Avaliação da diversidade genética e cinética de produção das formas circulares do HIV-1 em cultivo celular: impacto na manutenção da infecção viral

Abstract

Treatment resistant latent reservoirs remain a barrier to the HIV cure furthermore the maintenance and properties of these reservoirs are not completely understood. After HIV-1 infection, HIV-1 cDNA synthesis is initiated in the cytoplasm and proceeds at the same time as viral cDNA translocation to the host cell nucleus. Within the nucleus, linear full-length cDNA genomes can circularize to form circular forms containing either one long-terminal repeat (1-LTR circle) or two long-terminal repeats (2-LTR circle). 2-LTR circles have been used to assess ongoing HIV replication. The maintenance, genetic variability and properties of these circular forms of HIV-1 are not completely understood. In the present study we evaluated the kinetics of replication and genetic diversity of 2- LTR circular forms in a long culture in PBMC cells and we compared it with the viral RNA and proviral diversities. Our results demonstrated that 2-LTR circles remained stable up to 33 days of cell culture. Furthermore, we observe genetic variability in 2-LTR circles which is different from diversity found in proviral DNA and viral RNA. The diversification profiles obtained show that the divergence of sequences in the viral RNA is the greatest between all compartments. The observed variability was almost 2 times higher in 2-LTR circles than proviral DNA. The stability and genetic variability of the 2- LTR circles suggest an important role of this compartment in the process of maintenance and viral replication and highlights its relevance as a backup storage for HIV-1 genetic diversity.

O tratamento de reservatórios virais lantentes permanece como uma barreira a cura do HIV. Após a infecção da célula pelo HIV-1, a síntese do cDNA viral paraé iniciada no citoplasma e procede ao mesmo tempo que a translocação do cDNA viral para o núcleo da célula hospedeira. No núcleo, alguns cDNAs lineares se circularizam formando formas circulares contendo uma ou duas LTRs (1-LTR ou 2-LTRs). As formas circulares de 2-LTRs têm sido utilizadas como marcadores da replicação persistente pelo HIV-1. A manutenção, a variabilidade genética e as propriedades das formas circulares do HIV-1 ainda não estão completamente esclarecidas. No presente estudo, avaliamos a cinética replicativa e diversidade genética das formas circulares de 2-LTRs em um cultivo de longa duração em PBMCs e comparamos com os compatimentos proviral e RNA viral. Os resultados demonstraram uma importante estabilidade das formas circulares de 2- LTRs por até 33 dias de cultivo. Ademais, observamos que existe variabilidade genética nas formas circulares de 2-LTRs e esta é diferente da encontrada nos compartimentos proviral e RNA viral. Os perfis de diversificação obtidos demonstram que a divergência das sequências no RNA viral é a maior entre todos os compartimentos. A divergência nas formas circulares foi cerca de 2 vezes maior do que a encontrada no DNA proviral. A estabilidade e variabilidade genética encontrada nas formas circulares sugerem uma importante participação deste compartimento no processo de replicação e manutenção viral e joga luz à relevância do reservatório viral informacional intracelular como back up da diversidade genética do HIV-1.