CCR5 e variante CCR5Δ32 : funções, aplicações e impactos clínicos em condições inflamatórias, doenças infecciosas e câncer

O CCR5 é um importante receptor celular do sistema imune, atuando principalmente no controle da migração de monócitos/macrófagos e linfócitos T. Além disso, possui um papel bem definido na infecção pelo HIV-1, sendo o principal correceptor utilizado pelo vírus para realizar sua penetração na célula hospedeira. A variante CCR5Δ32 (rs333) é um polimorfismo do gene CCR5 que consiste em uma deleção de 32 pb no éxon 3, acarretando a expressão de uma proteína truncada não-funcional. O alelo Δ32 originou-se no continente Europeu e atualmente possui uma distribuição bastante heterogênea. No Brasil, verifica-se uma maior frequência da variante na região sul em razão da configuração predominantemente de origem Europeia da população. Diversos trabalhos avaliaram o papel da variante CCR5Δ32 em condições inflamatórias, doenças infecciosas e câncer, apresentando resultados controversos para vários dos desfechos investigados. Na presente dissertação, os estudos avaliando a frequência deste alelo de maneira ampla no Brasil são revisados (artigo apresentado no Capítulo 1). Quando tratamos especificamente de câncer, verificamos que o alelo Δ32 atua de maneira diferente em tipos distintos de neoplasias. Além dos trabalhos brasileiros, percebe-se que a expressão de CCR5 pode estar associada com malignidades, como o surgimento de metástase e controle inflamatório do microambiente tumoral. Neste contexto, hipotetizamos sobre o papel da interação entre a molécula CD34, marcadora de célulastronco hematopoiéticas, com o CCR5 no desenvolvimento de câncer (artigo apresentado no Capítulo 2). Em seguida, discutimos o papel da variante CCR5Δ32 na infecção pelo HIV, trazendo a estratégia de remissão sustentada realizada pela primeira vez há doze anos e, mais recentemente, pela segunda vez, há dois anos, com base no transplante de células tronco com genótipo Δ32/Δ32. Aqui, apresentamos um artigo original (Capítulo 3) avaliando a frequência do CCR5Δ32 em doadores voluntários de medula óssea do Rio Grande do Sul cadastrados no Registro Nacional de Doadores de Medula Óssea (REDOME), além de investigar uma possível associação da presença de alelos específicos de HLA com tal polimorfismo. Encontramos uma frequência alélica de 7,1%, e uma frequência do genótipo Δ32/Δ32 de 0,76%. Esses números provavelmente são superestimados em relação à população brasileira como um todo, visto que apenas indivíduos da região sul foram incluídos no estudo. No entanto, o estudo revela um número substancial de doadores disponíveis em um contexto nacional que podem fornecer células com o genótipo Δ32/Δ32 para novas tentativas de remissão sustentada da infecção pelo HIV. Por fim, não encontramos associações dos alelos de HLA com a variante, mas o locus HLA-B se mostrou um interessante objeto de estudo futuro.CCR5 is an important immune system cell receptor, acting mainly on the migration control of monocytes/macrophages and T lymphocytes. Also, it has a well-defined role in HIV-1 infection, being the main coreceptor used by the virus to penetrate the host cell. The variant CCR5Δ32 (rs333) is a polymorphism of the CCR5 gene, which consists of a 32-bp deletion in exon 3, leading to the expression of a non-functional truncated protein. The Δ32 allele originated in the European continent and currently has a very heterogeneous distribution. In Brazil, there is a high frequency of the variant in the southern region, due to the predominantly European origin of the population. Several studies evaluated the role of the Δ32 variant in inflammatory conditions, infectious diseases and cancer, with controversial results for several of the investigated outcomes. In the present work, studies evaluating the frequency of this allele in different outcomes in Brazil are reviewed (article included in Chapter 1). When we specifically focus on cancer, we find that the Δ32 allele acts differently in different types of neoplasms. In addition, the expression of CCR5 may be associated with malignancies, such as the appearance of metastasis and in the inflammatory control of the tumor microenvironment. In this context, we hypothesized about the interaction between the CD34 molecule, a hematopoietic stem cell marker, with CCR5 in cancer development (article included in Chapter 2). Next, we discussed the role of the CCR5Δ32 variant in HIV-1 infection, bringing the strategy of sustained remission carried out for the first time twelve years ago and, more recently for the second time, two years ago, based on stem cell transplantation with Δ32/Δ32 genotype. Here, we present an original study (Chapter 3) evaluating the CCR5Δ32 frequency in voluntary bone marrow donors from Rio Grande do Sul registered in Registro Nacional de Doadores de Medula Óssea (REDOME), in addition to investigating a possible association of the presence of specific HLA alleles with such polymorphism. We found an allele frequency of 7.1%, and a frequency of the Δ32/Δ32 genotype of 0.76%. These numbers are probably overestimated in relation to the Brazilian population as a whole, as only the southern region was included in the study. However, it suggests a substantial number of available donors in a national context that can supply cells with the Δ32/Δ32 genotype for further attempts of sustained remission of HIV infection. Finally, we did not find associations between the HLA alleles with a variant, but the HLA-B locus is an interesting object for future studies

Análise do polimorfismo 2848 G/A do gene TLR9 em indivíduos HIV+, HCV+ e coinfectados

As infecções por HIV e HCV configuram graves problemas de saúde pública no Brasil. Variantes genéticas do hospedeiro já foram associadas a diferenças na suscetibilidade a ambas as infecções e progressão à AIDS, assim como à coinfecção por estes vírus. Os TLRs (do inglês, Toll-Like Receptors) são importantes componentes da resposta imune inata e agem reconhecendo PAMPs e DAMPs. O TLR9, codificado pelo gene sinônimo localizado no cromossomo 3, está presente na porção interior de endossomos, e reconhece moléculas de DNA não metilado. Esse receptor pode participar da resposta à infecção pelo HIV reconhecendo o DNA formado a partir da atividade da enzima transcriptase reversa sobre o RNA viral. Além disso, a interação da proteína viral gp120 com células dendríticas inibe respostas inatas mediadas a partir do TLR9, sugerindo um papel desse receptor na resposta contra o HIV. Uma variante do gene TLR9, o polimorfismo de nucleotídeo único 2848 G/A (rs352140), é alvo de estudos de associação com a infecção por HIV, e seu papel ainda não foi claramente elucidado na infecção pelo HCV. Da mesma forma, há uma controvérsia a respeito deste SNP na coinfecção por HIV/HCV. Dito isso, o presente trabalho tem como objetivo avaliar as frequências da variante 2848 G/A (TLR9) em indivíduos HCV+, HIV+ e coinfectados, provenientes da região Sul do Brasil, estratificando-os em diferentes grupos étnicos. Foram genotipados um total de 1182 indivíduos, divididos nos grupos: controle (n = 409); HCV+ (n = 376); HIV+ (n = 296); HCV+/HIV+ (n = 101). As sequências de interesse foram amplificadas por Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) convencional, utilizando um par de iniciadores específico para a região analisada. Os amplicons gerados por PCR foram submetidos à digestão enzimática com endonuclease (Bsh1236I). A verificação dos genótipos foi realizada em gel de agarose 3% com brometo de etídeo sob luz UV. Foram calculadas as frequências genotípicas e alélicas do polimorfismo. Os grupos estudados foram comparados para verificar a existência de influência da variante na susceptibilidade à infecção pelo HIV, pelo HCV e coinfecção por HIV/HCV. Foi utilizado o teste de qui-quadrado de Pearson para comparação dos dados, e valores de p menores que 0,05 foram definidos como estatisticamente significativos. O estudo foi aprovado pelos comitês de ética da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Hospital de Clínicas de Porto Alegre e Universidade Luterana do Brasil (ULBRA). Todos os participantes da pesquisa assinaram um termo de consentimento desenvolvido de acordo com a Resolução No. 466 do Ministério da Saúde. A partir dos resultados do trabalho, observamos que não há uma diferença estatisticamente significativa entre os grupos (p>0,05 em todas as comparações). Dessa forma, o estudo sugere que a variante 2848 G/A não influencia as infecções por HCV e HIV e a coinfecção por ambos os vírus na população do Sul do Brasil.HIV and HCV infections constitute important public health problems in Brazil. Host genetic variants have already been associated with differences in susceptibility to both infections and progression to AIDS, as well as coinfection by both viruses. TLRs (Toll-like Receptors) are important components of the innate immune response and act recognizing PAMPs and DAMPs. TLR9, formed from the synonymous gene located on chromosome 3, is present in the inner portion of endosomes, and recognizes molecules of unmethylated DNA. This receptor may participate in the response to HIV infection by recognizing the DNA formed from the activity of the reverse transcriptase enzyme on viral RNA. In addition, the interaction of the gp120 viral protein with dendritic cells inhibits innate responses mediated by TLR9, suggesting a role for that receptor in the response to HIV. A variant of the TLR9 gene, the 2848 G/A single nucleotide polymorphism (rs352140), is targeted in association studies with HIV infection, and its role has not yet been clearly elucidated in HCV infection. Likewise, there is controversy regarding this SNP in HIV/HCV coinfection. The aim of this study was to evaluate the frequencies of the 2848 G/A variant (TLR9) in HCV+, HIV+ and coinfected individuals from the southern region of Brazil, stratifying them in different ethnic groups. A total of 1182 individuals were genotyped, divided into groups: control (n = 409); HCV+ (n = 376); HIV+ (n = 296); HCV+/ HIV+ (n = 101). The sequences of interest were amplified by conventional Polymerase Chain Reaction (PCR) using a pair of specific primers for the analyzed variant. With the amplicons generated by PCR, the samples were cleaved using specific restriction enzyme (Bsh1236I). Genotype verification was performed on 3% agarose gel with ethidium bromide under UV light. The genotypic and allelic frequencies of the polymorphism were calculated. The groups studied were compared to verify the influence of the variant on susceptibility to HIV infection, HCV and HCV/HIV coinfection. Pearson's chi-square test was used for comparison of the data, and p-values lower than 0.05 were defined as statistically significant. The study was approved by the ethics committees of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Hospital de Clínicas de Porto Alegre and Universidade Luterana do Brasil (ULBRA). All study participants signed a consent form developed according to Resolution No. 466 of Ministério da Saúde. From the results of the study, we observed that there is no statistically significant difference between the groups (p> 0.05 in all cases). Thus, the study suggests that the 2848 G/A variant does not influence HCV and HIV infections and coinfection by both viruses in the southern Brazilian population

Vírus: o que são, de onde vêm e para onde “vamos”? A COVID-19 como exemplo para entender o mundo dos vírus

As discussões relacionadas a vírus e infecções virais são cada vez mais comuns e populares, principalmente considerando o cenário atual da pandemia da COVID-19. No entanto, será que sabemos mesmo o que são os vírus? Apesar de ouvirmos extensivamente sobre doenças relacionadas a infecções virais, não podemos resumir esse vasto grupo a “causadores de doença”. E ainda, mesmo nesse contexto, como explicar que tais partículas possam ocasionar um tão amplo leque de situações, incluindo uma ampla diversidade de processos patológicos? Para respondermos a essas perguntas, no presente trabalho realizamos uma revisão bibliográfica sobre o tema, para desmistificar e tornar as discussões acerca dos vírus mais completa e acessível. Aqui, iremos conversar sobre a origem dos vírus, as estruturas e modos de replicação viral, retomar o antigo debate a respeito do status de vivo ou não vivo de um vírus, e, ainda, trazer como exemplo para tais discussões aspectos interessantes sobre o SARS-CoV-2 e a COVID-19. Discussions related to viruses and viral infections are increasingly common and popular, especially considering the current scenario of the COVID-19 pandemic. However, do we really know what viruses are? Although we hear extensively about illness related to viral infections, we cannot consider this vast group only as “disease-causing”. Yet, even in this context, do we really understand how it is possible that such particles can cause a so wide range of pathological processes? To answer these questions, we present a bibliographic review on the subject, in an attempt to demystify and make discussions about viruses completer and more accessible. We will discuss the origin of viruses, the structure and modes of viral replication, revisit the old debate about the status of living or non-living of a virus, and bring as an example to such discussion interesting aspects about the SARS-CoV-2 and COVID-19

Beyond diversity loss and climate change : impacts of Amazon deforestation on infectious diseases and public health

Amazonian biodiversity is increasingly threatened due to the weakening of policies for combating deforestation, especially in Brazil. Loss of animal and plant species, many not yet known to science, is just one among many negative consequences of Amazon deforestation. Deforestation affects indigenous communities, riverside as well as urban populations, and even planetary health. Amazonia has a prominent role in regulating the Earth’s climate, with forest loss contributing to rising regional and global temperatures and intensification of extreme weather events. These climatic conditions are important drivers of emerging infectious diseases, and activities associated with deforestation contribute to the spread of disease vectors. This review presents the main impacts of Amazon deforestation on infectious-disease dynamics and public health from a One Health perspective. Because Brazil holds the largest area of Amazon rainforest, emphasis is given to the Brazilian scenario. Finally, potential solutions to mitigate deforestation and emerging infectious diseases are presented from the perspectives of researchers in different fields

Synthesizing the connections between environmental disturbances and zoonotic spillover

Zoonotic spillover is a phenomenon characterized by the transfer of pathogens between different animal species. Most human emerging infectious diseases originate from non-human animals, and human-related environmental disturbances are the driving forces of the emergence of new human pathogens. Synthesizing the sequence of basic events involved in the emergence of new human pathogens is important for guiding the understanding, identifi cation, and description of key aspects of human activities that can be changed to prevent new outbreaks, epidemics, and pandemics. This review synthesizes the connections between environmental disturbances and increased risk of spillover events based on the One Health perspective. Anthropogenic disturbances in the environment (e.g., deforestation, habitat fragmentation, biodiversity loss, wildlife exploitation) lead to changes in ecological niches, reduction of the dilution effect, increased contact between humans and other animals, changes in the incidence and load of pathogens in animal populations, and alterations in the abiotic factors of landscapes. These phenomena can increase the risk of spillover events and, potentially, facilitate new infectious disease outbreaks. Using Brazil as a study model, this review brings a discussion concerning anthropogenic activities in the Amazon region and their potential impacts on spillover risk and spread of emerging diseases in this region