Rearranjos genômicos no vírus da varíola dos macacos podem ser um sinal de adaptação ao hospedeiro humano

Rearranjos genômicos no vírus da varíola dos macacos podem ser um sinal de adaptação ao hospedeiro humano

Em um estudo publicado recentemente bioRxiv * Preprint Server, os pesquisadores examinaram rearranjos genômicos no genoma do vírus da varíola dos macacos (MPXV) e examinaram se tais rearranjos representavam uma adaptação viral aos humanos (hospedeiro).

Lernen: Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock

*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.

fundo

Estudos relataram que os poxvírus evoluem mais lentamente em comparação com os vírus do ácido ribonucleico (RNA), sendo os rearranjos genômicos, como perda ou ganho de genes, os principais impulsionadores da adaptação aos hospedeiros. Em 2022, o surto de MPXV afetou a maior parte do mundo e o MPX parece ter-se estabelecido nas comunidades humanas.

Sobre estudar

No presente estudo, os pesquisadores avaliaram as perdas e ganhos genômicos do MPXV e examinaram se eles são representativos da adaptação do MPXV aos hospedeiros humanos.

Um total de 339 amostras confirmadas como positivas para MPXV por reação em cadeia da polimerase (PCR) foram sequenciadas por análise do genoma completo (WGS). A equipe extraiu ácido desoxirribonucléico (DNA) das amostras e preparou bibliotecas shotgun. Eles construíram genomas de MPXV por montagem de novo e os mapearam para uma sequência de proteína de referência. As sequências foram alinhadas e todos os genomas foram submetidos ao banco de dados GenBank do NCBI (National Center for Biotechnology Information).

Resultados

A equipe relatou cinco genomas de surto de MPXV em 2022 com extensas duplicações e perdas genéticas, incluindo duplicações de até 18.000 pares de bases (pb) para a extremidade genômica oposta da região de repetições invertidas terminais (ITR) da esquerda (L) para a direita (R) e deleções no local de inserção de até 16.000 pb como uma provável adaptação ao hospedeiro humano.

As duplicações de L para R também foram encontradas em um genoma de MPXV do clade I de 2005 e em um genoma do atual surto multinacional de MPXV em 2022. Além disso, as duplicações finais de R para L foram detectadas com o genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI339. O genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI338 mostrou uma deleção de 2.309 pb no mesmo local a jusante do L ITR, mas sem inserção.

Duplicações idênticas foram observadas em 20 genomas MPXV do clado II entre 1958 e 2018. O genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI335 mostrou duplicações da região a jusante do L ITR, incluindo os genes MPXVgp-005 e -007, para a região localizada acima do R ITR entre os genes MPXVgp-182 e -188, resultando em Truncamento de MPXVgp-184 e -187 e exclusão completa de MPXVgp185 e MPXVgp186.

O tamanho da duplicação (2.921 pares de bases) para a região R-terminal e a deleção de 8.893 pb resultaram na formação de um genoma total de 191.176 pb com uma extensão da região ITR entre 6.400 pb e 9.398 pb. Deleções e duplicações idênticas foram observadas no genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI336 com duplicação do gene MPXVgp-005 a -008 e inserção entre MPXVgp-177 e -188 na extremidade R, com truncamento de MPXVgp187 e deleção completa do gene MPXVgp-178 a -186.

Uma duplicação de 4.040 pb e uma deleção de 15.303 pb resultaram na formação de um genoma de 185.852 pb com ITRs de 10.460 pb. O genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI337 mostrou um padrão idêntico de deleção e duplicação com as maiores duplicações de 5.282 pb [MPXVgp-005 a -010 (encurtado)] em direção à região R-terminal com a maior deleção de 16.926 pb [MPXVgp-176 a -187 (encurtado)]. O comprimento do genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI337 foi de 185.251 pb com ITRs de 11.641 pares de bases.

O genoma do MPXV Sudan 2005 mostrou uma duplicação de 10.550 pares de bases na mesma região após a ITR da esquerda para a direita e uma deleção de 2.108 pb. A duplicação no genoma E-ChVir28389 mostrou uma duplicação de 858 pb do ITR da esquerda para a direita e uma deleção de 2.048 pb. Além disso, duplicações das extremidades R para L foram observadas para o genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI339, que tinha uma duplicação de 18214 pb [genes MPXVgp174 (encurtado) para 187 (encurtado)] para a região L-terminal, resultando em deleções do gene MPXVgp-005 a -010 de 6701 pares de bases.

O comprimento do genoma aumentou para 208.804 pb com ITRs expandidos de 24.695 pb. Todas as duplicações de L para R continham ≥1 dos genes MPXVgp-005 a -014 com deleção de ≥1 genes MPXVgp-175 a -187 ou vice-versa para duplicações de R para L. Genes deletados correlacionaram-se com perda de sinalização antigênica ou persistência evolutiva contínua através da atenuação da doença.

Em contraste, os genes adquiridos podem promover a evasão imunológica das respostas de defesa do hospedeiro. MPXVgp-006 é uma proteína semelhante ao fator de crescimento epidérmico com homologia ao gene C11R do vírus vaccinia, e experimentos de cultura de células mostraram que C11R diminui a ativação do fator nuclear kappa B (NF-κB). Outros genes duplicados foram MPXVgp-008 (proteína dedo de zinco, inibição de apoptose), MPXVgp-009 [inibidor funcional de interleucina (IL) -18] e MPXVgp010 (abreviado como anquirina ou proteína de gama hospedeira).

Além disso, todas as duplicações de L para R causaram deleções de pelo menos MPXVgp-184 (truncado) a -187 (truncado), e MPXVgp-184.186 não apresentou homologia com ortopoxvírus. MPXVgp-185 apresentou homologia com o gene vaccinia B22R, que é homólogo aos inibidores de serina protease. Foi documentado que a deleção B22R reduz a virulência e replicação do vírus vaccinia.

Para os genes MPXV/Alemanha/2022/RKI337 e MPXV/Alemanha/2022/RKI336, MPXVgp180 (B19R) e MPXV182 (B21R) foram posteriormente deletados e identificados como candidatos para genes de virulência de MPXV potencialmente importantes. O terceiro candidato D10L (MPXVgp013) e os genes B19R e B21R foram duplicados no genoma MPXV/Alemanha/2022/RKI339, e o quarto foi duplicado no genoma do Sudão KC257459 MPXV.

Diploma

No geral, os resultados do estudo destacaram duplicações e perdas genéticas como mecanismos prováveis ​​do atual surto de MPXV de 2022 para adaptação do hospedeiro e sublinharam a necessidade de esforços contínuos de vigilância do fim do genoma do MPXV em vez de ou em conjunto com a vigilância contínua da mutação não sinónima do MPXV.

*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:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Annika Brinkmannet al. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.21.512875 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.21.512875v1

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