A evolução genética do HIV-1 entre indivíduos em tratamento antirretroviral
Data
2017-02-09
Autores
Giron, Leila Bertoni 
Orientadores
Diaz, Ricardo Sobhie
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Resumo
Abstract Background: Although antiretroviral therapy (ART) suppresses HIV to undetectable levels in plasma, it is unclear if treatment fully suppresses HIV replication. We aimed to determine if current ART is fully suppressive by investigating HIV genetic diversity and divergence during ART as a proxy for ongoing viral residual replication. Methods: Peripheral blood from 34 HIV-infected individuals were evaluated immediately before ART onset and after four years of continuous ART treatment with undetectable viral loads. Ultradeep sequencing (UDS) of the gp41 and C2V3 regions of HIV gp160 was performed. Lowfrequency viral variants were filtered based on an error rate of 0.5% derived from misincorporations in the HIV BAL plasmid, which was amplified and sequenced with the samples. HIV divergence and diversity at each time point were calculated using average pairwise distance. Genetic compartmentalization analyses between time points based on tree topologies and pairwise distance were also performed. Correlations between genetic divergence and elapsed time between sampling points were evaluated using linear regression, implemented using TempEst software (root-to-tip analysis). Results: There was no correlation between read depth and the number of viral variants recorded in UDS. gp41 and C2V3 sequences strains after four years of ART demonstrated significant increases in viral genetic divergence from the most recent common ancestor sequence as compared to baseline variants from the same individual (p=0.0003 and p<0.0001 respectively). Viral divergence values exhibited trend to negative correlations with the CD4/CD8 ratio (p=0.07 and 0.09). No difference was observed in viral diversity between time points. Compartmentalization analyses indicated the presence of distinct virus populations emerging at each time point in 54% individuals based on both tree topologies and pairwise distance analysis tests to gp41 and in 50% of individual in C2V3. Root-to-tip analyses yielded R2 values ranging from 0.01 to 0.96 in both regions, indicating high correlation between genetic divergence and time and therefore viral evolution. Conclusion: Ongoing viral genetic evolution was detected in the majority of individuals on continuous ART. These results suggest that current ART regimens do not completely suppress viral replication. Residual replicating virus may replenish the proviral reservoir and sustain inflammatory responses, perhaps especially in sanctuaries.
Resumo Introdução: Embora a terapia antirretroviral (TARV) suprima o HIV a níveis indetectáveis no plasma, não está claro se o tratamento é completamente supressor, abolindo replicação residual. Pretendemos determinar se a TARVT atual é completamente supressora investigando a diversificação genética do HIV durante a terapia como evidência de replicação viral em curso. Métodos: Sangue periférico de 34 indivíduos infectados pelo HIV foi avaliado imediatamente antes o início da terapia e após quatro anos de TARV contínua com cargas virais indetectáveis. Foi realizado sequenciamento paralelo massivo das regiões gp41 e C2V3 da gp160 do HIV. As variantes virais de baixa frequência foram filtradas com base em uma taxa de erro de 0,5% derivada da incorporação de nucleotídeos errados no plasmídeo HIV BAL, que foi amplificado e sequenciado com as amostras. A divergência e a diversidade do HIV em cada ponto de tempo foram calculadas usando a distância média par a par. Análises de compartimentação genética entre pontos de tempo baseados em topologias de árvore e distância em pares também foram realizadas. As correlações entre a divergência genética e o tempo decorrido entre os pontos de amostragem foram avaliadas utilizando regressão linear, implementada utilizando o software TempEst (root-to-tip). Resultado: Não houve correlação entre o número de leituras (reads) e o número de variantes virais encontradas. As variantes das sequencias de gp41 e C2V3 após quatro anos de TARV demonstraram aumentos significativos na divergência genética viral a partir da sequência do ancestral comum mais recente quando comparados com variantes do ponto pré-tratamento do mesmo indíviduo (p = 0,0003 e p <0,0001 respectivamente). Os valores de divergência viral apresentaram tendência para correlações negativas com a relação CD4/CD8 tanto na gp41 quanto no C2V3 (p = 0,07 e 0,09 respectivamente). Não foi observada diferença na diversidade genética entre os pontos de tempo. Análise dos testes de compartimentação indicou a presença de populações virais diferentes emergindo em cada ponto de tempo em ambos os testes em 61% dos indivíduos na gp41 e em 59% de indivíduo em C2V3. Análises de Root-to-tip resultaram em valores de R2 variando de 0,01 a 0,96 em ambas as regiões, indicando alta correlação entre divergência genética e tempo. Conclusão: A evolução genética viral em curso foi detectada na maioria dos indivíduos em TARV contínua. Estes resultados sugerem que os esquemas de TARV atuais não suprimem completamente a replicação viral. O vírus fruto de replicação residual pode reabastecer o reservatório proviral e hipoteticamente sustentar respostas inflamatórias em santuários.
Resumo Introdução: Embora a terapia antirretroviral (TARV) suprima o HIV a níveis indetectáveis no plasma, não está claro se o tratamento é completamente supressor, abolindo replicação residual. Pretendemos determinar se a TARVT atual é completamente supressora investigando a diversificação genética do HIV durante a terapia como evidência de replicação viral em curso. Métodos: Sangue periférico de 34 indivíduos infectados pelo HIV foi avaliado imediatamente antes o início da terapia e após quatro anos de TARV contínua com cargas virais indetectáveis. Foi realizado sequenciamento paralelo massivo das regiões gp41 e C2V3 da gp160 do HIV. As variantes virais de baixa frequência foram filtradas com base em uma taxa de erro de 0,5% derivada da incorporação de nucleotídeos errados no plasmídeo HIV BAL, que foi amplificado e sequenciado com as amostras. A divergência e a diversidade do HIV em cada ponto de tempo foram calculadas usando a distância média par a par. Análises de compartimentação genética entre pontos de tempo baseados em topologias de árvore e distância em pares também foram realizadas. As correlações entre a divergência genética e o tempo decorrido entre os pontos de amostragem foram avaliadas utilizando regressão linear, implementada utilizando o software TempEst (root-to-tip). Resultado: Não houve correlação entre o número de leituras (reads) e o número de variantes virais encontradas. As variantes das sequencias de gp41 e C2V3 após quatro anos de TARV demonstraram aumentos significativos na divergência genética viral a partir da sequência do ancestral comum mais recente quando comparados com variantes do ponto pré-tratamento do mesmo indíviduo (p = 0,0003 e p <0,0001 respectivamente). Os valores de divergência viral apresentaram tendência para correlações negativas com a relação CD4/CD8 tanto na gp41 quanto no C2V3 (p = 0,07 e 0,09 respectivamente). Não foi observada diferença na diversidade genética entre os pontos de tempo. Análise dos testes de compartimentação indicou a presença de populações virais diferentes emergindo em cada ponto de tempo em ambos os testes em 61% dos indivíduos na gp41 e em 59% de indivíduo em C2V3. Análises de Root-to-tip resultaram em valores de R2 variando de 0,01 a 0,96 em ambas as regiões, indicando alta correlação entre divergência genética e tempo. Conclusão: A evolução genética viral em curso foi detectada na maioria dos indivíduos em TARV contínua. Estes resultados sugerem que os esquemas de TARV atuais não suprimem completamente a replicação viral. O vírus fruto de replicação residual pode reabastecer o reservatório proviral e hipoteticamente sustentar respostas inflamatórias em santuários.