Caracterização molecular e geográfica de isolados recombinantes BF do vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1)

Abstract

O Vírus da imunodeficiência humana do tipo 1 (HIV-1) possui uma ampla variabilidade genética. Esta diversidade é representada pelos quatro grupos, pelos nove subgrupos do grupo M e também pelas formas recombinantes destes vírus. Dentre estes, os recombinantes BF tem se destacado pela alta dispersão global concomitante com o aumento em número e diversidade. Atualmente quatorze formas recombinantes circulantes (CRFs) BF e inúmeras formas recombinantes únicas BF (URFs) foram descritas. O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização molecular e geográfica de isolados virais recombinantes BF do HIV- 1. Para tal, sequências e informações de genomas completos de recombinantes BF do HIV foram coletadas dos bancos de dados NCBI e Los Alamos. Posteriormente foram realizadas a caracterização destas sequências, análises filogenéticas, de recombinação e da alça V3 da proteína glicoproteína 120 (gp120), além de busca por assinaturas nucleotídicas e predição do coreceptor de entrada viral. Foram encontradas 252 sequências de genoma completo (>7000 pb) de recombinantes BF do HIV oriundas de treze países diferentes, sendo a maioria delas provenientes de pacientes brasileiros (52,8%). Seis sequências previamente caraterizadas como recombinantes BF, foram reclassificadas como subtipo B puro. Algumas sequências formaram agrupamentos monofiléticos com as CRFs já descritas e, portanto, sugere-se a reclassificação das mesmas. Dentre as sequências avaliadas foram encontrados 114 padrões distintos de recombinação. A maioria das sequências apresenta recombinação na região pol (81%; 205/252), seguido das regiões gag (68%; 172/252) e env (54%; 137/252) sendo encontrado na região tat a menor taxa de recombinação (7%; 17/252). Enquanto em todos os outros genes acessórios e regulatórios predominou o genótipo B, em vif, o subtipo F prevaleceu (38%; 96/252). Além disso, foram identificados dois hotspots entre as sequências analisadas: um encontrado em 35 sequências (13,9%) na região entre as posições 5360 – 5390 do gene acessório vif e outro em torno da posição 9356 da região nef (11% das sequências). Foram identificadas assinaturas nucleotídicas conservadas exclusivas para cada CRF_BF descrita. As mutações mais frequentes foram encontradas na região da transcriptase reversa foram M41L (NRTIs) e K100N (NNRTIs). De maneira geral, as mutações encontradas nestas sequências conferem resistência a diversos fármacos sendo que as maiores taxas de resistência foram encontradas para os antirretrovirais Atazanavir, Saquinavir, Nevirapina, Zidovudina, Estavudina, Didanosina e Emtricitabina. A predição de uso de coreceptor viral mostrou estes recombinantes utilizam preferencialmente o coreceptor CCR5 (67,5%) sendo que a CRF42 utiliza exclusivamente este coreceptor, enquanto todas as sequências da CRF39 foram classificadas como R5X4/X4. Os tetrapeptídeos mais frequentes encontrados na alça V3 foram GPGR (49,4%), GPGQ (20%), APGR (6,7%), GPGK (5,1%), GWGR (4,3%) e GPGG (2%). Além disso, as sequências com o motivo GPGQ e APGR são preferencialmente classificadas como R5 e contem o subtipo F na região da alça V3. Pode-se observar que há uma grande diversidade dos padrões de recombinação evidenciando que a recombinação entre os subtipos B e F é frequente.

Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) has a wide genetic variability. This diversity is represented by the four groups, nine subgroups of group M and by the recombinant forms of these viruses. Among these, the recombinant BF has been distinguished by the high global dispersion concomitant with the increase in number and diversity. Currently fourteen BF Circulating Recombinant Forms (CRFs) and BF Unique Recombinant Forms (URFs) forms have been described. The objective of this work was to perform molecular and geographic characterization of HIV-1 recombinant BF viral isolates. To that end, complete genome sequences and information from recombinant HIV BFs were collected from the NCBI and Los Alamos databases. Subsequently, the characterization of these sequences, phylogenetic analysis, recombination and the V3 loop of the glycoprotein 120 protein (gp120) were carried out, as well as the search for nucleotide signatures and prediction of the viral entry coreceptor. A total of 252 complete genome sequences (> 7000 bp) of recombinant HIV BF from thirteen different countries were found, most of them coming from Brazilian patients (52.8%). Six sequences previously characterized as recombinant BF were reclassified as pure B subtype. Some sequences formed monophyletic clusters with the CRFs already described and, therefore, it is suggested to reclassify them. Among the sequences evaluated, 114 distinct patterns of recombination were found. Most of the sequences present recombination in the pol region (81%, 205/252), followed by the gag (68%, 172/252) and env (54%; 137/252) regions being found in the tat region at the lowest recombination rate (7%, 17/252). While in all other accessory and regulatory genes, genotype B predominated, in vif, the F subtype was dominant (38%, 96/252). In addition, two hotspots were identified among the sequences analyzed: one found in 35 sequences (13.9%) in the region between positions 5360-5390 of the vif accessory gene and another around position 9356 of the nef region (11% of sequences). Unique conserved nucleotide signatures were identified for each CRF_BF described. The most frequent mutations were found in the reverse transcriptase region were M41L (NRTIs) and K100N (NNRTIs). In general, the mutations found in these sequences confer resistance to several drugs, and the highest resistance rates were found for the antiretrovirals Atazanavir, Saquinavir, Nevirapine, Zidovudine, Stavudine, Didanosine, and Emtricitabine. The prediction of the use of viral coreceptor showed that these recombinants preferentially use the CCR5 coreceptor (67.5%) and CRF42 exclusively uses this coreceptor, while all CRF39 sequences were classified as R5X4 / X4. The most frequent tetrapeptides found in the V3 loop were GPGR (49.4%), GPGQ (20%), APGR (6.7%), GPGK (5.1%), GWGR (4.3%) and GPGG %). In addition, the sequences with the GPGQ motif and APGR are preferably classified as R5 and contain the F subtype in the V3 loop region. It can be observed that there is a great diversity of the recombination patterns evidencing that the recombination between the subtypes B and F is frequent.