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.

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.

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.