Análise de genomas completos do HBV genótipos F e H encontrados no Brasil e no México através do método de sequenciamento de nova geração
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5168/tde-14012022-155520/ |
Resumo: | INTRODUÇÃO: A hepatite B é uma das principais patologias hepáticas e uma das doenças infecciosas mais desafiadoras à saúde pública mundial, com altos índices de morbidade e mortalidade relacionadas à evolução da infecção pelo vírus da hepatite B (HBV). Dez diferentes genótipos (A-J) do HBV já foram caracterizados até o presente momento, sendo os genótipos F e H os que apresentam maior divergência e estão associados com casos de hepatite B nas Américas. OBJETIVOS: O objetivo deste trabalho foi sequenciar genomas completos de amostras dos genótipos F e H do HBV provenientes do Brasil e do México utilizando a metodologia de sequenciamento de nova geração; e analisar características genéticas relevantes para a compreensão da história natural das infecções associadas com esses genótipos. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram incluídas 90 amostras de plasma com DNA do HBV detectável pertencentes aos genótipos F (n = 59) e H (n = 31), as quais foram submetidas à extração do DNA viral e posteriormente à amplificação do genoma completo do HBV. As amostras amplificadas foram submetidas à fragmentação do DNA, marcação e finalmente sequenciamento de última geração na plataforma MiSeq (Illumina). A análise dos dados foi desenvolvida por meio de ferramentas de bioinformática, nas quais foram avaliadas a qualidade das leituras obtidas e a cobertura de diferentes regiões do genoma. Os dados de sequenciamento foram analisados usando ferramentas de biotecnologia considerando qualidade e cobertura para alinhar os fragmentos e criar contigs mais longos. Sequências curadas e editadas foram então alinhadas com sequências de referência para determinar o subgenótipo viral e para detectar variantes de sequência em posições relevantes nos diferentes genes virais. Uma árvore filogenética foi construída usando métodos Bayesianos. Para a análise de variantes foi utilizada a ferramenta Freebayes. RESULTADOS: Foi possível amplificar o genoma completo do HBV de 31 amostras e dessas 18 foram sequenciadas com sucesso (HBV/F=16 e HBV/H=2).. A análise das sequências geradas mostrou que uma das amostras genótipo F apresentava co-infeccção com os subgenótipos F1b e F3, enquanto as demais amostras eram todas subgenótipo F2a. Não foram observados eventos de recombinação nos genomas de HBV/F e H sequenciados. As principais variantes observadas nesse estudo foram aquelas com alterações nos genes Pré-S e S que levam à interrupção prematura da síntese ou não produção das proteínas de superfície (7/18); e mutações no códon de iniciação do gene pré-core que resultam na falta de síntese da proteína HBeAg (11/18). Essas variantes foram observadas em alguns casos compondo a população viral majoritária e em outros a minoritária. CONCLUSÕES: Neste trabalho, desenvolvemos uma metodologia de NGS aplicada para os genótipos F e H, característicos da América Latina em amostras obtidas no México e no Brasil. Estas amostras tiveram seus genomas completos sequenciados e encontrou-se 15 amostras do subgenótipo F2a, uma amostra apresentando co-infecção com os subgenótipos F1b e F3 e 2 amostras do genótipo H |
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Análise de genomas completos do HBV genótipos F e H encontrados no Brasil e no México através do método de sequenciamento de nova geraçãoAnalysis of complete genomes of HBV F and H genotypes found in Brazil and Mexico using the next-generation sequencing methodBrasilBrazilGenótiposGenotypesHepatitis B virusIllumina sequencingMexicoMéxicoMutaçõesMutationsSequenciamento do genoma completoSequenciamento IlluminaVírus da hepatite BWhole genome sequencingINTRODUÇÃO: A hepatite B é uma das principais patologias hepáticas e uma das doenças infecciosas mais desafiadoras à saúde pública mundial, com altos índices de morbidade e mortalidade relacionadas à evolução da infecção pelo vírus da hepatite B (HBV). Dez diferentes genótipos (A-J) do HBV já foram caracterizados até o presente momento, sendo os genótipos F e H os que apresentam maior divergência e estão associados com casos de hepatite B nas Américas. OBJETIVOS: O objetivo deste trabalho foi sequenciar genomas completos de amostras dos genótipos F e H do HBV provenientes do Brasil e do México utilizando a metodologia de sequenciamento de nova geração; e analisar características genéticas relevantes para a compreensão da história natural das infecções associadas com esses genótipos. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram incluídas 90 amostras de plasma com DNA do HBV detectável pertencentes aos genótipos F (n = 59) e H (n = 31), as quais foram submetidas à extração do DNA viral e posteriormente à amplificação do genoma completo do HBV. As amostras amplificadas foram submetidas à fragmentação do DNA, marcação e finalmente sequenciamento de última geração na plataforma MiSeq (Illumina). A análise dos dados foi desenvolvida por meio de ferramentas de bioinformática, nas quais foram avaliadas a qualidade das leituras obtidas e a cobertura de diferentes regiões do genoma. Os dados de sequenciamento foram analisados usando ferramentas de biotecnologia considerando qualidade e cobertura para alinhar os fragmentos e criar contigs mais longos. Sequências curadas e editadas foram então alinhadas com sequências de referência para determinar o subgenótipo viral e para detectar variantes de sequência em posições relevantes nos diferentes genes virais. Uma árvore filogenética foi construída usando métodos Bayesianos. Para a análise de variantes foi utilizada a ferramenta Freebayes. RESULTADOS: Foi possível amplificar o genoma completo do HBV de 31 amostras e dessas 18 foram sequenciadas com sucesso (HBV/F=16 e HBV/H=2).. A análise das sequências geradas mostrou que uma das amostras genótipo F apresentava co-infeccção com os subgenótipos F1b e F3, enquanto as demais amostras eram todas subgenótipo F2a. Não foram observados eventos de recombinação nos genomas de HBV/F e H sequenciados. As principais variantes observadas nesse estudo foram aquelas com alterações nos genes Pré-S e S que levam à interrupção prematura da síntese ou não produção das proteínas de superfície (7/18); e mutações no códon de iniciação do gene pré-core que resultam na falta de síntese da proteína HBeAg (11/18). Essas variantes foram observadas em alguns casos compondo a população viral majoritária e em outros a minoritária. CONCLUSÕES: Neste trabalho, desenvolvemos uma metodologia de NGS aplicada para os genótipos F e H, característicos da América Latina em amostras obtidas no México e no Brasil. Estas amostras tiveram seus genomas completos sequenciados e encontrou-se 15 amostras do subgenótipo F2a, uma amostra apresentando co-infecção com os subgenótipos F1b e F3 e 2 amostras do genótipo HINTRODUCTION: Hepatitis B is one of the main liver diseases and one of the most challenging infectious diseases to public health worldwide, with high rates of morbidity and mortality related to the evolution of hepatitis B virus (HBV) infection. Ten different genotypes (A-J) of HBV have been characterized to date, with the F and H genotypes showing the greatest divergence and being associated with cases of hepatitis B in the Americas. OBJECTIVES: The aim of this work was to sequence complete genomes of samples of HBV F and H genotypes from Brazil and Mexico using the next-generation sequencing methodology; and analyze genetic characteristics relevant to understanding the natural history of infections associated with these genotypes. MATERIALS AND METHODS: 90 plasma samples with detectable HBV DNA belonging to the F (n = 59) and H (n = 31) genotypes were included. The amplified samples were submitted to DNA fragmentation, labeling and finally sequencing of the latest generation in the MiSeq platform (Illumina). Data analysis was carried out using bioinformatics tools, in which the quality of the readings obtained and the coverage of different regions of the genome were evaluated. Sequencing data was analyzed using biotechnology tools considering quality and coverage to align fragments and create longer contigs. Cured and edited sequences were then aligned with reference sequences to determine viral subgenotype and to detect sequence variants at relevant positions in the different viral genes. A phylogenetic tree was constructed using Bayesian methods. For the analysis of variants, the Freebayes tool was used. RESULTS: It was possible to amplify the complete HBV genome of 31 samples and of these 18 were successfully sequenced (HBV/F=16 and HBV/H=2). The analysis of the generated sequences showed that one of the F genotype samples presented co- infection with F1b and F3 subgenotypes, while the other samples were all F2a subgenotype. No recombination events were observed in the sequenced HBV/F and H genomes. The main variants observed in this study were those with alterations in the Pre-S and S genes that lead to premature interruption of the synthesis or non-production of surface proteins (7/18); and mutations in the pre-core gene start codon that result in lack of HBeAg protein synthesis (11/18). These variants were observed in some cases making up the majority viral population and in others the minority. CONCLUSIONS: In this work, we developed an NGS methodology applied to F and H genotypes, characteristic of Latin America, in samples obtained from Mexico and Brazil. These samples had their complete genomes sequenced and 15 samples of the F2a subgenotype were found, one sample showing co-infection with the F1b and F3 subgenotypes and 2 samples of the H genotypeBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPinho, João Renato RebelloGionda, Patricia Oliveira2021-10-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5168/tde-14012022-155520/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-01-20T12:05:02Zoai:teses.usp.br:tde-14012022-155520Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-01-20T12:05:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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