Lessons that can be learned from the SARS-CoV-2 pandemic and their impact on the prophylaxis and treatment development for neglected tropical arboviruses

In the 21st Century, emergence and re-emergence of infectious diseases is significant and has an increasing importance in global concern of public health. Based on the COVID-19 pandemic and recently reported epidemics, most human pathogens originate in zoonosis. Many of such pathogens are related to viruses that have RNA genomes, which can be presented structurally as a single-strand or double-strand. During the last two decades, a timeline of major RNA viruses emergencies can be exemplified, such as Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus (SARS-CoV) in 2003, influenza A virus (H1N1) pdm09 in 2009, Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) in 2012, Ebola virus (EBOV) in 2013–2016, Zika virus (ZIKV) in 2015 and the SARS-CoV-2 pdm19 in 2019. Even so, prophylactic or therapeutic drugs are unavailable for many RNA viruses circulating. Nonetheless, the COVID-19 pandemic brought considerable scientific advances in accelerating progress regarding prophylaxis, antiviral and drug development, and novel treatments. Regarding RNA virus diseases for humans, arboviruses play an essential and neglected role, constantly reemerging and affecting almost half of the human population, for which no drug has been licensed. Here we review the consolidated RNA viruses’ emergence and re-emergence in the 21st Century through available data. Then, we explored valuable lessons gained during the SARS-CoV-2 pandemic and focused on potential epidemiologic updates, prophylaxis, available treatments, and viral drug inhibitors. Finally, we explore arbovirus’s significance and the ongoing development of effective vaccines, antiviral drugs, and novel therapeutic approaches as strategies to control these neglected tropical diseases (NTD)

EL virus del HIV-1 de pacientes de May Harbor de diferentes subtipos filogenéticos: las implicancias para la evolución de la pandemia HIV/SIDA

Las variantes virales aisladas de pacientes infectados con HIV a través del mundo comparten una diversidad notable, especialmente en la glicoproteína de envoltura gp120. Los estudios filogenéticos han agrupado a los aislamientos de HIV-1 en ocho subtipos (A-H). No obstante, aún dentro de una sola persona infectada, el HIV está presente como unas «cuasi-especies,» o un enjambre de variantes estrechamente conexas. Esta diversidad genética, que en el caso del HIV-1 se acumula a una tasa de aproximadamente una sustitución de nucleótido por genoma por ciclo de replicación, da al virus una flexibilidad enorme para responder a un amplio conjunto de presiones de selección in vivo. Como una consecuencia, la droga-resistencia y las mutantes inmunológica se generan rápidamente en personas infectadas mediante todas las etapas de infección. Sobre una escala global, la pandemia del HIV se reconoce como consistiendo de muchas epidemias separadas, cada una con una geografía característica, poblaciones afectadas, y tipo predominante de cepa viral. Con unos estimados 15 millones de personas infectadas, la distribución geográfica de los subtipos virales está llegando a ser más dispersa, y estas demarcaciones son además confundidas por la evidencia creciente de infecciones mixtas.Facultad de Ciencias Veterinaria

EL virus del HIV-1 de pacientes de May Harbor de diferentes subtipos filogenéticos: las implicancias para la evolución de la pandemia HIV/SIDA

Las variantes virales aisladas de pacientes infectados con HIV a través del mundo comparten una diversidad notable, especialmente en la glicoproteína de envoltura gp120. Los estudios filogenéticos han agrupado a los aislamientos de HIV-1 en ocho subtipos (A-H). No obstante, aún dentro de una sola persona infectada, el HIV está presente como unas «cuasi-especies,» o un enjambre de variantes estrechamente conexas. Esta diversidad genética, que en el caso del HIV-1 se acumula a una tasa de aproximadamente una sustitución de nucleótido por genoma por ciclo de replicación, da al virus una flexibilidad enorme para responder a un amplio conjunto de presiones de selección in vivo. Como una consecuencia, la droga-resistencia y las mutantes inmunológica se generan rápidamente en personas infectadas mediante todas las etapas de infección. Sobre una escala global, la pandemia del HIV se reconoce como consistiendo de muchas epidemias separadas, cada una con una geografía característica, poblaciones afectadas, y tipo predominante de cepa viral. Con unos estimados 15 millones de personas infectadas, la distribución geográfica de los subtipos virales está llegando a ser más dispersa, y estas demarcaciones son además confundidas por la evidencia creciente de infecciones mixtas.Facultad de Ciencias Veterinaria

EL virus del HIV-1 de pacientes de May Harbor de diferentes subtipos filogenéticos: las implicancias para la evolución de la pandemia HIV/SIDA

Las variantes virales aisladas de pacientes infectados con HIV a través del mundo comparten una diversidad notable, especialmente en la glicoproteína de envoltura gp120. Los estudios filogenéticos han agrupado a los aislamientos de HIV-1 en ocho subtipos (A-H). No obstante, aún dentro de una sola persona infectada, el HIV está presente como unas «cuasi-especies,» o un enjambre de variantes estrechamente conexas. Esta diversidad genética, que en el caso del HIV-1 se acumula a una tasa de aproximadamente una sustitución de nucleótido por genoma por ciclo de replicación, da al virus una flexibilidad enorme para responder a un amplio conjunto de presiones de selección in vivo. Como una consecuencia, la droga-resistencia y las mutantes inmunológica se generan rápidamente en personas infectadas mediante todas las etapas de infección. Sobre una escala global, la pandemia del HIV se reconoce como consistiendo de muchas epidemias separadas, cada una con una geografía característica, poblaciones afectadas, y tipo predominante de cepa viral. Con unos estimados 15 millones de personas infectadas, la distribución geográfica de los subtipos virales está llegando a ser más dispersa, y estas demarcaciones son además confundidas por la evidencia creciente de infecciones mixtas.Facultad de Ciencias Veterinaria

Virus Replication as a Phenotypic Version of Polynucleotide Evolution

In this paper we revisit and adapt to viral evolution an approach based on the theory of branching process advanced by Demetrius, Schuster and Sigmund ("Polynucleotide evolution and branching processes", Bull. Math. Biol. 46 (1985) 239-262), in their study of polynucleotide evolution. By taking into account beneficial effects we obtain a non-trivial multivariate generalization of their single-type branching process model. Perturbative techniques allows us to obtain analytical asymptotic expressions for the main global parameters of the model which lead to the following rigorous results: (i) a new criterion for "no sure extinction", (ii) a generalization and proof, for this particular class of models, of the lethal mutagenesis criterion proposed by Bull, Sanju\'an and Wilke ("Theory of lethal mutagenesis for viruses", J. Virology 18 (2007) 2930-2939), (iii) a new proposal for the notion of relaxation time with a quantitative prescription for its evaluation, (iv) the quantitative description of the evolution of the expected values in in four distinct "stages": extinction threshold, lethal mutagenesis, stationary "equilibrium" and transient. Finally, based on these quantitative results we are able to draw some qualitative conclusions.Comment: 23 pages, 1 figure, 2 tables. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1110.336

A Single Dose of a Hybrid hAdV5-Based Anti-COVID-19 Vaccine Induces a Long-Lasting Immune Response and Broad Coverage against VOC

Most approved vaccines against COVID-19 have to be administered in a prime/boost regimen. We engineered a novel vaccine based on a chimeric human adenovirus 5 (hAdV5) vector. The vaccine (named CoroVaxG.3) is based on three pillars: (i) high expression of Spike to enhance its immunodominance by using a potent promoter and an mRNA stabilizer; (ii) enhanced infection of muscle and dendritic cells by replacing the fiber knob domain of hAdV5 by hAdV3; (iii) use of Spike stabilized in a prefusion conformation. The transduction with CoroVaxG.3-expressing Spike (D614G) dramatically enhanced the Spike expression in human muscle cells, monocytes and dendritic cells compared to CoroVaxG.5 that expressed the native fiber knob domain. A single dose of CoroVaxG.3 induced a potent humoral immunity with a balanced Th1/Th2 ratio and potent T-cell immunity, both lasting for at least 5 months. Sera from CoroVaxG.3-vaccinated mice was able to neutralize pseudoviruses expressing B.1 (wild type D614G), B.1.117 (alpha), P.1 (gamma) and B.1.617.2 (delta) Spikes, as well as an authentic P.1 SARS-CoV-2 isolate. Neutralizing antibodies did not wane even after 5 months, making this kind of vaccine a likely candidate to enter clinical trials.Fil: López, M. Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Vinzon, Sabrina Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cafferata, Eduardo Gustavo Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Nuñez, Felipe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Soto, Ariadna Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Sanchez Lamas, Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Afonso, María Jimena. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Aguilar Cortes, Diana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rios, Gregorio David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Maricato, Juliana T.. Universidade Federal de Sao Paulo; BrasilFil: Torres Braconi, Carla. Universidade Federal de Sao Paulo; BrasilFil: Barbosa da Silveira, Vanessa. Universidade Federal de Sao Paulo; BrasilFil: Montes de Andrade, Tatiane. Universidade Federal de Sao Paulo; BrasilFil: Carvalho de Souza Bonetti, Tatiana. Universidade Federal de Sao Paulo; BrasilFil: Ramos Janini, Luiz M.. Universidade Federal de Sao Paulo; BrasilFil: Castello Girão, Manoel J. B.. Universidade Federal de Sao Paulo; BrasilFil: Llera, Andrea Sabina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gomez, Karina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Ortega, Hugo Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Ciencias Veterinarias del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ciencias Veterinarias. Instituto de Ciencias Veterinarias del Litoral; ArgentinaFil: Berguer, Paula Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Podhajcer, Osvaldo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Faster HIV-1 Disease Progression among Brazilian Individuals Recently Infected with CXCR4-Utilizing Strains

Introduction: Primary HIV infection is usually caused by R5 viruses, and there is an association between the emergence of CCXR4-utilizing strains and faster disease progression. We characterized HIV-1 from a cohort of recently infected individuals in Brazil, predicted the virus's co-receptor use based on the env genotype and attempted to correlate virus profiles with disease progression. Methods: A total of 72 recently infected HIV patients were recruited based on the Serologic Testing Algorithm for Recent HIV Seroconversion and were followed every three to four months for up to 78 weeks. The HIV-1 V3 region was characterized by sequencing nine to twelve weeks after enrollment. Disease progression was characterized by CD4+ T-cell count decline to levels consistently below 350 cells/mu L. Results: Twelve out of 72 individuals (17%) were predicted to harbor CXCR4-utilizing strains; a baseline CD4,350 was more frequent among these individuals (p = 0.03). Fifty-seven individuals that were predicted to have CCR5-utilizing viruses and 10 individuals having CXCR4-utilizing strains presented with baseline CD4.350; after 78 weeks, 33 individuals with CCR5 strains and one individual with CXCR4 strains had CD4.350 (p = 0.001). There was no association between CD4 decline and demographic characteristics or HIV-1 subtype. Conclusions: Our findings confirm the presence of strains with higher in vitro pathogenicity during early HIV infection, suggesting that even among recently infected individuals, rapid progression may be a consequence of the early emergence of CXCR4-utilizing strains. Characterizing the HIV-1 V3 region by sequencing may be useful in predicting disease progression and guiding treatment initiation decisions.Brazilian Program for STD and AIDSBrazilian Program for STD and AIDSMinistry of Health [914/BRA/3014-UNESCO/Kallas]Ministry of HealthSao Paulo City Health DepartmentSao Paulo City Health Department [2004-0.168.922-7/Kallas]Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao PauloFundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo [04/15856-9/Diaz]Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)Brazilian Ministry of EducationBrazilian Ministry of Educatio

A Recombinant Protein Based on Trypanosoma cruzi P21 Enhances Phagocytosis

Background: P21 is a secreted protein expressed in all developmental stages of Trypanosoma cruzi. The aim of this study was to determine the effect of the recombinant protein based on P21 (P21-His(6)) on inflammatory macrophages during phagocytosis. Findings: Our results showed that P21-His(6) acts as a phagocytosis inducer by binding to CXCR4 chemokine receptor and activating actin polymerization in a way dependent on the PI3-kinase signaling pathway. Conclusions: Thus, our results shed light on the notion that native P21 is a component related to T. cruzi evasion from the immune response and that CXCR4 may be involved in phagocytosis. P21-His(6) represents an important experimental control tool to study phagocytosis signaling pathways of different intracellular parasites and particles.Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais [APQ-00621-11]Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisFundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao PauloFundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao PauloCoordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior [23038005295/2011-40]Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel SuperiorConselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e TecnologicoConselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologic