00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) ICBS - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE Dissertações e Teses defendidas na UFAL - ICBS
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Tipo: Tese
Título: Prospecção de mutações presentes nas proteínas do envelope do vírus chikungunya circulante em Alagoas e seu potencial impacto no reconhecimento de linfócitos B e T citotóxicos
Título(s) alternativo(s): Prospecting of mutations present in the envelope proteins of the chikungunya virus circulating in Alagoas and its potential impact on the recognition of cytotoxic B and T lymphocytes
Autor(es): Silva, Jamile Taniele da
Primeiro Orientador: Bassi, Ênio José
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Miranda, Cláudio Torres de
metadata.dc.contributor.referee1: Ferro, Jamylle Nunes de Souza
metadata.dc.contributor.referee2: Silva Júnior, Edeildo Ferreira da
metadata.dc.contributor.referee3: Almeida, Danilo Candido de
metadata.dc.contributor.referee4: Ramos, Rodrigo Nalio
Resumo: O vírus Chikungunya (CHIKV) é um arbovírus emergente, transmitido por mosquitos do gênero Aedes spp., que causa uma doença caracterizada por febre, cefaleia, erupção cutânea, mialgia e poliartralgia persistente grave. O genoma do CHIKV é um RNA de fita simples de sentido positivo, que o torna suscetível a mutações durante sua replicação nas células hospedeiras, conferindo vantagens adaptativas, como o escape do sistema imunológico. O objetivo deste estudo foi prospectar mutações nas regiões do genoma do CHIKV que codificam as proteínas do envelope, ocorridas em um surto em 2016 no Estado de Alagoas, buscando compreender seu potencial impacto no perfil antigênico das proteínas, por meio de análise computacional. Desta forma, as regiões do genoma viral para as proteínas E1, E2, E3 e 6K foram sequenciadas utilizando amostras de treze pacientes com diagnóstico de CHIKV por RT-qPCR no SUS/Alagoas. As sequências foram avaliadas por análise in silico e ferramentas de imunoinformática. Os resultados revelaram que o CHIKV circulante em Alagoas pertence ao genótipo ECSA. Além disso, foram identificadas quatorze substituições de aminoácidos, três delas na glicoproteína E1, uma na proteína 6K, nove na glicoproteína E2 e uma na glicoproteína E3. Dentre elas, está a mutação E2- G60D, previamente descrita como capaz de melhorar a competência vetorial do Aedes aegypti. A modelagem de homologia revelou que cinco mutações ocorreram em regiões expostas das proteínas. Todos os epítopos presentes nas proteínas estruturais do CHIKV disponíveis no Immune Epitope Database (IEDB) foram rastreados. Nove mutações pertencem a regiões de 16 epítopos validados experimentalmente, dos quais 8 eram epítopos lineares e 8 epítopos descontínuos. Destes, as mutações E2-G60D e E2-M74T fazem parte de mais de um epítopo descontínuo e 6K-I54V foi detectada em mais de um epítopo de célula T. De acordo com a abordagem imunoinformática (escala Kolaskar e Tongaonkar, escala Chou e Fasman, escala Emini, escala Karplus e Schulz, escala Parker, BepiPred 2.0 e DiscoTope 2.0), treze mutações têm o potencial de pertencer a epítopos de células B. Seis mutações causaram diferenças nas previsões de epítopos de células B lineares, de acordo com diferentes escalas de propensão e algoritmos computacionais. Em relação à predição do processamento e apresentação de peptídeos pelo MHC classe I (MHC-I), algumas mutações afetaram o número de clivagens pelo proteassoma 26S e imunoproteassoma, clivando em novos sítios e abolindo outros. A predição de afinidade para o transportador associado ao processamento de antígeno (TAP) foi perturbada por mutações posicionadas na posição C-terminal, N-terminal e P2 dos peptídeos. As mutações afetaram a afinidade de ligação de alguns peptídeos a alguns alelos do MHC-I, dentre os 27 alelos mais frequentes na população mundial. Esses resultados fornecem informações que podem ajudar a entender o impacto da variabilidade genética do CHIKV na resposta imune e fornecem dados importantes para o desenvolvimento de testes de imunodiagnóstico, terapias de anticorpos e vacinas baseadas em epítopos.
Abstract: Chikungunya virus (CHIKV) is an emergent arbovirus, transmitted by Aedes spp. mosquitoes, that causes a disease characterized by fever, headache, rash, myalgia, and severe persistent polyarthralgia. The CHIKV genome is a positive-sense singlestranded RNA, making it susceptible to mutations during its replication on host cells, which confers adaptive advantages, such as immune system escape. The aim of this study was prospect mutations in the CHIKV genome regions coding for the envelope proteins, occurred at an outbreak in 2016 in the state of Alagoas, seeking to understand their potential impact on the antigenic profile of proteins, through computational analysis. In this way, the viral genome regions for E1, E2, E3, and 6K proteins were sequenced using thirteen patient’s samples diagnosed with CHIKV by RT-qPCR in SUS/Alagoas. The sequences were evaluated by in silico analysis and immunoinformatic tools. The results revealed that CHIKV circulating in Alagoas belongs to the ECSA genotype. Also, it was identified fourteen amino acid substitutions, three of them in E1 glycoprotein, one in 6K protein, nine in E2 glycoprotein, and one in E3 glycoprotein. Among them is the E2-G60D mutation, previously described as capable of improving the vector competence of Aedes aegypti. Homology modeling revealed that five mutations occurred in exposed regions of the proteins. All the epitopes present in the structural proteins of CHIKV available in the Immune Epitope Database (IEDB) were screened. Nine mutations belong to regions of 16 experimentally validated epitopes, which 8 of them were linear epitopes and 8 discontinuous epitopes. Of these, the E2-G60D and E2-M74T mutations are part of more than one discontinuous epitope and 6K-I54V was detected in more than one linear epitope. According to the immunoinformatics approach (Kolaskar and Tongaonkar scale, Chou and Fasman scale, Emini scale, Karplus and Schulz scale, Parker scale, BepiPred 2.0 and DiscoTope 2.0), thirteen mutations have the potential to belong to B cell epitopes. Six mutations have caused differences in predictions of linear B-cell epitopes, according to different propensity scales and computational algorithms. Regarding the prediction of peptide processing and presentation by MHC class I (MHC-I), five mutations affected the number of cleavages by the 26S proteasome and immunoproteasome, cleaving at new sites and abolishing other ones. The prediction of affinity for the transporter associated with antigen processing (TAP) was disturbed by mutations positioned in the C-terminal, N-terminal and P2 position of the peptides. The mutations affected the binding affinity of some peptides to some MHC-I alleles, among the twenty-seven most frequent alleles in the world population. These results provide information that can help to understand the impact of CHIKV genetic variability on the immune response and provide important data for the development of immunodiagnostic tests, antibody therapies, and for the design of epitope-based vaccines.
Palavras-chave: Vírus chikungunya
Mutação (Biologia)
Epítopos
Imunoinfromática
Chikungunya virus
Mutations
Epitopes
Immunoinformatics
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde
Citação: SILVA, Jamile Taniele da. Prospecção de mutações presentes nas proteínas do envelope do vírus chikungunya circulante em Alagoas e seu potencial impacto no reconhecimento de linfócitos B e T citotóxicos. 2023. 175 f. Tese (Doutorado em Ciências da Saúde) - Instituto de Ciências Biológicas e da Saúde, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/10514
Data do documento: 20-dez-2022
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