ORIGEM E EVOLUÇÃO DO HIV Daniella Dias Miranda 1, Cristiane Alves Fonseca 2,3, Andréia Juliana Leite Rodrigues 2, 3, 4. 1 Voluntária Iniciação Científica PVIC/UEG. Curso de Ciências Biológicas, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG Graduanda. 2 Pesquisador - Orientador 3 Curso de Ciências Biológicas, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG. 4 Aluna de pós-graduação UFG /Doutorado/Agronomia/Genética e melhoramento. RESUMO O HIV é um membro da família dos lentivírus que inclui os vírus retrovirais como o vírus da síndrome da imunodeficiência símia (SIV); vírus da síndrome da imunodeficiência bovina (BIV); vírus da síndrome da imunodeficiência felina (FIV); vírus da síndrome da infecção anêmica em eqüinos (EIAV). Há dois tipos de HIV: HIV-1 e HIV-2 que possuem subtipos ou classes, HIV-1 possui A, B, C, D, E, F, G, H e O e o HIV-2 possui sete (A-F). Esses dois tipos são caracterizados pela organização de seus genomas e filogenia molecular relacionada a outros lentivírus. O HIV-1 é o mais focalizado, pois é o causador da maioria dos casos de AIDS. Análises filogenéticas dos vírus SIV e HIV demonstraram a existência de co-evolução entre o primata lentivírus e o hospedeiro, o homem. O P.t. troglodytes foi apontado como reservatório natural do HIV-1, através da comparação de DNA mitocondrial entre SIVcpzUS e HIV-1.Há evidências válidas para o HIV-1 de transmissão usadas para os lentivírus. Evidências que estão relacionadas com a similaridade organizacional do genoma viral, relação filogenética, especificidade de um hospedeiro natural, distribuição geográfica para os dois tipos de HIV. O objetivo desse trabalho é disponibilizar informações sobre a filogenia dos retrovírus HIV. PALAVRAS - CHAVE: filogenia, HIV, SIV. INTRODUÇÃO O HIV é pertencente à família dos lentivírus que engloba os vírus retrovirais como o vírus da síndrome da imunodeficiência símia (SIV); vírus da síndrome da imunodeficiência bovina (BIV); vírus da síndrome da imunodeficiência felina (FIV); vírus da síndrome da infecção anêmica em eqüinos (EIAV). 1
Segundo Hahn et al. (2000) os lentivírus têm sido amplamente demonstrados como objeto de indícios de doença com propriedades de indução, persistência, latência, variação, recombinação e fuga do sistema imunológico. Os SIVs pertencem à subfamília de lentivirus que podem exibir diferente organização genômica. Os vírus de todas as linhagens possuem uma similaridade estrutural básica que compreende os genes gag, pol,vif, vpr, tat, ver, env e nef, mas a linhagem dos SIV cpz/ HIV-1 tem adição do gene vpu, assim como a linhagem dos vírus SIV sm/hiv- 2 tem o gene vpx na parte central do genoma (Courgnaud et al.,2002). Há dois tipos de HIV: HIV-1 e HIV-2; eles são distintos pela organização de seus genomas e filogenética relacionada a outros lentivírus. Esses dois tipos estão divididos em subtipos ou classes: o HIV-1 possui A, B, C, D, E, F, G, H e O, segundo Sabino et al.,1996 (Tabela 1). O HIV-2 possui sete (A-F), sendo o subtipo A o mias prevalecente em todo o mundo (www.aidscongress.net). Com o enfoque da pandemia da AIDS o HIV-1 é o mais estudado, porque na maioria dos casos, ele é o causador da maioria das síndromes da imunodeficiência adquirida, a AIDS (Hahn et al., 2000). Este trabalho tem como objetivo a construção de um artigo científico que estará disponível em um site educativo (Educação e Atualização em HIV) para a população. METODOLOGIA Foi feito um levantamento bibliográfico de obras relacionadas ao assunto; livros relacionados, sites como medscape e medline. RESULTADOS E DISCUSSÃO Sabe-se que 20 primatas portadores dos lentivírus (SIVs) distintos, infectam naturalmente diferentes primatas africanos. Assim acreditam que esses primatas africanos sejam um largo reservatório natural da infecção de outras espécies de macacos e a humana em seus ambientes naturais via cruzamento interespecífico ou transmissão zoonótica dos SIVs ( Hahn et al., 2000; Bailes et al.,2003; Gao et al., 1999). Dentre os 18 primatas lentivírus há seis maiores linhagens de SIV, constatadas através de análises filogenéticas dos vírus encontrados. (Fig.1): i.sivcpz que infecta o Pan t. troglodytes e se aproxima do HIV-1 pelo gene comum vpu (Gao et al., 1999); 2
ii.sivsm que infecta o sooty mangabeys (Cercocebus atys) e se aproxima do HIV-2 pelo gene comum Vpx (Hahn et al. 2000); SIVmac que infecta o genus Macaca ( Hahn et al., 2000; Gao et al., 1999); iii.sivagm infecta quatro espécies de macacos verde africano do genus Chlorocebu ( Hahn et al., 2000; Gao et al., 1999); iv.sivsyk infecta Sykes ( Cercopithecus albogularis) ( Hahn et al., 2000; Gao et al., 1999); v.sivlhoest infecta l Hoest ( Cercopithecus lhoesti) e sun- tailed (Cercopithecus solatus ) (Hahn et al., 2000; Gao et al., 1999) SIVmnd infecta mandrill ( Mandrillus sphinx) ( Hahn et al., 2000; Gao et al., 1999). vi.siv col Colubus guereza (Courgnaud, et al.2002). Tabela 1: Classificação do HIV-1 em subtipos segundo Myers e cols 1992 e local frequentemente encontrado. A B C D E F G H O África Cental EUA, Europa, América do Sul e Tailândia Índia, Sul da África, e Brasil África Central Tailândia e Rep. Centro Africana Brasil, Romênia e Zaire Zaire, Gabão e Taiwan Zaire e Gabão Rep. dos Camarões e Gabão Fonte: Sabino et al., 1996. 3
Existe uma co-evolução de infecção entre o primata lentivírus e o hospedeiro, primatas africanos. Essa co-evolução ocorreu em um período ao longo de centenas ou milhares de anos atrás (Hahn et al., 2000). Isso reforça a existência das divergências entre linhagens virais que são causadas pelas diferenças entre linhagens de hospedeiros como, por exemplo, nas quatro maiores espécies de macacos verde africano que possuem quatro distintos grupos monofiléticos de SIVagm ( Hahn et al., 2000). Outro exemplo ocorrido dessa co-evolução é com o chimpanzé Pan troglodytes classificado em quatro subespécies a partir do DNA mitocondrial por Hahn (2000) (Fig.2): P. t. verus à oeste da África ; 1. P. t. vellerosus na Nigéria; 2. P.t.troglodytes no centro da África; 3. P. t. schweinfurthii à leste. Somente em membros de duas tardias subespécies de Pan troglodytes têm sido encontrado SIVcpz aparentemente contrastado dos selvagens, segundo Hahn et al., (2000) e Gao et al., (1999). Sabe-se que das seis infecções naturais do SIVcpz, cinco (GAB-1,GAB-2,US,CAM 3, CAM 5) têm sido encontradas em membros dos Pan t. troglodytes, como um remanescente infecção do vírus (ANT) que foi identificado do Pan t. schweinfurthii ( Hahn et al., 2000; Gao et al., 1999). Foram feitos sequenciamentos com SIVcpz strain e determinaram, por análises de DNA mitocondrial, a infecção US em todas as subespécies de chimpanzés identificadas com SIVcpz infecção (Gao et al.,1999). Essa infecção pelo SIVcpz US em P.t. troglodytes é homóloga a infecção do HIV-1 no homem, incluindo os grupos de HIV-1 M, N e O (Gao et al.,1999). Isso constatou que o P.t. troglodytes é o reservatório natural do HIV-1 (Gao et al.,1999; Weiss & Wrangham,1999). Outro elemento para constatação de adaptação para replicação e evolução do vírus no hospedeiro é a presença de uma proteína GP120 que no topo da alça V3, dessa glicoproteína na região extracelular, três vírus de chimpanzés SIVcpz conservam o topo dessa alça, o que indica que eles compartilham esse futuro envelope, exemplo de co-infecção, e contam com uma proteína YBF 30 (relacionada com HIV-1 N) homóloga a V3, podendo representar uma linhagem recentemente transmitida para humanos (Gao et al.,1999; Sabino,1999). 4
Observou-se que o reservatório do HIV-1 é o Pan troglodytes troglodytes por homologia filogenética e geográfica e que a transmissão se deu de forma interespecífica e zoonótica, de maneira lenta e gradual com co-evolução e co-infecção entre hospedeiro e o vírus (Gao, et al.2000). CONCLUSÃO Bailes (2003), Gao (2000) e Hahn (2000) chegaram a uma mesma conclusão, que a origem do HIV-1 está no P.t. troglodytes e essa compreensão veio pela descoberta da infecção do vírus SIVcpz US homólogo aos grupos do HIV-1, principalmente, com o N. Eles também concluíram que são válidas para o HIV-1 as evidências de transmissão usadas para os lentivírus. Tais evidências são similar organização do genoma viral, relação filogenética, prevalência de um hospedeiro natural, coincidência geográfica e possíveis rotas de transmissão, assim como para o HIV-2 (Fig.1). Essas evidências pontuadas podem ajudar na descoberta de outros animais com suas infecções e manifestações comparadas à humana. Fonte: Gao et al., 1999 Figure 1 Análise filogenética do SIVcpzUS. Relação filogenética do SIVcpzUS com outros primatas lentiviros. A árvore foi derivada pela análise neighbourjoining que 27 of full-length Pol foram sequenciados. Outros SIVcpz strains estam mais proximamente relacionados com os SIVcpzUS são mostrados em vermelho e azul, respectivamente. 5
Fonte: Gao et al., 1999 Figure 2 A origem do HIV-1 em Pan troglodytes troglodytes. A geografia de quatro subespécies de comum chimpanzé (Pan troglodytes definidos pela análise do DNA mitocondrial. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Bailes, E.; Gao,F.; Bibollet-Ruche; Courgnaud,V.; Peeters,M.; Marx,P.A.; Hahn,B.H.; Sharp,P.M.2003. SIV Chimpanzees, Science, 300, 1713p. Courgnaud, V. ; Salemi, M.; Paurrut, X.; Bibollet, F. Hahn, B. ; Vandamme, A. M.; Delaporte, E; Peeters, M.2002. Characterization of a Novel Simian Immunodeficiency Virus With a vpu Gene from Creater Spot-Nosede Monkeys (Cercopithecus nictitans) Provides Nem Insights into Simian/ Human Immunodeficiency Virus Phylogeny. Journal of Virology. 8298-8309p. Gao, F.;Bailes,E.; Robertson,D.L.;Chen,Y.; Rodenburg,C.M.; Michael,S.F.; Cummins,L.B.; Arthur,L.O.; Peeters,M.; Shaw,M.G.; Sharp, P.M.; Hahn,B.H. 2000. Origin of HIV-1in the chimpanzee Pan troglodytes troglodytes, Nature, 397, 436-441p. Hahn, B.H.; Shaw,G.M.; De Cock,K.M.; Sharp, P.M. 2000. AIDS as a Zoonoses: Scientific and Public Health Implications, Science, 287, 607-614p Sabino, E.C. 1999. Subtipos de HIV no Brasil, COSAH (Coordenação de Sangue e Hemoderivados) vol.1, nº 9. Weiss, R.A.; Wrangham,R.W. 1999. From Pan to pandemic. Nature, 397,385-386p. Acessado www.aidscongress.net em 05/09/2005. 6