Zika vírus: Variabilidade genética e caracterização das proteínas virais responsáveis pela resposta imune humoral

Abstract

Desde o recente surto no Brasil, o Zika Vírus (ZIKV) tem expandido território, rapidamente, alcançando regiões endêmicas de outros Flavivírus como o Vírus da Dengue (DENV). A ocorrência de reações cruzadas que tem acontecido na sorologia dos Flavivírus tem despertado demanda por antígenos e anticorpos mais específicos. Sendo assim, o presente trabalho tratou de analisar comparativamente a antigenicidade das proteínas de ZIKV e DENV, e identificar a proteínas responsáveis por reações cruzadas entre os vírus, a partir de ensaios de Western Blot com 20 soros IgG anti-ZIKV e anti-DENV. Também foram feitas análises bioinformáticas para analisar quantitativamente a similaridade do ZIKV com 14 diferentes Flavivírus e arbovírus, e então, identificar peptídeos singulares do ZIKV a partir de análise da divergência com 10 Flavivírus de maior homologia. Foi observada alta taxa de detecção das proteínas de ZIKV E, NS5 e NS1 por ambos os soros IgG anti-ZIKV e anti-DENV, com destaque a intensa sensibilidade à proteína E, pelos soros de ambos os vírus. As proteínas NS2A e prM também foram detectadas em menor taxa, e também apresentaram reconhecimento cruzado, destacando assim, que as proteínas antigênicas de ZIKV e DENV também como alvo no reconhecimento sorológico cruzado. Análise de semelhança feita entre cepas americanas e africanas de ZIKV demonstraram a ocorrência de mutações silenciosas. Em filogenia com diferentes arbovírus, ZIKV apresentou grande proximidade evolutiva ao DENV e a outros Flavivírus, e grande distância com Chikungunya, Oropouche e o vírus da Hepatite C. Análises da homologia das proteínas dos arbovírus revelaram NS5, NS3, E, e NS1 como as proteínas de ZIKV mais conservadas, enquanto que NS2A, a mais variável. O trabalho também tratou de identificar 8 regiões singulares às proteínas, antigênicas, E e NS1, de ZIKV, de modo a servir de subsídio ao desenvolvimento de novas ferramentas para a detecção sensível e mais específica do ZIKV por sorologia.

Since the recent outbreak in Brazil, Zika Virus (ZIKV) has rapidly expanded and reached endemic regions of other Flaviviruses such as Dengue Virus (DENV). The cross-reactions that occurs in Flavivirus serology has triggered the demand for more specific antigens and antibodies. Thus, the present work sought to comparatively analyze an antigenicity of the ZIKV and DENV proteins, and to identify the proteins responsible for cross-reactions between viruses, by Western Blot assays with 20 IgG anti-ZIKV and anti-DENV sera. Bioinformatic analysis were applied for the quantitative analysis of ZIKV similarity with 14 Flavivirus and arbovirus, and to identify unique ZIKV peptides from a divergence analysis with 10 higher homology Flavivirus. High detection ratio was observed in ZIKV's E protein, NS5 and NS1 by both IgG anti-ZIKV and anti-DENV. ZIKV E protein was highlighted by the high sensibility using sera from both virus. The NS2A and prM proteins were also detected at a lower rate, and also were detected by cross-reaction, concluding that antigenic proteins of ZIKV and DENV are also targets in cross-reactive detection. Analysis of similarity between the American and African ZIKV’s strains demonstrated the occurrence of silent mutations. In phylogeny with different arboviruses, ZIKV showed great proximity to DENV and these with other Flavivirus. Higher phylogenetic distance was observed between Flavivirus and Chikungunya, Oropouche and Hepatite C Virus. Analysis of the homology of arbovirus proteins revealed NS5, NS3, E, and NS1 as the most conserved ZIKV proteins, whereas NS2A, the most variable. The work also dealt to identify 8 unique regions within the antigenic ZIKV proteins, E and NS1, in order to serve as a subsidy to the development of sensitive and more specific tools for ZIKV detection by serology.