Caracterização da variabilidade antigênica do gene do envelope (env) em amostras de HIV-1 circulantes no Distrito Federal

Abstract

O HIV-1 é caracterizado por uma ampla diversidade genética, que possui implicações na epidemiologia da AIDS em uma dada região geográfica. O objetivo deste estudo foi descrever a variabilidade intersubtipo e intra-subtipo dos isolados do HIV-1 circulantes no Distrito Federal, região Central do Brasil. Cinqüenta e três amostras de RNA do ano de 2002, cedidas pelo Laboratório Central de Saúde Pública do Distrito Federal, foram transcritas reversamente. Os cDNAs foram amplificados por nested PCR para a obtenção de um fragmento de 564 pb, equivalente a região C2/C3 de env. Os produtos de PCR foram submetidos ao seqüenciamento automático e as seqüências obtidas foram analisadas pelo programa REGA. Os subtipos identificados foram o B, presente em 51 (96,2%) das 53 amostras, um isolado F1 (1,9%) e um isolado B/F (1,9%). As análises filogenéticas realizadas pelo método de máxima verossimilhança foram 100% concordantes com os resultados obtidos pelo programa REGA. A caracterização das formas genéticas do HIV-1 foi também realizada a partir das regiões genômicas: RT, PR, nef e gag, para melhor avaliar a diversidade genética dos isolados do HIV-1. Foi observada a ocorrência de oito (15%) amostras discordantes, todas recombinantes B/F. As seqüências de aminoácidos preditas de 41 isolados foram analisadas para a caracterização da variabilidade genética e antigênica intra-subtipo. Dentre os isolados do subtipo B, foi encontrada uma alta heterogeneidade do tetrapeptídeo localizado no topo do loop V3. O mais prevalente foi o motivo GPGR (50%) típico dos isolados norte-americanos/europeus, seguido pelo variante brasileiro B’’ GWGR (10%), pelos motivos GFGR (7,5%) e GPGK (7,5%) e GLGR (5%). Outros 8 polimorfismos foram descritos: GPGN, GPGA, GPGY, GQGR, GPGS, ALGR, APGG, GPGH. Os motivos GPGY e ALGR não estão relatados na literatura. Aminoácidos de carga positiva nas posições 11 e/ou 25, do loop V3, também foram avaliados. Resíduos positivos nessas posições foram observados em 22% dos isolados, sugerindo o fenótipo X4 e indutor de sincícios. O loop V3 de env possui importância na indução de anticorpos neutralizantes e no reconhecimento do co-receptor e a presença de variabilidade neste domínio pode ter implicações no desenvolvimento de vacinas e na resposta imune do HIV-1. Este estudo pretendeu contribuir para a compreensão dos polimorfismos genéticos do HIV-1 no Brasil, e pode ser útil para o planejamento do uso de vacinas anti-HIV-1 no Distrito Federal. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The HIV-1 is characterized by a high genetic diversity. Such diversity has potential implication on the local epidemiology of AIDS. This work aimed to describe the inter-subtype and intra-subtype variability of HIV-1 isolates circulating in the Federal District, Central Brazil. Fifty-three RNA samples, of the year 2002, from a Public Health Laboratory of Federal District were reversely transcribed. Complementary DNA were amplified by nested PCR to obtain a fragment of 564 bp, corresponding to the env C2/C3 region. The PCR products were automatically sequenced. The sequences obtained were analyzed by the REGA. Subtypes identified were B 53 (96.2%), F 1 (1.9%) and B/F 1 (1.9%). Phylogenetic analysis based on the C2/C3 env DNA sequence from the HIV-1 isolates analyzed was 100% concordant with REGA results. These data were complemented with the subtype characterization based on gag, pol and nef, to evaluate the genetic diversity of HIV-1 isolates in this geographic region. We observed discordance in 8 samples (15%), all presented mosaic genomic B/F forms. The amino acid sequences of 41 HIV-1 isolates were analyzed for the genetic and antigenic intra-subtype diversity. High heterogeneity was observed at the tetrapeptide on tip of the V3 loop in the subtype B variants. The most prevalent was the GPGR (50%) typical in the U.S./European strains, followed by the Brazilian variant B’’(GWGR), (10%), the GFGR (7.5%) and GPGK (7.5%) motifs and the GLGR motif (5%). Other V3 variants were found in 8 isolates (20%): GPGN, GPGA, GPGY, GQGR, GPGS, ALGR, APGG, GPGH. The tetrapeptide sequences GPGY and ALGR were not previously described in the literature. Amino acids with positively charge at the position 11 and/or 25, at the V3 loop, were also analyzed. It was observed that 22% of the HIV-1 isolates presented charged residues at these positions, suggesting a X4 and syncytium-inducing profile. As the V3 loop is considered to be important for neutralizing antibodies and corecpetor recognition, the presence of such variability in this genomic region may have considerable implications on vaccine design and immune response. This study may contribute to the understanding of HIV-1 genetic polymorphism in Brazil, and may prove useful for the development of appropriate anti- HIV vaccines in the Federal District.