mais em genes de proteína de pico, principalmente, do que no resto do genoma, indicando que o cluster de ponto de interrupção surge além dos intervalos de densidade de ponto de interrupção de 95% e 99%. Os níveis de similaridade genética observados entre "SARS-CoV-2" e Bat-SARS-CoVs defendem que o último não exibe a variante específica que causa surto em humanos, sugerindo que "SARS-CoV-2" tenha se originado possivelmente de morcegos. Essas características genômicas e sua provável associação com as características do vírus, juntamente com a virulência em humanos, requerem uma consideração mais aprofundada.

Current understanding of an Emerging Coronavirus usingin silico approach: Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) / Compreensão atual de um coronavírus emergente usando abordagem in silico: síndrome respiratória aguda grave - coronavírus-2 (SARS-CoV-2)

Novel coronavirus (nCoV) namely "SARS-CoV-2" is being found responsible for current PANDEMIC commenced from Wuhan (China) since December 2019 and has been described with epidemiological linkage to China in about 221 countries and territories until now. In this study we have characterized the genetic lineage of SARS-CoV-2 and report the recombination within the genus and subgenus of coronaviruses. Phylogenetic relationship of thirty nine coronaviruses belonging to its four genera and five subgenera was analyzed by using the Neighbor-joining method using MEGA 6.0. Phylogenetic trees of full length genome, various proteins (spike, envelope, membrane and nucleocapsid) nucleotide sequences were constructed separately. Putative recombination was probed via RDP4. Our analysis describes that the "SARS-CoV-2" although shows great similarity to Bat-SARS-CoVs sequences through whole genome (giving sequence similarity 89%), exhibits conflicting grouping with the Bat-SARS-like coronavirus sequences (MG772933 and MG772934). Furthermore, seven recombination events were observed in SARS-CoV-2 (NC_045512) by RDP4. But not a single recombination event fulfills the high level of certainty. Recombination mostly housed in spike protein genes than rest of the genome indicating breakpoint cluster arises beyond the 95% and 99% breakpoint density intervals. Genetic similarity levels observed among "SARS-CoV-2" and Bat-SARS-CoVs advocated that the latter did not exhibit the specific variant that cause outbreak in humans, proposing a suggestion that "SARS-CoV-2" has originated possibly from bats. These genomic features and their probable association with virus characteristics along with virulence in humans require further consideration.(AU)

O novo coronavírus (nCoV), nomeadamente "SARS-CoV-2", foi considerado responsável pela pandemia atual iniciada em Wuhan (China) desde dezembro de 2019 e foi descrito com ligação epidemiológica à China em cerca de 221 países e territórios até agora. Neste estudo, caracterizamos a linhagem genética do SARS-CoV-2 e relatamos a recombinação dentro do gênero e subgênero dos coronavírus. A relação filogenética de 39 coronavírus pertencentes a seus quatro gêneros e cinco subgêneros foi analisada usando o método de Neighbour-joining usando MEGA 6.0. Árvores filogenéticas do genoma de comprimento total, várias proteínas (espícula, envelope, membrana e nucleocapsídeo), sequências de nucleotídeos foram construídas separadamente. A recombinação putativa foi testada via RDP4. Nossa análise descreve que o "SARS-CoV-2", embora mostre grande semelhança com as sequências de Bat-SARS-CoVs em todo o genoma (dando semelhança de sequência de 89%), exibe agrupamento conflitante com as sequências de coronavírus do tipo Bat-SARS (MG772933 e MG772934) Além disso, sete eventos de recombinação foram observados em SARS-CoV-2 (NC045512) por RDP4. Mas nem um único evento de recombinação preenche o alto nível de certeza. A recombinação está alojada mais em genes de proteína de pico, principalmente, do que no resto do genoma, indicando que o cluster de ponto de interrupção surge além dos intervalos de densidade de ponto de interrupção de 95% e 99%. Os níveis de similaridade genética observados entre "SARS-CoV-2" e Bat-SARS-CoVs defendem que o último não exibe a variante específica que causa surto em humanos, sugerindo que "SARS-CoV-2" tenha se originado possivelmente de morcegos. Essas características genômicas e sua provável associação com as características do vírus, juntamente com a virulência em humanos, requerem uma consideração mais aprofundada.(AU)

Current understanding of an Emerging Coronavirus using in silico approach: Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) / Compreensão atual de um coronavírus emergente usando abordagem in silico: síndrome respiratória aguda grave - coronavírus-2 (SARS-CoV-2)

Abstract Novel coronavirus (nCoV) namely "SARS-CoV-2" is being found responsible for current PANDEMIC commenced from Wuhan (China) since December 2019 and has been described with epidemiological linkage to China in about 221 countries and territories until now. In this study we have characterized the genetic lineage of SARS-CoV-2 and report the recombination within the genus and subgenus of coronaviruses. Phylogenetic relationship of thirty nine coronaviruses belonging to its four genera and five subgenera was analyzed by using the Neighbor-joining method using MEGA 6.0. Phylogenetic trees of full length genome, various proteins (spike, envelope, membrane and nucleocapsid) nucleotide sequences were constructed separately. Putative recombination was probed via RDP4. Our analysis describes that the "SARS-CoV-2" although shows great similarity to Bat-SARS-CoVs sequences through whole genome (giving sequence similarity 89%), exhibits conflicting grouping with the Bat-SARS-like coronavirus sequences (MG772933 and MG772934). Furthermore, seven recombination events were observed in SARS-CoV-2 (NC_045512) by RDP4. But not a single recombination event fulfills the high level of certainty. Recombination mostly housed in spike protein genes than rest of the genome indicating breakpoint cluster arises beyond the 95% and 99% breakpoint density intervals. Genetic similarity levels observed among "SARS-CoV-2" and Bat-SARS-CoVs advocated that the latter did not exhibit the specific variant that cause outbreak in humans, proposing a suggestion that "SARS-CoV-2" has originated possibly from bats. These genomic features and their probable association with virus characteristics along with virulence in humans require further consideration.

Resumo O novo coronavírus (nCoV), nomeadamente "SARS-CoV-2", foi considerado responsável pela pandemia atual iniciada em Wuhan (China) desde dezembro de 2019 e foi descrito com ligação epidemiológica à China em cerca de 221 países e territórios até agora. Neste estudo, caracterizamos a linhagem genética do SARS-CoV-2 e relatamos a recombinação dentro do gênero e subgênero dos coronavírus. A relação filogenética de 39 coronavírus pertencentes a seus quatro gêneros e cinco subgêneros foi analisada usando o método de Neighbour-joining usando MEGA 6.0. Árvores filogenéticas do genoma de comprimento total, várias proteínas (espícula, envelope, membrana e nucleocapsídeo), sequências de nucleotídeos foram construídas separadamente. A recombinação putativa foi testada via RDP4. Nossa análise descreve que o "SARS-CoV-2", embora mostre grande semelhança com as sequências de Bat-SARS-CoVs em todo o genoma (dando semelhança de sequência de 89%), exibe agrupamento conflitante com as sequências de coronavírus do tipo Bat-SARS (MG772933 e MG772934) Além disso, sete eventos de recombinação foram observados em SARS-CoV-2 (NC045512) por RDP4. Mas nem um único evento de recombinação preenche o alto nível de certeza. A recombinação está alojada mais em genes de proteína de pico, principalmente, do que no resto do genoma, indicando que o cluster de ponto de interrupção surge além dos intervalos de densidade de ponto de interrupção de 95% e 99%. Os níveis de similaridade genética observados entre "SARS-CoV-2" e Bat-SARS-CoVs defendem que o último não exibe a variante específica que causa surto em humanos, sugerindo que "SARS-CoV-2" tenha se originado possivelmente de morcegos. Essas características genômicas e sua provável associação com as características do vírus, juntamente com a virulência em humanos, requerem uma consideração mais aprofundada.

Evolution of Avian coronavirus (AvCoV) in BHK-21 and VERO cells / Evolução de Coronavírus aviário (AvCoV) em células BHK-21 e VERO

Avian coronavirus (AvCoV) infects a range of tissues in chickens and several other avian species. Although the virus can be isolated in chicken embryos, only a few strains of the 6 genotypes/33 lineages can grow in cell lines, with the Beaudette strain (GI-1 lineage) being the most used for in vitro studies. Considering the differences between cell lines and chicken embryos as habitats for AvCoV, this study aimed to assess the diversity of the genes coding for the nonstructural protein 3 (nsp3) and spike envelope protein (S) after serial passages in BHK-21 and Vero cells. After 14 passages of an embryo-adapted Beaudette strain, the virus loads fluctuated in both cell lines, with the highest loads being 8.72 log genome copies/µL for Vero and 6.36 log genome copies/µL for BHK-21 cells. No polymorphisms were found for nsp3; regarding S, not only aa substitutions (Vero: 8th passage A150S, and 14th S150A; BHK-21: 4th S53F, 8th F53Y, and 8th S95R), but also minor variants could be detected on chromatograms with fluctuating intensities. As the regions of these aa substitutions are within the receptor-binding domain of S, it can be speculated that differences in cell receptors between Vero and BHK-21 cells and the speed of cell death led to the selection of different dominant strains, while the stability of nsp3 supports its function as a protease involved in AvCoV replication. In conclusion, AvCoV quasispecies evolution is influenced by the biological model under consideration, and a gradual transition is seen for minor and major variants.(AU)

O Coronavírus aviário AvCoV infecta uma variedade de tecidos de galinhas e de outras espécies aviárias. Apesar de este vírus poder ser isolado em ovos embrionados de galinha, apenas alguns dos 6 genótipos / 33 linhagens podem crescer em cultivo celular, sendo a cepa Beuadette (linhagem GI-11) a mais utilizada para estudos in vitro. Considerando as diferentes linhagens celulares e ovos embrionados como habitats para o AvCoV, este estudo teve por objetivo estudar a diversidade de genes que codificam para a proteína não-estrutural 3 (nsp3) e espícula (S) após passagens seriadas em células BHK-21 e VERO. Após 14 passagens, de uma amostra Beuadette adaptada a ovos embrionados, os títulos virais variaram em ambas as células, com os maiores títulos sendo de 8,72 log cópias genômicas/µL para Vero e 6,36 cópias genômicas/µL para BHK-21. Nenhum polimorfismo foi encontrando para nsp3. Considerando a proteína S, não somente foram encontradas substituições de aminoácidos (Vero: 8a passagem A150S e 14a passagem S150A; BHK-21: 4a passagem S53F, 8a passagem F53Y e S95R), mas também, variantes subconsensuais foram detectadas pelos cromatogramas com intensidades flutuantes. Uma vez que as regiões destes aa se encontram no domínio de ligação de receptor de S, pode-se especular que diferenças em receptores celulares entre Vero e BHK-21, além da velocidade da morte celular, levaram à seleção de diferentes cepas dominantes, enquanto que a estabilidade de nsp3 concorda com sua função como protease com papel na replicação de AvCoV. Como conclusão, a evolução de quase-espécies de AvCoV é influenciada pelo modelo biológico sob consideração e uma transição gradual é vista para variantes dominantes e subdominantes.(AU)

Evolution of Avian coronavirus (AvCoV) in BHK-21 and VERO cells / Evolução de Coronavírus aviário (AvCoV) em células BHK-21 e VERO

Avian coronavirus (AvCoV) infects a range of tissues in chickens and several other avian species. Although the virus can be isolated in chicken embryos, only a few strains of the 6 genotypes/33 lineages can grow in cell lines, with the Beaudette strain (GI-1 lineage) being the most used for in vitro studies. Considering the differences between cell lines and chicken embryos as habitats for AvCoV, this study aimed to assess the diversity of the genes coding for the nonstructural protein 3 (nsp3) and spike envelope protein (S) after serial passages in BHK-21 and Vero cells. After 14 passages of an embryo-adapted Beaudette strain, the virus loads fluctuated in both cell lines, with the highest loads being 8.72 log genome copies/µL for Vero and 6.36 log genome copies/µL for BHK-21 cells. No polymorphisms were found for nsp3; regarding S, not only aa substitutions (Vero: 8th passage A150S, and 14th S150A; BHK-21: 4th S53F, 8th F53Y, and 8th S95R), but also minor variants could be detected on chromatograms with fluctuating intensities. As the regions of these aa substitutions are within the receptor-binding domain of S, it can be speculated that differences in cell receptors between Vero and BHK-21 cells and the speed of cell death led to the selection of different dominant strains, while the stability of nsp3 supports its function as a protease involved in AvCoV replication. In conclusion, AvCoV quasispecies evolution is influenced by the biological model under consideration, and a gradual transition is seen for minor and major variants.(AU)

O Coronavírus aviário AvCoV infecta uma variedade de tecidos de galinhas e de outras espécies aviárias. Apesar de este vírus poder ser isolado em ovos embrionados de galinha, apenas alguns dos 6 genótipos / 33 linhagens podem crescer em cultivo celular, sendo a cepa Beuadette (linhagem GI-11) a mais utilizada para estudos in vitro. Considerando as diferentes linhagens celulares e ovos embrionados como habitats para o AvCoV, este estudo teve por objetivo estudar a diversidade de genes que codificam para a proteína não-estrutural 3 (nsp3) e espícula (S) após passagens seriadas em células BHK-21 e VERO. Após 14 passagens, de uma amostra Beuadette adaptada a ovos embrionados, os títulos virais variaram em ambas as células, com os maiores títulos sendo de 8,72 log cópias genômicas/µL para Vero e 6,36 cópias genômicas/µL para BHK-21. Nenhum polimorfismo foi encontrando para nsp3. Considerando a proteína S, não somente foram encontradas substituições de aminoácidos (Vero: 8a passagem A150S e 14a passagem S150A; BHK-21: 4a passagem S53F, 8a passagem F53Y e S95R), mas também, variantes subconsensuais foram detectadas pelos cromatogramas com intensidades flutuantes. Uma vez que as regiões destes aa se encontram no domínio de ligação de receptor de S, pode-se especular que diferenças em receptores celulares entre Vero e BHK-21, além da velocidade da morte celular, levaram à seleção de diferentes cepas dominantes, enquanto que a estabilidade de nsp3 concorda com sua função como protease com papel na replicação de AvCoV. Como conclusão, a evolução de quase-espécies de AvCoV é influenciada pelo modelo biológico sob consideração e uma transição gradual é vista para variantes dominantes e subdominantes.(AU)

Evolution of Avian coronavirus (AvCoV) in BHK-21 and VERO cells / Evolução de Coronavírus aviário (AvCoV) em células BHK-21 e VERO

Avian coronavirus (AvCoV) infects a range of tissues in chickens and several other avian species. Although the virus can be isolated in chicken embryos, only a few strains of the 6 genotypes/33 lineages can grow in cell lines, with the Beaudette strain (GI-1 lineage) being the most used for in vitro studies. Considering the differences between cell lines and chicken embryos as habitats for AvCoV, this study aimed to assess the diversity of the genes coding for the nonstructural protein 3 (nsp3) and spike envelope protein (S) after serial passages in BHK-21 and Vero cells. After 14 passages of an embryo-adapted Beaudette strain, the virus loads fluctuated in both cell lines, with the highest loads being 8.72 log genome copies/µL for Vero and 6.36 log genome copies/µL for BHK-21 cells. No polymorphisms were found for nsp3; regarding S, not only aa substitutions (Vero: 8th passage A150S, and 14th S150A; BHK-21: 4th S53F, 8th F53Y, and 8th S95R), but also minor variants could be detected on chromatograms with fluctuating intensities. As the regions of these aa substitutions are within the receptor-binding domain of S, it can be speculated that differences in cell receptors between Vero and BHK-21 cells and the speed of cell death led to the selection of different dominant strains, whi

O Coronavírus aviário AvCoV infecta uma variedade de tecidos de galinhas e de outras espécies aviárias. Apesar de este vírus poder ser isolado em ovos embrionados de galinha, apenas alguns dos 6 genótipos / 33 linhagens podem crescer em cultivo celular, sendo a cepa Beuadette (linhagem GI-11) a mais utilizada para estudos in vitro. Considerando as diferentes linhagens celulares e ovos embrionados como habitats para o AvCoV, este estudo teve por objetivo estudar a diversidade de genes que codificam para a proteína não-estrutural 3 (nsp3) e espícula (S) após passagens seriadas em células BHK-21 e VERO. Após 14 passagens, de uma amostra Beuadette adaptada a ovos embrionados, os títulos virais variaram em ambas as células, com os maiores títulos sendo de 8,72 log cópias genômicas/µL para Vero e 6,36 cópias genômicas/µL para BHK-21. Nenhum polimorfismo foi encontrando para nsp3. Considerando a proteína S, não somente foram encontradas substituições de aminoácidos (Vero: 8a passagem A150S e 14a passagem S150A; BHK-21: 4a passagem S53F, 8a passagem F53Y e S95R), mas também, variantes subconsensuais foram detectadas pelos cromatogramas com intensidades flutuantes. Uma vez que as regiões destes aa se encontram no domínio de ligação de receptor de S, pode

Evolution of Avian coronavirus (AvCoV) in BHK-21 and VERO cells / Evolução de Coronavírus aviário (AvCoV) em células BHK-21 e VERO

Avian coronavirus (AvCoV) infects a range of tissues in chickens and several other avian species. Although the virus can be isolated in chicken embryos, only a few strains of the 6 genotypes/33 lineages can grow in cell lines, with the Beaudette strain (GI-1 lineage) being the most used for in vitro studies. Considering the differences between cell lines and chicken embryos as habitats for AvCoV, this study aimed to assess the diversity of the genes coding for the nonstructural protein 3 (nsp3) and spike envelope protein (S) after serial passages in BHK-21 and Vero cells. After 14 passages of an embryo-adapted Beaudette strain, the virus loads fluctuated in both cell lines, with the highest loads being 8.72 log genome copies/µL for Vero and 6.36 log genome copies/µL for BHK-21 cells. No polymorphisms were found for nsp3; regarding S, not only aa substitutions (Vero: 8th passage A150S, and 14th S150A; BHK-21: 4th S53F, 8th F53Y, and 8th S95R), but also minor variants could be detected on chromatograms with fluctuating intensities. As the regions of these aa substitutions are within the receptor-binding domain of S, it can be speculated that differences in cell receptors between Vero and BHK-21 cells and the speed of cell death led to the selection of different dominant strains, whi

O Coronavírus aviário AvCoV infecta uma variedade de tecidos de galinhas e de outras espécies aviárias. Apesar de este vírus poder ser isolado em ovos embrionados de galinha, apenas alguns dos 6 genótipos / 33 linhagens podem crescer em cultivo celular, sendo a cepa Beuadette (linhagem GI-11) a mais utilizada para estudos in vitro. Considerando as diferentes linhagens celulares e ovos embrionados como habitats para o AvCoV, este estudo teve por objetivo estudar a diversidade de genes que codificam para a proteína não-estrutural 3 (nsp3) e espícula (S) após passagens seriadas em células BHK-21 e VERO. Após 14 passagens, de uma amostra Beuadette adaptada a ovos embrionados, os títulos virais variaram em ambas as células, com os maiores títulos sendo de 8,72 log cópias genômicas/µL para Vero e 6,36 cópias genômicas/µL para BHK-21. Nenhum polimorfismo foi encontrando para nsp3. Considerando a proteína S, não somente foram encontradas substituições de aminoácidos (Vero: 8a passagem A150S e 14a passagem S150A; BHK-21: 4a passagem S53F, 8a passagem F53Y e S95R), mas também, variantes subconsensuais foram detectadas pelos cromatogramas com intensidades flutuantes. Uma vez que as regiões destes aa se encontram no domínio de ligação de receptor de S, pode

COVID-19: Aspectos históricos e epidemiológicos na economia mundial e as vacinas em fase de teste no Brasil

A doença do Coronavírus-2019 (COVID-19), zoonose decorrente da infecção pelo Coronavírus da Síndrome Respiratória Aguda Severa-2 (SARS-CoV-2), continua cessando vidas. Apesar dos inúmeros estudos realizados em todo o mundo, as informações referentes ao vírus e à doença são inconclusivas, não havendo, até o momento, medicação curativa nem vacina disponibilizada universalmente. Diante do exposto, o objetivo da presente pesquisa foi desenvolver uma revisão de literatura, contemplando os aspectos históricos e epidemiológicos da doença, o ciclo viral e patogenia do SARS-CoV-2, o desenvolvimento de vacinas, as medidas protetivas adotadas e o impacto da COVID-19 na economia mundial. A revisão fundamentou-se em publicações científicas e nas plataformas governamentais National Center for Biotechnology, National Institutes of Health, Centers for Disease Control and Prevention, World and Health Organization e Brasil, entre 2003 e 2021. A pesquisa revelou que os Coronavírus representam uma séria ameaça à saúde global, conforme evidenciado anteriormente pelo Coronavírus da Síndrome Respiratória Aguda Severa (SARS-CoV), pelo Coronavírus da Síndrome Respiratória do Oriente Médio (MERS-CoV) e, atualmente, pelo SARS-CoV-2. A COVID-19 emergiu em dezembro de 2019, na China e, desde então, vem ocorrendo um aumento expressivo do número de casos em todo o mundo, fazendo com que a Organização Mundial de Saúde a declarasse uma pandemia, cujos efeitos vêm colapsando o sistema de saúde e desencadeando um impacto negativo na economia mundial. A transmissão do SARS-CoV-2 ocorre, principalmente, através das vias respiratórias, sendo seguida da ligação da proteína de espícula do vírus à Enzima Conversora de Angiotensina humana (receptor hospedeiro), com consequente fusão viral e estabelecimento da infecção. Como os sintomas da COVID-19 são inespecíficos, variando de oligo-sintomáticos à Síndrome do Respiratória Aguda Grave e/ou Síndrome Sistêmica, o diagnóstico definitivo é obtido por testes moleculares (detectam material genético viral) e imunológicos (detectam anticorpos hospedeiros). Confirmada a infecção, o tratamento é sintomático, visando amenizar o sofrimento do paciente e, nos casos críticos, manter as funções de seus órgãos vitais. Ante a ausência de medicação curativa, o desenvolvimento e disponibilização de vacinas podem ser determinantes para o enfrentamento à pandemia. Atualmente, mais de 150 vacinas vêm sendo desenvolvidas através de plataformas tradicionais (vacinas de vírus enfraquecido oumorto) e de nova geração (vacinas de Ácido Desoxirribonucleico; Ácido Ribonucleico; proteína viral; vetor viral - adenovírus humano ou adenovírus de chimpanzé) em uma celeridade sem precedentes. Dentre as plataformas, torna-se válido destacar a plataforma de adenovírus de chimpanzé, conhecida por apresentar alto grau de segurança e imunogenicidade no combate a diversas infecções, inclusive infecção pelo MERS-CoV, conforme demonstrado pela vacina ChAdOx1-MERS. Imediatamente após a divulgação do genoma do SARS-CoV-2, a plataforma ChAdOx1-MERS foi adaptada para o desenvolvimento da vacina ChAdOx1-nCoV-19 (contra o SARS-CoV-2), imunizante seguro e eficaz. Portanto, é possível concluir que os conhecimentos sobre outros Coronavírus vêm contribuindo para o desenvolvimento de vacinas contra a COVID-19, e que a capacidade do sistema de saúde, a cooperação da população e a intervenção governamental, são essenciais para o enfrentamento à pandemia, até que haja maior conhecimento sobre o vírus e disponibilização de vacinas mundialmente.

Coronavirus disease-2019 (COVID-19), a zoonosis resulting from infection by Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS-CoV-2), continues to end lives. Despite the numerous studies carried out around the world, the information regarding the virus and the disease are inconclusive. There is no curative medication or vaccine available universally, so far. Under these circumstances, the aim of this research was to develop a literature review, covering the historical and epidemiological aspects of the disease, the viral cycle and pathogenesis of SARS-CoV-2, the development of vaccines, the protective measures adopted and the impact of COVID-19 in the world economy. The review was based on scientific publications and government platforms National Center for Biotechnology, National Institutes of Health, Centers for Disease Control and Prevention, World and Health Organization and Brazil, between 2003 and 2021. The research revealed that Coronaviruses represent a serious threat to global health, as previously evidenced by the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus (SARS-CoV), the Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV) and, currently, SARS-CoV-2. COVID-19 emerged in December 2019, in China, and since then there has been a significant increase in the number of cases worldwide, causing the World Health Organization to declare it a pandemic, the effects of which have been collapsing the system and triggering a negative impact on the world economy. The transmission of COVID-19 occurs mainly through the airways, followed by binding of the SARS-CoV-2 spike protein to the human Angiotensin-Converting Enzyme (host receptor), with consequent viral fusion and establishment of infection. As the symptoms of COVID-19 are nonspecific, ranging from oligo-symptomatic to Acute Respiratory Discomfort Syndrome and / or Systemic Syndrome, the definitive diagnosis is obtained by molecular tests (detecting viral genetic material) and immunological tests (detecting host antibodies). Once the infection is confirmed, the treatment is symptomatic, aiming at easing the patient's suffering and, in critical cases, maintaining the functions of his vital organs. Due to absence of curative medication, the development and availability of vaccines can be decisive for to deal with the pandemic. Currently, more than 150 vaccines have been developed using traditional platforms (weakened or killed virus vaccines) and new generation (Deoxyribonucleic Acid vaccines; Ribonucleic Acid; viral protein; viral vector - human adenovirus or chimpanzee adenovirus) in an unprecedented short time. Among the platforms, it isworth highlighting the chimpanzee adenovirus platform, known for having a high degree of safety and immunogenicity in combating several infections, including infection by MERS-CoV, as demonstrated by the ChAdOx1-MERS vaccine. Immediately after the release of the SARS-CoV-2 genome, the ChAdOx1-MERS platform was adapted for the development of the ChAdOx1-nCoV-19 vaccine (against SARS-CoV-2), a safe and effective immunizer. Therefore, it is possible to conclude that knowledge about other Coronaviruses has been contributing to the development of vaccines against COVID-19, and that the capacity of the health system, the cooperation of the population and government intervention, are essential to face the pandemic, until there is more knowledge about the virus and availability of vaccines worldwide.

The sleep-wakefulness cycle of Wistar rats with spontaneous absence-like epilepsy / O ciclo vigília-sono de ratos Wistar portadores de epilepsia espontânea tipo ausência

Possible interactions between the sleep-wakefulness cycle and a new kind of spontaneous epilepsy, expressed as absence-like seizures and spike-wave bursts in FMUSP rats, are evaluated. The electro-oscillograms of some cortical and subcortical regions of the brain were recorded, as well as head, rostrum/vibrissae and eye movements. Recordings were performed uninterruptedly during 24 hours. The seizures were mostly concentrated in the wakefulness state but they could occur in any other phase, including paradoxical sleep. After the seizure, the rats usually returned to the same phase that was interrupted, although they often returned to wakefulness. There was an intense fragmentation of the sleep-wakefulness cycle. The incidence of each cycle phase was significantly reduced, except SIII of synchronized sleep and paradoxical sleep, thus maintaining the overall duration and architecture of the sleep-wakefulness cycle. The fragmentation of the cycle seems to be due to an impairment of the very processes that generate sleep and wakefulness. Electrophysiological and behavioral profiles of the FMUSP rats recommend accurate and comprehensive study of the animal model owing to its resemblance to seizures in humans and also to discrepancies with existing genetic or experimental epilepsy models.(AU)

A razão principal desta investigação foi estudar a arquitetura do ciclo vigília-sono numa cepa de ratos Wistar (FMUSP-rats) portadores de epilepsia espontânea tipo ausência. Foram utilizados 10 ratos Wistar adultos, que receberam eletrodos em regiões corticais e subcorticais, nos músculos trapézios e nos epicantos oculares, pelos quais registramos os eletroscilogramas continuamente por 24 horas, dos quais foram analisados os registros eletroscilográficos e demais parâmetros da arquitetura do ciclo vigília-sono. As crises ocorriam preferencialmente durante o período escuro, coincidindo com a maior prevalência de estados de vigília. O ciclo vigília-sono sofreu intensa fragmentação nos ratos epilépticos, e a duração média de algumas fases do sono foi mais prolongada nos ratos epilépticos do que nos sadios. As manifestações eletrofisiológicas das crises assumiram várias formas, predominando, porém, os complexos espícula-onda (de 7 a 9,5 Hz) o que se assemelha muito à faixa de oscilação das ondas teta. As características eletrofisiológicas e comportamentais da epilepsia que estudamos recomendam o estudo acurado e abrangente desse modelo de síndrome epiléptica, por sua semelhança com as crises encontradas em humanos, mas também por algumas discrepâncias em relação a modelos de epilepsia genética ou experimental já existentes.(AU)

Spontaneous absence-like activity in Wistar rats: Behavioral and electrographic characteristics and the effects of antiepileptic drugs / Atividade epiléptica espontânea tipo ausência em Ratos Wistar: características eletrográficas e comportamentais e os efeitos de drogas antiepilépticas

Current investigation describes the behavioral and electrographic characteristics of spontaneous absence-like seizures identified in Wistar rats (referred to here as FMUSP-rats, after the Faculty of Medicine, University of São Paulo, São Paulo State, Brazil), and characterized by spike-wave discharges (SWDs) in the neocortex and the hippocampus. After consanguineous crossing directed to an increased incidence of seizures, the latter were observed in almost all F9 offspring. FMUSP-rat seizures are expressed as immobility and concomitant SWDs, oscillating between 7.5 and 12 Hz in the frontoparietal cortex and the hippocampus. Behaviorally, they are mainly associated with clonic movements of the eyes, rostrum and vibrissae, the latter ranging between 1 and 70 seconds and occur at a rate of up to 229 per hour. Systemic injections of ethosuximide (0, 25, 50, 100, 250 mg kg-1) and of diazepam (15 mg kg-1) increased the latency for the first seizure and reduced both the hourly incidence of SWD bursts and their mean duration. Carbamazepine (30 mg kg-1) injections increased both the incidence and duration of the SWDs, leaving the latency for the first seizure unchanged. Comparisons between FMUSP-rats and well-established genetic models of absence seizures data indicated that the animals described herein might contribute towards studies on the neurological condition under analysis.(AU)

Neste estudo, descrevemos aspectos eletrográficos e comportamentais de atividade semelhante às crises de ausência identificadas em ratos Wistar (ratos FMUSP - Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, Estado de São Paulo, Brasil), que são caracterizadas por descargas em forma de espícula-onda no neocórtex e no hipocampo em 100% dos ratos da geração F9 resultante de cruzamentos consanguíneos. As crises se manifestaram com imobilidade comportamental associada com atividade eletrográfica em forma de espícula-onda oscilando entre 7,5 e 12 Hz no córtex frontoparietal e no hipocampo. Também foram observados comportamentos associados como clonias oculares, rostrais e de vibrissa que duravam de 1 a 70 segundos podendo ocorrer a uma taxa de até 229 eventos por hora. Injeçõe sistêmicas de etosuximida (0, 25, 50, 100 e 250 mg kg-1) and of diazepam (15 mg kg-1) aumentaram a latência para a primeira crise e reduziram tanto a incidência quanto a duração das crises. Injeções de Carbamazepina (30 mg kg-1) aumentaram tanto a incidência quanto a duração das crises sem interferir na latência. Comparações feitas entre os ratos epilépticos FMUSP com os modelos genéticos de epilepsia bem estabelecidos na atualidade indicaram que o modelo aqui descrito pode contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos relacionados a esta condição neurológica.(AU)

Uroguanylin induces electroencephalographic spikes in rats / Uroguanilina induz potenciais em espiga no eletroencefalograma de ratos

Uroguanylin (UGN) is an endogenous peptide that acts on membrane-bound guanylate cyclase receptors of intestinal and renal cells increasing cGMP production and regulating electrolyte and water epithelial transport. Recent research works demonstrate the expression of this peptide and its receptor in the central nervous system. The current work was undertaken in order to evaluate modifications of electroencephalographic spectra (EEG) in anesthetized Wistar rats, submitted to intracisternal infusion of uroguanylin (0.0125 nmoles/min or 0.04 nmoles/min). The current observations demonstrate that 0.0125 nmoles/min and 0.04 nmoles/min intracisternal infusion of UGN significantly enhances amplitude and frequency of sharp waves and evoked spikes (p = 0.03). No statistical significance was observed on absolute alpha and theta spectra amplitude. The present data suggest that UGN acts on bioelectrogenesis of cortical cells by inducing hypersynchronic firing of neurons. This effect is blocked by nedocromil, suggesting that UGN acts by increasing the activity of chloride channels.(AU)

A uroguanilina (UGN) é um peptídeo endógeno que age em receptores do tipo guanilato ciclase de membrana de células intestinais e renais aumentando a produção de GMPc e regulando o transporte epitelial de eletrólitos e água. Pesquisas recentes demonstraram a expressão deste peptídeo e de seus receptores no sistema nervosa central. O presente trabalho foi realizado com objetivo de avaliar possíveis mudanças no espectro do eletroencefalograma (EEG) de ratos Wistar anestesiados, submetidos à infusão intracisternal de uroguanilina (0.0125 nmoles/min or 0.04 nmoles/min). Os resultados apresentados no corrente trabalho demonstram que a infusão intracisternal de ambas as doses de UGN aumenta significativamente a amplitude e frequência das espículas (p = 0.03). Não foram encontradas diferenças estatísticas na amplitude absoluta dos espectros alfa ou teta. Os dados apresentados neste trabalho mostram que a UGN age na bioeletrogênese de células corticais induzindo disparo hipersincrônico de neurônios. Este efeito é bloqueado por nedocromil, sugerindo que UGN atua pelo aumento de atividade de canais de cloreto.(AU)

Desenvolvimento de reações de semi-nested PCR para o diagnóstico do vírus da Bronquite Infecciosa das Aves e sequenciamento de amostras brasileiras

A Bronquite Infecciosa das Aves (BIG) é uma das doenças respiratórias aviárias de maior impacto na avicultura mundial. No Brasil, as estirpes BR-I (GI-11) e Massachusetts (GI-1) são as mais prevalentes nos planteis avícolas. O presente estudo teve como objetivos desenvolver reações de semi-nested PCR para o diagnóstico das estirpes BR-I e Mass, em amostras brasileiras obtidas durante o período de 2016 e 2017. Foram desenvolvidas duas reações de semi-nested PCR tendo como alvo a subunidade 1 do gene S, específicas para as estirpes BR-I e Mass. O limiar de detecção foi de 104 cópias de DNA/µL nas duas reações (3,76fg/µL na reação exclusiva de BR-I; e 5,58fg/µL e 5,57fg/µL na reação duplex de BR-I e Mass, respectivamente). Posteriormente, foram avaliados 572 pools de órgãos procedentes das 5 regiões do Brasil. Dentre estas amostras, 62,24% foram positivas para Coronavírus, sendo o alvo desta reação a região 3UTR. A reação de semi-nested PCR específica detectou a estirpe BR-I em 84,83% das amostras positivas para Coronavírus. A reação de semi-nested PCR duplex detectou 65,44% das amostras positivas para a estirpe BR-I; 7,35% positivas para a estirpe Mass e co-infecção da estirpe BR-I com Mass em 17,65% das amostras. Após a análise dos controles positivos (vacinas Mass e BR-I) no BLASTn, do resultado do sequenciamento dos produtos de PCR, da análise filogenética, da similaridade de nucleotídeos e a dedução em aminoácidos, foi confirmado o agrupamento esperado das sequências detectadas pelas reações PCR dirigidas para a estirpe BR-I ou Mass. Estes resultados confirmaram a presença predominante da estirpe BR-I, e em menor número, da estirpe Mass nos planteis avícolas do Brasil. As reações desenvolvidas no presente estudo serão valiosas no diagnóstico e na monitoria da doença.

Avian Infectious Bronchitis (IB) is one of the avian respiratory diseases with the greatest impact on poultry farming worldwide. In Brazil, strains BR-I (GI-11) and Massachusetts (GI-1) are the most prevalent in poultry flocks. The present study aimed to develop semi-nested PCR reactions for the diagnosis of IBV BR-I and Mass strains, in Brazilian samples obtained during the period of 2016 and 2017. Two semi-nested PCR reactions targeting the 1 subunit of the S gene were developed, specific for BR-I and Mass strains. The detection threshold was 104 copies of DNA/µL in both reactions (3,76fg/µL in the exclusive BR-I reaction; and 5,58fg/µL and 5,57fg/µL in the duplex reaction of BR-I and Mass, respectively). Subsequently, 572 organ pools from the 5 regions of Brazil were evaluated. Among these samples, 62,24% were positive for Coronavirus, being the target of this reaction the 3UTR region. The specific semi-nested PCR reaction detected the BR-I strain in 84,83% of the Coronavirus positive samples. The duplex semi-nested PCR reaction detected 65,44% of the samples positive for the BR-I strain, 7,35% positive for Mass strain, and co-infection of the BR-I and Mass strain in 17,65% of the samples. After the analysis of the positive controls (Mass and BR-I vaccines) in BLASTn, the result of the sequencing of the PCR products, phylogenetic analysis, nucleotide similarity and amino acid deduction, was confirmed the expected clustering of the sequences detected by the PCR reactions directed to BR-I and Mass strains. These results confirm the predominant presence of the BR-I strain, and to a lesser extent, the Mass strain in Brazilian poultry flocks. The reactions developed in the present study will be valuabe in the diagnosis and monitoring of the disease.

ANÁLISE DA EVOLUÇÃO DE UMA VARIANTE DO CORONAVÍRUS AVIÁRIO APÓS INFECÇÃO E PERSISTÊNCIA EM MATRIZES DE PRODUÇÃO

A bronquite infecciosa (BI) é uma doença altamente contagiosa que acomete o trato respiratório e urogenital de aves comerciais e que é causada pelo vírus da bronquite infecciosa (VBI) resultando em grandes perdas econômicas para a indústria avícola em todo o mundo. No presente estudo, foram obtidos três isolados de VBI de um lote matrizes de produção rotineiramente vacinado contra BI, em três diferentes idades, sendo que essas aves revelaram-se persistentemente infectadas com o VBI pelo período de 65 semanas em que foram avaliadas. Para tanto, foi realizada para esses três isolados do VBI uma análise molecular e filogenética da região S1 do gene que codifica a glicoproteína da espícula (S) e também foram caracterizadas a antigenicidade, a virulência e o tropismo tecidual através da infecção experimental em pintos livres de patógenos específicos (SPF) e de aves sentinelas, que foram colocadas em contato com as aves experimentalmente infectadas para avaliar o potencial de disseminação destes isolados de VBI. Os resultados revelaram que os três isolados do VBI são geneticamente próximos e sorologicamente relacionados, sendo classificados após a análise filogenética na linhagem 11 do genótipo I (GI-11), anteriormente denominada de genótipo BR-I, além de que esses vírus demonstraram maior tropismo e lesões renais. Foram observadas poucas diferenças em relação à patogenicidade para a traquéia e rins, que podem estar associadas a mutações que ocorreram no gene S1 destes isolados durante o período da infecção persistente. Os três isolados do VBI de aves pertencentes a um lote persistentemente infectado de matrizes de frangos de corte conservaram sua capacidade de infectar aves sentinelas por contato e causaram nessas aves alterações clínicas e patológicas semelhantes. Em conclusão, os isolados de IBV do genótipo I do BR estão evoluindo continuamente durante o ciclo produtivo de matrizes frangos de corte persistentemente infectadas, causando surtos episódicos da infecção que não são impedidos pelo atual programa de vacinação com as estirpes vacinais do genótipo / sorotipo Massachusetts. Além disso, as alterações genéticas no gene S1 destes isolados não foram capazes de alterar o seu tropismo e patogenicidade tecidual, mas parecem influenciar negativamente a eficácia das respostas imunes do hospedeiro contra estes vírus e favorecer a persistência viral.

Infectious bronchitis (IB) is a highly contagious disease that affects the respiratory and urogenital tract of commercial birds and is caused by infectious bronchitis virus (IBV), resulting in major economic losses to the poultry industry worldwide. In the present study, three isolates of VBI were obtained at three different ages from one set of broiler breeders that were vaccinated against IBV according to a routine protocol, and was persistently infected with IBV for the 65 weeks. A molecular and phylogenetic analysis of the S1 region of the gene coding for the spike glycoprotein (S) was performed for these three isolates. In addition, antigenicity, virulence and tissue tropism were also characterized by experimental infection of specific pathogen free chicks (SPF) and sentinel birds, which were used to assess the potential for dissemination of these IBV isolates. The results showed that the three IBV isolates are genetically and serologically close related, and after phylogenetic analysis they were classified in the BR-I genotype. In addition, these viruses demonstrated greater tropism and lesions for kidneys. There were few differences in pathogenicity for tracheal and renal tissues of experimental infected birds, and these differences may be associated with mutations that occurred in the S1 gene of these isolates during persistent infection. The three IBV isolates from persistently infected broiler breeders retained their ability to infect sentinel birds by contact and caused similar clinical and pathological changes in these birds. In conclusion, IBV isolates of BR genotype I are continuously evolving during the productive cycle of persistent infected broiler breeders, causing outbreaks that are not impeded by the current vaccination program with Massachusetts vaccine strains. In addition, the genetic alterations in the S1 gene of these isolates were not able to alter their tropism and tissue pathogenicity, but appeared to negatively influence the efficacy of host immune responses against these viruses and favor viral persistence.

On the evolution of Avian infectious bronchitis virus in Vero cells / Sobre a evolução do vírus da bronquite infecciosa das galinhas em células Vero

Avian infectious bronchitis virus (IBV) (Nidovirales: Coronaviridae) is a chicken Gammacoronavirus with the highest evolution rate in the genus and, despite the recently reported proofreading activity of its polymerase, intra and interhost diversity is a well documented phenomenon. This study aimed to assess the genetic variation of serial passages of a variant genotype IBV strain in vitro. Strain CRG-BETA, propagated in chicken embryos, was inoculated in VERO cells monolayers up to the 4th passage and each passage was monitored with an RT-PCR targeted to the S1 gene (nt 705 to 1094) and an RT-PCR to the protein 5a mRNA. All passages were positive to RT-PCRs to S1 and passages 1 to 3 to 5a mRNA; S1 sequences showed no polymorphism. The finding of IBV mRNA in the cell cultures demonstrates that the CRG-BETA IBV strain is replicating in the VERO cells and regarding S1 sequence analysis, the lack of nucleotide mutations shows that CRG-BETA might have reached a fixed status. As a conclusion, different genotypes of IBV present different evolutionary patterns not only in vivo as previously known, but also in vitro, as described herein.(AU)

O virus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV) (Nidovirales: Coronaviridae) é um Gammacoronavirus com a maior taxa evolutiva no gênero e, apesar de uma recentemente relatada atividade corretiva de sua polimerase, a diversidade intra e inter-hospedeiros é um fenômeno bem documentado. Este estudo objetivou avaliar a variação genética após passagens seriais de uma amostra de IBV variante. A amostra CRG-BETA, propagada em embriões de galinhas, foi inoculada em monocamadas de células VERO até a quarta passagem e cada passagem foi monitorada com uma RTPCR para a região S1 do gene S (nt 705 a 1094) e uma RT-PCR para o mRNA da proteína 5a do vírus. Todas as passagens foram positivas para S1 e as passagens 1 a 3 para mRNA 5a; sequências de S1 não apresentaram polimorfismos. O encontro de mRNA de IBV nos cultivos celulares demonstra que a amostra CRG-BETA está replicando nas células VERO e, em relação à análise de S1, a ausência de mutações de nucleotídeos demonstra que a amostra CRG-BETA pode ter atingido um estado fixo. Como conclusão, diferentes genótipos de IBV apresentam diferentes padrões evolutivos não apenas in vivo, como previamente conhecido, mas também in vitro, como aqui relatado.(AU)

Study of the role of quail as reservoirs for avian infectious bronchitis virus

Este estudo teve como objetivo pesquisar a ocorrência e diversidade molecular de coronavírus em codornas e galinhas criadas nas mesmas propriedades e em codornas criadas em propriedades isoladas, para determinar o papel das codornas como reservatório para o vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV). Para isso, duas pesquisas foram realizadas, uma em 2013, no estado de São Paulo, Sudeste do Brasil, onde algumas granjas iniciaram a vacinação em codornas contra o IBV com o sorotipo Massachusetts, após um estudo realizado em 2009-2010; e a outra, em 2015, em duas regiões do Norte da Itália. No estudo brasileiro, foram coletados pools de aparelho reprodutor, pulmões, rins, traqueia e conteúdo entérico de codornas (Coturnix coturnix japonica) e galinhas com histórico de manifestações clínicas compatíveis com a Bronquite Infecciosa das galinhas (BIG). Por outro lado, no estudo italiano, as amostras foram coletadas em forma de pools de swabs traqueais e cloacais e intestino/conteúdo entérico de codornas (Coturnix coturnix) com sinais entéricos. Estas amostras foram testadas para os coronavírus aviário (Gammacoronavirus) mediante uma semi-nested RT-PCR dirigida a região não-traduzida 3 (3´UTR). As amostras positivas foram submetidas a RT-PCR do gene codificador da proteína RNA-polimerase RNAdependente (RdRp) e duas RT-PCRs, incluindo uma multiplex dirigidas a proteína de espícula (S) do vírus da BIG, para genotipagem. Além disso, a detecção de metapneumovírus aviário (aMPV) e o vírus da doença de Newcastle (NDV) também foi realizada por meio de RT-PCRs. Coronavírus aviários foram encontrados em todos os tipos de amostras estudadas em codornas e galinhas de todos os tipos de criações, aMPV subtipo B foi encontrado em galinhas (Brasil) e o NDV não foi encontrado em nenhuma amostras. Com base nas sequências de DNA para o gene codificador da proteína RdRp, as amostras brasileiras e italianas foram agrupadas no gênero Gammaou Deltacoronavirus, enquanto que, em uma amostra brasileira, foi detectada coinfecção pelos dois gêneros. A filogenia com base nas sequências parciais da subunidade S1da proteína de espícula, evidenciou que os Gammacoronavirus detectados nas codornas brasileiras e italianas pertencem ao genótipo Brasil e 793/B, respectivamente. Estes resultados sugerem que as codornas são suscetíveis aos coronavírus do gênero Gamma e Delta e os coronavírus aviários das codornas compartilham genes de espícula idênticos aos do IBV. Desta forma, sugere-se que as codornas podem servir como reservatórios para coronavírus aviários e que a vacinação com o sorotipo Massachusetts não foi eficiente no controle de IBV nas codornas brasileiras.

This study aimed to investigate the occurrence and molecular diversity of coronavirus in quail and laying hens raised on the same farms and quail only farms, to determine the role of quail as reservoir for avian infectious bronchitis virus (IBV). To this end, two investigations were carried out, one in the São Paulo state, Southeastern Brazil, in 2013, when some farmers started quail vaccination with Massachusetts IBV serotype after surveillance carried out in 2009-2010 and the other in two regions of Northern Italy, in 2015. In the Brazilian study, samples were collected as pools of tracheas, lungs, reproductive tract, kidneys and enteric contents from quail (Coturnix coturnix Japonica) and laying hens showing IB-like symptoms, while, in the Italian study, samples were collected as pools of tracheal and cloacal swabs and intestine/enteric content from European quail (Coturnix coturnix), showing enteric disorders. All samples were tested by a nested RT-PCR targeted to the 3'UTR of the Gammacoronavirus genus. Positive samples were submitted to RT-PCR to the RNA-dependent RNA-polymerase gene (RdRp) and two different RT-PCRs to the spike gene, including a typing-multiplex one. Two other RT-PCRs were used to detect the avian metapneumovirus (aMPV) and Newcastle disease virus (NDV). Avian coronavirus was found in all types of samples analyzed in quail and chickens from both type of creations, aMPV subtype B was found in chickens (Brasil) and the NDV was not observed in any samples. Based on the DNA sequences for the RdRp gene, Brazilian and Italian quail strains clustered within either Gammacoronavirus or Deltacoronavirus genus, while, for one Brazilian sample, it was detected co-infection with the two genuses. Phylogeny based on partial S1 subunit sequences showed that the gammacoronaviruses detected in the Brazilian and Italian quail belong to the Brazil type and 793/B, respectively. These results suggest that quail are susceptible to Gamma and Deltacoronavirus and that quail avian coronavirus share spike genes identical to chicken infectious bronchitis virus (IBV); thus, quail might act as reservoirs for avian coronaviruses. Also, Massachusetts vaccination was not efficient to control IBV in Brazilian quail.

CLONAGEM E EXPRESSÃO DO GENE DA GLICOPROTEÍNA S1 DO VÍRUS DA BRONQUITE INFECCIOSA DAS GALINHAS EM PICHIA PASTORIS

ABSTRACT Genetic and antigenic variation are very frequently observed among IBV strains and affect mainly the S1 glycoprotein. In order to contribute to the availability of tools for immunodiagnosis and immunoprophylaxis of chicken infectious bronchitis we developed an expression system for production of recombinant S1 glycoprotein in Pichia pastoris. We obtained the cDNA from viral RNA on embryonated eggs infected with the M41 strain of IBV, by reverse transcription (RT) and polymerase chain reaction (PCR), amplifying the S1 coding sequence with extremities compatible with the vector used to transform yeast. Induction with methanol led to the production of a protein with the predicted molecular weight that was detected by Western blot in the cell lysate of transformed yeast. Expression in P. pastoris proved to be an effective method for recombinant production of S1 protein from IBV, with potential for use in immuno-diagnosis of chicken infectious bronchitis virus.

RESUMO Variações genética e antigênica são observadas com frequência elevada entre estirpes do VBIG e envolvem principalmente a glicoproteína S1. Com o objetivo de contribuir com a disponibilidade de ferramentas para o imunodiagnóstico e a imunoprofilaxia da bronquite infecciosa das galinhas foi desenvolvida uma metodologia para expressão recombinante da glicoproteína S1 na levedura Picchia pastoris. O cDNA do gene codificador dessa proteína foi obtido a partir de RNA viral de ovos embrionados infectados com a estirpe M41 do VBIG submetido à transcrição reversa (RT) e reação em cadeia da polimerase (PCR), amplificando-se a sequência codificadora de S1 acrescida de extremidades compatíveis com a clonagem no vetor usado na transformação de leveduras. A indução com metanol resultou na produção de uma proteína detectada como banda única do tamanho previsto, em western-blot, no lisado celular das leveduras transformadas. A expressão em P. pastoris mostrou ser um método eficaz para a produção recombinante da proteína S1 do VBIG, com potencial para utilização em técnicas de imunodiagnóstico da bronquite infecciosa das galinhas.

Genetic diversity of avian coronavirus infectious bronchitis detected from commercial poultry in Brazil

O vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV) é o agente causador de uma doença aviária economicamente importante. No Brasil, esta doença ocasiona problemas respiratórios, renais e reprodutivos em aves de todas as idades, apesar da vacinação constante com a cepa Massachusetts H120. Esta falha na proteção conferida pela vacina é ocasionada por mutações nos nucleotídeos do gene da glicoproteína da espícula, a qual está envolvida no processo de interação comas células do hospedeiro, a neutralização e a indução de imunidade protetora. As variantes brasileiras resultantes dessa mutação genética estão presentes desde os anos 80 e este estudo teve como objetivo analisar epidemiologicamente e caracterizar molecularmente os vírus variantes existentes durante 2010-2015 e realizar uma análise bioinformática das sequências disponíveis no GenBank em um período de 40 anos. Das 453 amostras analisadas, 61,4% foram positivas para IBV e 75,9% delas foram consideradas variantes e foram detectados em aves de todas as idades, distribuídos em todas as 5 regiões do Brasil. Um fragmento de 559-566 pb foi obtido a partir de 12 isolados, onde BR-I foi a variante predominante ao contrario que apenas um isolado pertencia ao genótipo BR-II. Análise bioinformática de 40 anos de variantes do IBV brasileiros revelou uma predominância de codões com as substituições não sinónimos no primeiro terço do gene S1 e uma relação dN / dS de 0,6757, indicando que esta porção do gene estava sob selecção negativa. Além disso a previsão de pontos de de N-glicosilação mostrou que a maioria das amostras variantes BR-I (entre o 2003 e início de 2014) apresentam um ponto adicional na posição 20, enquanto as variantes mais novas não apresentam esse ponto de nglicosilação. Estes resultados sugerem que as variantes brasileiras teriam sofrido mutações provavelmente drásticas em alguns pontos do genoma, entre os anos de 1983 a 2003 e depois de atingir uma estrutura antigênica eficaz o suficiente para a invasão e replicação em seus hospedeiros, o processo de seleção mudou para seleção negativa.

Infectious bronchitis virus (IBV) is the causative agent of an economically important disease of poultry. In Brazil this disease causes respiratory, renal and reproductive problems in birds of all ages, despite constant vaccination with the Massachusetts strain H120. This lack of immunological protection is known to be due the genetic variation in the spike glycoprotein of IBV, which is involved in host cell attachment, neutralization and the induction of protective immunity. Brazilian IBV variants resulting of this genetic variation are present since the 80s and this study aimed to epidemiologicaly analyze and molecularly characterize the existing variants during 2010-2015 and perform a bioinformatics analysis of the available sequences of IBV variants in a 40 year period. Of the 453 samples tested, 61.4% were positive for IBV and 75.9% of them were considered variants and were detected in birds of all ages, distributed in all five Brazilian regions. A fragment of 559-566 bp was obtained from 12 isolates, where BR-I was the predominant variant while only one isolate belonged to the BR-II genotype. Bioinformatics analysis of the sequences of 40 years of Brazilian IBV variants was performed and the ratio of non-synonymous substitutions per non-synonymous site (dn) to synonymous substitutions per synonymous site (ds) dN/dS was calculated. It revealed a predominance of codons with non-synonymous substitutions in the first third of the S1 gene and a dN/dS ratio of 0.6757, indicating that this portion of the gene was under negative selection. Additionally prediction of N-glycosilation sites showed that most of the BR-I variants (from 2003 to early 2014) present an extra site at animoacid position 20, while the newest ones lack this feature.Together these results suggest that IBV Brazilian variants had probably suffered drastic mutations in some points between the years 1983 to 2003 and after achieving an antigenic structure effective enough for invasion and replication in their hosts, the selection processes became silent.

Clonagem e expressão do gene da glicoproteína S1 do vírus da bronquite infecciosa das galinhas em Pichia pastoris / Cloning and expression in Pichia pastoris of the S1 glycoprotein gene of the chicken infectious bronchitis virus

Variações genética e antigênica são observadas com frequência elevada entre estirpes do VBIG e envolvem principalmente a glicoproteína S1. Com o objetivo de contribuir com a disponibilidade de ferramentas para o imunodiagnóstico e a imunoprofilaxia da bronquite infecciosa das galinhas foi desenvolvida uma metodologia para expressão recombinante da glicoproteína S1 na levedura Picchia pastoris. O cDNA do gene codificador dessa proteína foi obtido a partir de RNA viral de ovos embrionados infectados com a estirpe M41 do VBIG submetido à transcrição reversa (RT) e reação em cadeia da polimerase (PCR), amplificando-se a sequência codificadora de S1 acrescida de extremidades compatíveis com a clonagem no vetor usado na transformação de leveduras. A indução com metanol resultou na produção de uma proteína detectada como banda única do tamanho previsto, em western-blot, no lisado celular das leveduras transformadas. A expressão em P. pastoris mostrou ser um método eficaz para a produção recombinante da proteína S1 do VBIG, com potencial para utilização em técnicas de imunodiagnóstico da bronquite infecciosa das galinhas.

Genetic and antigenic variation are very frequently observed among IBV strains and affect mainly the S1 glycoprotein. In order to contribute to the availability of tools for immunodiagnosis and immunoprophylaxis of chicken infectious bronchitis we developed an expression system for production of recombinant S1 glycoprotein in Pichia pastoris. We obtained the cDNA from viral RNA on embryonated eggs infected with the M41 strain of IBV, by reverse transcription (RT) and polymerase chain reaction (PCR), amplifying the S1 coding sequence with extremities compatible with the vector used to transform yeast. Induction with methanol led to the production of a protein with the predicted molecular weight that was detected by Western blot in the cell lysate of transformed yeast. Expression in P. pastoris proved to be an effective method for recombinant production of S1 protein from IBV, with potential for use in immuno-diagnosis of chicken infectious bronchitis virus.

A new species of pentastomida infecting Tropidurus hispidus (Squamata: Tropiduridae) from Caatinga in Northeastern Brazil

This article describes a new species of Brazilian Raillietiella Sambon, 1910 from lungs of Tropidurus hispidus (Spix, 1825). Between July and October 2005 eighteen specimens of T. hispidus were actively captured with elastic rubber slings in granite outcrops (lajeiros) (06° 59’ S and 39° 31’ W) from caatinga formations in the municipality of Farias Brito, State of Ceará, Northeastern Brazil. One female and one male of T. hispidus had lungs infected by Raillietiella mottae sp. nov. (prevalence 11.1% and mean intensity of infection 6.0 ± 1.4, range 5-7). The parasite’s main diagnostic characteristics include the dimensions of sharp hooks and strongly curved or "C-shaped" male copulatory spicules with knob-like posterior projection from the base towards the inner curvature of the spicule.

Este artigo descreve uma nova espécie de Raillietiella Sambon, 1910 a partir dos pulmões de Tropidurus hispidus (Spix, 1825). Entre julho a outubro de 2005, dezoito espécimes de T. hispidus foram coletados ativamente usando-se estilingues em formações rochosas (lajeiros) (06° 59’S e 39° 31’W) no domínio da caatinga no município de Farias Brito, estado do Ceará, nordeste do Brasil. Uma fêmea e um macho de T. hispidus tinham seus pulmões infectados por Raillietiella mottae sp. nov. (prevalência 11,1% e intensidade média de infecção 6,0 ± 1,4, amplitude 5-7). As principais características diagnósticas dos parasitas incluem as dimensões dos ganchos com ponta aguda e as espículas copulatórias curvadas ou "em forma de C", com base posterior em forma de maçaneta, cuja parte distal é direcionada para o interior da curvatura da espícula.