Análise bioinformática das interações entre o vírus da varíola dos macacos e as células hospedeiras

Análise bioinformática das interações entre o vírus da varíola dos macacos e as células hospedeiras

Embora a infecção pelo vírus da varíola dos macacos tenha sido predominantemente encontrada na África Ocidental e Central, este vírus de ADN de cadeia dupla foi notificado em muitos países fora de África desde Maio de 2022. Semelhante ao vírus da varíola, o vírus da varíola dos macacos também pertence à família dos ortopoxvírus e é menos grave. A Organização Mundial da Saúde declarou recentemente o surto global de varíola dos macacos uma emergência de saúde pública de preocupação internacional.

Aprender: Uma abordagem de bioinformática para analisar sistematicamente os padrões moleculares das interações entre o vírus da varíola dos macacos e a célula hospedeira. Crédito da imagem: Yeti manchado / Shutterstock

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Normalmente, os sintomas da varíola dos macacos duram cerca de 2 a 4 semanas, com uma baixa taxa de mortalidade de 3,6% na África Ocidental e 10,6% na Bacia do Congo. O período de incubação deste vírus é entre 5 e 21 dias, o que não é contagioso. Pacientes infectados com varíola dos macacos apresentam dores de cabeça, fadiga, febre, dores musculares e linfadenopatia. Três dias após a infecção, erupções cutâneas aparecem em várias partes do corpo, como rosto, mãos, pernas, mucosa oral, conjuntiva, órgãos genitais e córnea.

Duas rotas principais de transmissão de doenças são a transmissão de animal para humano e de humano para humano. Estudos recentes relacionados com o surto de varíola dos macacos relataram transmissão por HSH (homens que fazem sexo com homens).

A maioria dos dados disponíveis baseados na infecção pela varíola dos macacos são relatos de casos. Existem muito poucos estudos sobre as interações entre o vírus e o hospedeiro. É importante compreender os mecanismos subjacentes associados às interações da varíola dos macacos com os humanos para causar infecções graves. Esta informação pode ajudar a desenvolver tratamentos eficazes para curar e prevenir infecções por varíola dos macacos.

Um estudo publicado recentemente sobre o bioRxiv * O servidor de pré-impressão relatou a interação entre a varíola dos macacos e as células humanas. Sequências moleculares foram rastreadas para identificar genes diferencialmente expressos (DEGs) e sua sinalização associada, regulação de expressão e vias metabólicas. Estes resultados podem ajudar a determinar um alvo eficaz para o tratamento futuro da doença da varíola dos macacos.

Sobre estudar

Para avaliar os efeitos da infecção por varíola dos macacos nas células humanas ao nível do transcrito, foram obtidos conjuntos de dados de sequenciação molecular, nomeadamente GSE36854 e GSE11234, a partir da base de dados Gene Expression Omnibus (GEO). O conjunto de dados GSE36854 continha oito amostras da cepa do vírus da vacínia IHD-W, da cepa do vírus da vacínia Brighton Red, da cepa do vírus da varíola dos macacos MSF infectada com células Hela e uma amostra em branco.

O conjunto de dados GSE11234 foi baseado em GPL6763, que incluía muitos tipos de poxvírus e informações de modelo do genoma humano. As amostras de células Hela infectadas com varíola de macaco foram analisadas para observar alterações genômicas. As sequências moleculares foram processadas e visualizadas para identificar genes expressos de forma significativa e única

Resultados do estudo

Foram encontrados um total de 84 DEGs além dos genes das histonas, que foram utilizados para estudos posteriores. As interações virais dependem fortemente de genes precoces para infectar células hospedeiras e garantir a sua sobrevivência, replicação e transmissão. Esses genes também estão associados à regulação da imunidade do hospedeiro. Portanto, o status de expressão gênica do vírus da varíola dos macacos foi analisado e 26 supostos genes iniciais que codificam a proteína de repetição da anquirina foram descobertos.

Ao comparar os dados de sequenciação de muitas amostras de varíola dos macacos da epidemia de 2022 e do gene D1L documentado no Reino Unido em 2018, foram observadas várias mutações locais. Estas mutações podem ser responsáveis ​​por uma melhor adaptação no hospedeiro humano e uma melhor transmissão entre humanos.

As mudanças dentro do corpo causadas por estímulos externos poderiam ser examinadas através da análise das vias de sinalização. Observou-se que DEGs de células Hela infectadas com varíola de macaco estão associadas a vias de sinalização KEGG, como via de sinalização TNF, via de sinalização IL-17, via de sinalização NF-kappa B, interação citocina-receptor de citocina, via de sinalização de receptor de lectina tipo C, infecção por herpesvírus associada ao sarcoma de Kaposi, diferenciação de células Th17, via de sinalização de receptor semelhante a NOD, câncer de pulmão de pequenas células e humano Infecção pelo vírus da leucemia de células T. Esta descoberta sugere que a infecção por varíola dos macacos desencadeia respostas imunitárias e provoca uma resposta inflamatória.

A análise genética da doença (GD) foi realizada para prever a relação entre DEGs da varíola dos macacos e várias doenças. Esta análise revelou a associação da infecção por varíola dos macacos com cirrose hepática, lesão de reperfusão, neoplasias mamárias, inflamação, doença hipertensiva, artrite juvenil e isquemia cerebral. Os resultados deste estudo foram consistentes com relatos anteriores revelando complicações e sequelas da varíola dos macacos. Além disso, o presente estudo também observou uma associação entre a infecção por varíola dos macacos e a manifestação de esquizofrenia e depressão psicológica.

O papel da prostaglandina endoperóxido sintase 2 (PTGS2), também conhecida como ciclooxigenase 2 (COX-2), não foi relatado na infecção por varíola dos macacos. No entanto, com base nas evidências disponíveis relacionadas com outras doenças, pensava-se que o vírus da varíola dos macacos regulava o processo patológico controlando o PTGS2.

Os genes centrais, tais como IFIT1, IFIT2, IER3, ZC3H12A, IL11, EREG, IER2, FST, NFKBIE e AREG de células HELA infectadas com varíola de macaco foram extraídos. Normalmente, os genes centrais estão associados a vários processos biológicos. Os autores identificaram os principais fatores de transcrição que regulam os genes centrais, ou seja, h. IRF1, GLIS2, SIN3A, FOXJ2, Smad5, ZFX e ATF1, bem como miRNAs (por exemplo, hsa-mir-21-3p, hsa-mir-16-5p, hsa-mir -520c-3p, hsa-mir -1343-3p, hsa-mir-335-5p e hsa-mir -203-3p).

Conclusões

O presente estudo descobriu que o vírus da varíola dos macacos inibe dois genes antivirais, nomeadamente IFIT1 e IFIT2. Além disso, a análise bioinformática através do banco de dados CellMiner mostrou que o AP-26113 (brigatinib) e o itraconazol são promissores para o tratamento de infecções por varíola dos macacos.

*NOTA IMPORTANTE

O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não foram revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, orientar a prática clínica/comportamento de saúde ou ser tratados como informações estabelecidas.

Referência:

• Tang, Z. et al. (2022) Ein bioinformatischer Ansatz zur systematischen Analyse der molekularen Muster von Interaktionen zwischen Affenpockenvirus und Wirtszelle. bioRxiv 2022.10.12.511850; doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.12.511850, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.12.511850v1

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