Inferences about the global scenario of human T-cell lymphotropic virus type 1 infection using data mining of viral sequences.

Human T-cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) is mainly associated with two diseases: tropical spastic paraparesis/HTLV-1-associated myelopathy (TSP/HAM) and adult T-cell leukaemia/lymphoma. This retrovirus infects five-10 million individuals throughout the world. Previously, we developed a database that annotates sequence data from GenBank and the present study aimed to describe the clinical, molecular and epidemiological scenarios of HTLV-1 infection through the stored sequences in this database. A total of 2,545 registered complete and partial sequences of HTLV-1 were collected and 1,967 (77.3%) of those sequences represented unique isolates. Among these isolates, 93% contained geographic origin information and only 39% were related to any clinical status. A total of 1,091 sequences contained information about the geographic origin and viral subtype and 93% of these sequences were identified as subtype "a". Ethnicity data are very scarce. Regarding clinical status data, 29% of the sequences were generated from TSP/HAM and 67.8% from healthy carrier individuals. Although the data mining enabled some inferences about specific aspects of HTLV-1 infection to be made, due to the relative scarcity of data of available sequences, it was not possible to delineate a global scenario of HTLV-1 infection.

Inferences about the global scenario of human T-cell lymphotropic virus type 1 infection using data mining of viral sequences

Human T-cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) is mainly associated with two diseases: tropical spastic paraparesis/HTLV-1-associated myelopathy (TSP/HAM) and adult T-cell leukaemia/lymphoma. This retrovirus infects five-10 million individuals throughout the world. Previously, we developed a database that annotates sequence data from GenBank and the present study aimed to describe the clinical, molecular and epidemiological scenarios of HTLV-1 infection through the stored sequences in this database. A total of 2,545 registered complete and partial sequences of HTLV-1 were collected and 1,967 (77.3%) of those sequences represented unique isolates. Among these isolates, 93% contained geographic origin information and only 39% were related to any clinical status. A total of 1,091 sequences contained information about the geographic origin and viral subtype and 93% of these sequences were identified as subtype “a”. Ethnicity data are very scarce. Regarding clinical status data, 29% of the sequences were generated from TSP/HAM and 67.8% from healthy carrier individuals. Although the data mining enabled some inferences about specific aspects of HTLV-1 infection to be made, due to the relative scarcity of data of available sequences, it was not possible to delineate a global scenario of HTLV-1 infection.

HTLV type 1 molecular study in Brazilian villages with African characteristics giving support to the post-Columbian introduction hypothesis.

We performed an HTLV epidemiological study of 986 individuals from 17 villages from the same state of Salvador, the city with the highest HTLV-1 prevalence in Brazil. The HTLV-1 prevalence was 3.85%, 1.56%, and 1.23% in three villages. Phylogenetic analysis of the LTR region demonstrated that all positive samples analyzed belonged to the Transcontinental subgroup of the HTLV-1 Cosmopolitan subtype. Three of the new HTLV-1 sequences formed a well-supported clade within one of the Latin American clusters that contain a South African sequence. This Latin American cluster that segregated from the same ancestor as the other clade contained a Central African sequence. This ancestral relationship could support our previous report that suggests that this subgroup was first introduced into South Africa as a result of the migration of the Bantu population from Central Africa to Southern Africa over the past 3000 years, and afterward to Brazil during the slave trade between the sixteenth and nineteenth centuries.

Epidemiologia e origem do HTLV-I em Salvador Estado da Bahia: a cidade com a mais elevada prevalência desta infecção no Brasil

A cidade de Salvador, Bahia apresenta a mais elevada prevalência de HTLV-I no Brasil. Esta prevalência é maior em mulheres, aumenta com a idade consideravelmente nos indivíduos com mais de 51 anos (8,4%) e é maior naqueles com baixa condição socioeconômica. Salvador tem uma população de 3 milhões de habitantes sendo que 80% são afro descendentes. A maioria dos africanos que veio para esta cidade, durante o tráfico de escravos, foi originária do Oeste da África (Benin, Nigéria, Norte de Angola).A análise filogenética da região LTR demonstrou que as seqüências estudadas eram do subtipo Cosmopolita (a), subgrupo Transcontimental (A). Estes resultados são discordantes em relação aos dados históricos que indicam que a maioria dos africanos que veio para Salvador foi originária do oeste da África onde somente circula o subgrupo Oeste da África (C). Algumas seqüências do HTLV-I se agrupavam em um grupo da America Latina que continha seqüências da África do Sul. Este grupo da America Latina era segregado a partir de um mesmo ancestral do outro grupo que continha uma seqüência da África Central. Esta relação de ancestralidade sugere que este subgrupo foi inicialmente introduzido na África do Sul devido a migração de uma população Banto da África Central para o Sul da África há cerca de 3000 anos e após para o Brasil durante o tráfico de escravos no período compreendido entre os séculos XVI e XVII. Nossos dados corroboram a hipótese de que ocorreram múltiplas introduções do HTLV-I em Salvador na era pós-colombiana

Estudo molecular de proteínas estruturais (gp21 e gp46) e regulatórias (HBZ) do HTLV-1 em indivíduos com diferentes perfis clínicos

O vírus linfotrópico de células T humanas tipo 1, HTLV-1, é conhecido, principalmente, por ser o agente etiológico de uma síndrome neurológica denominada TSP/HAM. Os fatores que definem a manifestação de doença ainda não foram completamente esclarecidos. As glicoproteínas do envelope são altamente conservadas entre os isolados do HTLV-1, no entanto, substituições nucleotídicas na região gênica que codifica para estas proteínas, podem influenciar tanto na infectividade viral como na replicação do vírus. A gp46 possui domínios funcionais já associados à inibição da formação do sincício, à transmissão célula-célula e à produção de anticorpos, enquanto que a gp21 apresenta domínios que permitem a fixação dela à membrana plasmática da célula hospedeira. O HBZ, por sua vez, é relacionado à regulação positiva de fatores de transcrição importantes para o ciclo celular, além de suprimir a transcrição viral mediada por TAX. Estudos recentes revelam correlação entre os níveis dos transcritos do HBZ e a severidade da manifestação da TSP/HAM. Pelo exposto, o objetivo principal do trabalho foi buscar possíveis biomarcadores virais nos diferentes perfis clínicos: assintomáticos e TSP/HAM definidos. Nossos resultados revelaram que a mediana da carga proviral dos indivíduos assintomáticos (ASS) (n = 5) e TSP/HAM (n = 5), foi semelhante (316.227 cópias/106 PBMC). Da caracterização da gp46, obtivemos 146 clones virais: 70 (ASS) e 76 (TSP/HAM). A caracterização molecular revelou uma diversidade genética de 0,4% e 0,6% nos indivíduos ASS e TSP/HAM, respectivamente. Identificamos 5 mutações com freqüência acima de 20% entre os clones de cada grupo. Apenas a mutação S35L foi exclusiva de clones do grupo ASS, três mutações (F14S, N42H, G72S) foram exclusivas de clones do grupo TSP/HAM e apenas uma mutação V247I foi encontrada em clones de ambos os grupos com diferença estatística (p = 0,0014). Apenas a mutação G72S está presente em um domínio funcional (53-75aa) previamente identificado. Tal domínio foi o segundo domínio mais divergente entre os indivíduos TSP/HAM, sendo o RBD o mais divergente em ambos os grupos. Análises físico-químicas revelaram que o alelo mutante para a posição 14 é mais hidrofílico e flexível, e menos antigênico, para as posições 42 e 247, respectivamente. Foi possível identificar 23 e 16 epítopos ligantes de alelos de HLA classe I e II, respectivamente nos domínios 175-209aa e 53-75aa, respectivamente. A análise de domínios potenciais revelou a presença dos mesmos sítios de modificação pós-traducional com diferentes freqüências entre os grupos. Identificamos a troca de estrutura em coil para folha beta na predição da estrutura secundária para as mutações S35L e G72S. Da caracterização molecular da gp21 dispomos apenas de 08 sequências, obtidas de PCR direto, de 4 de indivíduos ASS e 4 de indivíduos TSP/HAM. A análise molecular identificou apenas uma mutação (Y477H) em 7 seqüências. Da caracterização de 10 sequências, obtidas de PCR direto do HBZ, foi possível identificar duas mutações (S9P e T95I), em 100% das sequências, e uma terceira mutação R112C em 66,7% e 25% das sequências oriundas de indivíduos ASS (n = 6) e TSP/HAM (n = 4), respectivamente. A mutação R112C pode ser responsável pela mutação P34L na proteína p12 (ORF-1 de pX). 7 Concluímos, portanto, a observação de 5 mutações mais freqüentes, na gp46, e que estão associadas ao perfil de variação dentro de cada hospedeiro, já que, com exceção da mutação V247I, as demais mutações foram exclusivas de clones de um único hospedeiro. Uma única mutação foi encontrada na gp21 e em relação ao HBZ foi possível identificar 3 mutações sendo que nenhuma delas tinha sido descrita na literatura. Não foi possível associar nenhuma das mutações encontradas ao perfil clínico devido ao reduzido número de indivíduos incluídos no estudo. No entanto, sugerimos que novos estudos sejam conduzidos, para expandir o entendimento da diversidade molecular dessas proteínas, com o aumento no número de indivíduos avaliados, e sobretudo porque acreditamos no potencial destas mutações sugerimos também a avaliação funcional delas.

Estudo molecular de proteínas estruturais (gp21 egp46) e regulatórias(HBZ) do HTLV-1 em indivíduos com diferentes perfis clínicos / Molecular analysis of structural proteins (gp21 egp49) and regulatory (HBZ) of HTLV-1 in patients with different clinical profiles

O vírus linfotrópico de células T humanas tipo 1, HTLV-1, é conhecido, principalmente, por ser o agente etiológico de uma síndrome neurológica denominada TSP/HAM. Os fatores que definem a manifestação de doença ainda não foram completamente esclarecidos. As glicoproteínas do envelope são altamente conservadas entre os isolados do HTLV-1, no entanto, substituições nucleotídicas na região gênica que codifica para estas proteínas, podem influenciar tanto na infectividade viral como na replicação do vírus. A gp46 possui domínios funcionais já associados à inibição da formação do sincício, à transmissão célula-célula e à produção de anticorpos, enquanto que a gp21 apresenta domínios que permitem a fixação dela à membrana plasmática da célula hospedeira. O HBZ, por sua vez, é relacionado à regulação positiva de fatores de transcrição importantes para o ciclo celular, além de suprimir a transcrição viral mediada por TAX. Estudos recentes revelam correlação entre os níveis dos transcritos do HBZ e a severidade da manifestação da TSP/HAM. Pelo exposto, o objetivo principal do trabalho foi buscar possíveis biomarcadores virais nos diferentes perfis clínicos: assintomáticos e TSP/HAM definidos. Nossos resultados revelaram que a mediana da carga proviral dos indivíduos assintomáticos (ASS) (n = 5) e TSP/HAM (n = 5), foi semelhante (316.227 cópias/106 PBMC). Da caracterização da gp46, obtivemos 146 clones virais: 70 (ASS) e 76 (TSP/HAM). A caracterização molecular revelou uma diversidade genética de 0,4% e 0,6% nos indivíduos ASS e TSP/HAM, respectivamente. Identificamos 5 mutações com freqüência acima de 20% entre os clones de cada grupo. Apenas a mutação S35L foi exclusiva de clones do grupo ASS, três mutações (F14S, N42H, G72S) foram exclusivas de clones do grupo TSP/HAM e apenas uma mutação V247I foi encontrada em clones de ambos os grupos com diferença estatística (p = 0,0014). Apenas a mutação G72S está presente em um domínio funcional (53-75aa) previamente identificado. Tal domínio foi o segundo domínio mais divergente entre os indivíduos TSP/HAM, sendo o RBD o mais divergente em ambos os grupos. Análises físico-químicas revelaram que o alelo mutante para a posição 14 é mais hidrofílico e flexível, e menos antigênico, para as posições 42 e 247, respectivamente. Foi possível identificar 23 e 16 epítopos ligantes de alelos de HLA classe I e II, respectivamente nos domínios 175-209aa e 53-75aa, respectivamente. A análise de domínios potenciais revelou a presença dos mesmos sítios de modificação pós-traducional com diferentes freqüências entre os grupos. Identificamos a troca de estrutura em coil para folha beta na predição da estrutura secundária para as mutações S35L e G72S. Da caracterização molecular da gp21 dispomos apenas de 08 sequências, obtidas de PCR direto, de 4 de indivíduos ASS e 4 de indivíduos TSP/HAM. A análise molecular identificou apenas uma mutação (Y477H) em 7 seqüências. Da caracterização de 10 sequências, obtidas de PCR direto do HBZ, foi possível identificar duas mutações (S9P e T95I), em 100% das sequências, e uma terceira mutação R112C em 66,7% e 25% das sequências oriundas de indivíduos ASS (n = 6) e TSP/HAM (n = 4), respectivamente. A mutação R112C pode ser responsável pela mutação P34L na proteína p12 (ORF-1 de pX). Concluímos, portanto, a observação de 5 mutações mais freqüentes, na gp46, e que estão associadas ao perfil de variação dentro de cada hospedeiro, já que, com exceção da mutação V247I, as demais mutações foram exclusivas de clones de um único hospedeiro. Uma única mutação foi encontrada na gp21 e em relação ao HBZ foi possível identificar 3 mutações sendo que nenhuma delas tinha sido descrita na literatura. Não foi possível associar nenhuma das mutações encontradas ao perfil clínico devido ao reduzido número de indivíduos incluídos no estudo. No entanto, sugerimos que novos estudos sejam conduzidos, para expandir o entendimento da diversidade molecular dessas proteínas, com o aumento no número de indivíduos avaliados, e sobretudo porque acreditamos no potencial destas mutações sugerimos também a avaliação funcional delas.

Estudo genotípico de isolados do HTLV-1 e caracterização do envelope viral, correlacionando com o desenvolvimento de protótipos vacinais

Em 1980, a partir de um paciente com linfoma cutâneo de células T, foi isolado o vírus linfotrópico de células T humanas tipo 1, o HTLV-1, que é conhecido, principalmente, por ser o agente etiológico de uma síndrome neurológica denominada TSP/HAM. No Brasil, estima-se que 2,5 milhões de indivíduos estejam infectados pelo HTL V -1, sendo a maior prevalência encontrada na população geral na cidade de Salvador, Bahia. Este estudo foi dividido em duas etapas: a primeira etapa refere-se a um estudo de caracterização do envelope viral utilizando ferramentas de bioinformática; enquanto que a segunda etapa caracteriza-se por ser um estudo de soroprevalência e análise dos novos isolados virais. O estudo de caracterização do envelope viral foi realizado para todas as seqüências nucleotídicas do gene env (n=15), já publicadas no Banco Mundial de seqüências, dando suporte ao programa brasileiro de DST -AIDS. Este estudo de caracterização se baseou na identificação de possíveis epítopos lineares, na caracterização físico-química, na identificação de mutações selecionadas positivamente, e por fim na procura por assinaturas correspondentes às modificações pós-traducionais. Inicialmente, realizamos a triagem de peptídeos previamente identificados no envelope viral, e em seguida a predição de epítopos nestas seqüências peptídicas. Em 12 peptídeos previamente publicados, foram encontrados 12 possíveis epítopos, cuja variação total na composição de aminoácido foi de 9 por cento e 17 por cento para os alelos de HLA classes I e 11, respectivamente. Em 5 dos 12 epítopos a análise físico-química revelou que as mutações presentes foram capazes de aumentar o perfil de antigenicidade da região protéica que continha a mutação. A análise de domínios potenciais mostrou a perda de um sítio de fosforilação (PKC) no epítopo que contém a mutação D197N, e a perda de um sítio de N-glicosilação causada pelas mutações S246Y e V247I em outro epítopo. Além disso, a análise de pressão seletiva revelou 8 sítios selecionados positivamente (ώ = 9,59), usando modelos de máxima verossimilhança. Este estudo ressalta a importância do envelope viral para o sucesso da infecção e para o desenvolvimento de protótipos vacinais, principalmente, porque foi possível identificar sítios selecionados positivamente, e epítopos com características conservativas e potenciais ligantes para um grande número de alelos de HLA. A segunda etapa do trabalho consistiu na caracterização genotípica de novos isolados do HTLV-1 na cidade de Rio Branco-Acre. Para contribuir com dados de soroprevalência do HTL V-I no Brasil, e para discutir sobre a epidemiologia molecular do vírus, 219 doadores de sangue foram triados para a presença de anticorpos específicos contra o vírus. Um único caso de infecção (soroprevalência de 0,46 por cento) foi detectado entre os doadores de sangue atendidos, durante o mês de julho de 2004, na Fundação Hemocentro de Rio Branco-Acre. Seqüenciamos, então, a região L TR total referente a esse isolado viral (ACI81), e submetemos à subtipagem, juntamente com outras 4 seqüências L TR (AC042, AC174, AC069, AC129), também geradas neste trabalho, provenientes, entretanto, de casos de infecção identificados por um trabalho anterior de soroprevalência nesta mesma população. Para os fragmentos totais da região LTR (AC181 e AC042), análises filogenéticas foram realizadas utilizando o programa PAUP, enquanto que os fragmentos parciais (ACI74, AC069, AC129) foram genotipados através de uma ferramenta online de subtipagem. Três seqüências referentes ao gene env (ENV AC57, ENV AC69 e ENV AC204), também foram geradas, neste estudo, utilizando amostras HTLV-1 positivas provenientes de um estudo prévio de caracterização sorológica. Estas foram analisadas para a presença de modificações pós-traducionais. Análises filo genéticas demonstraram que tanto os isolados L TR total, como os parciais foram classificados como pertencentes ao subgrupo Transcontinental do subtipo Cosmopolita, dentro do grupo monofilético A da América Latina para os isolados AC181 e AC042. Comparando a diversidade genética das seqüências de HTLV-1, geradas neste trabalho, com outras seqüências virais em infecções em Salvador, Fortaleza e Peru, foi possível encontrar uma menor distância genética entre as cepas de Rio Branco, quando comparadas com as cepas de Fortaleza e do Peru, e uma maior distância genética, quando comparadas com cepas de Salvador. A análise de domínios potenciais mostrou a presença de sítios de fosforilação para PKC nas posições 31O-312aa e 342¬344aa; um sítio de fosforilação para CK2 na posição 194-197aa; sítios de N-glicosilação nas posições 222-225aa, 244-247aa e 272-275aa; e por fim, um sítio de miristilação na posição 327¬338aa. Os achados moleculares nos permitem sugerir uma possível origem Pré-Colombiana do vírus nesta população, sem, no entanto, descartar completamente a possibilidade de introdução Pós-Colombiana.

Estudo genotípico de isolados do HTLV-1 e caracterização do envelope viral, correlacionando com o desenvolvimento de protótipos vacinais

Em 1980, a partir de um paciente com linfoma cutâneo de células T, foi isolado o vírus linfotrópico de células T humanas tipo 1, o HTLV-1, que é conhecido, principalmente, por ser o agente etiológico de uma síndrome neurológica denominada TSP/HAM. No Brasil, estima-se que 2,5 milhões de indivíduos estejam infectados pelo HTL V -1, sendo a maior prevalência encontrada na população geral na cidade de Salvador, Bahia. Este estudo foi dividido em duas etapas: a primeira etapa refere-se a um estudo de caracterização do envelope viral utilizando ferramentas de bioinformática; enquanto que a segunda etapa caracteriza-se por ser um estudo de soroprevalência e análise dos novos isolados virais. O estudo de caracterização do envelope viral foi realizado para todas as seqüências nucleotídicas do gene env (n=15), já publicadas no Banco Mundial de seqüências, dando suporte ao programa brasileiro de DST -AIDS. Este estudo de caracterização se baseou na identificação de possíveis epítopos lineares, na caracterização físico-química, na identificação de mutações selecionadas positivamente, e por fim na procura por assinaturas correspondentes às modificações pós-traducionais. Inicialmente, realizamos a triagem de peptídeos previamente identificados no envelope viral, e em seguida a predição de epítopos nestas seqüências peptídicas. Em 12 peptídeos previamente publicados, foram encontrados 12 possíveis epítopos, cuja variação total na composição de aminoácido foi de 9 por cento e 17 por cento para os alelos de HLA classes I e 11, respectivamente. Em 5 dos 12 epítopos a análise físico-química revelou que as mutações presentes foram capazes de aumentar o perfil de antigenicidade da região protéica que continha a mutação. A análise de domínios potenciais mostrou a perda de um sítio de fosforilação (PKC) no epítopo que contém a mutação D197N, e a perda de um sítio de N-glicosilação causada pelas mutações S246Y e V247I em outro epítopo. Além disso, a análise de pressão seletiva revelou 8 sítios selecionados positivamente (ώ = 9,59), usando modelos de máxima verossimilhança. Este estudo ressalta a importância do envelope viral para o sucesso da infecção e para o desenvolvimento de protótipos vacinais, principalmente, porque foi possível identificar sítios selecionados positivamente, e epítopos com características conservativas e potenciais ligantes para um grande número de alelos de HLA. A segunda etapa do trabalho consistiu na caracterização genotípica de novos isolados do HTLV-1 na cidade de Rio Branco-Acre. Para contribuir com dados de soroprevalência do HTL V-I no Brasil, e para discutir sobre a epidemiologia molecular do vírus, 219 doadores de sangue foram triados para a presença de anticorpos específicos contra o vírus. Um único caso de infecção (soroprevalência de 0,46 por cento) foi detectado entre os doadores de sangue atendidos, durante o mês de julho de 2004, na Fundação Hemocentro de Rio Branco-Acre. Seqüenciamos, então, a região L TR total referente a esse isolado viral (ACI81), e submetemos à subtipagem, juntamente com outras 4 seqüências L TR (AC042, AC174, AC069, AC129), também geradas neste trabalho, provenientes, entretanto, de casos de infecção identificados por um trabalho anterior de soroprevalência nesta mesma população. Para os fragmentos totais da região LTR (AC181 e AC042), análises filogenéticas foram realizadas utilizando o programa PAUP, enquanto que os fragmentos parciais (ACI74, AC069, AC129) foram genotipados através de uma ferramenta online de subtipagem. Três seqüências referentes ao gene env (ENV AC57, ENV AC69 e ENV AC204), também foram geradas, neste estudo, utilizando amostras HTLV-1 positivas provenientes de um estudo prévio de caracterização sorológica. Estas foram analisadas para a presença de modificações pós-traducionais. Análises filo genéticas demonstraram que tanto os isolados L TR total, como os parciais foram classificados como pertencentes ao subgrupo Transcontinental do subtipo Cosmopolita, dentro do grupo monofilético A da América Latina para os isolados AC181 e AC042. Comparando a diversidade genética das seqüências de HTLV-1, geradas neste trabalho, com outras seqüências virais em infecções em Salvador, Fortaleza e Peru, foi possível encontrar uma menor distância genética entre as cepas de Rio Branco, quando comparadas com as cepas de Fortaleza e do Peru, e uma maior distância genética, quando comparadas com cepas de Salvador. A análise de domínios potenciais mostrou a presença de sítios de fosforilação para PKC nas posições 31O-312aa e 342¬344aa; um sítio de fosforilação para CK2 na posição 194-197aa; sítios de N-glicosilação nas posições 222-225aa, 244-247aa e 272-275aa; e por fim, um sítio de miristilação na posição 327¬338aa. Os achados moleculares nos permitem sugerir uma possível origem Pré-Colombiana do vírus nesta população, sem, no entanto, descartar completamente a possibilidade de introdução Pós-Colombiana.