PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE GENÉTICA CARACTERIZAÇÃO GENÉTICA DE ISOLADOS VIRAIS DA DENGUE JULIANA MARIA AZEVEDO DE LYRA Recife, PE Setembro, 2006 JULIANA MARIA AZEVEDO DE LYRA CARACTERIZAÇÃO GENÉTICA DE ISOLADOS VIRAIS DA DENGUE Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Genética da Universidade Federal de Pernambuco, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Genética. Orientadora: Profª Drª Norma Lucena Cavalcanti Licínio da Silva, Depto. de Genética, Centro de Ciências Biológicas, UFPE. Recife, PE Setembro, 2006 AGRADECIMENTOS Primeiramente a DEUS por ter me dado a vida e a possibilidade de realizar este trabalho. Em especial a Dra Norma Lucena do Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães pela paciência e confiança em mim depositadas e pelo incentivo durante toda a minha trajetória no Mestrado. Aos meus amigos e colegas de turma pela companhia e motivação e pelos momentos de descontração ao longo desses dois anos. Agradeço a todos os colegas do Laboratório de Biologia Molecular do Serviço de Oncologia do IMIP que participaram de forma ativa na realização deste trabalho. Não poderia deixar de agradecer a minha família pela compreensão e incentivo nos momentos necessários. Muito Obrigada a Todos! Aos meus pais, dedico. Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Sumário Página Lista de Tabelas 8 Lista de Figuras 9 Lista de abreviações 12 Resumo 13 1. Introdução 14 2. Objetivos 17 2.1 Geral 17 2.2. Específicos 17 3. Revisão da literatura: 18 3.1 Histórico da Dengue 18 3.2 Epidemiologia da Dengue 19 3.3 Aspectos Clínicos da Dengue 21 3.3.1 Dengue Clássica 21 3.3.2 Febre Hemorrágica da Dengue 22 3.4 Tratamento e Vacina 24 3.5 Agente Etiológico 25 3.6 Transmissão do Vírus Dengue 26 3.7 Diagnóstico Laboratorial da Dengue 27 3.7.1 Isolamento Viral 27 3.7.2 Diagnóstico Sorológico 27 3.7.3 Diagnóstico Molecular 28 3.8 Genômica do Vírus Dengue 29 6 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 3.9 Filogenia do Vírus Dengue 3.10 Bioinformática 31 32 3.10.1 Bancos de Dados 33 3.10.2 Mineração de Dados 34 4. Referências Bibliográficas 37 5. Manuscrito de Artigo Científico: Caracterização genética do vírus dengue sorotipo 3 isolado de pacientes com diferentes formas clínicas atendidos em Recife em 2003-2004. 41 6. Informações complementares 66 6.1 Detalhamento das metodologias utilizadas 67 6.2 Figuras adicionais 75 7. Abstract 88 8. Conclusões 89 9. Anexos 91 9.1 Instruções para Autores 92 7 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... LISTA DE TABELAS Tabela Página Tabela 1. Primers utilizados na PCR e no seqüenciamento das 14 amostras de DEN-3 selecionadas. 57 Tabela 2. Amostras com os genes Capsídeo (CAP) Membrana (MEM) utilizadas, contendo o tamanho de cada seqüência, o conteúdo de Guanina e Citosina e a identidade (ID) encontrada quando comparadas com outras seqüências no banco de dados do NCBI. 58 Tabela 3. Grau de homologia entre as 14 seqüências de nucleotídeos analisadas com os genes do capsídeo e da membrana de DEN-3, dados em percentagem. 59 Tabela 4. Parte do gene do Envelope (ENV) nas 14 seqüências utilizadas no estudo, contendo o tamanho de cada seqüência, o conteúdo de Guanina e Citosina e a identidade (ID) encontrada quando comparadas com outras seqüências no banco de dados do NCBI. 62 Tabela 5. Grau de homologia entre as 14 seqüências de nucleotídeos analisadas com o gene do Envelope de DEN-3, dados em percentagem. 63 8 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... LISTA DE FIGURAS Figura Página Revisão da Literatura Figura 1. Exantema da dengue. 22 Figura 2. Febre hemorrágica da dengue. Hemorragia subcutânea. 23 Figura 3. Febre hemorrágica da dengue. Hemorragia ocular. 23 Figura 4. Mosquito Aedes aegypti. 26 Manuscrito Figura 1. Dendrograma gerado com os nucleotídeos das 14 amostras analisadas, referente aos genes do Capsídeo e da Membrana, com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 60 Figura 2. Dendrograma gerado com os aminoácidos das 14 amostras analisadas, codificados pelos genes do Capisídeo e Membrana com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 61 Figura 3. Dendrograma gerado com os nucleotídeos das 14 amostras analisadas, referente ao gene do Envelope com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 64 Figura 4. Dendrograma gerado com os aminoácidos das 14 amostras analisadas, codificados pelo gene do Envelope com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 65 Informações complementares Figura 5. Foto de gel de agarose após eletroforese para demonstração do padrão de bandas de 600 pb referentes aos genes do Capsídeo e da Membrana de DEN-3. Poço 1, 75 9 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Peso molecular ; Poço 2, controle negativo, Poços 3-10, amostras de 8 pacientes usadas para o estudo. Figura 6. Foto de resultado de seqüenciamento utilizando os primers CAP F/ MEM R, com o fragmento referente aos genes do capsídeo e da membrana de DEN-3, obtida com o auxílio do programa BioEdit. 75 Figura 7. Resultado do alinhamento entre os genes do Capsídeo e da Membrana de uma das amostras analisadas de DEN-3 e seqüências similares no banco de nucleotídeos do NCBI. Observa-se a conservação dos nucleotídeos entre as seqüências depositadas no banco de dados público e a seqüência obtida por seqüenciamento no presente estudo. As barras em vermelho representam as regiões do gene com similaridade às seqüências encontradas no banco de dados. 76 Figura 8. Resultado do alinhamento entre os genes do Capsídeo e da Membrana de DEN-3 de uma das seqüências utilizadas na análise e seqüências do banco de aminoácidos do NCBI. Observa-se a conservação das seqüências do banco de dados com a seqüência analisada. 77 Figura 9. Alinhamento múltiplo das seqüências de nucleotídeos das amostras estudadas, referente aos genes do Capsídeo e da Membrana, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. 80 Figura 10. Alinhamento múltiplo das seqüências de aminoácidos das amostras estudadas, referente aos genes do Capsídeo e da Membrana, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. 81 Figura 11. Foto de resultado de sequenciamento utilizando os primers MEM F/ ENV R, com o fragmento referente ao gene do Envelope de DEN-3, obtida com o auxílio do programa BioEdit. 82 Figura 12. Resultado do alinhamento entre o gene do Envelope de uma das amostras analisadas de DEN-3 e seqüências similares no banco de nucleotídeos do NCBI. Observa-se a conservação dos nucleotídeos entre as seqüências depositadas no banco de dados público e a seqüência obtida por sequenciamento no presente estudo. 83 Figura 13. Resultado do alinhamento entre o gene do Envelope de DEN-3 de uma das seqüências utilizadas na análise e seqüências do banco de aminoácidos do NCBI. 84 10 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 14. Alinhamento múltiplo das seqüências de nucleotídeos das amostras estudadas, referente ao gene do Envelope, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. 86 Figura 15. Alinhamento múltiplo das seqüências de aminoácidos das amostras estudadas, referente ao gene do Envelope, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. 87 11 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... LISTA DE ABREVIATURAS BLAST bp cDNA DC DEPC DNA dNTP EDTA FACEPE FHD GC% kb MEGA NCBI OMS PCR PL RNA RT-PCR Taq UFPE Basic Local Aligment Search Tool (Ferramenta básica de alinhamento local de seqüências) Pares de Bases DNA complementar Dengue clássica Dietil Pirocarbonato Desoxiribonucleic Acid (Ácido Desoxirribonucléico) Dinucleotideo Trifosfato EthyleneDiamineTetrAcetic acid (Ácido etilenodiamino tetra-acético) Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de Pernambuco Febre hemorrágica da Dengue Conteúdo de Guanina e Citosina kilo bases (mil pares de bases) Molecular Evolutionary Genetic Analysis Nacional Center for Biotechnology Information (Centro Nacional para Informação em Biotecnologia) Organização Mundial de Saúde Polymerase Chain Reaction (Reação em Cadeia da Polimerase) Plaquetopenia Ácido Ribonucléico transcriptase reversa PCR Thermophylus aquaticus Universidade Federal de Pernambuco 12 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... RESUMO A caracterização molecular do vírus da dengue é útil na determinação da origem de amostras e, principalmente, na tentativa de se estabelecer uma correlação de virulência dos isolados e sua importância epidemiológica. Embora os quatro sorotipos do vírus da dengue possam causar a febre hemorrágica da dengue considerando a infecção primária, alguns sorotipos parecem estar associados a determinadas formas e a gravidade da doença em diferentes localidades. Neste trabalho, 14 isolados do sorotipo 3 do vírus da dengue foram obtidos de pacientes com diferentes quadros clínicos em Recife entre 2003-2004: 10 pacientes com dengue clássica sendo que cinco deles cursaram com plaquetopenia e outros quatro com diagnóstico de febre hemorrágica da dengue. A extremidade 5’ dos genomas virais foi seqüenciada e foram comparadas às seqüências nucleotídicas e polipeptídicas correspondentes às do capsídeo, da membrana e parte do envelope entre si. Os sítios variantes na porção Cterminal do primeiro ¼ da seqüência do envelope sugerem que a apresentação clinica da doença pode estar relacionada à variabilidade do genoma viral, visto que as análises dos dendrogramas gerados a partir das seqüências dos aminoácidos do fragmento seqüenciado do gene do Envelope, formam três clados distintos, um deles apenas com as seqüências originadas de isolados de pacientes com febre hemorrágica da dengue, outro com seqüências de pacientes com dengue clássica com ou sem plaquetopenia e um clado intermediário onde ocorrem semelhanças entre isolados de formas clínicas diferentes. Palavras-chaves: Dengue clássica, dengue hemorrágica e Filogenia 13 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 1- INTRODUÇÃO A dengue é uma das mais importantes doenças virais humanas transmitidas por vetores artrópodes. Anualmente são estimados cerca de 50-100 milhões de casos de dengue clássica (DC) e 50.000 a 250.000 casos de febre hemorrágica da dengue (FHD) no mundo (Guzman e Kouri, 2003). O vírus pertence à família Flaviviridae gênero Flavivirus. Este gênero contém um certo número de patógenos humanos importantes, como o vírus da encefalite Japonesa (JEV), vírus West Nile (WNV) e vírus da febre amarela (YFV) (Kuhn et al., 2002). Assim como outros flavivirus, a partícula viral é coberta por um envelope lipídico contendo proteínas do envelope e da membrana. Medem cerca de 60 nm de diâmetro e possuem 10 genes que codificam três proteínas estruturais (C - capsídio, M membrana e E - envelope) e sete proteínas não-estruturais (NS1, NS2a, NS2b, NS3, NS4a, NS4b e NS5). Seu genoma é uma fita de RNA com polaridade positiva, de aproximadamente 10.200 nucleotídios (Leitmeyer et al., 1999). A dengue é causada por um de quatro sorotipos diferentes denominados: DEN-1, DEN-2, DEN-3 e DEN-4 (Rigau-Pérez et al., 1998). A infecção por qualquer um deles confere proteção permanente para o mesmo sorotipo e imunidade parcial e temporária contra os outros três. Trata-se, caracteristicamente, de enfermidade de áreas tropicais e subtropicais, onde as condições do ambiente favorecem o desenvolvimento dos vetores (Fundação Nacional da Saúde, 2001). O principal agente transmissor da dengue nas Américas é o Aedes aegypti, um mosquito doméstico que ataca durante o dia e. Ele é altamente urbanizado e realiza sua procriação em águas limpas estocadas para consumo ou águas de chuvas empoçadas (Guzman et al., 2000). Na forma clássica a doença é de baixa letalidade, mesmo sem tratamento específico. Na febre hemorrágica da dengue a febre é alta, com manifestações hemorrágicas, hepatomegalia e insuficiência 14 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... circulatória. A letalidade é significativamente maior do que na forma clássica (Fundação Nacional da Saúde, 2001). A variação sorológica e genética entre linhagens virais são também fatores de virulência. Embora os quatro sorotipos de dengue possam causar dengue hemorrágica, considerando a infecção primária, os sorotipos 2 e 3 são predominantes na associação com FHD na Ásia e o sorotipo 2 está associado as principais epidemias nas Américas parecem estar associados a determinadas formas e gravidade da doença em diferentes localidades (Pinheiro e Chuit, 1998). Outros fatores individuais como idade, sexo, herança genética e outras doenças anteriores podem ter um papel importante na suscetibilidade à doença. Por exemplo, no Brasil, na Colômbia e em Porto Rico a febre hemorrágica da dengue é mais comum em adultos, assim como, de uma forma geral, esta forma da doença é mais comum em brancos do que em negros (Pinheiro e Chuit, 1998). A variação entre os vírus da dengue foi inicialmente estudada por meio de técnicas sorológicas que demonstraram diferenças antigênicas e biológicas entre amostras de um mesmo sorotipo (Russel e McCown, 1972). Outras metodologias, tais como hibridização de cDNA-RNA (Block, 1985) e análise com endonucleases de restrição de produtos de RT-PCR (Vorndam et al., 1994), têm demonstrado a variabilidade antigênica e genética entre os vírus da dengue. Os métodos sorológicos de diagnóstico, como o ELISA, não fornecem informações sobre o sorotipo do vírus além de apresentarem reações cruzadas dos determinantes antigênicos compartilhados pelos quatro sorotipos do vírus da dengue e outros membros da família Flaviviridae (Harris et al., 1998). A determinação de um padrão de fingerprinting para cada sorotipo de dengue (Vezza et al., 1980) permitiu a análise molecular de variantes dentro de cada sorotipo. Assim, Kurstak et al. (1990) definiram o termo “topotipo”, que representa variantes genéticas que apresentam homologia em pelo menos 70% dos oligonucleotídeos. 15 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Entretanto, a técnica de seqüenciamento do genoma viral substitui os estudos com fingerprinting, uma vez que permite uma melhor análise das relações genéticas entre as amostras (Rico-Hesse, 1990). A caracterização molecular dos vírus da dengue tem sido útil para determinar a origem das amostras, o impacto destas sobre a população e, principalmente, na tentativa de se estabelecer uma correlação de virulência das amostras e sua importância epidemiológica (Pinheiro e Chuit, 1998). Não existe vacina eficaz para a prevenção da dengue nem tratamento específico antiviral que combata a viremia. Apesar do grande esforço dos pesquisadores, uma vacina eficaz e segura ainda não foi licenciada (Nogueira, 1999). A falta de vacina eficaz ou a cura da doença torna um sistema de vigilância epidemiológica de base laboratorial um ponto de grande importância no alerta de uma possível epidemia de dengue, assim como para o fornecimento de informações de medidas efetivas de controle do vetor. A vigilância dos locais de ocorrência mediante a identificação dos sorotipos circulantes é de grande importância na determinação de ocorrência de infecção prévia por um dos quatro sorotipos que poderá ser um fator de risco para o desenvolvimento de uma forma mais severa da doença após uma segunda infecção por sorotipo antigenicamente distinto (Harris, 1998). 16 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 2- OBJETIVOS 2.1 GERAL ¾ Seqüenciar isolados de vírus DEN-3 de pacientes com diferentes apresentações clínicas da dengue e comparar as seqüências dos genes estruturais com as seqüências disponíveis em bancos de dados públicos e entre si visando, através da análise filogenética, verificar a origem e evolução das cepas estudadas, assim como, identificar a relação entre diferenças no genoma viral e gravidade da doença. 2.2 ESPECÍFICOS ¾ Seqüenciar 14 cepas do vírus DEN-3 coletadas na cidade de Recife, sendo quatro obtidas de pacientes com a forma hemorrágica da dengue (FHD), cinco com dengue clássica (DC) e cinco com dengue clássica e plaquetopenia. ¾ Construir um banco de dados contendo as seqüências gênicas do capsídeo, da membrana e do envelope das 14 cepas virais analisadas. ¾ Verificar a existência de similaridades entre as seqüências de nucleotídeos e de aminoácidos das cepas seqüenciadas com as de outras cepas depositadas em bancos de dados públicos, através da utilização de programas de alinhamento local. ¾ Determinar o conteúdo de GC% das seqüências gênicas dos isolados virais da Dengue, observando a correlação c as seqüências dos bancos de dados públicos. ¾ Construção de árvores filogenéticas indicando as posições taxonômicas das cepas analisadas e das demais cepas descritas em bancos de dados públicos. ¾ Verificar a existência de correlação entre alterações no genoma e apresentação clínica da doença nos três grupos de cepas de DEN-3 analisados (FHD, DC e DC com plaquetopenia). 17 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 3- REVISÃO DA LITERATURA 3.1 Histórico da Dengue O primeiro relato de doença semelhante a dengue foi encontrado numa enciclopédia chinesa da dinastia Chin (265 a 420 anos AC). Foi denominada pelos chineses de veneno da água, pois achavam que de alguma maneira estava associada a insetos voadores e a água (Nogueira, 1999). A origem do termo dengue é desconhecida, mas algumas especulações têm sido feitas. Há sugestões de que tenha uma origem árabe arcaica significando fraqueza. Halstead sugere que o nome venha de uma epidemia ocorrida em 1870, em Zanzibar e estaria ligada a frase “Ki-dengua-pepo”, significando pancada ou golpe dado por um mal espírito (Figueiredo, 1991). Outros nomes encontrados são: febre quebraossos, febre dandy, febre ramalhete, febre girafa e febre do quinto ou sétimo dia (Henchal e Putnak, 1990). Existem indícios de que uma primeira epidemia de dengue tenha corrido entre os anos de 1779 e 1780 na ilha de Jakarta, na Ásia, no Cairo e em Alexandria, no Egito simultaneamente (Henchal e Putnak, 1990). Posteriormente epidemias da dengue foram descritas na Filadélfia (1780), Zanzibar (1823 e 1870), Calcutá (1824, 1853, 1871 e 1905), Oeste Indiano (1827) e Honk Kong (1901). Outras grandes epidemias ocorreram, em intervalos irregulares, em locais onde os mosquitos vetores podem ser achados. Algumas das maiores epidemias ocorreram nos Estados Unidos (1922), Austrália (1925-1926, 1942), Grécia (19271928) e Japão (1942-1945) (Henchal e Putnak, 1990). A primeira epidemia conhecida da febre hemorrágica da dengue ocorreu em Manila, Filipinas, entre 1953 e 1954 tendo em seguida se espalhado pelo sudeste da Ásia (Gubler,1998). 18 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... A primeira epidemia confirmada em laboratório nas Américas foi associada ao sorotipo 3, isolado no Caribe e na Venezuela em 1964. Anteriormente o sorotipo 2 havia sido isolado em 1953 na mesma região, mas, em casos isolados. Em meados de 1970, grandes epidemias dos sorotipos 2 e 3 ocorreram na Colômbia e tornaram-se endêmicas no Caribe. Em 1977 o sorotipo 1 foi introduzido nas Américas, atingindo a América Central, o México e a região norte da América do Sul (Nogueira, 1999). No Brasil os primeiros relatos da dengue sorotipo 1 ocorreram em 1916 em São Paulo, mas com o início da campanha de erradicação do vetor, em 1904, por Oswaldo Cruz para o combate da Febre Amarela, houve uma queda no número de casos. Porém com o declínio da campanha de erradicação, houve uma reinfestação do mosquito no início dos anos 70. Após cerca de 60 anos sem estar presente na literatura médica, a Dengue ressurgiu em Boa Vista/Roraima entre 1981 e 1982, com os sorotipos DEN-1 e DEN-4 (Figueiredo, 1991). Dengue sorotipo 1 ocorreu em 1987 em Pernambuco, com o sorotipo 2 tendo sido introduzido no Rio de Janeiro em 1989 e em 1994 em Recife. O vírus 3 foi detectado pela primeira vez em Pernambuco na epidemia de 2002 e foi o responsável pela maioria dos casos daquela epidemia (Fundação Nacional de Saúde, 1996). 3.2 Epidemiologia da Dengue Cerca de 2/3 da população mundial vive em ambientes onde a dengue/febre hemorrágica da dengue é uma das mais importantes doenças humanas causada por vírus, sendo considerada endêmica ou epidêmica. A OMS (Organização Mundial de Saúde) estima que 80 milhões de pessoas sejam infectadas com o vírus da dengue a cada ano em todos os continentes, com exceção da Europa. Dessas pessoas, cerca de 550 mil 19 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... necessitam de hospitalização e pelo menos 20 mil morrem da doença (Ministério da Saúde, 2001). Os quatro sorotipos (DEN1-4) têm sido associados a pandemias e epidemias da febre hemorrágica da dengue nas Américas, podendo às vezes ser uma doença fatal. Mais de 100 países tropicais têm infecções endêmicas do vírus dengue e em mais de 60 desses países já foram documentados casos de dengue hemorrágica (Pinheiro e Chuit, 1998). A epidemiologia global e a dinâmica de transmissão do vírus da dengue mudaram bastante desde a segunda guerra mundial. Há vários fatores responsáveis pelo ressurgimento da epidemia de dengue/febre hemorrágica da dengue nos últimos anos. Mesmo com fatores ainda não muito bem compreendidos, é evidente que as mudanças demográficas e sociais, o crescimento populacional, urbanização e transportes modernos contribuíram fortemente para o aumento da incidência e expansão geográfica da dengue (Gubler, 2002). Um outro fator importante para a disseminação da doença é a falta de medidas amplas e adequadas de controle do vetor nas áreas endêmicas, onde muitas vezes as atividades de controle se restringem ao uso de inseticidas com baixa eficácia lançados ao ar gerando apenas falsa sensação de segurança (Sinniah e Igarashi, 1995). Epidemias causadas pelos vários sorotipos virais possibilitaram o aumento da taxa de variações genéticas das viroses e assim a probabilidade de gerar linhagens ou genotipos de vírus com um maior potencial de virulência (Gubler, 2002). No Brasil o número de casos vem crescendo de forma alarmante. Em 1986, foram notificados 46.309 casos de dengue. Na maior epidemia, no ano de 2002, notificou-se 672.371, sendo 2.090 casos de febre hemorrágica da dengue e 96 óbitos, considerando ainda que a prevalência deve ser bem superior já que a sub-notificação é um problema no país (Penna, 2003). 20 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Outras epidemias provavelmente ocorrerão. O vírus DEN-4 já circula no continente e provocará epidemia se o controle vetorial permanecer insuficiente (Penna, 2003). 3.3 Aspectos Clínicos da Dengue 3.3.1 Dengue Clássica O período de incubação varia de 4 a 14 dias. A dengue clássica dura em geral um tempo limitado e raramente é fatal. A maioria das infecções em crianças com menos de 15 anos apresenta-se de forma assintomática ou minimamente sintomática (Rigau-Pérez, 1998). Tipicamente a dengue clássica inicia-se subitamente com febre alta, acompanhada de cefaléia intensa, que pode ser retro-orbital e/ou holocraniana. Acompanham o quadro, mialgia intensa e generalizada e, algumas vezes, artralgias. O exantema da dengue (Figura 1) surge por volta do terceiro ou quarto dia da doença, sendo mais comum nas extremidades, podendo apresentar-se em todo o corpo (Serufo et al., 2000). Mostra-se característico da doença o prurido intenso na fase de remissão do exantema. A dor abdominal no hipocôndrio direito, raramente acompanhada de hepatomegalia, ocorre em pequena parcela dos casos. Náuseas e vômitos também podem surgir no início do quadro e algumas vezes o paciente apresenta diarréia. Linfoadenomegalia e esplenomegalia são raras. Na fase de convalescença o paciente pode apresentar astenia e depressão por um período de um a dois meses. Há relatos também de distúrbios psiquiátricos (Serufo et al., 2000). Na dengue clássica, segundo os tratados e manuais, podem ocorrer fenômenos hemorrágicos que geralmente são leves, do tipo epistaxe e gengivorragia, mas que podem em alguns casos apresentar-se tão intensos ao ponto de levar ao choque hipovolêmico ( OMS, 1997). 21 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 1. Exantema da dengue. Fonte: OMS/TDR IMAGES.(2001). 3.3.2 Febre Hemorrágica da Dengue O quadro inicia-se de forma semelhante à dengue clássica, com febre (ocasionalmente 40 a 41o C), mantendo-se elevada por período de 2 a 7 dias. Tem sido definida nas situações em que há febre com ou sem manifestações hemorrágicas (Figuras 2 e 3) associadas a trombocitopenia (< 100.000/mm3) e presença de um ou mais dos seguintes dados clínicos que caracterizam o extravasamento plasmático: derrame pleural, ascite, elevação do hematócrito em mais de 20% acima dos valores basais e/ou choque, geralmente acompanhado de valores elevados do hematócrito (Rigau-Pérez et al., 1998). A Febre Hemorrágica da Dengue pode ou não se associar à síndrome do choque da dengue. O choque nessa situação é conseqüente ao grande aumento da permeabilidade vascular com extravasamento de plasma. Consideram-se como sinais e sintomas preditores do choque da dengue a dor abdominal contínua, vômitos persistentes, hepatomegalia dolorosa, presença de derrames cavitários, sangramentos importantes, elevação súbita do hematócrito (>20% no período de 24 horas). A insuficiência circulatória manifesta-se pela presença de agitação ou letargia, pulso 22 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... rápido e fraco, taquicardia, hipotensão, cianose e choque grave (Serufo et al., 2000). FIGURA 2. FHD. Hemorragia subcutânea. Fonte: OMS/TDR IMAGES. (2001). FIGURA 3. FHD. Hemorragia ocular. Fonte: OMS/TDR IMAGES. (2001). A prova do laço, que indica um aumento na fragilidade capilar, pode ser utilizada como reforço ao diagnóstico (Gubler, 1998). A OMS, 1995 ressalta as infecções do Sistema Nervoso Central (SNC) nos casos de dengue. Alguns pacientes apresentam manifestações como convulsões, espasticidade ou uma fuga prolongada de consciência (mais de oito horas). Cinco casos de paralisia transitória com hiporreflexia foram relatados na Indonésia e Malasia. O líquido cerebroespinal nesses casos foi normal. São necessários mais estudos para identificar os fatores que contribuem para estas manifestações incomuns. 23 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 3.4 Tratamento e Vacina Não se dispõe de tratamento específico para a dengue, resumindose ao sintomático ou preventivo das possíveis complicações. Por isso, os pacientes são submetidos a uma terapia de suporte, mantendo-se em repouso, recebendo analgésicos e antipiréticos, em caso de dores e febre respectivamente (Henchal e Putnak, 1990). A terapia de prevenção de complicações é feita com o objetivo de manter a hidratação, combater a acidose e corrigir as anormalidades da coagulação (Durães et al., 2004). Transfusões de sangue devem ser evitadas em pacientes com grave extravasamento de plasma sem hemorragia, da mesma forma que deve ser evitada a administração de aspirina e outros salicilatos (Henchal e Putnak, 1990). Se o tratamento contra a Febre Hemorrágica da Dengue não for iniciado prontamente o óbito pode ocorrer em quatro a seis horas. Quando o choque é superado, a recuperação do paciente ocorre em dois a três dias (Serufo et al., 2000). Por causa das dificuldades de controle do vetor, e sem drogas antivirais efetivas, as pesquisas envolvendo a produção de uma vacina, têm crescido no mundo inteiro. A vacina para o vírus da dengue apresenta uma dificuldade adicional pelo fato de ter que ser tetravalente, ou seja, de ser capaz de simultaneamente, proteger sem contra aumentar os o quatro risco de sorotipos do vírus ocorrência da febre hemorrágica da dengue. Além disso, como para outras vacinas, não deve produzir efeitos colaterais e deve apresentar baixo custo (Marques-Jr., 2002). Várias estratégias têm sido utilizadas nas pesquisas para a produção de uma vacina: 1) vacinas com vírus vivos atenuados ou inativados; 2) vacinas não recombinantes com proteínas estruturais e não-estruturais e peptídios sintéticos; 3) vacinas com subunidades recombinantes usando baculovirus, leveduras e Escherichia coli; 4) vacinas com vetores 24 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... recombinantes; 5) vacinas com clones de cDNA infecciosos e 6) vacinas de DNA (Guzman e Kouri, 2002). As vacinas com vírus vivos são as mais promissoras por possuírem um baixo custo efetivo, mas apresenta o risco da recombinação de flavivírus, entre a cepa vacinal e o vírus selvagem, resultando num vírus híbrido com propriedades potencialmente indesejáveis (Selligman e Ernest, 2004). Não existe vacina eficaz para a prevenção da dengue nem tratamento específico antiviral que combata a viremia. Apesar do grande esforço dos pesquisadores, uma vacina eficaz e segura ainda não foi licenciada. Enquanto os estudos para uma vacina ainda estão em desenvolvimento no mundo todo, as medidas de controle do vetor continuam sendo a melhor maneira de deter a disseminação da doença (Nogueira, 1999). 3.5 Agente Etiológico O Aedes aegypti pertence ao ramo Arthropoda (pés articulados), classe Hexapoda (três pares de patas), ordem Diptera (um par de asas anterior funcional e um par posterior transformado em halteres), família Stegomia, gênero Aedes (Figura 4). É uma espécie tropical e subtropical, encontrada em todo o mundo, entre as latitudes 35ºN e 35ºS. Embora a espécie tenha sido identificada até a latitude 45ºN, estes têm sido encontrados esporadicamente normalmente não apenas durante a estação quente, sobrevivendo ao inverno. A distribuição do Aedes aegypti também é limitada pela altitude. Embora não seja usualmente encontrado acima dos 1.000 metros, já foi referida sua presença a 2.200 metros acima do nível do mar, na Índia e na Colômbia (Fundação Nacional da Saúde, 2001). 25 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 4. Mosquito Aedes aegypti. Fonte: Leonard E. Copyright. (1995). 3.6 Transmissão do Vírus Dengue O vírus é transmitido ao homem pela picada do mosquito fêmea, que é hematófago, tem hábitos diurnos, domésticos e preferência por depósitos de água limpa (Fundação Nacional da Saúde, 1996), havendo dois picos de atividade do inseto: duas a três horas após o nascer do dia e à tarde, por algumas horas antes do anoitecer (Nogueira, 1999). A transmissão vertical tem sido descrita sob a forma de relatos de casos, em mulheres grávidas que ao adoecer em período próximo ao parto tiveram suas crianças com quadro clínico compatível com dengue ao nascer e teste sorológico com anticopo IgM específico para dengue positivo, além de isolamento viral no sangue dessas crianças (Chye e Lim,1997). A persistência do vírus dengue é causada por expansão demográfica, urbanização não controlada e situações climáticas favoráveis à proliferação do vetor. Pode-se resumir sua distribuição geográfica como pan-tropical. Nas Américas, o vírus dengue é transmitido pela cadeia homem – Aedes aegypti – homem. Após um repasto com sangue infectado, o mosquito poderá transmitir o agente após um período de oito a doze dias, também chamado de período de incubação intrínseco. (Nogueira, 1999). 26 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 3.7 Diagnóstico Laboratorial da Dengue Várias técnicas têm sido utilizadas para o diagnóstico laboratorial do vírus dengue e envolvem principalmente: isolamento do vírus, determinação do anticorpo vírus específico ou detecção do RNA viral de amostras clínicas (Gubler, 1998). 3.7.1 Isolamento Viral É o método mais específico para a determinação do vírus responsável pela infecção. É realizado em amostras selecionadas, colhidas até o quinto dia da doença, pela inoculação em culturas de células de Aedes aegypti. A confirmação do imunofluorescência direta com conjugado isolamento é anti-flavivírus. feita Dos por casos positivos, é feita a tipagem do vírus por imunofluorescência indireta com anticorpos monoclonais de tipos específicos. Entretanto, problemas com a manutenção em laboratório de culturas de células ou colônias de mosquitos podem dificultar este tipo de procedimento (Gubler, 1998). 3.7.2 Diagnóstico Sorológico Os testes sorológicos complementam o isolamento do vírus ou, quando isso não é possível, servem como um meio alternativo de diagnóstico. Existem várias técnicas que podem ser utilizadas no diagnóstico sorológico do vírus da dengue, incluindo os de inibição de hemaglutinação (HI), fixação de complemento (FC), neutralização (N) e ELISA de captura (enzime-linked immunosorbent assay). Os três primeiros exigem amostras pareadas de soro de casos suspeitos (da fase aguda e de convalescença) e a confirmação é demorada (Gubler, 1998). 27 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... O MAC-ELISA é o exame mais apropriado para a vigilância, porque requer somente uma amostra do soro na maioria dos casos, e o exame é simples e rápido. Baseia-se na detecção de anticorpos IgM específicos aos quatro subtipos do vírus da dengue. O anticorpo IgM anti-dengue se desenvolve rapidamente após o quinto dia do início da doença. No entanto, todas as flaviviroses possuem em comum, grupos de epitopos no envelope protéico, o que resulta na existência de reações cruzadas em testes como o ELISA, o que dificulta o diagnóstico dos quatro sorotipos do vírus dengue e outros membros da família Flaviviridae (Gubler, 1998). 3.7.3 Diagnóstico Molecular O diagnóstico molecular da dengue mais utilizado corresponde à técnica do RT-PCR que detecta a doença e o sorotipo viral de forma sensível, específica, rápida e apresenta alta reprodutibilidade se controlado, podendo ser usado para detecção do vírus em amostras clínicas de humanos, tecidos de autópsias ou mosquitos (Gubler, 1998). Lanciotti et al (1992) propuseram um teste de diagnóstico baseado na técnica de Nested-PCR. O teste molecular do tipo nested (aninhados) consiste de duas reações de PCR (Reação em cadeia Polimerase) seqüenciadas que têm como objetivo aumentar a especificidade e a sensibilidade da reação submetendo-se os produtos de uma PCR a uma segunda amplificação utilizando primers que sejam homólogos a uma região interna deste produto de PCR. Na primeira reação de PCR para o diagnóstico da dengue utiliza-se um par de primers específicos para a família Flaviridae e na segunda reação de PCR são utilizados primers específicos para cada sorotipo da DEN1-4. A rápida identificação do vírus dengue em amostras de soro usando a PCR com transcrição reversa (RTPCR) tem a desvantagem de não prover um vírus vivo para futuras 28 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... caracterizações biológicas, contudo, é um método rápido, que também permite a identificação dos sorotipos. 3.8 Genômica do Vírus Dengue O vírus causador da dengue exibe uma grande diversidade genética, principalmente devido aos quatro diferentes sorotipos existentes (DEN 14). A diversidade genética é mais restrita dentro de cada sorotipo, mas já é o suficiente para formar grupos de genótipos variantes, a serem identificados (Holmes e Twiddy, 2003). A família Flaviridae contém aproximadamente 70 vírus. Os Flavivirus são relativamente pequenos (40-50nm), esféricos e apresentam um envelope lipídico (Gubler, 1998). O genoma dos Flavivirus é de aproximadamente 10.000 bases e composto por 10 proteínas, sendo três estruturais e sete não estruturais. As proteínas estruturais são: a proteína C do capsídeo, a proteína M de membrana e a proteína E do envelope; já as não estruturais são: NS1, NS2a, NS2b, NS3, NS4a, NS4b e NS5 (Leitmeyer et al., 1999). Os Flavivirus possuem no seu genoma uma molécula de RNA fita única com a extremidade 5’ contendo uma estrutura cap e a extremidade 3’ sendo caracterizada pela ausência de uma cauda poli-A. Este genoma apresenta uma organização relativamente simples. Uma única matriz aberta de leitura (ORF) irá sintetizar uma única proteína que é processada pelo vírus e por proteases da célula hospedeira para produzir as proteínas virais (Henchal e Putnak, 1990). Os genes que codificam as proteínas C, pre-M e E estão localizados na região 5’ do genoma viral. A partir desta região, no sentido 3’, estão localizados os genes que codificam as proteínas NS1, NS2a, NS2b, NS3, NS4a, NS4b e NS5 (Chambers et al.,1990). 29 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... A replicação do RNA pode ser detectada cerca de três horas após a infecção e parece ocorrer na região perinuclear da célula infectada. Estudos sugerem que a replicação ocorre no comprimento total do RNA, formando temporariamente uma fita positiva pareada a uma fita negativa (Henchal e Putnak, 1990). A tradução tem início no primeiro códon AUG do RNA genômico, e proteínas virais individuais são formadas por processamento proteolítico do peptídeo precursor. Seguindo a síntese de um polipetídio de cerca de 3300 aminioácidos residuais, as proteínas virais são individualizadas após clivagem por proteases específicas e as primeiras proteínas liberadas são as estruturais, seguidas pelas não estruturais (Rothman, 2004). A proteína C é o primeiro polipeptídio sintetizado durante a etapa de tradução, tendo o peso molecular de aproximadamente 13.500 Da e sendo rica em resíduos de lisina e arginina (cerca de 25%). Esta característica provavelmente permite sua interação com o RNA viral. Às moléculas da proteína C falta uma região N-terminal, uma seqüência de sinal hidrofóbico, o que sugere que a sua síntese ocorre em ribossomos não ligados à membrana. A síntese da proteína M (8.000 Daltons) ocorre através da clivagem proteolítica de uma estrutura denominada de pré-M que é um precursor da proteína M. A formação da proteína M parece ser crucial na morfogênese do vírus, o que resulta em um grande aumento na sua infectividade (Henchal e Putnak, 1990). A glicoproteina E (51.000 a 60.000 Daltons) aparece como um homotrímero na superfície dos vírus maduros e pode ser encontrada na região intracelular assumindo a forma de um heterodímero E-preM. Comparações realizadas entre diversos peptídeos codificados por genes E de flavivirus têm mostrado uma alta conservação de 12 resíduos de cisteína com a forma de pontes dissulfeto (Henchal e Putnak, 1990). Esta proteína desempenha importantes funções como ligação ao receptor, hemaglutinação de células sangüíneas, indução de resposta imune 30 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... protetora pela produção de anticorpos, fusão específica de membrana e montagem viral (Leitmeyer et al, 1999; Guzman e Kouri, 2004) As proteínas não estruturais NS1, NS3 e NS5 são as proteínas de maior peso molecular e mais conservadas entre os flavivirus. As proteínas NS2a, NS2b, NS4a e NS4b são pouco conservadas, mas possuem domínios hidrofóbicos similares entre os Flavivirus (Chambers et al., 1990). 3.9 Filogenia do Vírus Dengue A evolução dos vírus não só inclui mutações pontuais – mudança em apenas uma base nucleotídica - na seqüência genômica, como também outras mudanças genéticas como recombinação e no caso de genomas segmentados, a troca de fragmentos entre os vírus (Mahy, 1997). Os vírus que possuem genoma de RNA apresentam grande variabilidade genética, devido a altas taxas de mutação associadas com RNA dependente de RNA polimerase, sua rápida taxa de replicação e seu grande tamanho (Holmes e Twiddy, 2003). O vírus dengue possui uma história evolutiva relativamente recente, com os quatro sorotipos tendo sido originados a aproximadamente 1.000 anos e se estabelecendo como uma endemia em humanos a apenas algumas centenas de anos (Holmes e Twiddy, 2003). A extensão da diversidade genética é mais bem estudada para o vírus DEN-2 para o qual existem mais seqüências analisadas. Genótipos de vírus DEN-2 são encontrados em diferentes locais, ou melhor, alguns genótipos são encontrados em amostras de vírus de diferentes locais geográficos, sendo um poderoso indicador de como hospedeiros e vetores podem espalhar os vírus. A importância de conhecer esse processo evolutivo está em saber se há diferença entre os genótipos em termos de potencial epidêmico que possa fazer com que eles desencadeiem surtos 31 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... em diferentes localizações geográficas, como também conhecer os mecanismos envolvidos na geração dessa diversidade genética visando o desenho de uma vacina mais estável e segura (Holmes e Twiddy, 2003). O seqüenciamento de 240 nucleotídeos da região E/NS1, realizado por Rico-Hesse (1990) caracterizou cinco grupos genômicos para os vírus DEN-1 e cinco para os vírus DEN-2. Posteriormente, o seqüenciamento completo do gene que codifica a proteína E do vírus DEN-2 (Lewis et al., 1993) determinou cinco subtipos que correspondem, essencialmente, aos sugeridos por Rico-Hesse (1990). O seqüenciamento parcial de diferentes amostras de vírus DEN-3 e DEN-4 demostraram a existência de quatro e dois subtipos genéticos, respectivamente (Lanciotti et al., 1994). A caracterização molecular dos vírus dengue tem sido útil para determinar a origem das amostras e, principalmente, na tentativa de se estabelecer uma correlação de virulência das amostras e sua importância epidemiológica. Um melhor entendimento a respeito da epidemiologia e evolução do vírus da dengue irá requerer maiores estudos e uma análise comparativa de seqüências de genomas completos (Holmes e Twiddy, 2003). 3.10 Bioinformática A metodologia de seqüenciamento de nucleotídeos e a análise in silico evoluíram de forma surpreendente nas últimas décadas. Graças a simplificação destas técnicas, tornou-se possível o estabelecimento de grandes programas de seqüenciamento genômico, que têm contribuído de forma significativa para a melhor compreensão de vários processos biológicos (Snustad e Simons, 2001). Com o aumento no número de projetos de seqüenciamento genômico, tem-se revelado a importância dos métodos computacionais para abreviar a caracterização funcional de novos genes (Silva-Jr. et all., 2002). 32 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... A bioinformática é um novo e crescente ramo da ciência que tem como objetivo responder questões biológicas através do uso de ferramentas computacionais. O potencial desta abordagem tem mudado a maneira de se fazer ciência básica e aplicada, ajudando a tornar mais eficiente o “desenho” experimental de pesquisas realizadas em laboratório (Baxevanis, 2001). O termo bioinformática foi utilizado pela primeira vez em 1990 para definir a utilização dos computadores em análises de seqüências de nucleotídeos e de aminoácidos. Deve-se ter em mente que o emprego dos computadores na análise de seqüências de nucleotídeos e de aminoácidos denota a utilização de algoritmos na criação de ferramentas e programas computacionais para a compreensão de informações biológicas ao nível de DNA e proteínas (Claviere, 2000). 3.10.1 Bancos de Dados Um banco de dados pode ser considerado como sendo uma coleção de dados inter-relacionados, projetado para suprir as necessidades de um grupo específico de aplicações e usuários, organizando as informações de modo a facilitar consultas, atualizações e deleções de dados. Os primeiros esforços para a criação de bancos de dados de nucleotídeos foram registrados em 1979, envolvendo pesquisadores dos Estados Unidos e da Europa. Em 1982, foram criados os primeiros bancos de dados públicos de seqüências de nucleotídeos, estabelecidos no Laboratório Nacional de Los Alamos, nos Estados Unidos (GenBank - www.ncbi.nlm.nih.gov) e no Laboratório de Biologia Molecular da Europa (EMBL - www.embl.ac.uk). Em 1984, o Banco de Dados de DNA do Japão (DDBJ - www.genome.ad.jp) passou a interagir com os bancos de dados pioneiros, formando a Associação Internacional de Bancos de Dados de Seqüências Nucleotídicas (Kanehisa, 2000). 33 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Os bancos de dados envolvendo seqüências de nucleotídeos, de aminoácidos ou estruturas de proteínas podem ser classificados em bancos de seqüências primários e secundários. Os primeiros são formados pela deposição direta de seqüências de nucleotídeos, aminoácidos ou estruturas protéicas, sem qualquer processamento ou análise. Os principais bancos de dados primários são o GenBank, o EBI (European Bioinformatics Institute), o DDBJ (DNA Data Bank of Japan) e o PDB (Protein Data Bank). Os bancos de dados secundários, como o PIR (Protein Information Resource) ou o SWISS-PROT, são aqueles que derivam dos primários, ou seja, foram formados usando as informações depositadas nos bancos primários. São bancos de dados que fornecem informações sobre seqüências de proteínas, domínios funcionais, proteínas homólogas e outros (Prosdocimi et al., 2002). Os bancos de seqüências também podem ser classificados como bancos estruturais ou funcionais. Os bancos estruturais mantêm dados relativos à estrutura de proteínas. Dos bancos funcionais, o KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) é um dos mais utilizados. Disponibiliza links para mapas metabólicos de organismos com genoma completamente ou parcialmente seqüenciados a partir de seqüências e de busca através palavras-chave (Prosdocimi et al.,2002). 3.10.2 Mineração de Dados A anotação ou mineração de dados (data mining) consiste na análise comparativa entre seqüências, onde o processo de estudo dos genes compreende várias fases: remoção de seqüências vetoriais, resultantes do processo de construção das bibliotecas de cDNA ou DNA genômico; identificação das ORFs (Open Reading Frames) e alinhamento das seqüências com outras depositadas em bancos de dados públicos, através do programa BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) (Altschul et al., 34 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 1990). Havendo similaridade com outras seqüências é possível obter informações a respeito de domínios conservados, posição taxonômica relativa dos organismos, além de um gráfico indicando a qualidade do alinhamento (Benson et al., 2000). No alinhamento local os programas do BLAST buscam regiões isoladas de similaridade entre a seqüência submetida e as seqüências do banco, utilizando para isso um algorítmo heurístico (baseado num processo de sucessivas aproximações) a fim de obter uma performance rápida na busca, o que acaba resultando em algumas perdas no rigor da comparação (Brown, 2000). Esse programa é subdividido de acordo com o tipo de seqüência de entrada (nucleotídeo ou aminoácido) e com o tipo de resultado esperado. Os principais tipos BLAST são: • BLASTn: compara seqüências de nucleotídeos com o banco de dados de nucleotídeos. • BLASTp: compara seqüências de aminoácidos com o banco de dados de proteínas. • BLASTx: compara seqüências de nucleotídeos com a base de dados de proteínas. • tBLASTn: traduz uma seqüência de aminoácidos para nucleotídeo e compara com o banco de dados de genes. Para cada alinhamento realizado são obtidas estimativas dos níveis de significância das similaridades observadas. O modelo estatístico utilizado na determinação destes níveis de confiança é baseado em Karlin e Altschul (1990), conhecido como “valor de distribuição extrema” ou evalue. Este parâmetro é interpretado como sendo a probabilidade de que o nível de homologia (Score - S) entre duas seqüências quaisquer seja determinado simplesmente pelo acaso. A significância de um alinhamento também depende diretamente do tamanho amostral apresentado pelo banco de dados, havendo uma tendência para que os bancos de dados maiores exibam um maior número de alinhamentos aleatórios (Schuler, 2001). 35 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 4- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Altschul SF, Gish, W, Miller W, Myers EW and Lipman DJ (1990) Basic local alignment search tool. J. Mol. Biol. 215:403-410. Baxevanis AD (2001) Bioinformatics: A Pratical Guide to the Analysis of Genes and Proteins.1: 1-17. Benson DA, Karsch-Mizrachi I, Lipman DJ, Ostell J, Rapp BA and Wheeler DL (2000) GenBank. 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Profo Moraes Rego, S/N, Campus da UFPE, Cidade Universitária, Recife, cep.: 50670-420, Pernambuco, Brasil. Autor de correspondência: Juliana Lyra e-mail: [email protected] Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães/Fiocruz Av. Moraes Rego, S/N, Campus da UFPE, Cidade Universitária, Recife, cep.: 50670-420, Pernambuco, Brasil Telefone: 81 21224764 FAX: 81 34532449 Keywords Dengue, DEN-3, diversidade genética, FHD 42 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... RESUMO A caracterização molecular do vírus da dengue é útil na determinação da origem das amostras e, principalmente, na tentativa de se estabelecer uma correlação de virulência dos isolados e sua importância epidemiológica. Embora os quatro sorotipos do vírus possam causar a febre hemorrágica da dengue considerando a infecção primária, alguns sorotipos parecem estar associados a determinadas formas e gravidade da doença em diferentes localidades. Neste trabalho, 14 isolados do vírus dengue sorotipo 3 foram obtidos de pacientes com diferentes quadros clínicos em Recife entre 2003-2004: 10 pacientes com dengue clássica sendo que cinco deles cursaram com plaquetopenia e outros quatro com diagnóstico de febre hemorrágica do dengue. A extremidade 5’ dos genomas virais foi seqüenciada e foram comparadas as seqüências nucleotídicas e polipeptídicas correspondentes ao capsideo, membrana e parte do envelope entre si. Os sítios variantes na porção C-terminal do primeiro ¼ do Envelope sugerem que a apresentação clinica da doença pode estar relacionada à variabilidade do genoma viral, visto que as análises dos dendrogramas gerados com a seqüência dos aminoácidos do fragmento correspondente ao gene do Envelope, formam três clados distintos: um deles apenas com as seqüências originadas de isolados de pacientes com febre hemorrágica da dengue, outro com seqüências de pacientes com dengue clássica com ou sem plaquetopenia e um terceiro clado intermediário onde ocorrem semelhanças entre isolados de formas clínicas diferentes. 43 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... INTRODUÇÃO A caracterização molecular do vírus da dengue é útil para determinar a origem das amostras e, principalmente, na tentativa de se estabelecer uma correlação de virulência das amostras e sua importância epidemiológica (Pinheiro e Chuit, 1998). A dengue é uma das mais importantes doenças virais humanas transmitidas por vetores artrópodes com duas formas clínicas bem definidas (Fundação Nacional da Saúde, 2001). A dengue clássica (DC) apresenta-se em geral de forma benigna e autolimitada. Os principais sintomas da dengue clássica são: febre alta acompanhada de cefaléia intensa, que pode ser retro-orbital e/ou holocraniana, mialgia intensa e generalizada e, algumas vezes, artralgias, podendo ocorrer exantema com prurido por volta do terceiro ou quarto dia da doença, sendo mais comum nas extremidades, e sintomas gastrointestinais (Serufo et al., 2000). Na febre hemorrágica da dengue (FHD), a sintomatologia característica da dengue clássica (DC) evolui a partir do 5o - 7o dia da doença para manifestações hemorrágicas de gravidade variável (Leitmeyer et al., 1999). A FHD cursa com trombocitopenia (100.000 células/mm3 ou menos) e evidência de efusão de plasma devido ao aumento da permeabilidade vascular manifestada por um aumento no hematócrito em 20% ou mais, do valor encontrado inicialmente, ou, derrame pleural, ascite e hipoproteinemia (Ministério da Saúde, 1996). A FHD requer acompanhamento médico e apresenta um maior risco de evoluir ao óbito se não controlada. Anualmente são estimados cerca de 50-100 milhões de casos de DC e 50.000 a 250.000 casos de FHD no mundo (Guzman e Kouri, 2003). Não existe vacina eficaz para a prevenção da dengue nem tratamento específico antiviral que combata a viremia (Nogueira, 1999). O vírus da dengue pertence ao gênero Flavivírus, da família Flaviviridae, a qual pertencem aproximadamente 70 tipos de vírus, 44 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... incluindo o vírus causador da febre amarela e de várias encefalites (Houmg et al.,2000). O genoma dos Flavivirus consiste de aproximadamente 10.000 bases que codificam 10 proteínas, sendo três estruturais e sete não estruturais. As proteínas estruturais são: a proteína C do capsídeo, a proteína M de membrana e a proteína E do envelope; já as não estruturais são: NS1, NS2a, NS2b, NS3, NS4a, NS4b e NS5 (Leitmeyer et al., 1999). A evolução dos vírus não só inclui mutações pontuais na seqüência genômica, como também outras mudanças genéticas como recombinação e no caso de genomas segmentados, a troca de fragmentos entre os vírus (Mahy, 1997). Os vírus que possuem genoma de RNA apresentam grande variabilidade genética, devido a altas taxas de mutação associada com RNA dependente de RNA polimerase, sua rápida taxa de replicação e seu grande tamanho (Holmes e Twiddy, 2003). Embora os quatro sorotipos de dengue possam causar dengue hemorrágica considerando a infecção primária, alguns sorotipos parecem estar associados a determinadas formas e gravidade da doença em diferentes localidades (Holmes e Twiddy, 2003). Outros fatores individuais como: idade, sexo, herança genética e outras doenças anteriores podem ter um papel importante na suscetibilidade à doença. Por exemplo, no Brasil, Colômbia e Porto Rico a febre hemorrágica da dengue é mais comum em adultos, assim como de uma forma geral esta forma da doença é mais comum em brancos do que em negros (Pinheiro e Chuit, 1998). MATERIAIS E MÉTODOS Amostras Amostras de sangue de pacientes atendidos em três hospitais da rede privada de saúde na cidade do Recife-PE com suspeita de infecção por dengue entre maio de 2003 e maio de 2004 foram encaminhadas ao 45 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães, para comprovação diagnóstica através da técnica de Nested-PCR proposta por Lanciotti et al., 1992. Foram selecionadas aleatoriamente 14 amostras com PCR positiva para dengue distribuídas em três grupos: 10 amostras obtidas de pacientes com dengue clássica (DC) (5 sem e 5 com plaquetopenia) e quatro amostras obtidas de pacientes com febre hemorrágica da dengue (FHD) segundo critério da OMS. As 14 amostras selecionadas foram inoculadas em cultura de células de mosquitos Aedes albopictus da linhagem C6/36 por 7-14 dias e estocadas em freezer – 80o até seu processamento. Extração de RNA total e Síntese de cDNA As culturas de células de mosquito infectadas pelos isolados virais dos pacientes anteriormente selecionados foram submetidas à extração do RNA viral pelo método da sílica proposto por Boom et al., 1990. A síntese do cDNA utilizou 5µl do RNA extraído. A mistura da reação foi preparada com 1µL (25pmol) do primer NS5 R (5´TCT AGA GCG GCC GCT TGC CAA TGA GGG ATC T 3´), 5 µL do RNA e 6 µL de água DEPC e aquecida a 650C por 5 min e em seguida depositada em gelo. Após a adição de 0,5µl de dNTPs a 0,2mM, 4 µl de tampão 5x First Strand e 2µl de DTT (ditiotreitol) a 0,1mM, a mistura foi incubada por 2 min a 420C para então ser adicionado 0,5µl da enzima SuperScriptTM RNase Htranscriptase reversa (Invitrogen). A amostra foi incubada a 420C por 50 min e em seguida por 15 min a 700C para inativação da reação. PCR A PCR foi realizada com um volume final de 50 µl contendo, tampão 10X, 1.5 mM de MgCl2, 0,2mM de dNTP´s 25 pmoles de cada um dos primers utilizados na reação, 0,5 unidade de Taq polimerase (Invitogen do Brasil, São Paulo) e 2 µl do cDNA sintetizado. Os primers utilizados neste estudo são específicos para o vírus DEN-3 (Tabela 1), e foram desenhados 46 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... a partir de seqüências publicadas e disponíveis em bancos de dados públicos, utilizando o programa Fast-PCR. Cada par de primer utilizado corresponde à região de um gene que codifica uma proteína no genoma do vírus, não apresentando homologia com outras regiões. Foi usada como controle negativo uma mistura da reação de PCR descrita acima sem a amostra de cDNA. O programa de amplificação constituiu-se de 1 ciclo de 94oC por 3 min seguidos de 30 ciclos de 94oC por 1 min, um gradiente de temperatura de anelamento de 48 a 63oC por 2 mim e 72oC por 1 min. Finalmente, 72oC por 10 min e 4oC até utilização. Os produtos de PCR foram submetidos a eletroforese em gel agarose a 1,0% preparado com tampão TAE contendo 0,05 µg/ml de brometo de etídio, visualizados com transiluminador de luz UV e digitalizados. Purificação e seqüenciamento dos produtos de PCR As bandas obtidas no gel de agarose pela separação dos produtos de PCR foram cortadas e acondicionadas em tubos eppendorf 1,5 ml, para em seguida serem submetidas à purificação com o kit SephaglasTM BandPrep da Amersham Pharmacia Biotech conforme recomenda o fornecedor. A quantificação das amostras purificadas foi realizada em gel de agarose a 1,0% preparado com tampão TAE contendo 0,05 µg/ml de brometo de etídio e a imagem captada com o auxílio de uma câmera fotográfica digital. Para a quantificação foi utilizado 1µL do peso molecular 1kb plus ladder e 1µl de cada amostra. A banda usada como padrão do peso molecular é a de 1650 pb, que corresponde a 40 ng. O sequenciamento do produto de PCR foi realizado em um seqüenciador Genetic Analysing ABI 3100 com 96 capilares. Para a reação foi utilizado 1 µl de primer (3.2 pmol/µl), 0,5 µl de Bigdye, 1 µl de Save money (Tris-HCl, pH 9.0 200mM, MgCl2 5mM), amostra (10 fL) e água para completar o volume final de 10 µl. A desnaturação ocorreu com a placa a 95 ºC durante 10 min seguida por um choque térmico à 0ºC (gelo). O programa de amplificação constituiu-se de 1 ciclo a 96 oC por 2 47 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... min, seguidos de 35 ciclos de 96 ºC por 45 seg, 50 ºC por 30 seg e 60 ºC por 4 min e em seguida 4 ºC overnight. A precipitação foi realizada para um volume final de 10 µl. As lavagens foram realizadas primeiro com 40µL de isopropanol 65% e depois com 150µl de etanol 60%. Após a última lavagem as amostras foram ressuspendidas em 15µl de formamida Hi-Di e em seguida colocadas no seqüenciador. Análise computacional das seqüências obtidas A comparação das seqüência obtidas com as depositadas no banco de dados do NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov), foi realizada mediante a utilização das versões on-line dos programas BLASTn e BLASTx (Altschul et al., 1990), disponíveis http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast. Para na página cada eletrônica alinhamento realizado foram obtidas estimativas dos níveis de significância das similaridades observadas (Schuler, 2001). A determinação do conteúdo de guanina e citosina (GC%) realiizada mediante a utilização do programa foi GeneRunner (http://www.generunner.com). Foi construído um banco de dados contendo informações a respeito das bases de cada seqüência similar obtida, conteúdo de GC% e extensão das seqüências. A partir das seqüências depositadas nos bancos de dados, foram realizados alinhamentos múltiplos com uma versão do programa Clustal W, integrada ao pacote de programas de análise de seqüências Seqtools 8.0 (http:/www.seqtools.dk). Os alinhamentos produzidos resultaram em arquivos de entrada posteriormente utilizados na análise filogenética, executada com o auxílio do programa PAUP 4.0b, utilizando o método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. RESULTADOS 48 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... O genoma dos catorze isolados do vírus da dengue obtidos de pacientes com diferentes quadros clínicos, 10 de pacientes com dengue clássica sendo que cinco deles cursaram com plaquetopenia e outros quatro com diagnóstico de febre hemorrágica do dengue foram seqüenciados. As análises das seqüências dos genes do capsídeo e membrana foram realizadas separadas das do envelope. Análise dos Genes do Capsídeo e Membrana. A seqüência dos genes do Capsídeo e da Membrana apresenta cerca de 520 pb, e em todas, o conteúdo de guanina e citosina (GC%) se encontra entre 47,0% e 48,0%, estando de acordo com as seqüências depositadas em bancos de dados públicos. A comparação das seqüências dos genes do Capsídeo e da Membrana dos isolados virais, com seqüências de nucleotídeos do vírus DEN-3 depositadas nos banco de dados não redundante (NT) do GENBANK, mostrou nível de similaridade existente entre elas de no mínimo 98% (Tabela 2), independente da forma clínica (dengue clássica com ou sem plaquetopenia ou dengue hemorrágica), apresentada pelo paciente. A comparação das seqüências dos genes do Capsídeo e da Membrana dos catorze isolados virais estudados revelou poucas diferenças que resultaram principalmente de deleções, transições ou transversões, tendo sido constatado que os eventos de transição foram mais comuns que os de transversão (dados não mostrados). O grau de similaridade entre as seqüências estudadas foi de 98-100% (Tabela 3). A provável seqüência de aminoácidos dos genes do Capsídeo e da Membrana dos isolados virais estudados foi deduzida através da tradução simulada de suas seqüências de nucleotídeos, tomando como base a tabela de código genético universal. A comparação de um polipeptídeo de 173 aminoácidos, 49 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... referente ao capsídeo e membrana virais das amostras estudadas, mostrou a existência de poucos sítios variantes, com a maioria deles estando situados na posição N-terminal do polipeptídeo. A análise comparativa das seqüências de nucleotídeos dos genes do capsídeo e da membrana dos catorze isolados do vírus DEN-3 analisados (Figura 1), bem como das seqüências de aminoácidos por eles codificados (Figura 2), revelou a similaridade das seqüências analisadas e a impossibilidade da utilização dessas seqüências no estudo de variabilidade genética como marcador de virulência das cepas. Análise do Gene do Envelope As seqüências do gene do Envelope analisadas representam ¼ do gene, ou seja, 284 pb a partir da extremidade 5’ do gene, e em todas, o conteúdo de guanina e citosina (GC%) se encontra entre 48,6% e 50,4%, estando de acordo com as seqüências depositadas em bancos de dados públicos. Apenas três seqüências apresentaram GC% abaixo de 50% : DC-3 com 49,6%; DC-5 com 48,6% e FHD-1 com 49,5 (Tabela 4). A comparação das amostras aqui seqüenciadas do gene do Envelope, com seqüências de nucleotídeos do vírus DEN-3 depositadas no banco de dados não redundante (NR) do GENBANK, mostrou uma similaridade de pelo menos 98%, independente da forma clínica (dengue clássica com ou sem plaquetopenia ou dengue hemorrágica), apresentada pelo paciente. A comparação entre as 14 seqüências parciais do gene do envelope estudadas mostrou um grau de similaridade entre 95-100% (Tabela 5). As diferenças estavam concentradas no final da seqüência e, resultaram principalmente de deleções, as que conseqüentemente alteraram a seqüência de aminoácidos do gene estudado. 50 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... A provável seqüência de aminoácidos da extremidade amino do Envelope do vírus DEN-3 deduzida com base na tabela de código genético universal corresponde a 94 aminoácidos referentes a ¼ de aminoácidos da proteína completa. As análises comparativas dos isolados virais feitas com base na variabilidade da seqüência parcial do gene (Figura 3) e do polipeptídeo (Figura 4) do envelope do vírus DEN-3 das catorze amostras estudadas, mostraram a formação de dois clados distintos, um deles apenas com as seqüências originadas de isolados de pacientes com FHD e outro com seqüências de pacientes com DC com ou sem plaquetopenia, mais perceptível no dendrograma gerado com os aminoácidos. Além disso, observa-se um clado intermediário onde ocorrem semelhanças entre as seqüências de DC + PL com as seqüências de FHD. A amostra DC-5 mostrou-se bastante diferente das demais. DISCUSSÃO As seqüências de aminoácidos do envelope do vírus DEN-3 das catorze amostras analisadas foram agrupadas de acordo com a apresentação clínica dos pacientes e sugerem que a variabilidade do genoma viral é um dos fatores relacionados à gravidade da doença. As amostras selecionadas foram obtidas no período de maio de 2003 a maio de 2004, retratando a circulação do vírus de uma mesma época no Estado de Pernambuco exceto uma paciente do estado da Paraíba (DC-4). As seqüências de capsídeo e membrana do vírus DEN-3 mostram-se pouco variáveis e, portanto, pouco informativa quanto à diversidade genética dos isolados virais. Contudo, a variabilidade da seqüência do envelope foi suficiente para a identificarmos grupamento de isolados virais em pacientes com apresentação clínica diferente. Estudos têm relatado uma maior variabilidade do vírus DEN-2 em relação aos outros sorotipos (Rico–Hesse, 1990; Holmes e Twiddy, 2003), entretanto há poucas 51 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... seqüências do genoma do vírus DEN-3 disponíveis para uma análise mais detalhada. A distribuição geográfica de seqüências variantes do vírus da dengue no Brasil ainda não é conhecida, de forma que foi investigado o deslocamento dos pacientes selecionados no período de quinze dias antes dos primeiros sintomas, correspondendo ao período de incubação. Todos os pacientes com dengue clássica com plaquetopenia e febre hemorrágica da dengue são residente da cidade do Recife, sendo que nos quinze dias que antecederam a dengue, dois viajaram ao interior de Pernambuco (Gravatá (FHD-3) e Caruaru (DC+PL-4)), dois ao Estado do Rio Grande do Norte no Nordeste do Brasil (DC+PL-1 e DC+PL-2) e um a Europa (DC+PL-5), os demais não referiram viagem recente (DC+PL-3; FHD-1, FHD-2 e FHD-4). Os pacientes com dengue clássica são de Pesqueira (DC1), Cabo (DC-3), Recife (DC-2) e Olinda (DC-5) em Pernambuco e de João Pessoa na Paraíba (DC-4). O paciente residente em Olinda (DC-5) referiu viagem a Belém e Macapá nos quinze dias anteriores ao diagnóstico da dengue, o que pode justificar a seqüência genômica do vírus isolado apresentar pouca similaridade com qualquer uma das amostras restantes analisadas. A maioria dos estudos do genoma do vírus dengue tem como objetivo a análise filogenética e o conhecimento da distribuição mundial de subtipos dos diversos sorotipos virais, importantes na compreensão da transmissão do vírus dengue (Rico-Hesse, 1990; Lewis et al., 1993; Lanciotti et al., 1994). Mas, poucos estudos ainda têm sido feitos visando a comparação genética de isolados virais de pacientes com diferentes formas clínicas da dengue. Segundo Pinheiro e Chuit (1998), fatores individuais como: idade, sexo, herança genética e outras doenças anteriores podem ter um papel importante na suscetibilidade à doença. Por exemplo, no Brasil, Colômbia e Porto Rico a febre hemorrágica do dengue é mais comum em adultos, assim como de uma forma geral esta forma da doença é mais comum em brancos do que em negros. A nossa 52 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... casuística é muito pequena para a inferência a fatores biológicos relacionados ao paciente hospedeiro. Os resultados apresentados reforçam que a gravidade da dengue está também relacionada com a seqüência genômica dos isolados virais. Estudos futuros de imunogenética poderão esclarecer a predisposição do hospedeiro à infecção pelo dengue e ao desenvolvimento de quadros graves da doença. Os resultados advindos da comparação entre seqüências das proteínas virais dos vários subtipos e sorotipos do dengue com a do complexo HLA, que está sendo utilizada para avaliar a maior reatividade do hospedeiro para com o vírus da dengue, poderá trazer subsídios para a compreensão do desenvolvimento de quadros graves da dengue. AGRADECIMENTOS Agradecemos a Cristian Reis pelo apoio técnico no seqüenciamento dos genes e ao Dr. Oswaldo Pompílio pelo acesso ao laboratório de seqüências. O projeto teve o apoio financeiro parcial do Programa PDTIS da Fiocruz e da FACEPE. 53 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... REFERÊNCIAS Altschul SF, Gish, W, Miller W, Myers EW and Lipman DJ (1990) Basic local alignment search tool. J. Mol. Biol. 215:403-410. Boom R, Sol CJA, Salimans MMM, Jansen CL, Wertheim –Van Dillen PME and Noordaa J (1990) Rapid and Simple Method for Purification of Nucleic Acids. Jornal of Clinical Microbiology. 28 (3), 495-503. 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Amostras com os genes do capsídeo (CAP) e da membrana (MEM) utilizadas, contendo o tamanho de cada seqüência, o conteúdo de guanina e citosina e a identidade (ID) encontrada quando comparadas com outras seqüências no banco de dados do NCBI. AMOSTRA TAMANHO GC% ID no BlastN (NCBI) DC - 1 519 pB 47,8 % 99% DC - 2 519 pB 47,8 % 99% DC - 3 519 pB 47,6 % 99% DC - 4 519 pB 48,4 % 99% DC - 5 521 pB 47,4 % 99% DC + PL - 1 520 pB 47,7 % 100% DC + PL - 2 519 pB 47,8 % 99% DC + PL - 3 519 pB 47,8 % 100% DC + PL - 4 520 pB 47,5 % 99% DC + PL - 5 520 pB 48,3 % 99% FHD - 1 519 pB 47,8 % 100% FHD - 2 521 pB 47,2 % 99% FHD - 3 520 pB 48,5 % 98% FHD - 4 520 pB 47,7 % 99% Obs.: DC - Dengue Clássica; DC+ PL – Dengue Clássica com plaquetopenia; FHD – Febre Hemorrágica da Dengue. 57 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Tabela 3. Grau de homologia entre as 14 seqüências de nucleotídeos analisadas com os genes do capsídeo e da membrana de DEN-3, dados em percentagem. % DC-1 FHD-1 DC+PL-1 FHD-2 DC-2 DC+PL-2 DC+PL-3 DC-3 DC-4 DC+PL-4 FHD-3 DC-5 DC+PL-5 FHD-4 - 99% 99% 99% 99% 100% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% FHD-1 99% - 100% 99% 100% 99% 100% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% DC+PL-1 99% 100% - 99% 100% 99% 100% 99% 99% 99% 99% 99% 98% 99% FHD-2 99% 99% 99% - 99% 99% 99% 100% 99% 99% 99% 98% 98% 99% DC-2 99% 100% 100% 99% - 99% 100% 99% 98% 99% 99% 99% 99% 99% DC+PL-2 100% 99% 99% 99% 99% - 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% DC+PL-3 99% 100% 100% 99% 100% 99% - 99% 99% 99% 98% 99% 99% 99% DC-3 99% 99% 99% 100% 99% 99% 99% - 99% 99% 98% 99% 98% 99% DC-4 99% 99% 99% 99% 98% 99% 99% 99% - 98% 99% 99% 99% 98% DC+PL-4 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 98% - 98% 99% 99% 99% FHD-3 99% 98% 99% 99% 99% 99% 98% 98% 99% 98% - 99% 98% 98% DC-5 99% 99% 99% 98% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% - 98% 99% DC+PL-5 99% 99% 98% 98% 99% 99% 99% 98% 99% 99% 98% 98% - 99% FHD-4 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 98% 99% 98% 99% 99% - DC-1 Obs.: DC - Dengue Clássica; DC+ PL – Dengue Clássica com plaquetopenia; FHD – Febre Hemorrágica da Dengue. 58 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... F H D -1 27 D C + P L-3 D C -1 22 D C + P L-1 18 D C -3 36 D C + P L-2 D C + P L-4 18 69 F H D -4 D C -5 F H D -2 D C -2 46 F H D -3 D C -4 95 76 0 .0 0 5 0 .00 4 0 .0 0 3 0 .0 0 2 0 .0 0 1 D C + P L-5 0 .00 0 Figura 1. Dendrograma gerado com os nucleotídeos das 14 amostras analisadas, referente aos genes do Capsídeo e da Membrana, com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 59 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... DC-1 DC+ P L-3 52 FHD-1 DC-3 54 DC+ P L-2 20 DC-4 43 DC-2 DC-5 FHD-2 FHD-3 DC+ P L-1 32 30 DC+ P L-5 DC+ P L-4 15 FHD-4 40 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0.000 Figura 2. Dendrograma gerado com os aminoácidos das 14 amostras analisadas, codificados pelos genes do capisídeo e membrana com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 60 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Tabela 4. Parte do gene do Envelope (ENV) nas 14 seqüências utilizadas, contendo o tamanho de cada seqüência, o conteúdo de Guanina e Citosina e a identidade (ID) encontrada quando comparadas com outras seqüências no banco de dados do NCBI. AMOSTRA TAMANHO GC% ID no BlastN (NCBI) DC - 1 284pB 50,0% 100% DC - 2 284pB 50,0% 100% 284pB 49,6% 99% DC - 4 284pB 50,4% 100% DC - 5 284pB 48,6% 98% DC + PL - 1 284pB 50,0% 100% DC + PL - 2 284pB 50,0% 100% DC + PL - 3 284pB 50,0% 99% DC + PL - 4 284pB 50,0% 100% DC + PL - 5 284pB 50,0% 99% FHD - 1 284pB 49,5% 98% FHD - 2 284pB 50,4% 99% FHD - 3 284pB 50,4% 99% FHD - 4 284pB 50,4% 99% DC - 3 Obs.: DC - Dengue Clássica; DC+ PL – Dengue Clássica com plaquetopenia; FHD – Febre Hemorrágica da Dengue. 61 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Tabela 5. Grau de homologia entre as 14 seqüências de nucleotídeos analisadas com o gene do Envelope de DEN-3, dados em percentagem. % DC-1 FHD-1 DC+PL-1 FHD-2 DC-2 DC+PL-2 DC+PL-3 DC-3 DC-4 DC+PL-4 FHD-3 DC-5 DC+PL-5 FHD4 - 98% 100% 99% 100% 100% 99% 99% 100% 100% 99% 96% 99% 99% 98% - 98% 98% 98% 98% 98% 98% 98% 98% 98% 95% 98% 98% DC+PL-1 100% 98% - 99% 100% 100% 99% 99% 100% 100% 99% 96% 99% 99% FHD-2 99% 98% 99% - 99% 99% 99% 98% 98% 99% 99% 96% 99% 99% DC-2 100% 98% 100% 99% - 100% 99% 99% 100% 100% 99% 96% 99% 99% DC+PL-2 100% 98% 100% 99% 100% - 99% 99% 100% 100% 99% 96% 99% 99% DC+PL-3 99% 98% 99% 99% 99% 99% - 99% 100% 99% 99% 96% 100% 99% DC-3 99% 98% 99% 98% 99% 99% 99% - 99% 99% 98% 96% 99% 98% DC-4 100% 98% 100% 98% 100% 100% 100% 99% - 100% 98% 95% 99% 98% DC+PL-4 100% 98% 100% 99% 100% 100% 99% 99% 100% - 99% 96% 100% 99% FHD-3 99% 98% 99% 99% 99% 99% 99% 98% 98% 99% - 99% 99% 99% DC-5 96% 95% 96% 96% 96% 96% 96% 95% 96% 96% 96% - 96% 96% DC+PL-5 99% 98% 99% 99% 99% 99% 100% 99% 100% 99% 99% 96% - 99% FHD-4 99% 98% 99% 99% 99% 99% 99% 98% 98% 99% 99% 96% 99% - DC-1 FHD-1 Obs.: DC - Dengue Clássica; DC+ PL – Dengue Clássica com plaquetopenia; FHD – Febre Hemorrágica da Dengue. 62 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... D C + P L -3 D C + P L -1 D C P L -2 40 D C + P L -5 D C -1 40 D C -2 D C + P L -4 47 D C -3 50 D C -4 F H D -4 87 F H D -2 F H D -3 F H D -1 D C -5 0 .0 2 0 0 .0 1 5 0 .0 1 0 0 .0 0 5 0 .0 0 0 Figura 3. Dendrograma gerado com os nucleotídeos das 14 amostras analisadas, referente ao gene do Envelope com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 63 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... D C + P L -1 D C -4 D C P L -2 94 D C -1 D C -2 D C -3 D C + P L -4 66 63 D C + P L -3 D C + P L -5 F H D -1 F H D -2 63 87 F H D -3 F H D -4 D C -5 0 .0 8 0 .0 6 0 .0 4 0 .0 2 0 .0 0 Figura 4. Dendrograma gerado com os aminoácidos das 14 amostras analisadas, codificados pelo gene do Envelope com base na utilização do método UPGMA com 1000 repetições de bootstrap. 64 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 6. INFORMAÇÕES COMPLEMENTARES 65 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 6.1. DETALHAMENTO DAS METODOLOGIAS UTILIZADAS Obtenção das Amostras Neste trabalho foram utilizadas amostras clínicas (sangue) de pacientes, oriundas de Centros Hospitalares de referência da cidade do Recife-PE e encaminhadas ao Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães CPqAM, diagnosticados como positivos para dengue através da técnica de Nested-PCR proposta por Lanciotti et al., 1992. Foram selecionadas 14 amostras distribuídas em 3 grupos: 4 amostras são da forma hemorrágica da dengue (FHD), 5 amostras são de pacientes com dengue clássica (DC) com rápida evolução e 5 amostras de pacientes diagnosticados como dengue clássica com plaquetopenia positiva, todas colhidas entre os anos de 2003 e 2004. As 14 amostras selecionadas foram inoculadas em cultura de células de mosquitos Aedes albopictus da linhagem C6/36 e estocadas em freezer – 80o. Extração de RNA total e Síntese de cDNA Para a extração do RNA das amostras clínicas, foram utilizadas as culturas de células de mosquito infectadas pelos isolados virais dos pacientes anteriormente selecionados. A extração do RNA viral foi realizada segundo o método da Sílica proposto por Boom et al., 1990, onde uma alíquota de 100 µL da cultura de célula foi adicionada a uma mistura contendo 860 µL de tampão L6 (Isotilcianato de Guanidina, TrisHCL e EDTA) e 40 µL de sílica (óxido de silício e água deionizada). Esta solução permaneceu por 10 min em temperatura ambiente, com homogeneização utilizando Vortex a cada 2-3 min. Em seguida a solução foi centrifugada até atingir a velocidade de 13,000 x g, durante cerca de 10 seg, a 40C. O sobrenadante foi então desprezado por inversão do tubo e o precipitado lavado 2 vezes com tampão L2 (Isotilcianato de Guanidina 66 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... e Tris-HCL), 2 vezes com etanol a 70% e 1 vez com acetona P.A. A cada lavagem o precipitado é ressuspendido e centrifugado até atingir a velocidade de 13,000 x g a 40C, e o sobrenadante descartado por inversão do tubo. Para eliminar resíduos de acetona da sílica, o tubo Eppendorf contendo o precipitado permaneceu a 56o C durante 10 min com tampa aberta em um termobloco. O precipitado foi ressuspendido em 60 µL de água DEPC e mais 1 µL de RNase out (Invitrogen) utilizando um Vortex. O tubo novamente colocado no bloco aquecido a 560C por 10 min para então ser centrifugado a 13,200 x g por 2 min a 40C. Após a centrifugação o RNA que está no sobrenadante foi retirado cuidadosamente para não haver aspiração de sílica para ser colocado em um novo tubo Eppendorf. Logo após a extração do Rna foi realizada a síntese do cDNA utilizando 5 µL do RNA extraído. Foram feitas mistura contendo: 1µL (25pmol) do primer NS5 R (que irá proporcionar a amplificação de todo o genoma do vírus), 5 µL do Rna e 6 µL de água DEPC. Esta mistura foi aquecida a 650C por 5 min e em seguida depositada em gelo. Foram adicionados a esta mistura 0,5 µL de dNTPs a 0,2mM, 4 µL de tampão 5x First Strand e 2 µL de DTT (ditiotreitol) a 0,1mM, a mistura permanece por 2 min a 420C para então serem adicionados 0,5 µL da enzima SuperScriptTM RNase H- transcriptase reversa. A amostra fica incubada a 420C por 50 min e em seguida 15 min a 700C para inativação da reação. PCR A PCR foi realizada com um volume final de 50 µL contendo, tampão 10X, 1.5 mM de Mgcl2, 0,2mM de dNTP´s 25 pmoles de cada um dos primers utilizados na reação, 0,5 unidade de Taq polimerase e 2 µL do cDNA sintetizado a partir de 5 µL de Rna viral extraído de cultura de células C6/36 de Aedes albopictus inoculadas com soro dos pacientes positivos para Dengue 3 selecionados. Foi usada como controle negativo uma mistura da reação de PCR descrita acima sem a amostra de cDNA. O 67 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... programa de amplificação constituiu-se de 1 ciclo a 94 oC por 3 min seguidos de 30 ciclos de 94o C por 1 min, temperaturas de anelamento específicas para cada primer e 72 oC com o tempo de extensão variando dependente do número de bases da sequência a ser amplificada. Em seguida 72o C por 10 min e 4oC. Os produtos de PCR foram submetidos a uma eletroforese em gel agarose a 1,0% preparado com tampão TAE contendo 0,05 µg/ml de brometo de etídio, visualizados com transiluminador de luz UV e digitalizados. Utilização de primers Os primers utilizados neste estudo são específicos para o vírus dengue 3 (Tabela 1), e foram desenhados a partir de seqüências publicadas e disponíveis em bancos de dados públicos, utilizando o programa Fast-PCR (disponível na internet para download) para a análise das seqüências. Cada par de primer (Foward e Reverse) utilizado corresponde à região de uma proteína no genoma do vírus, não apresentando homologia com outras regiões. Otimização da Temperatura de Anelamento dos primers CAP F/MEM R A reação foi testada sob 8 temperaturas de anelamento diferentes. A PCR foi realizada com um volume final de 50 µL contendo, tampão 10X, 1.5 mM de Mgcl2, 0,2mM de dNTP´s 25 pmoles dos primers CAP F e MEM R, 0,5 unidade de Taq polimerase e 2 µL do cDNA sintetizado a partir de 5 µL de Rna viral extraído de cultura de células dengue tipo 3 dos pacientes selecionados. O controle negativo foi uma mistura da reação de PCR descrita acima sem a amostra de cDNA. O programa de amplificação foi constituído de 1 ciclo a 94 oC por 3 min seguidos de 30 ciclos de 94o C por 1 min, diferentes temperaturas de anelamento por reação: 48 oC até 62 oC, com uma variação de 2o C entre as temperaturas por 2min e 72 oC 68 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... por 1 min. Em seguida 72o C por 10 min e 4oC. Os produtos de PCR foram submetidos a uma eletroforese em gel agarose a 1,0% preparado com tampão TAE contendo 0,05 µg/ml de brometo de etídio, visualizados com transiluminador de luz UV e digitalizados. A melhor temperatura de anelamento para este par de primers foi de aproximadamente 62o C, pela diminuição do número de bandas inespecíficas, apesar da obtenção de bons resultados em todas as temperaturas testadas. Otimização da Temperatura de Anelamento dos primers ENV F/ENV R A reação também foi testada sob as mesmas 8 temperaturas de anelamento do experimento anterior e utilizou as mesmas concentrações de reagentes; a única diferença consistiu na utilização dos primers, que neste caso foram 25 pmoles dos primers ENV F e ENV R e do tempo do anelamento: 1 mim e 30 seg. A temperatura em que os primers anelaram de forma mais eficiente também foi de aproximadamente 62o C. Mesmo assim, não foram obtidos resultados eficientes para a etapa do sequenciamento. Com isso tornou-se necessária a construção de um par de primers internos, abrangendo a região do gene da Membrana e parte da região do gene do Envelope. Otimização da Temperatura de Anelamento dos primers MEM F F/ENVint R A reação também foi testada sob as mesmas 8 temperaturas de anelamento dos experimentos anteriores e utilizou as mesmas concentrações de reagentes; a única diferença consistiu na utilização dos primers, que neste caso foram 25 pmoles dos primers MEM F e ENVint R e do tempo do anelamento: 2 mim . A temperatura em que os primers anelaram de forma mais eficiente foi de aproximadamente 58o C. 69 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Purificação dos produtos de PCR As bandas obtidas no gel de agarose foram cortadas e acondicionadas em tubos eppendorf 1,5 ml, para em seguida serem submetidas à purificação com o kit SephaglasTM BandPrep da Amersham pharmacia biotech. Na etapa da purificação foram adicionados 250 µL do Gel solubilizador ao eppendorf contendo a amostra, deixando-se a amostra à temperatura de 60º C por cerca de 10 min, até o gel de agarose estar totalmente dissolvido. A etapa seguinte consistiu na adição de 5 µL Sephaglas BP, que é o componente responsável pela retenção do DNA da amostra. Esta solução permaneceu por 5 min em temperatura ambiente, com homogeneização utilizando Vortex a cada minuto. Em seguida a solução foi centrifugada até atingir a velocidade de 13,000 x g, durante cerca de 30 seg. O sobrenadante foi então desprezado por inversão do tubo. Na etapa seguinte, o precipitado foi ressuspendido em 80 µL do tampão de lavagem utilizando o vortex e em seguida a solução foi centrifugada até atingir a velocidade de 13,000 x g, durante cerca de 30 seg. Esta etapa foi repetida 2 vezes, totalizando 3 lavagens com o tampão. Em seguida a amostra permaneceu por 10 min a temperatura ambiente até o precipitado estar completamente seco. Após esta etapa foram adicionados 20 µL do tampão de eluição, a amostra foi ressuspendida com o auxílio do vortex e permaneceu em temperatura ambiente por 5 minutos com agitação periódica. A amostra foi depois centrifugada a 13,000 x g, durante 1 minuto e o sobrenadante retirado e colocado em um tubo eppendorf limpo. Quantificação dos produtos de PCR purificados A quantificação das amostras purificadas foi realizada em gel de agarose a 1,0% preparado com tampão TAE contendo 0,05 µg/ml de 70 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... brometo de etídio e a imagem captada com o auxílio de uma câmera fotográfica digital. Para a quantificação foi utilizado 1 µL do peso molecular 1kb plus ladder e 1 µL de cada amostra. A banda usada como padrão do peso molecular é a de 1650 pb, que corresponde a 40 ng. Sequenciamento A etapa de sequenciamento foi realizada em um seqüenciador Genetic analysing ABI 3100 com 96 capilares. Para a reação foi utilizado 1 µL de primer (3.2 pmol/µL), 0,5 µL de Bigdye, 1 µL de Save money (TrisHCl, pH 9.0 200mM, MgCl2 5mM), amostra (10 fL) e água para completar o volume final de 10 µL. A desnaturação ocorreu com a placa a 95 ºC durante 10 min e seguido por um cheque térmico 0ºC (gelo). O programa de amplificação constituiu-se de 1 ciclo a 96 oC por 2 min, seguidos de 35 ciclos de 96 ºC por 45 seg, 50 ºC por 30 seg e 60 ºC por 4 min e em seguida 4 ºC overnight. A precipitação foi realizada para um volume final de 10 µL. As lavagens foram realizadas primeiro com 40µL de isopropanol 65% e depois com 150µL de etanol 60%. Após a última lavagem as amostras foram Resuspendidas em 15 µL de formamida Hi-Di e em seguida colocadas no seqüenciador. Análise computacional das seqüências obtidas Após a etapa de sequenciamento, as seqüências obtidas foram analisadas in silico com o auxílio de alguns programas computacionais. Alinhamento das Seqüências A comparação das seqüência obtidas mediante o sequenciamento com as seqüências depositadas no banco de dados do NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov), foi realizada mediante a utilização das versões on-line dos programas BLASTn e BLASTx (Altschul et al., 1990), disponíveis na página eletrônica http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast. Para 71 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... cada alinhamento realizado foram obtidas estimativas dos níveis de significância das similaridades observadas. O modelo estatístico utilizado na determinação destes níveis de confiança foi baseado em Karlin e Altschul (1990), conhecido como “valor de distribuição extrema” ou evalue. Este parâmetro é interpretado como sendo a probabilidade de que o nível de homologia (Score - S) entre duas seqüências quaisquer seja determinado simplesmente pelo acaso. A significância de um alinhamento também depende diretamente do tamanho amostral apresentado pelo banco de dados, havendo uma tendência para que os bancos de dados maiores exibam um maior número de alinhamentos aleatórios (Schuler, 2001). Determinação do conteúdo de GC% A determinação do conteúdo de guanina e citosina (GC%) realizouse mediante a utilização do programa GeneRunner (http://www.generunner.com). Construção de banco de dados Foi realizada a construção de um banco de dados contendo informações a respeito do das bases de cada seqüência similar obtida, conteúdo de GC% e extensão das seqüências. Construção de Árvores Filogenéticas A partir das seqüências depositadas nos bancos de dados, foram realizados alinhamentos globais com uma versão do programa Clustal W, integrada ao pacote de programas de análise de seqüências Seqtools 8.0 (http:/www.seqtools.dk). Os alinhamentos produzidos resultaram na 72 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... produção dos arquivos de entrada utilizados na análise filogenética das seqüências obtidas e das demais seqüências de vírus dengue tipo 3 disponibilizadas em bancos de dados públicos, executada com o auxílio do programa PAUP 4.0b. 73 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 6.2. FIGURAS ADICIONAIS Figura 5. Foto de gel de agarose após eletroforese para demonstração do padrão de bandas de 600 pb referentes aos genes do capsídeo e da membrana de Dengue-3. Poço 1, Peso molecular ; Poço 2, controle negativo, Poços 3-10, amostras de 8 pacientes usadas para o estudo. Figura 6. Foto de resultado de seqüenciamento utilizando os primers CAP F/ MEM R, com o fragmento referente aos genes do capsídeo e da membrana de Dengue-3, obtida com o auxílio do programa BioEdit. 74 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 7. Resultado do alinhamento entre os genes do Capsídeo e da Membrana de uma das amostras analisadas de Dengue-3 e seqüências similares no banco de nucleotídeos do NCBI. Observa-se a conservação dos nucleotídeos entre as seqüências depositadas no banco de dados público e a seqüência obtida por sequenciamento no presente estudo. As barras em vermelho representam as regiões do gene com similaridade às seqüências encontradas no banco de dados. 75 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 8. Resultado do alinhamento entre os genes do Capsídeo e da Membrana de Dengue-3 de uma das seqüências utilizadas na análise e seqüências do banco de aminoácidos do NCBI. Observa-se a conservação das seqüências do banco de dados com a seqüência analisada. 76 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 TTCTCAAAA-GGACTGCT-GAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAAAGGACTGCT-GAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAA-GGACTGCTTGAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAA-GGACTGCTGGAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAA-GGACTGCT-GAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAA-GGACTGCT-GAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAATTCTCTGCTGAAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAA-TCCTCTGCTGAA-CGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAATGGCTTTGCTTGAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAA-AGGTCTGCTGAA-CGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAA-GGTCTGCT-GAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAAGGT-CTGCTGAA-CGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAAGGTTCTGCTGAA-CGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG TTCTCAAAAGGT-CCGCTGAAACGGCCAGGGACCAATGAAATTGGTTATGGCGTTCATAG ******** *** * ************************************** FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT CTTTCCTCAGATTTCTAGCCATTCCACCAACAGCAGGAGTCTTGGCTAGATGGGGAACCT ************************************************************ FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATTTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATTTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAATATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAATATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATTAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATCAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATCAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC TCAAGAAGTCGGGGGCCATCAAGGTCCTGAAAGGCTTCAAGAAGGAGATCTCAAACATGC ******************* ***************************** ***** **** FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG TGAGCATAATCAACAAACGGAAAAAGACATCGCTCTGTCTCATGATGATATTGCCAGCAG ************************************************************ 77 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG CACTTGCTTTCCACTTGACTTCACGAGATGGAGAGCCGCGCATGATTGTGGGGAAGAATG ************************************************************ FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATTAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTACTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTGCTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTGCTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG AAAGAGGAAAATCCCTGCTTTTTAAGACAGCCTCTGGAATCAACATGTGCACACTCATAG **************** *********************** ******************* FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTACCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTGCCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTGCCG CCATGGACTTGGGAGAGATGTGTGATGACACGGTCACTTACAAATGCCCCCACATTGCCG ******************************************************** *** FHD-1 DC+PL-1 DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG AAGTGGAACCTGAAGACATTGACTGCTGGTGCAACCTTACATCAACATGGGTGACTTACG ************************************************************ FHD-1 DC+PL-1 GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA 78 Lyra, J M A DC+PL-4 FHD-4 DC+PL-3 DC-3 FHD-2 DC-2 DC-5 DC+PL-2 DC-1 DC-4 DC+PL-5 FHD-3 Caracterização Genética de Isolados... GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA GAACGTGCAATCAAGCCGGAGAGCGTAGACGCGACAAGAGA ***************************************** Figura 9. Alinhamento múltiplo das seqüências de nucleotídeos das amostras estudadas, referente aos genes do Capsídeo e da Membrana, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. Os asteriscos indicam nucleotídeos coincidentes. O trecho em amarelo representa a área de maior variabilidade. 79 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... DC+PL-1 DC+PL-5 DC-1 FHD-1 DC+PL-2 DC+PL-3 DC-3 DC-4 DC-2 FHD-3 FHD-2 DC+PL-4 FHD-4 DC-5 -SQKGLLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM -SQKVLLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM FSKG-LLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM FSKG-LLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM FSKG-LLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM FSKG-LLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM FSKG-LLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM FSKG-LLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM FSNP-LLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM -SQK-VRNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM --LKILCNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM -SQKDCLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM -SQKDCWNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM -LKWLCLNGQGPMKLVMAFIAFLRFLAIPPTAGVLARWGTFKKSGAIKVLKGFKKEISNM ***************************************************** DC+PL-1 DC+PL-5 DC-1 FHD-1 DC+PL-2 DC+PL-3 DC-3 DC-4 DC-2 FHD-3 FHD-2 DC+PL-4 FHD-4 DC-5 LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI LSIINKRKKTSLCLMMILPAALAFHLTSRDGEPRMIVGKNERGKSLLFKTASGINMCTLI ************************************************************ DC+PL-1 DC+PL-5 DC-1 FHD-1 DC+PL-2 DC+PL-3 DC-3 DC-4 DC-2 FHD-3 FHD-2 DC+PL-4 FHD-4 DC-5 AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHIAEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHIAEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHIAEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR AMDLGEMCDDTVTYKCPHITEVEPEDIDCWCNLTSTWVTYGTCNQAGERRRDKR *******************:********************************** Figura 10. Alinhamento múltiplo das seqüências de aminoácidos das amostras estudadas, referente aos genes do Capsídeo e da Membrana, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. Os asteriscos indicam aminoácidos coincidentes. O trecho em amarelo representa a área de maior variabilidade. 80 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 11. Foto de resultado de sequenciamento utilizando os primers MEM P F/ ENV R, com o fragmento referente ao gene do Envelope de Dengue-3, obtida com o auxílio do programa BioEdit. 81 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 12. Resultado do alinhamento entre o gene do Envelope de uma das amostras analisadas de Dengue-3 e seqüências similares no banco de nucleotídeos do NCBI. Observa-se a conservação dos nucleotídeos entre as seqüências depositadas no banco de dados público e a seqüência obtida por sequenciamento no presente estudo. 82 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Figura 13. Resultado do alinhamento entre o gene do Envelope de Dengue-3 de uma das seqüências utilizadas na análise e seqüências do banco de aminoácidos do NCBI. 83 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... DC_PL-3 DC_PL-5 DC-1 DC-3 DC-2 DC_PL-1 DC_PL-4 DC_PL-2 DC-4 FHD-1 FHD-2 FHD-3 FHD-4 DC-5 AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGGTCTATCAGGAGCTACGTG AATGAGATGTGTGGGAGTAGGAAACAGAGATTTTGTGGAAGTTTTATCAGGAGCTACGTG ***************************************** * **************** DC_PL-3 DC_PL-5 DC-1 DC-3 DC-2 DC_PL-1 DC_PL-4 DC_PL-2 DC-4 FHD-1 FHD-2 FHD-3 FHD-4 DC-5 GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACTATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC GGTTGACGTGGTGCTCGAGCACGGGGGGTGTGTGACTACCATGGCTAAGAACAAGCCAAC *************************************** ******************** DC_PL-3 DC_PL-5 DC-1 DC-3 DC-2 DC_PL-1 DC_PL-4 DC_PL-2 DC-4 FHD-1 FHD-2 FHD-3 FHD-4 DC-5 GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACACAATTGGCGACCCTAAGGAGGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG GTTGGATATAGAGCTTCAGAAGACCGAGGCCACCCAATTGGCGACCCTAAGGAAGCTATG ********************************* ******************* ****** DC_PL-3 DC_PL-5 DC-1 DC-3 DC-2 DC_PL-1 DC_PL-4 DC_PL-2 DC-4 FHD-1 FHD-2 FHD-3 FHD-4 DC-5 CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGGGAAGC CATTGAGGGGAAAATTACCAACATAACAACTGACTCAAGATGTCCTACCCAAGGG-AAGC ******************************************************* **** 84 Lyra, J M A DC_PL-3 DC_PL-5 DC-1 DC-3 DC-2 DC_PL-1 DC_PL-4 DC_PL-2 DC-4 FHD-1 FHD-2 FHD-3 FHD-4 DC-5 Caracterização Genética de Isolados... GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGT-TAAGCATAC-GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGT-TAAGCATAC-GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGTGTAAGCATA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGTGTAAGCATA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGTGTAAGCATA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGTGTAAGCATA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGTGTAAGCATA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGTGTAAGCATA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAACTACGTGTGTAAGCACA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGAATTACGTGT-TAAGCATA--GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGGAATACGTGT-TAAGCACAC-GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGGAATACGTGT-TAAGCACAC-GGTTTTGCCTGAGGAGCAGGACCAGGAATACGTGT-TAAGCACAC-GGTTTTGCCTTTTGCTCAGGACGAGGAATACGTGT--AAGCAACTAC ********** * ****** ** * ******* ***** Figura 14. Alinhamento múltiplo das seqüências de nucleotídeos das amostras estudadas, referente ao gene do Envelope, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. Os asteriscos indicam nucleotídeos coincidentes. O trecho em amarelo representa a área de maior variabilidade. 85 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... DC_PL-3 DC_PL-5 FHD-1 FHD-2 FHD-3 FHD-4 DC_PL-1 DC_PL-2 DC-1 DC-2 DC-3 DC-4 DC_PL-4 DC-5 MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRRLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEGLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC MRCVGVGNRDFVEVLSGATWVDVVLEHGGCVTTMAKNKPTLDIELQKTEATQLATLRKLC ************* *******************************************:** DC_PL-3 DC_PL-5 FHD-1 FHD-2 FHD-3 FHD-4 DC_PL-1 DC_PL-2 DC-1 DC-2 DC-3 DC-4 DC_PL-4 DC-5 IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVLSI IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVLSI IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVLSI IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQEYVLST IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQEYVLST IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQEYVLST IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVCKH IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVCKH IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVCKH IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVCKH IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVCKH IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVCKH IEGKITNITTDSRCPTQGEAVLPEEQDQNYVCKH IEGKITNITTDSRCPTQGKRFCLLLRTRNTCKQL ******************: . : :: . Figura 15. Alinhamento múltiplo das seqüências de aminoácidos das amostras estudadas, referente ao gene do Envelope, realizado com o auxílio da ferramenta Clustal X, integrante do pacote de programas Seqtools. Os asteriscos indicam aminoácidos coincidentes. O trecho em amarelo representa a área de maior variabilidade. 86 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 7. Abstract The molecular characterization of the virus affection is useful in the determination in the origin of the samples and, mainly, in the attempt of if establishing a correlation of virulence of isolated and its importance epidemiologist. Although the four serotypes of the virus affection can cause the hemorrhagic fever of the affection considering the primary infection, some serotypes seem to be associates the definitive forms and gravity of the illness in different localities. In this work, 14 isolated of the virus affection serotype 3 had been gotten of patients with different clinical pictures in Recife between 2003-2004: 10 patients with classic affection being that five of them had attended a course with plaquetopeny and others four with diagnosis of hemorrhagic fever of the affection. The extremity 5' of the genomes of capside was sequenced and had been compared the nucleotides sequences and proteins correspondents with the capside, membrane and part of the envelope between itself. The variant small forms in the portion C-terminal of first ¼ of the Envelope suggest that the clinic presentation of the illness can be related to the variability of the viral genome, the analyses of the dendrograms generated with amino acids sequences of the gene of the Envelope, forms three distincted groups, one of them only with the sequences originated from isolated from patients with hemorrhagic fever of the affection, another one with sequences of patients with classic affection with or without plaquetopeny and a intermediate group with isolated similarities between of forms different clinics. Key words: Classic dengue, hemorrhagic fever, phylogeny. 87 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 8. CONCLUSÕES • Existe um elevado nível de similaridade nas seqüências dos genes do Capsídeo e da Membrana, quando comparados catorze isolados do vírus dengue sorotipo DEN-3 seqüenciados com seqüências depositadas em bancos de dados públicos, assim como os aminoácidos deduzidos; mostrando a grande conservação destes genes, independente da forma clínica apresentada pelo paciente. • Os genes do Capsídeo e da Membrana seqüenciados apresentaram em média o conteúdo de GC de 47,5%, estando de acordo com as seqüências depositadas em bancos de dados públicos. • A maioria das alterações encontradas no genoma das amostras estudadas com os genes do Capsídeo e da Membrana está na extremidade 5’ do Capsídeo. As diferenças resultaram principalmente de deleções, transições e transversões. • A seqüência parcial do gene do Envelope das catorze amostras estudadas apresentou o conteúdo de GC entre 48,6% e 50,4% estando coincidente com as amostras depositadas em bancos de dados públicos e com a literatura. • A comparação entre as catorze seqüências do gene do Envelope estudadas mostrou que existem alterações importantes resultantes, principalmente, de deleções, o que altera a seqüência de aminoácidos deste gene. • Os sítios variantes na porção C-terminal do primeiro ¼ do Envelope sugerem que a apresentação clinica da doença pode estar relacionada 88 Lyra, J M A à variabilidade Caracterização Genética de Isolados... do genoma viral, visto que as análises dos dendrogramas gerados com os aminoácidos do fragmento seqüenciado do gene do Envelope, forma três clados distintos, um deles apenas com as seqüências originadas de isolados de pacientes com FHD, outro com seqüências de pacientes com DC com ou sem plaquetopenia e um clado intermediário onde ocorrem semelhanças entre as seqüências de DC + PL com as seqüências de FHD. 89 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 9 . A NE X O S 90 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... 9.1. Anexo 1 INSTRUÇÕES PARA AUTORES Revista GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY ISSN 1415-4757 Ribeirão Preto, Brasil 91 Lyra, J M A Caracterização Genética de Isolados... Genetics and Molecular Biology - NOTICE TO CONTRIBUTORS Scope and policy Genetics and Molecular Biology (formerly named Revista Brasileira de Genética/Brazilian Journal of Genetics - ISSN 0100-8455) is published quarterly by the Sociedade Brasileira de Genética (Brazilian Society of Genetics). The Journal considers contributions that present the results of original research in genetics, evolution and related scientific disciplines. Although Genetics and Molecular Biology is an official publication of the Brazilian Society of Genetics, contributors are not required to be members of the Society. It is a fundamental condition that submitted manuscripts have not been and will not be published elsewhere. With the acceptance of a manuscript for publication, the publishers acquire full and exclusive copyright for all languages and countries. The use of registered names and trademarks does not imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt from the relevant protective laws and regulations and therefore free for general use. Submission of papers 1. Manuscripts should be submitted to: Fábio de Melo Sene, Editor-in-Chief Genetics and Molecular Biology Rua Capitão Adelmio Norberto da Silva, 736 14025-670 Ribeirão Preto, SP - Brasil 2. A submission package sent to the Editorial Office must contain: a. A cover letter signed by all authors stating that they have approved the submission of the manuscript and that the findings have not been published or are not under consideration for publication elsewhere; b. Three copies of the manuscript and figures. c. Two copies of any unpublished or in-press companion articles referred to in the submission. d. A copy of the text, tables and figures on a disk. Be sure that the disk is adequately protected; if a disk arrives damaged, a new disk will be requested, causing delays in publication. Formats for text are Word or RTF, in Windows platform. Images in TIF or JPG formats should be sent in separate files (For Figures, see detailed instructions in 3.1.g). Disk must be labeled with the first author’s last name, platform and software. (See detailed instructions below). Failure to adhere to these guidelines can delay the handling of your contribution, and manuscripts may be returned before being reviewed. 3. Categories of Contribution: 3.1.Research Articles Manuscripts must be written in English in doublespaced, 12-point type throughout, including the References Cited section, appendices, tables and legends; printed on one side only of A4 paper with 2.5 cm margins; marked with consecutive page numbers, beginning with the cover page. The following elements must start on a new page and be ordered as they are listed below: a) The title page must contain: a concise and informative title; the authors’ names (first name at full length); the authors’ institutional affiliation, including department, institution, and city, state or province, and country; different affiliations indicated with superscript numbers; a short running title of about 35 characters, including spaces; up to five key words; the corresponding author’s name, postal address, phone and fax numbers and email address. The corresponding author is the person responsible for checking the page proofs, and arranging for the payment of color illustrations and author alterations charges. b) The Abstract must be a single paragraph that does not exceed 200 words and summarizes the main results and conclusions of the study. It should not contain references. c) The text: must be as succinct as possible. Text citations: articles should be referred to by authors’ surnames and date of publication; citations with two authors must include both names; in citations with three or more authors, name the first author and use “et al”. Only articles that are published or in press should be cited. In the case of personal communications or unpublished results, all contributors must be listed by initials and last name (“et al” should not be used). Numbers: In the text, numbers nine or less must be written out except as part of a date, a fraction or decimal, a percentage, or a unit of measurement. Use Arabic numerals for numbers larger than nine. Avoid starting a sentence with a number. Binomial Names: Latin names of genera, species and intraspecific taxa in the text must be printed in italics; names of orders and families should be in the Title. The text includes the following elements: Introduction – Description of the background that led to the study. Material (or Subjects) and Methods – Details relevant to the conduct of the study. Statistical methods should be explained at the end of this section. Results – Undue repetition in text and tables should be avoided. Comment on significance of results is appropriate but broader discussion should be part of the Discussion section. Discussion – The findings of the study should be placed in context of relevant published data. Ideas presented in other publications should not be discussed solely to make an exhaustive presentation. Some manuscripts may require different formats appropriate to their content. d) The Acknowledgments must be a single paragraph that immediately follows the discussion and includes references to grant support. e) The References Section: citations must be ordered alphabetically by the first author; only articles that are published or in press should be included; personal communications must be cited within the text; journal titles must be abbreviated according to Medline (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/jrbrowser.cgi). 92 Lyra, J M A Genetics and Molecular Biology Sample journal article citation: Breuer ME and Pavan C (1955) Behaviour of polytene chromosomes of Rhynchosciara angelae at different stages of larval development. Chromosoma 7:371-386. Bertollo LAC, Takahashi CS and Moreira-Filho O (1978) Cytotaxonomic consideration on Hoplias lacerdae (Pisces, Erythrinidae). Rev Bras Genet 1:103-120. Sample book citation Salzano FM and Freire-Maia N (1967) Populações Brasileiras. Companhia Editora Nacional and EDUSP, São Paulo, 178 pp. Dobzhansky T (1951) Genetics and Origin of Species. 3rd edition. Columbia University Press, New York, 364 pp. Sample chapter-in-book citation: Carvalho A, Monaco LC and Krug CA (1966) Melhoramento genético das plantas e sua repercussão econômica. In: Pavan C and da Cunha AB (eds) Elementos de Genética. 2nd ed. EDUSP and Companhia Editora Nacional, São Paulo, pp 587-653. Sample abstracts in meeting citation: Basile R (1973) Cromossomos Politênicos em células nutritivas de ovócitos de ovário atrofiado de Rhyncosciara. Ciênc e Cult 25 (suppl): 248. XXV Reunião Anual da SBPC, Rio de Janeiro, Brazil. Sample Thesis/Dissertation citation: Frota-Pessoa O (1953) Revision of the Tripunctata group of Drosophila with description of fifteen new species. PhD Thesis, Universidade do Brasil, Rio de Janeiro. f) Tables each table must start on a new page. A concise title should be provided above the table. Tables must be numbered consecutively in Arabic numerals. Each column must have a title in the box head. Footnotes, typed directly below the table, should be indicated in lowercase superscript numbers. g) Figures must be numbered consecutively in Arabic numerals. Legends should be typed on a separate sheet. Three sets of illustrations of the highest quality must be provided, one original and two copies in glossy paper. If you have created figures electronically, submit them also as hard copies. Scanned figures should not be submitted. Images should be in TIF or JPG format and provided in separate files. Figures in Word format cannot be published. Journal quality reproduction will require grayscale and color at resolution yielding 300 ppi. Authors should submit bitmapped line art at resolution yielding 600–1200 ppi. These resolutions refer to the output size of the file; if it is anticipated that images will be enlarged or reduced, the resolutions should be adjusted accordingly. Identify each illustration by affixing on the back a label containing: the number of the figure, the name of the first author, and an arrow indicating top of illustration. Illustrations supplied on disks must follow instructions in item 2 (Submission package). Color illustration can be accepted, but authors are asked to defray the cost. For costs of color figures, check with the Editorial Office. h) Nomenclature: current standard international nomenclature should be adhered to. Caracterização Genética de Isolados... i) Sequences may appear in text or in figure. DNA must be sequenced on both strands. DNA, RNA , or protein sequences equal to or greater than 50 units must be entered into appropriate data bank and the accession number must be provided before publication of the article. Long sequences requiring more than two pages to reproduce will not be published unless the Editorial decision is that the publication is necessary. Complete mtDNA sequence will not be published. j) Data access: reference should be made to availability of detailed data and materials used for reported studies. k) Ethical issues: Reports of experiments on live vertebrates must include a brief statement that the work was approved by the institutional review board. For experiments involving human subjects, authors must also include a statement that informed consent was obtained from all subjects. If photos or any other identifiable data are included, a copy of the signed consent must accompany the manuscript. 3.2 Short Communications present brief observations that do not warrant full-length articles. They should not be considered preliminary communications. Their format is that of full-length article. The text must be kept to a minimum. 3.3 Letters to the Editor relate or respond to recent published items in the journal. Discussions of political, social and ethical issues of interest to geneticists are also welcome in this form. 3.4 Review Articles are welcome. 3.5 Book Reviews: publishers are invited to submit books on Genetics, Evolution and related disciplines, for review in the journal. 3.6 History, Story and Memories: accounts on historical aspects of Genetics relating to Brazil. 4. Proofs: Page proofs will be sent to the corresponding author. Changes made to page proofs, apart from printer’s errors, will be charged to the authors. Notes added in proof require Editorial approval. 93 Lyra, Juliana Maria Azevedo de Caracterização genética de isolados virais da dengue. / Juliana Maria Azevedo de Lyra. – Recife: A Autora, 2008. 93 fls. .: il. Dissertação (Mestrado em Genética) – UFPE. CCB 1. Dengue clássica 2. Dengue hemorrágica 3. Filogenia I.Título 616.9 614.58852 CDU (2ª. Ed.) CDD (22ª. Ed.) UFPE CCB – 2008 – 123