Investigação de mutações no genoma do ZIKVBR após passagens in vitro em células de hospedeiro humano e símio
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Data
2021-04-13
Autores
Orientador
Rahal, Paula 
Oliva, Cintia Bittar
Batista, Mariana Nogueira
Coorientador
Pós-graduação
Microbiologia - IBILCE
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O Zika vírus (ZIKV) foi isolado pela primeira vez em 1947, mas se tornou uma preocupação mundial apenas após as epidemias de 2015, relacionado a manifestações clínicas severas como a Síndrome Congênita pelo vírus Zika e a Síndrome de Guillain-Barré. Transmitido principalmente pela picada de mosquitos Aedes sp., o ZIKV é mantido em dois ciclos de transmissão: urbano e silvestre, que envolvem humanos e macacos respectivamente. Ainda que a infecção alternada entre hospedeiros diferentes balanceie sua sequência consenso conservada na natureza, devido a ausência de atividade corretiva da RNA-polimerase dependente de RNA viral, o ZIKV possui alta taxa mutacional e circula em pools de quasiespécies com mutações pontuais que podem possibilitar adaptação a novos nichos e hospedeiros. O objetivo do presente estudo foi investigar mutações virais que surgiram após infecções alternadas em diferentes tipos celulares capazes de mimetizar os ciclos urbano (CUr) e semi-silvestre (CSi). Para isso, foram realizadas dez passagens alternadas para cada ciclo. Tanto o inóculo inicial quanto os vírus resultantes das décimas passagens de CSi e CUr tiveram seus genomas completos sequenciados pelo método de Sanger. Foram identificadas mutações sinônimas e não-sinônimas ao final das passagens de ambos os ciclos, sendo todas apresentadas como ambiguidades no eletroferograma. Substituições não-sinônimas foram encontradas nas proteínas E, NS1, NS2A, NS2B, NS3 e NS4B, em especial no resíduo 1263 (NS2A) que foi o único que apresentou mutações em ambos os ciclos, sendo que no CUr dois nucleotídeos do códon apresentaram variações resultando em quatro possíveis aminoácidos na população viral (V/A1263T/M/A/V). A conclusão das dez passagens alternadas do CSi demonstra a habilidade do ZIKVBR de infectar células de primatas não-humanos e chama atenção para a possibilidade de spillback. Além disso, os títulos alcançados no CSi sugerem que o vírus ainda não esteja bem adaptado ao hospedeiro mamífero não-humano visto que seguiram padrão de “alto-e-baixo” no decorrer das passagens, sendo os mais altos nas células de mosquito e mais baixos nas de macaco. Enquanto isso, os títulos de CUr mostraram maior estabilidade, reforçando o sucesso do ciclo urbano bem estabelecido e com rápida disseminação no mundo todo. Mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos de evolução viral, se as mutações identificadas são adaptativas aos hospedeiros e quais seus impactos no fitness viral.
Resumo (inglês)
Zika virus (ZIKV) was first isolated in 1947 but became a public global concern only after the 2015 outbreak being related to more severe clinical manifestations, such as Congenital Zika Syndrome and Guillain-Barré Syndrome. Mainly transmitted through Aedes sp. mosquito bites, ZIKV is maintained in two transmission cycles: urban and sylvatic, which involves humans and monkeys respectively. Although alternate passage between distinct hosts balances its conserved consensus sequence in nature, due to the lack of proofreading activity from the RNA-dependent RNA polymerase, ZIKV exhibits high mutational rate and circulates as quasispecies with point mutations that may enable successful adaptation to new niches and hosts. The aim of this study was to investigate viral mutations that emerged after alternate infections of different cell types capable to mimic ZIKV urban (UC) and sylvatic cycles (SC). To this end, ten alternate passages were performed in each cycle. The initial inoculum and the resulting viruses from the tenth passage of each cycle had their complete genome sequenced using Sanger method. Synonymous and non- synonymous mutations were identified at the end of the ten passages of both cycles, all appeared as ambiguities in the electropherogram. Non-synonymous substitutions were found at the E protein, NS1, NS2A, NS2B, NS3 and NS4B, especially in residue 1263 (NS2A) – which was the only one that showed mutations in both cycles and in UC two codon nucleotides exhibited variations resulting in four possible amino acids at that position in viral population (V/A1263T/M/A/V). The completion of the ten SC alternating passages with ZIKV Brazilian strain demonstrates its ability to infect non- human primate cells and draws attention to the possibility of spillback. In addition, the SC titers suggest the virus is not yet well adapted to the mammalian non-human host as they followed a “high-and-low” pattern through the passages, the highest in mosquito cells and lowest in monkey cells. Meanwhile, UC titers showed more stability along the passages, reinforcing the establishent of a successful urban cycle with rapid spread all over the world. Further studies are needed to elucidate the viral evolution mechanisms, whether the identified mutations are host adaptations and what are their impacts in viral fitness.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português