Importance of cerebrospinal fluid investigation during dengue infection in Brazilian Amazonia Region

BACKGROUND Amazon, the largest tropical forest of the world, has suffered from dengue outbreaks since 1998. Cerebrospinal fluid (CSF) of patients, from Amazonas state, suspected of central nervous system (CNS) viral infection was studied using molecular and immunological methods. OBJECTIVE To evaluate the importance of CSF investigation in patients with acute dengue virus (DENV) infection of CNS. METHODS CSF samples of 700 patients were analysed by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) to detect the presence of dengue virus (DENV) RNA and by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) to detect presence of DENV specific IgM. FINDINGS DENV infection was detected in 4.3% of the CSF samples; 85.7% (24/28) by DENV IgM and 14.3% (4/28) by viral RNA. DENV detected by viral RNA were to be found serotypes DENV-2 (three patients) and DENV-1 (one patient). The neurological diagnosis in patients CNS infection of DENV included encephalitis (10), meningoencephalitis (10), meningitis (6), acute myelitis (1), and encephalomyelitis (1). The majority (89.3%) had intrathecal inflammation: pleocytosis, hyperproteinorrachia and DENV IgM antibodies. Hypoglycorrhachia and/or high levels of lactate in CSF were found in 36% of the patients. Co-infection (CMV, HIV, EBV, and/or Mycobacterium tuberculosis) was observed in eight (28.6%) cases. CONCLUSIONS We found intense inflammatory CSF that is unusual in CNS disorders caused by dengue infection. It may be due co-infections or the immunogenetic background of the local Amerindian Brazilian population. CSF examination is an important diagnostic support tool for neurological dengue diagnosis

Serum soluble mediator profiles and networks during acute infection with distinct DENV serotypes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico - CNPq. Funding was also obtained from Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM/PPP-CNPq, EDITAL N. 016/2014), Ministerio da Saude do Brasil (Chamada Publica no 01/2012, Convenio # 776823/2012) and INCT para Febres Hemorragicas Virais (INCT-FHV - 573739/2008-0).Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilU.S. Food and Drug Administration. Center for Biologics Evaluation and Research. Office of Blood Research and Review. Silver Spring, MD, United States.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilUniversidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil / Universidade Federal de Minas Gerais. Faculdade de Medicina. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Vírus Respiratórios e Sarampo. Rio de Janeiro, RJ, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema. Manaus, AM, Brazil / Universidade Federal do Amazonas. Escola de Enfermagem de Manaus. Manaus, AM, BrazilFundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema. Manaus, AM, Brazil / Universidade Federal do Amazonas. Escola de Enfermagem de Manaus. Manaus, AM, BrazilFundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema. Manaus, AM, BrazilFundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema. Manaus, AM, BrazilUniversidade Federal do Amazonas. Escola de Enfermagem de Manaus. Manaus, AM, BrazilFundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Instituto de Pesquisa Clínica Carlos Borborema. Manaus, AM, Brazil / Universidade Federal do Amazonas. Escola de Enfermagem de Manaus. Manaus, AM, Brazil / Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Diretoria de Ensino e Pesquisa. Manaus, AM, BrazilUniversidade Federal de Uberlândia. Rede Multidisciplinar de Pesquisa, Ciência e Tecnologia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, BrazilUniversidade Federal de Uberlândia. Rede Multidisciplinar de Pesquisa, Ciência e Tecnologia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Patos de Minas, MG, BrazilMinistério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilFundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrazilMinistério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.A panoramic analysis of chemokines, pro-inflammatory/regulatory cytokines, and growth factors was performed in serum samples from patients with acute DENV infection (n=317) by a high-throughput microbeads array. Most soluble mediators analyzed were increased in DENV patients regardless of the DENV serotype. The substantial increase (>= 10-fold) of CXCL10, IL-6, and IFN-gamma, and decreased levels of PDGF (= 3-9-fold) were selectively observed in DENV2 as compared to DENV1 and DENV4. Heatmap and biomarker signatures further illustrated the massive release of soluble mediators observed in DENV patients, confirming the marked increase of several soluble mediators in DENV2. Integrative correlation matrices and networks showed that DENV infection exhibited higher connectivity among soluble mediators. Of note, DENV2 displayed a more complex network, with higher connectivity involving a higher number of soluble mediators. The timeline kinetics (Day 0-1, D2, D3, D4-6) analysis additionally demonstrated differences among DENV serotypes. While DENV1 triggers a progressive increase of soluble mediators towards D3 and with a decline at D4-6, DENV2 and DENV4 develop with a progressive increase towards D4-6 with an early plateau observed in DENV4. Overall, our results provided a comprehensive overview of the immune response elicited by DENV infection, revealing that infection with distinct DENV serotypes causes distinct profiles, rhythms, and dynamic network connectivity of soluble mediators. Altogether, these findings may provide novel insights to understand the pathogenesis of acute infection with distinct DENV serotypes

Serotype-associated immune response and network immunoclusters in children and adults during acute Dengue virus infection

Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.U.S. Food and Drug Administration. Center for Biologics Evaluation and Research. Office of Blood Research and Review. Silver Spring, MD, USA.U.S. Food and Drug Administration. Center for Biologics Evaluation and Research. Office of Blood Research and Review. Silver Spring, MD, USA.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil / Universidade Federal de Minas Gerais. Faculdade de Medicina. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Vírus Respiratórios e Sarampo. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Manaus, AM, Brazil / Universidade Federal do Amazonas. Manaus, AM, Brazil.Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Manaus, AM, Brazil.Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Manaus, AM, Brazil.Universidade Federal do Amazonas. Manaus, AM, Brazil.Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Manaus, AM, Brazil / Universidade Federal do Amazonas. Manaus, AM, Brazil / Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Manaus, AM, Brazil.Universidade Federal de Uberlândia. Rede Multidisciplinar de Pesquisa, Ciência e Tecnologia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Campus Patos de Minas, MG, Brazil / Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Campus Patos de Minas, MG, Brazil.Universidade Federal de Uberlândia. Rede Multidisciplinar de Pesquisa, Ciência e Tecnologia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Campus Patos de Minas, MG, Brazil / Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Campus Patos de Minas, MG, Brazil.Universidade Federal de Uberlândia. Rede Multidisciplinar de Pesquisa, Ciência e Tecnologia. Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares. Campus Patos de Minas, MG, Brazil / Universidade Federal de Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica. Laboratório de Tecnologias Urbanas e Rurais. Campus Patos de Minas, MG, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Bioquímica e Imunologia. Belo Horizonte, MG, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil / Universidade do Estado do Pará. Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Departamento de Patologia. Belém, PA, Brazil.Fundação de Medicina Tropical Dr. Heitor Vieira Dourado. Manaus, AM, Brazil / Universidade Federal do Amazonas. Manaus, AM, Brazil.Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde e Ambiente. Instituto Evandro Chagas. Ananindeua, PA, Brasil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brazil.The present study was designed as an exploratory investigation to characterize the overall profile of chemokines, growth factors, and pro-inflammatory/regulatory cytokines during acute DENV infection according to DENV-1, DENV-2, DENV-4 serotypes and age: children: 3x), except PDGF in which no fold change was observed. Moreover, despite the age ranges, DENV-1 and DENV-4 presented increased levels of VEGF, IL-6, and TNF-α in serum but decreased levels of PDGF, while DENV-2 exhibited increased levels of CXCL8, CCL4, and IL-12. Noteworthy was that DENV-2 showed increased levels of IL-12, IL-15, IL-17, IL-4, IL-9, and IL-13, and maintained an unaltered levels of PDGF at younger ages (<1–10 yo and 11–20 yo), whereas in older ages (21–40 yo and 41–75 yo), the results showed increased levels of CCL2, IL-6, and TNF-α, but lower levels of PDGF. In general, DENV infection at younger age groups exhibited more complex network immunoclusters as compared to older age groups. Multivariate analysis revealed a clustering of DENV cases according to age for a set of soluble mediators especially in subjects infected with DENV-2 serotype. Altogether, our findings demonstrate that the profile of circulating soluble mediators differs substantially in acute DENV according to age and DENV serotypes suggesting the participation of serotype-associated immune response, which may represent a potential target for development of therapeutics and could be used to assist medical directive for precise clinical management of severe cases