Epidemiological and functional implications of molecular variants of human papillomavirus

Human papillomavirus genomes are classified into molecular variants when they present more than 98% of similarity to the prototype sequence within the L1 gene. Comparative nucleotide sequence analyses of these viruses have elucidated some features of their phylogenetic relationship. In addition, human papillomavirus intratype variability has also been used as an important tool in epidemiological studies of viral transmission, persistence and progression to clinically relevant cervical lesions. Until the present, little has been published concerning the functional significance of molecular variants. It has been shown that nucleotide variability within the long control region leads to differences in the binding affinity of some cellular transcriptional factors and to the enhancement of the expression of E6 and E7 oncogenes. Furthermore, in vivo and in vitro studies revealed differences in E6 and E7 biochemical and biological properties among molecular variants. Nevertheless, further correlation with additional functional information is needed to evaluate the significance of genome intratypic variability. These results are also important for the development of vaccines and to determine the extent to which immunization with L1 virus-like particles of one variant could induce antibodies that cross-neutralize other variants.

Molecular characterization of rabies virus isolated from non-haematophagous bats in Brazil

INTRODUCTION: Rabies is an important zoonosis that causes thousands of deaths worldwide each year. Although the terrestrial cycle, mainly transmitted by dogs, is controlled in Brazil, the aerial cycle remains a serious public health issue, besides the economic problem. In the aerial cycle, the haematophagous bat Desmodus rotundus is the main source of infection, where several different species of non-haematophagous bats can be infected and can transmit the virus. METHODS: The aim of this work was to study the epidemiological pattern of rabies using antigenic characterization with monoclonal antibodies and genetic characterization by reverse-transcriptase polymerase chain reaction followed by sequencing and phylogenetic analysis of non-haematophagous bats' and herbivorous animals' central nervous system samples from the western region of the State of São Paulo, Brazil. RESULTS: From 27 samples, 3 antigenic variants were identified: AgV-3, AgV-4, and AgV-6; and from 29 samples, 5 different clusters were identified, all belonging to the rabies virus species. CONCLUSIONS: Although only non-haematophagous bats were evaluated in the studied region, the majority of samples were from antigenic and genetic variants related to haematophagous bats Desmodus rotundus. Samples from the same antigenic variant were segregated in more than one genetic cluster. This study demonstrated the diversity of rabies virus genetic lineages presented and circulating in non-haematophagous bats in the studied region.

Molecular Basis of Ribotype Variation in the Seventh Pandemic Clone and its O139 Variant of Vibrio cholerae

Ribotyping has been widely used to characterise the seventh pandemic clone including South American and O139 variants which appeared in 1991 and 1992 respectively. To reveal the molecular basis of ribotype variation we analysed the rrn operons and their flanking regions. All but one variation detected by BglI, the most discriminatory enzyme, was found to be due to changes within the rrn operons, resulting from recombination between operons. The recombinants are detected because of the presence of a BglI site in the 16S gene in three of the nine rrn operons and/or changes of intergenic spacer types of which four variants were identified. As the frequency of rrn recombination is high, ribotyping becomes a less useful tool for evolutionary studies and long term monitoring of the pathogenic clones of Vibrio cholerae as variation could undergo precise reversion by the same recombination event.

Molecular characterization of Echinococcus granulosusfrom Peru by sequencing of the mitochondrial cytochrome C oxidase subunit 1 gene

Echinococcus granulosus, the etiologic agent of cystic echinococcosis (CE) in humans and other animal species, is distributed worldwide. Ten intra-specific variants, or genotypes (G1-G10), have been defined based on genetic diversity. To determine the genotypes present in endemic areas of Peru, samples were collected from cattle (44), sheep (41) and humans (14) from Junín, Puno Huancavelica, Cusco, Arequipa and Ayacucho. DNA was extracted from protoscolex and/or germinal layers derived from 99 E. granulosus isolates and used as templates to amplify the mitochondrial cytochrome C oxidase subunit 1 gene. The resulting polymerase chain reaction products were sequenced and further examined by sequence analysis. All isolates, independent of the host, exhibited the G1 genotype. Phylogenetic analysis showed that three isolates from Ayacucho shared the same cluster with microvariant G1(4). The G1 genotype is considered the most widespread and infectious form of E. granulosusworldwide and our results confirm that the same patterns apply to this country. Therefore, these findings should be taken into consideration in developing prevention strategies and control programs for CE in Peru.

Molecular characterization of regulatory polymorphisms in the promoter region of the STAT6 gene in a Gabonese population

Parasites remain competent invaders of host immunity. Their invasion strategies have proven to impact immunorelevant genes leading to diversity among gene families. We focussed on signal transducer and activator of transcription (STAT6) factor that plays a fundamental role in signal transduction and activation of transcription. Recent studies have highlighted the role of STAT6 variants in control of infection levels. We identified and investigated regulatory single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the promoter regions of the STAT6 gene in a group of Gabonese individuals exposed to a variety of parasitic infections. Three promoter variants were identified in 40 individual subjects. We further validated these promoter variants for their allelic gene expression using transient transfection assays. One promoter variant, rs3024944 (G/C), revealed an altered expression of the marker gene. The identification of function-altering SNPs in the promoter may facilitate studying parasite susceptibility in association studies.

Molecular characterisation of hepatitis B virus in the resident Chinese population in Panama City

Despite the effectiveness of current hepatitis B virus (HBV) vaccines, it is estimated that 350 million individuals suffer from chronic HBV infection and more than 50% of these affected individuals live on the Asian continent. Panama is a country with a great diversity of foreign groups; the Chinese community is a large example of this phenomenon. There is an urgent need to perform studies that evaluate the prevalence and the genetic diversity of HBV in this community. This study aimed to evaluate the prevalence of HBV and its genotypes and mutant variants in the Chinese population residing in Panama. In total, 320 subjects were enrolled in the study. Forty-two subjects (13.1%) were positive for HBsAg and HBV-DNA from 18 subjects revealed the presence of genotypes B2 and C1. Secondary mutations associated with drug resistance at positions rtV207L and rtN239T of the reverse transcriptase gene were identified. Additionally, the mutation pair A1762T/G1764A was found in three samples and the mutation G1896A was detected in an HBeAg-negative subject. In conclusion, to our knowledge, this is the first study to report high HBV prevalence rates in resident ethnic Chinese in Central America and the presence of genotypes B2 and C1 in this region.

Molecular and pathogenic variability of Drechslera isolates from oats

Severe epidemics of leaf blotch and black leaf spot of oat (Avena sativa) caused by Drechslera avenae and Drechslera sp., respectively, are frequently observed in the State of Paraná, Brazil. Although some morphological differences between the isolates causing two different symptoms were noticed, the genetic relationship between them was not clear. Twenty-four isolates of D. avenae and Drechslera sp, collected between 1996-98, were assessed for the genetic variability by molecular and pathogenic analyses. The amplification products using primer pair ITS4/ITS5 showed a fragment length of approximately 600 bp for all the isolates except for one black spot isolate, where the fragment length was approximately 550 bp. Restriction enzymes Hinf I and Taq I, that cut in the ITS region, produced similar restriction patterns for all the isolates, whereas four others produced variable restriction patterns. RAPD analysis also showed distinctive patterns for some isolates. No clear difference between the black spot and the leaf blotch isolates was observed either by the molecular or by the pathogenicity analysis. Nonetheless, the rDNA analysis suggests that Drechslera probably comprises at least three distinct taxa. The results indicate that the difference observed between the isolates originating from two types of symptoms is due to intra-specific variants of D. avenae.

Molecular biology and clinical implication of hepatitis C virus

Hepatitis C virus (HCV) was first described in 1989 as the putative viral agent of non-A non-B hepatitis. It is a member of the Flaviviridae family and has been recognized as the major causative agent of chronic liver disease, including chronic active hepatitis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. HCV is a positive RNA virus with a genome containing approximately 9500 nucleotides. It has an open reading frame that encodes a large polyprotein of about 3000 amino acids and is characterized by extensive genetic diversity. HCV has been classified into at least 6 major genotypes with many subtypes and circulates within an infected individual as a number of closely related but distinct variants known as quasispecies. This article reviews aspects of the molecular biology of HCV and their clinical implication.

Genética molecular da deficiência auditiva não-sindrômica

Aproximadamente 1/1000 recém-nascidos apresentam deficiência auditiva congênita, sendo 60% dessas de etiologia genética. Na maioria dos casos, a deficiência auditiva é uma doença multifatorial causada por ambos os fatores, genéticos e ambientais. A genética molecular da deficiência auditiva tem apresentado grandes avanços na última década, pois os genes responsáveis pela deficiência auditiva hereditária vêm sendo progressivamente mapeados e clonados. Esta revisão enfatiza a deficiência auditiva não-sindrômica, uma vez que, os genes envolvidos nesse tipo de deficiência foram identificados recentemente.

Estudo molecular em crianças candidatas e submetidas ao implante coclear

OBJETIVOS: recentes progressos obtidos na biologia molecular vêm possibilitando a identificação da etiologia da surdez. A alta prevalência de mutações no gene da conexina 26 e sua facilidade de estudo possibilitam o diagnóstico. A mutação mais freqüente neste gene é a chamada 35delG. O objetivo do presente trabalho foi averiguar a incidência da mutação 35delG em crianças candidatas e submetidas ao implante coclear que tiveram a surdez diagnosticada como, supostamente idiopática. MATERIAL E MÉTODO: Estudo realizado no Setor de Implantes Cocleares da Disciplina de Otorrinolaringologia e no Laboratório Genética Humana-CBMEG, UNICAMP-SP. Foram avaliadas 32 crianças candidatas e usuárias de implante coclear, apresentando perda auditiva neurossensorial severa a profunda bilateral. Para a detecção da mutação 35delG foi utilizada a técnica de PCR alelo-específico (AS-PCR), usando primers e reação em cadeia da polimerase. RESULTADOS: 69% apresentaram exame normal, 12% foram homozigotos e 19% dos casos foram heterozigotos. A mutação 35delG em heterozigose não diagnostica a causa da surdez apenas comprova que o paciente é portador dessa mutação. CONCLUSÃO: No presente estudo, os dados obtidos confirmaram a alta prevalência da mutação 35delG no gene GJB2 em casos de perda auditiva neurossensorial não-sindrômica bilateral profunda, resultado que concorda com a literatura. Foi possível, também, diagnosticar como genética a causa da surdez em uma parcela significativa de crianças. Estes dados reforçam a importância do estudo molecular em pacientes com surdez de origem supostamente idiopática, uma vez que esse exame possibilita esclarecer a etiologia da perda auditiva.

Interação entre audiologia e genética no estudo de uma família: a complexidade do diagnóstico molecular e do aconselhamento genético

A deficiência auditiva como déficit sensorial mais comum tem dentre suas diferentes etiologias as alterações genéticas. Assim, é importante que a investigação audiológica se associe à busca do diagnóstico etiológico. OBJETIVO: Relatar o perfil audiológico e genético de três irmãos portadores de deficiência auditiva neurossensorial não-sindrômica. MATERIAL E MÉTODO: Estudo de caso de três irmãos, do sexo masculino, com 3, 5 e 16 anos, respectivamente, submetidos à avaliação audiológica comportamental e eletrofisiológica, e estudo molecular. RESULTADOS: Os achados audiológicos mostraram: audiometria do tipo neurossensorial, bilateral, simétrica, de grau moderado a moderadamente severo e configuração descendente acentuada. EOAT e EOAPD ausentes nos dois irmãos mais novos. PEATE compatível com perda auditiva moderadamente severa a severa. Presença do P300 com latências dentro da normalidade bilateralmente no irmão mais velho. Os achados do exame molecular mostraram que as duas crianças mais novas eram heterozigotos para a mutação 35delG no gene GJB2 e o mais velho não apresentava essa mutação. CONCLUSÃO: A associação das avaliações fonoaudiológicas e genéticas permite o diagnóstico etiológico de perdas auditivas que à primeira vista são semelhantes, mas que não obedecem à mesma estrutura genética. Os estudos moleculares devem ser abrangentes, evitando diagnósticos precipitados que prejudiquem o aconselhamento genético.

Identificação do papilomavírus humano por biologia molecular em mulheres assintomáticas

OBJETIVO: Verificar a associação entre fatores epidemiológicos e infecção genital pelo papilomavírus humano (HPV). MÉTODOS: Realizou-se estudo transversal com 975 mulheres atendidas em um serviço público de rastreamento para o câncer cervical, em Porto Alegre, Brasil. As mulheres foram consideradas infectadas pelo HPV quando apresentaram o teste de DNA positivo para esse vírus, tanto pelo método de captura híbrida II (CH II) como pelo método de reação em cadeia da polimerase (PCR). Mulheres infectadas pelo HPV foram comparadas com mulheres não infectadas oriundas da mesma população. RESULTADOS: Foram estudadas 975 mulheres. A prevalência observada de HPV (pela combinação dos métodos de DNA) foi de 27%. Quando a análise de cada método de DNA foi feito isoladamente, a prevalência de HPV-DNA foi de 15% para a CH II e de 16% para PCR. Regressão logística múltipla incondicional foi utilizada na identificação dos fatores associados à infecção pelo HPV. Foi encontrada associação positiva com as seguintes variáveis: anos de escolaridade (11 anos: OR=2,05; IC95%=1,31; 3,20; referência: até oito anos de escolaridade); ser casada (OR=1,69; IC95%=0,78; 2,00; referência: ser solteira); parceiros sexuais ao longo da vida (dois parceiros: OR=1,67; IC95%=1,01; 2,77; quatro ou mais: OR=2,18; IC95%=1,15; 4,13; referência: um parceiro); idade da primeira relação sexual (15-16 anos: OR=4,05; IC95%=0,89; 18,29; referência: > ou = 22 anos). CONCLUSÕES: Vários fatores parecem estar associados à presença de infecção genital pelo HPV, especialmente aqueles referentes ao comportamento sexual (idade da primeira relação sexual, número de parceiros sexuais ao longo da vida e estado marital) e aqueles relacionados à situação socioeconômica (escolaridade).

Tuberculose resistente: revisão molecular

O progresso na compreensão dos mecanismos de resistência aos fármacos usados no tratamento da tuberculose tem permitido o desenvolvimento de novos métodos para a detecção da tuberculose resistente. A resistente aos fármacos representa uma ameaça para os programas de controle da tuberculose. Para tanto, é necessário conhecer o padrão de sensibilidade das linhagens para fornecer o tratamento adequado. Os estudos moleculares dos mecanismos de ação dos fármacos antituberculose têm elucidado as bases genéticas da resistência aos fármacos em Mycobacterium tuberculosis. Os mecanismos de resistência aos fármacos na tuberculose são causados por mutações cromossomais em diferentes genes da bactéria. Durante a exposição aos fármacos, há uma pressão seletiva favorecendo o desenvolvimento de linhagens resistentes. A tuberculose multirresistente é um problema nacional e internacional que traz sérias dificuldades para o controle global da doença. Realizou-se uma revisão sobre os mecanismos moleculares associados à resistência aos fármacos com ênfase nas novas perspectivas para detectar os isolados resistentes.

Worldwide molecular epidemiology of HIV

Human immunodeficiency virus (HIV) is the worldwide disseminated causative agent of acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). HIV is a member of the Lentivirus genus of Retroviridae family and is grouped in two types named HIV-1 and HIV-2. These viruses have a notable ability to mutate and adapt to the new conditions of human environment. A large incidence of errors at the transcriptional level results in changes on the genetic bases during the reproductive cycle. The elevated genomic variability of HIV has carried important implications for the diagnosis, treatment and prevention as well as epidemiologic investigations. The present review describes important definitions and geographical distribution of subtypes, circulating recombinant forms and other genomic variations of HIV. The present study aimed at leading students of Biomedical Sciences and public health laboratory staff guidance to general and specific knowledge about the genomic variability of the HIV.

Fracionamento do veneno Crotalus durissus terrificus por cromatografia de exclusão molecular

Através da técnica de cromatografia de exclusão molecular utilizando Sephadex G-75 foram estudadas as diferentes frações do veneno de Crotalus durissus terrificus, uma das serpentes peçonhentas mais comuns no Brasil. Foram obtidos 4 picos (correspondentes às frações 32, 60, 86 e 103) com peso molecular variando de 4.000 a 150.000. As frações de todo o diagrama de gel filtração foram triadas através de reação de imunoeletroforese a fim de se verificar suas cargas e velocidade de migração. As linhas de precipitação encontradas foram comparadas às 11 linhas apresentadas pela reação de imunoeletroforese do veneno total contra o soro anti-crotálico. Constatou-se que as frações de um mesmo pico apresentavam características próprias com exceção da fração 54 (subida do pico II) que mostrou diferenças significativas em relação à fração 60. Após a triagem foram escolhidas as frações de cada pico onde as linhas de precipitação foram mais nítidas e intensas, para estudo de identidade através da reação de difusão radial dupla e letalidade comparada a concentração de 0,0625 mg/ml do veneno total que corresponde a DL50 em camundongo pelo método de SPEARM & KÄRBER. As frações 32, 86 e 103 correspondentes respectivamente aos picos I, III e IV apresentaram letalidade nula ou negligenciada e a fração II foi a mais tóxica.