Analise microbiológica da flora intestinal do mosquito Aedes Aegypti através do sequenciamento do gene 16S rRNA na plataforma Illumina MiSeq

Dengue é uma arbovirose que afeta cerca de 100 milhões de pessoas anualmente, em mais de 100 países situados nas regiões tropicais e subtropicais. Foi considerada a doença viral que mais cresceu no ultimo ano, repercutindo em impactos sociais e econômicos nas regiões endêmicas devido às altas taxas de morbidade e mortalidade desencadeadas pela infecção. O principal vetor da dengue é o mosquito Aedes aegypti, presente em toda a faixa tropical e subtropical. Por apresentar hematofagia antropofílica, rápido desenvolvimento e características comportamentais especificas, é um excelente transmissor do vírus dengue. Medidas de controle da disseminação da dengue são restritas à eliminação do mosquito vetor, e um tratamento específico ainda não foi desenvolvido, bem como a criação de uma vacina que previna simultaneamente a infecção pelos quatro sorotipos do arbovírus. Uma característica que determina a disseminação de doenças é a alta competência vetorial de seus mosquitos transmissores, que tem sido associada à composição da microbiota intestinal do inseto. As bactérias presente no intestino do mosquito exercem funções relacionadas a sua nutrição, desenvolvimento e reprodução, e são também um importante fator na eliminação de patógenos, por interferirem diretamente na atividade viral, ou indiretamente a partir da ativação das vias antivirais pelos micro-organismos. Dessa forma, este trabalho visa estudar a diversidade microbiana intestinal do mosquito Aedes aegypti em diferentes estágios de vida, através de sequenciamento de última geração com a plataforma MiSeq Illumina

Comparative clinical sample preparation of DNA and RNA viral nucleic acids for a commercial deep sequencing system (Illumina MiSeq (R))

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Isolation and Characterization of Microsatellite DNA Markers in the Deep-Sea Amphipod Paralicella tenuipes by Illumina MiSeq Sequencing

Funding This work was supported by the HADEEP projects, funded by the Nippon Foundation, Japan (2009765188), the Natural Environmental Research Council, UK (NE/E007171/1) and the Total Foundation, France. We acknowledge additional support from the Marine Alliance for Science and Technology for Scotland (MASTS) funded by the Scottish Funding Council (Ref: HR09011) and contributing institutions. We also acknowledge support from the Leverhulme Trust to SBP. Additional sea time was supported by NIWA’s ‘Impact of Resource Use on Vulnerable Deep-Sea Communities’ project (CO1_0906)

Estudo mutacional em tumor de Wilms por sequenciação de nova geração

O Tumor de Wilms (TW) é o tumor renal mais comum da infância, com uma incidência de 1 em ~10000 crianças. Esta patologia é de etiologia genética complexa e diversificada. No entanto, cerca de um terço dos doentes apresenta mutações somáticas associadas aos genes WT1, CTNNB1, TP53 e/ou AMER1. Assim, foi desenvolvido um painel de amplicões destes 4 genes para a identificação de mutações num grupo de doentes portugueses com TW, através de uma metodologia baseada na sequenciação de nova geração. As bibliotecas de DNA foram preparadas a partir de amostras de sangue periférico e tumor de 36 doentes com TW e sequenciadas no MiSeq. Foram identificadas alterações somáticas em 7 dos 36 (19,4%) doentes estudados. Conclui-se que a sequenciação de um painel de genes é um método rápido para a deteção de mutações somáticas quando desenhado com cuidado de forma a serem evitados problemas de perda de cobertura.

Diagnóstico molecular de cancros hereditários por sequenciação de nova geração: cancro da mama e cancro colorretal

O cancro da mama e o cancro colorretal constituem duas das principais causas de morte a nível mundial. Entre 5 a 10% destes casos estão associados a variantes germinais/hereditárias em genes de suscetibilidade para cancro. O objetivo deste trabalho consistiu em validar a utilização da sequenciação de nova geração (NGS) para identificar variantes previamente detetadas pelo método de Sanger em diversos genes de suscetibilidade para cancro da mama e colorretal. Foram sequenciadas por NGS 64 amostras de DNA de utentes com suspeita clínica de predisposição hereditária para cancro da mama ou colorretal, utilizando o painel de sequenciação TruSight Cancer e a plataforma MiSeq (Illumina). Estas amostras tinham sido previamente sequenciadas pelo método de Sanger para os genes BRCA1, BRCA2, TP53, APC, MUTYH, MLH1, MSH2 e STK11. A análise bioinformática dos resultados foi realizada com os softwares MiSeq Reporter, VariantStudio, Isaac Enrichment (Illumina) e Integrative Genomics Viewer (Broad Institute). A NGS demonstrou elevada sensibilidade e especificidade analíticas para a deteção de variantes de sequência em 8 genes de suscetibilidade para cancro colorretal e da mama, uma vez que permitiu identificar a totalidade das 412 variantes (93 únicas, incluindo 27 variantes patogénicas) previamente detetadas pelo método de Sanger. A utilização de painéis de sequenciação de genes de predisposição para cancro por NGS vem possibilitar um diagnóstico molecular mais abrangente, rápido e custo-eficiente, relativamente às metodologias convencionais.

Caracterização do microbioma e dos perfis de resistência nos afluentes e efluentes de ETAR

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)

Microsatellite markers for Bokermannohyla species (Anura, Hylidae) from the Brazilian Cerrado and Atlantic Forest domains

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pesquisa de genomas virais em primatas não humanos do novo mundo por metagenômica

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

Efeito do adubo orgânico na diversidade bacteriana de solos

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Efeitos do exercício intenso e do condicionamento aeróbio associado a suplementação com cromo ou carnitina sobre a microbiota fecal de potras

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Análise exômica em pacientes portadores de cardiomiopatia hipertrófica

A cardiomiopatia hipertrófica (CMH) é uma doença geneticamente determinada, caracterizada por hipertrofia ventricular primária, com prevalência estimada de 0.2% na população geral. Qualquer portador tem 50% de chance de transmitir esta doença para seus filhos, o que torna cada vez mais relevante a importância do estudo genético dos indivíduos acometidos e de seus familiares. Já foram descritas diversas mutações genéticas causadoras de CMH, a maioria em genes que codificam proteínas do sarcômero, e algumas mutações mais raras em genes não sarcoméricos. O objetivo desse estudo é sequenciar as regiões exônicas de genes candidatos, incluindo os principais envolvidos na hipertrofia miocárdica, utilizando o sequenciamento de nova geração (Generation Sequencing); testar a aplicabilidade e viabilidade deste sistema para identificar mutações já confirmadas e propor as prováveis novas mutações causadoras de CMH. Métodos e resultados: 66 pacientes não aparentados portadores de CMH foram estudados e submetidos à coleta de sangue para obtenção do DNA para analisar as regiões exômicas de 82 genes candidatos, utilizando a plataforma MiSeq (Illumina). Identificou-se 99 mutações provavelmente patogênicas em 54 pacientes incluídos no estudo (81,8%) relacionadas ou não a CMH, e distribuídas em 42 genes diferentes. Destas mutações 27 já haviam sido publicadas, sendo que 17 delas descritas como causadoras de CMH. Em 28 pacientes (42,4%) identificou-se mutação nos três principais genes sarcoméricos relacionados à CMH (MYH7, MYBPC3, TNNT2). Encontrou-se também um grande número de variantes não sonôminas de efeito clínico incerto e algumas mutações relacionadas a outras enfermidades. Conclusão: a análise da sequencia dos exônos de genes candidatos, demonstrou ser uma técnica promissora para o diagnóstico genético de CMH de forma mais rápida e sensível. A quantidade de dados gerados é o um fator limitante até o momento, principalmente em doenças geneticamente complexas com envolvimento de diversos genes e com sistema de bioinformática limitado.

Análise da microbiota intestinal em adultos com hábitos alimentares distintos e de associações com a inflamação e resistência à insulina

Introdução: A microbiota intestinal possui grande diversidade de bactérias, predominantemente dos filos Bacteroidetes e Firmicutes, com múltiplas funções. A alimentação pode alterar sua composição e função. Alto teor de gordura saturada altera a permeabilidade intestinal, eleva os lipopolissacarídeos e predispõe à inflamação subclínica crônica. Dieta rica em fibras, como a vegetariana, induz elevação de ácidos graxos de cadeia curta e benefícios metabólicos. Objetivos: Para analisar a composição da microbiota intestinal de adventistas com diferentes hábitos alimentares e associá-los à inflamação subclínica e resistência à insulina, esta tese incluiu: 1) revisão dos mecanismos que associam a alimentação à microbiota intestinal e ao risco cardiometabólico; 2) verificação da composição da microbiota intestinal segundo diferentes hábitos alimentares e de associações com biomarcadores de doenças cardiometabólicas; 3) avaliação da associação entre a abundância de Akkermansia muciniphila e o metabolismo da glicose; 4) análise da presença de enterótipos e de associações com características clínicas. Métodos: Este estudo transversal incluiu 295 adventistas estratificados segundo hábitos alimentares (vegetariano estrito, ovo-lacto-vegetariano e onívoro). Foram avaliadas associações com dados clínicos, bioquímicos e inflamatórios. O perfil da microbiota foi obtido por sequenciamento do gene 16S rRNA (Illumina® Miseq). Resultados: 1) Há evidências de que as relações entre dieta, inflamação, resistência à insulina e risco cardiometabólico são em parte mediadas pela composição da microbiota intestinal. 2) Vegetarianos apresentaram melhor perfil clínico quando comparados aos onívoros. Confirmou-se maior abundância de Firmicutes e Bacteroidetes, que não diferiram segundo a adiposidade corporal. Entretanto, vegetarianos estritos apresentaram mais Bacteroidetes, menos Firmicutes e maior abundância do gênero Prevotella quando comparados aos outros dois grupos de hábitos alimentares. Entre os ovo-lactovegetarianos verificou-se maior proporção de Firmicutes especialmente do gênero Faecalibacterium. Nos onívoros, houve super-representação do filo Proteobacteria (Succinivibrio e Halomonas) comparados aos vegetarianos. 3) Indivíduos normoglicêmicos apresentaram maior abundância de Akkermansia muciniphila que aqueles com glicemia alterada. A abundância desta bactéria correlacionou-se inversamente à glicemia e hemoglobina glicosilada. 4) Foram identificados três enterótipos (Bacteroides, Prevotella e Ruminococcaceae), similares àqueles previamente descritos. As concentrações de LDL-C foram menores no enterótipo 2, no qual houve maior frequência de vegetarianos estritos. Discussão: 1) Conhecimentos sobre participação da microbiota na fisiopatologia de doenças poderão reverter em estratégias para manipulá-la para promover saúde. 2) Apoia-se a hipótese de que hábitos alimentares se associam favorável ou desfavoravelmente a características metabólicas e inflamatórias do hospedeiro via alterações na composição da microbiota intestinal. Sugerimos que a exposição a alimentos de origem animal possa impactar negativamente nas proporções de comunidades bacterianas. 3) Sugerimos que a abundância da Akkermansia muciniphila possa participar do metabolismo da glicose. 4) Reforçamos que a existência de três enterótipos não deva ser específica de certas populações/continentes. Apesar de desconhecido o significado biológico destes agrupamentos, as correlações com o perfil lipídico podem sugerir sua utilidade na avaliação do risco cardiometabólico. Conclusões: Nossos achados fortalecem a ideia de que a composição da microbiota intestinal se altera mediante diferentes hábitos alimentares, que, por sua vez, estão associados a alterações nos perfis metabólicos e inflamatórios. Estudos prospectivos deverão investigar o potencial da dieta na prevenção de distúrbios cardiometabólicos mediados pela microbiota.

Next-generation sequencing of iron-metabolism related genes in Portuguese patients with iron overload: novel pathogenic genetic variants

Objective: In Southern European countries up to one-third of the patients with hereditary hemochromatosis (HH) do not present the common HFE risk genotype. In order to investigate the molecular basis of these cases we have designed a gene panel for rapid and simultaneous analysis of 6 HH-related genes (HFE, TFR2, HJV, HAMP, SLC40A1 and FTL) by next-generation sequencing (NGS). Materials and Methods: Eighty-eight iron overload Portuguese patients, negative for the common HFE mutations, were analysed. A TruSeq Custom Amplicon kit (TSCA, by Illumina) was designed in order to generate 97 amplicons covering exons, intron/exon junctions and UTRs of the mentioned genes with a cumulative target sequence of 12115bp. Amplicons were sequenced in the MiSeq instrument (IIlumina) using 250bp paired-end reads. Sequences were aligned against human genome reference hg19 using alignment and variant caller algorithms in the MiSeq reporter software. Novel variants were validated by Sanger sequencing and their pathogenic significance were assessed by in silico studies. Results: We found a total of 55 different genetic variants. These include novel pathogenic missense and splicing variants (in HFE and TFR2), a very rare variant in IRE of FTL, a variant that originates a novel translation initiation codon in the HAMP gene, among others. Conclusion: The merging of TSCA methodology and NGS technology appears to be an appropriate tool for simultaneous and fast analysis of HH-related genes in a large number of samples. However, establishing the clinical relevance of NGS-detected variants for HH development remains a hard-working task, requiring further functional studies.

Geochemical and Microbiological Studies of Nitrous Oxide Variations within the New NEEM Greenland Ice Core During the Last Glacial Period

Deep polar ice cores provide atmospheric records of nitrous oxide (N₂O) and other trace gases reflecting climate history along with a parallel archive of microbial cells transported with mineral dust, marine and volcanic aerosols from around the globe. Our interdisciplinary study of 32 samples from different depths of the recently drilled NEEM Greenland ice core addressed the question whether the identified microorganisms were capable of post-depositional biological production of N₂O in situ. We used high-resolution geochemical and microbiological approaches to examine the N₂O concentrations, the quantitative distributions of dust, Ca⁺², NH₄⁺ and NO₃⁻ ¡ons related to N cycle pathways, the microbial abundance and diversity at specific NEEM core depths from 1758 m to 1867.8 m. Results showed varying concentrations of N₂O (220 –271.5 ppb). Microbial abundance fluctuated between 3.3 x 10⁴ and 3.3 x 10⁶ cells mL⁻¹ in direct correlation with dust and Ca²⁺ concentrations with higher cell numbers deposited during colder periods. The average values of NH₄⁺ and NO₃⁻ indicated that substrates were available for the microorganisms capable of utilizing them. PCR amplification of selected functional genes involved in bacterial and archaeal nitrification and denitrification was not successful. Sanger and Illumina MiSeq sequence analyses of SSU rRNA genes showed variable representation of Alpha-, Beta- and Gammaproteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria, chloroplasts and fungi. The metabolic potential of the dominant genera of Proteobacteria and Firmicutes as possible N₂O producers suggested that denitrification activity may have led to in-situ production and accumulation of N₂O.

Onkolyyttiset pikornavirukset ja echovirus 7:n käyttö viroterapiassa

Echovirus 7 (E-7) on enterovirus, joka kuuluu pikornaviruksiin, jotka ovat pieniä ja vaipattomia viruksia ja joilla on ikosahedraalinen rakenne. E-7-viruksen positiivissäikeisen ja yksijuosteisen RNA-genomin koko on noin 7500 emäsparia. Se käyttää solupinnan reseptorina DAF-molekyyliä, jota ilmentyy useissa solutyypeissä ja erityisesti syöpäso¬luissa. Onkolyyttiset virukset tuhoavat syöpäsoluja viruksen lyyttisen kierron ansiosta ja kohdistuvat spesifisesti soluihin, jotka ilmentävät viruksen käyttämää reseptoria. Rigvir on onkolyyttinen, elävä, geneettisesti muokkaamaton, soluadaptoitu E-7, joka on Latviassa hyväksytty viruslääkkeeksi melanoomaa vastaan. Työssä tutkittiin, miten Rigvir eroaa muista E-7-isolaateista genomiltaan ja infektiokyvyltään. E-7-viruskannat valittiin kokeisiin virusneutralisaatiotestin perusteella. Työn aikana virukset testattiin myös geneettisellä tyypitystestillä. E-7-virukset (Rigvir, E-7 Wallace ja 7 kliinistä isolaattia) infektoitiin kymmeneen eri solulinjaan ja virusinfektiota ja virusten aiheuttamaa solutuhoa seurattiin mikroskooppisesti ja RT-qPCR:n avulla. Pitkä-PCR-menetelmä kehitettiin virusgenomin kloonaamiseksi geenivektoriin. Illumina MiSeq -NGS-genomisekvensointimenetelmällä sekvensoitiin virus-RNA:ta ja pitkä-PCR-tuotteita, ja tällä pyrittiin näkemään isolaattien välisiä eroja genomitasolla. Rigvir ei eronnut infektiokyvyltään muista E-7-viruksista lukuun ottamatta SW480-paksusuolisyöpäsoluja. Yksikään virusisolaateista ei infektoinut rintasyöpäsoluja (MDA-MB-231 ja MCF-7). Kohdunkaulasyöpäsoluja (HeLa Ohio) infektoivat huonosti kaikki paitsi yksi kliinisistä E-7-isolaateista. Tyypityksessä selvisi, että kolme solukokeissa käytetyistä isolaateista oli E-19-tyyppiä, jotka infektoivat hyvin glioomasoluja. Tutkimuksessa todettiin, että E-7:llä on syöpäsoluja tuhoavia ominaisuuksia, mutta tulokset eivät osoittaneet Rigvirin tuhoavan syöpäsoluja paremmin kuin muut E-7-isolaatit. NGS-sekvensointi ajettiin kerran E-7-kannoista eristetyistä vRNA-paloista, joista kaksi saatiin sopimaan verrokkina käytettyyn Wallace-sekvenssiin. Eroja näkyi varsinkin 5’-pään alueella ja noin 6000 bp vastaavalla alueella. Pitkä-PCR-tuotteista ajettaessa saatiin kaikki näytteet sopimaan verrokkiin, ja eroja näkyi odotetusti 5’-pään alueella. PCR-tuotteet toimivat NGS:ssä paremmin kuin RNA-näytteet, mutta RNA-näytteiden käsittely on huomattavasti helpompaa kuin PCR-näytteiden tuottaminen virus-RNA:sta.