Resumo
A produção de suínos aumentou significativamente ao longo das últimas décadas devido ao maior consumo dessa fonte de proteína animal. A pressão para uma maior eficiência e um maior volume de produção levou ao aumento da produção e da intensificação do comércio internacional de suínos e recursos genéticos. Concomitantemente ao crescimento da indústria suína, as enfermidades presentes na suinocultura nunca foram tão diversificadas e o número de relatos de patógenos emergentes aumentou, significantemente, durante os últimos 30 anos. Considerando essas informações, o presente estudo teve como objetivo realizar um estudo retrospectivo de detecção e analisar a evolução molecular de um vírus emergente na suinocultura mundial e brasileira, o Porcine circovirus 3 (PCV3). Para o estudo retrospectivo de detecção do PCV3 no Brasil, amostras de DNA estocadas em laboratório foram utilizadas para a pesquisa do vírus por meio da técnica de PCR convencional. Após sequenciamento das amostras positivas, análises filogenéticas e comparações moleculares foram realizadas para entender a epidemiologia do PCV3 no Brasil. Além disso, análises filogenéticas e genômica comparativa foram conduzidas para encontrar uma possível origem evolucionária do PCV3 na suinocultura mundial. Os resultados desse estudo forneceram informações importantes sobre o PCV3, que servirão de base para a elaboração de medidas de controle e prevenção.
The pork industry has increased significantly over the last decades due to the increased consumption of this source of animal protein. The pressure for better efficiency and production has led to an increased production and intensification of international trade and genetic resources. Concurrently with the growth of the pork industry, the diseases present in pig farming have never been so diversified and the number of reports of emerging pathogens has increased significantly over the past 30 years. Considering this information, the present study aimed to conduct a retrospective study of detection and analyze the molecular evolution of an emerging virus in the pork industry, the Porcine circovirus 3 (PCV3). For the retrospective study of PCV3 detection in Brazil, laboratory-stored DNA samples were used for the detection of the virus by the conventional PCR technique. After sequencing the positive samples, phylogenetic and molecular analyzes were performed to understand the epidemiology of PCV3 in Brazil. In addition, phylogenetic analyzes and comparative genomics were conducted to find a possible evolutionary origin of PCV3. The results of this study provided important information about PCV3, which would serve as a basis for the development of control and prevention measures.
Resumo
A criação de aves em sistemas industrializados vem adquirindo, mundialmente, características que envolvem uma elevada densidade animal, o que, consequentemente, leva ao surgimento de condições epidemiológicas capazes de predisporem ao aparecimento de problemas sanitários. Diante deste contexto, aumenta-se a preocupação com as doenças infecciosas, dentre elas, a Bronquite Infecciosa das Galinhas (BIG), cujo agente etiológico é o Infectious bronchitis virus (IBV). O presente estudo teve como objetivo reconstruir a epidemiologia molecular do IBV, por meio de análises filogenéticas e filogeográficas dos genes estruturais N e S1, para estudo da evolução viral. Estas informações são importantes para estabelecer um padrão de dispersão em um contexto histórico geográfico, entender eventos biológicos no passado relacionados à dinâmica populacional e ajudar no desenvolvimento de estratégias efetivas de controle do IBV. Para isso, foram montados dois bancos de dados com sequências moleculares completas e parciais dos genes N e S1 obtidos no GenBank. O primeiro banco de dados (IBV1) contemplou sequências completas de S1 (N=256) e N (N=154) e o segundo banco de dados (IBV2) foi montado com sequências parciais de S1 (N=390) e N (N=173). Importantes parâmetros para estudo da evolução viral foram analisados nesse trabalho para os genes S1 e N do IBV, incluindo estimativas de eventos de recombinação, taxa de mutação, pressão de seleção, dinâmica populacional e dispersão espacial. Os resultados apontam que, na ausência de uma elevada taxa de mutação e pelo fato da seleção purificadora ser a principal forma de seleção natural no IBV, o processo de recombinação tem um papel fundamental na evolução do IBV. As análises de dinâmica populacional sugerem que, até meados da década de 2000, os diferentes programas de vacinação, juntamente com os métodos de biosseguridade, foram eficazes para controlar o crescimento do tamanho efetivo populacional do IBV. Contudo, a partir de 2007, o aumento da população de variantes do IBV, pode indicar que os protocolos vacinais, usados no presente, não estão sendo mais eficazes. Os resultados das análises de dispersão viral do gene S1 e N ixforam analisados de forma conjunta, a fim de reconstruir um padrão de dispersão do IBV ao longo de sua história evolutiva. O ponto de origem de todas as cepas atuais do IBV foi a China que, após dispersão local, disseminou para os Estados Unidos e, por conseguinte, se dispersou para diferentes países e continentes até alcançar a ampla distribuição mundial encontrada nos dias atuais. Os principais centros de dispersão atuais do IBV foram a China, Estados Unidos, Brasil, Taiwan e Europa.
The intensification of poultry in industrial systems has acquired, worldwide, features that involve a high stock density, which, consequently, leads to the emergence of epidemiological conditions that may predispose to the appearance of health problems. Given this context, the concern with infectious diseases increases, among the diseases is the Avian Infectious Bronchitis (IB), whose etiologic agent is the Infectious bronchitis virus (IBV). This study aimed to reconstruct the molecular epidemiology of IBV through phylogenetic and phylogeographic analyzes of structural genes N and S1, to the study of viral evolution. These pieces of information are important to establish a pattern of dispersion in a geographical historical context, to understand biological events in the past related to population dynamics and to help develop effective strategies for control of IBV. To establish a better outlook for discussion of IBV molecular epidemiology, there were created two databases with complete and partial molecular sequences of genes N and S1 obtained from GenBank. The first database (IBV1) considered complete sequences of the S1 (N = 256) subunit and of the N (N = 154) gene of IBV. To increase the extension of countries from which sequences are available, a second database (IBV2) was created with partial sequences of the S1 (N = 390) gene and the N (N = 173) gene. Important parameters for the study of viral evolution were analyzed in this work for the S1 and N genes of the IBV, including estimates of recombination events, mutation rate, selection pressure, population dynamics and spatial dispersion. The results show that, in the absence of a high mutation rate and because of the purifying selection to be the main form of natural selection in IBV, the recombination process plays a key role in the evolution of IBV. The analysis of population dynamics suggest that, until the mid-2000s, the different vaccination programs, along with the biosecurity methods have been effective in controlling the growth of effective population size of the IBV. However, since 2007, the increase in the population of IBV variants may indicate that the vaccine protocols, used in the present, have not been effective anymore. The results of analyzes xiof the viral spread of the gene S1 and N were analyzed together, in order to reconstruct a pattern of the IBV dispersion along its evolutionary history. The point of origin of all current strains of IBV was China, which after local dispersion spread to the United States of America and thus dispersed to different countries and continents until reaching the worldwide distribution found today. The current main scattering centers of the IBV were China, the United States, Brazil, Taiwan and Europe.