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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA PARASITÁRIA Brenda Elen Bizerra Alves VÍRUS ZIKA NO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE: ASPECTOS EPIDEMIOLÓGICOS E FILOGENÉTICOS. Natal 2018. BRENDA ELEN BIZERRA ALVES VÍRUS ZIKA NO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE: ASPECTOS EPIDEMIOLÓGICOS E FILOGENÉTICOS. Orientador: Prof. Dr. Josélio Maria Galvão de Araújo Natal 2018. Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Biologia Parasitária da Universidade Federal do Rio Grande do Norte para obtenção do Título de Mestre em Biologia Parasitária na área de Microbiologia. Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN Biblioteca Setorial Prof. Leopoldo Nelson - Centro de Biociências - CB Alves, Brenda Elen Bizerra. Vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte: aspectos epidemiológicos e filogenéticos / Brenda Elen Bizerra Alves. - Natal, 2018. 100 f.: il. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Biociências. Programa de Pós-Graduação em Biologia Parasitária. Orientador: Prof. Dr. Josélio Maria Galvão de Araújo. 1. Vírus Zika - Dissertação. 2. Rio Grande do Norte - Dissertação. 3. Epidemiologia - Dissertação. 4. Filogenia - Dissertação. I. Araújo, Josélio Maria Galvão de. II. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. III. Título. RN/UF/BSE-CB CDU 578.89 BRENDA ELEN BIZERRA ALVES Vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte: Aspectos epidemiológicos e filogenéticos. Aprovada em: 28/02/2018. Examinadores Prof. Dr. Josélio Maria Galvão de Araújo (Presidente) – Universidade Federal do Rio Rio Grande do Norte (UFRN) Prof. Dr. José Veríssimo Fernandes (1º Examinador) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte Prof. Dr. Daniel Carlos Ferreira Lanza (2º Examinador) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) Prof. Dr. João Felipe Bezerra (3º Examinador) – Faculdade Natalense de Ensino e Cultura (FANEC) Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Biologia Parasitária da Universidade Federal do Rio Grande do Norte para obtenção do Título de Mestre em Biologia Parasitária. Área de concentração: Biologia Parasitária AGRADECIMENTOS Inicialmente, agradeço a Deus por toda paz, luz, bênçãos e força que são combustíveis para a luta diária dos meus sonhos; Agradeço a minha família por todo suporte, ajuda, torcida e amor; Agradeço a todos os meus amigos por todo carinho, cuidado, atenção, companheirismo e momentos felizes que me proporcionam; Agradeço ao meu Orientador, Professor Josélio, por todo acolhimento, paciência, ensinamentos e incentivos. E por ser um grande exemplo de Professor, Orientador, Líder e Ser Humano inspirador. Agradeço de todo coração a toda Equipe do LADIC pela ajuda, paciência e colaboração. Sem dúvidas, a ajuda de todos foi essencial para a conclusão desse trabalho. Aproveito também para fazer um agradecimento especial a Hannaly por toda a cumplicidade desde o início do mestrado até essa etapa final de conclusão, agradeço a Deus por ter você presente em minha, tanto na vida acadêmica, quanto fora. Agradeço imensamente a Matheus, Alex e Gustavo por todo auxílio e ajuda com a Bioinformática. Aproveito também para agradecer ao meu Amigo Allan pela ajuda na elaboração dos mapas. A contribuição de vocês foi indispensável para a realização desse trabalho, agradeço de coração. Agradeço aos demais professores por aceitarem participar da minha banca examinadora, contribuindo desse modo para o enriquecimento desse trabalho. RESUMO O Rio Grande do Norte (RN) foi um dos primeiros Estados onde o vírus Zika foi incialmente detectado no Brasil, provavelmente devido ao fluxo de turistas, ao alto grau de infestação do Aedes aegypti e a precariedade do saneamento ambiental. A presença desse arbovírus no RN, a notificação de casos graves, a escassez de trabalhos disponíveis sobre esse tema e sua possível introdução do vírus no Brasil durante a Copa das Confederações de 2013, serviram de motivação para a realização desse estudo que buscou investigar a circulação do vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte e realizar a caracterização molecular dos vírus isolados durante o período de junho de 2013 a dezembro de 2016. Durante esse período, amostras de pacientes foram analisadas através da técnica de transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase em tempo real (qRT-PCR) para a detecção do genoma viral. A infecção pelo ZIKV foi confirmada em 8,97% (73/814) dos casos estudados. A análise da distribuição espacial do vírus pelas diferentes microrregiões do Estado, mostrou sua circulação em 16 municípios. Os municípios com maior número de casos confirmados foram Natal e Parnamirim. O período com maior incidência da infecção ocorreu nos meses de março, abril e maio de 2015, entretanto, as maiores proporções de casos positivos ocorreram nos meses de novembro e dezembro de 2014 e fevereiro de 2015. A maioria dos casos de infecção por Zika ocorreu em pacientes do sexo feminino, mas sem diferença significativa em relação ao sexo masculino. A infecção pelo vírus Zika atingiu todas as faixas etárias com praticamente as mesmas taxas de incidência da infecção. Nenhuma correlação entre a estimativa de viremia e o tempo de doença nos pacientes foi encontrada, assim como, não foram encontradas diferenças significativas na viremia de acordo com o tipo de amostra analisada (soro/sangue total), mas houve uma diferença significativa na viremia entre o quarto e quinto dia de sintomas analisados. A análise filogenética indicou que a linhagem do ZIKV circulante no estado do Rio Grande do Norte pertence ao genótipo Asiático. Ao comparar os vírus isolados nesse estudo com as cepas ascestrais isoladas na Malásia foram identificadas três mutações que geraram mudanças de aminoácidos: D393E, V473M e T487M. Essas mutações foram encontradas no domínio III da proteína (E) e provavelmente, influenciam na patogenicidade das cepas dos vírus Zika circulantes no Estado do RN. Esse estudo fornece subsídios necessários para compreender a distribuição e a dinâmica da doença no estado do Rio Grande do Norte e a caracterização genética é fundamental para a compreensão dos aspectos biológicos do vírus. Palavras-chave: Vírus Zika. Rio Grande do Norte. Epidemiologia. Filogenia. ABSTRACT Rio Grande do Norte (RN) was one of the first states where the virus was initially detected in Brazil, probably due to the tourists flow, the high degree of Aedes aegypti infestation and the precariousness of environmental sanitation.The presence of this arbovirus in RN, the notification of severe cases, the scarcity of available works on this subject and its possible introduction of the virus in Brazil during the Confederations Cup 2013, served as motivation for the accomplishment of this study that sought to investigate the circulation of the Zika virus in the State of Rio Grande do Norte and to perform the molecular characterization of the isolated viruses during the period from June 2013 to December 2016. In this period, patient samples were analyzed using the reverse transcription technique followed by real-time polymerase chain reaction (qRT- PCR) for the detection of the viral genome. ZIKV infection was confirmed in 8.97% (73/814) of the cases studied. The analysis of the spatial distribution of the virus by the different micro regions of the State showed its circulation in 16 municipalities. The municipalities with the highest number of confirmed caseswere Natal and Parnamirim. The period with the highest incidence of infection occurred in the months of March, April and May of 2015 however, the highest proportions of positive cases occurred in the months of November and December of 2014 and February of 2015. The majority of cases of Zika infection occurred in female patients, but without significant difference in relation to males. Zika virus infection reached all age groups with practically the same infection incidence rates. No correlation between viremia estimation and disease time in patients was found, as well as, no significant differences in viremia according to the type of sample analyzed (serum/whole blood), but there was a significant difference in viremia between the fourth and fifth day of symptoms analyzed. Phylogenetic analysis indicated that the circulating ZIKV in the state belong to the Asian genotype.The amino acid comparison between ZIKV identified in this study and the ancestral strains isolated in Malaysia showed three mutations with amino acid changes: D393E, V473M and T487M. These mutations were found in domain III of the protein (E), and probably influence the pathogenicity of Zika virus strains circulating in Rio Grande do Norte. This study provides the necessary inputs to understand the distribution and dynamics of the disease in the State of Rio Grande do Norte and the genetic analyses are fundamental for understanding the biological aspects of the virus. Keywords: Zika virus. Rio Grande do Norte. Epidemiology. Phylogeny. LISTA DE FIGURAS Figura 1. Partícula viral e organização do genoma do vírus Zika. O vírus Zika apresenta em sua estrutura um envelope contendo as proteínas E e M, além de um capsídeo com simetria icosaédrica e um genoma de RNA. O genoma apresenta duas porções não codificantes (5’ÚTR e 3´UTR) e uma porção codificante que origina três proteínas estruturais e sete proteínas não estruturais. ............................................. 21 Figura 2. Representação esquemática e estrutural da Proteína (E) do vírus Zika. A proteína (E) possui cerca de 505 aminoácidos, apresenta-se sob a forma de dímero e possui três domínios: Domínio I (vermelho), domínio II (amarelo) e domínio III (azul). .................................................................................................................................. 22 Figura 3. Ciclo replicativo do vírus Zika. A infecção pelo ZIKV inicia-se com a fixação do vírus aos receptores celulares (1). Em seguida, ocorre o processo de endocitose, com a formação do endossomo (2). A acidificação do endossomo promove a fusão entre o envelope viral e a membrana do endossomo, resultando na liberação do nucleocapsídeo (3) e logo após, ocorre a liberação do genoma viral (4) no citoplasma da célula. O RNA genômico é traduzido em uma única poliproteína que dá origem às proteínas estruturais e não estruturais. As proteínas não estruturais irão auxiliar na formação de novos RNAs virais genômicos, enquanto as proteínas estruturais irão compor a estrutura das novas partículas virais. A montagem dessas partículas ocorre no RE (5) e o processo de maturação ocorre no complexo de Golgi (6). Os virions maduros (7) são liberados da célula por exocitose (8). ............................................. 25 Figura 4. Mosquitos Aedes aegypti e Aedes albopictus. a) Mosquito Aedes aegypti apresentando em seu escudo escamas branco-prateadas dispostas em formato de lira. b) Mosquito Aedes albopictus com escamas prateadas organizadas em uma faixa longitudinal. ............................................................................................................... 26 Figura 5. Perímetro cefálico (PC) de um recém-nascido sem microcefalia (PC ≥ 32), com microcefalia (PC com dois desvios-padrão abaixo da média) e microcefalia severa (PC com três desvios-padrão abaixo da média). ........................................... 32 Figura 6. Mapa do mundo demonstrando circulação do ZIKV até março de 2017. ... 38 Figura 7. Árvore filogenética demonstrando que o vírus Zika possui duas linhagens, uma Asiática e outra Africana. ................................................................................... 43 Figura 8. Localização do Estado do Rio Grande do Norte. ....................................... 48 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933555 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933555 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933555 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933555 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933555 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933556 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933556 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933556 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933556 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933557 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933558 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933558 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933558 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933558 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933559file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933559 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933559 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933560 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933561 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933561 Figura 9. Mapa do Rio grande do Norte demonstrando a distribuição dos casos estudados e com infecção confirmada pelo vírus Zika. ............................................. 63 Figura 10. Mapa do Rio Grande do Norte indicando a distribuição dos casos confirmados de ZIKV por mesorregião potiguar. ....................................................... 65 Figura 11. Fluxograma mostrando a distribuição espaço-temporal da infecção pelo vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte. .......................................................... 66 Figura 12. Distribuição mensal por ano dos casos confirmados de infecção pelo vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte. .................................................................. 67 Figura 13. Casos confirmados de infecção pelo vírus Zika de acordo com o gênero. .................................................................................................................................. 69 Figura 14. A) Distribuição dos casos positivos para o vírus Zika de acordo com a faixa etária. B) Frequência de casos positivos para o vírus Zika de acordo com a faixa etária. .................................................................................................................................. 70 Figura 15. Análise dos valores do Ct (Cycle Threshold) em relação ao tempo de doença nos pacientes. .............................................................................................. 70 Figura 16. Análise dos valores do Ct (Cycle Threshold) por dia de sintomas (primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto e sexto dia de sintomas). ...................................... 71 Figura 17. Análise dos valores do Ct (Cycle Threshold) em relação ao tipo de amostra (soro/sangue total). ................................................................................................... 71 Figura 18. Árvore filogenética dos vírus Zika circulantes no Rio Grande do Norte. As cepas sequenciadas nesse estudo, marcadas em vermelho, pertencem a Linhagem Asiática. Árvore construída através do método estatístico de Máxima Verossimilhança, utilizando o modelo de substituição de Kimura - 2 parâmetros. Os valores de bootstrap, localizam-se próximos aos ramos da árvore. ............................................................ 74 Figura 19. Alinhamento das sequências de aminoácidos da proteína (E) mostrando as substituições (D393E, V473M e T487M) detectadas nas cepas dos vírus Zika isolados nesse estudo. ............................................................................................................ 75 Figura 20. Substituições D393E, V473M e T487M detectadas no domínio III da proteína (E) do envelope do vírus Zika. .................................................................... 75 Figura 21. Estrutura Tridimensional da proteína (E) dos vírus Zika isolados nesse estudo. As substituições D393E, V474M e T487M estão marcadas em vermelho. .. 76 Figura 22. Comparação da estrutura da proteína (E) dos vírus isolados nesse estudo, representada com a cor azul, com a estrutura da proteína (E) da cepa da Malásia file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933563 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933563 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933564 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933564 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933565 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933565 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933566 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933566 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933567 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933567 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933568 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933568 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933568 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933569 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933569 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933570 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933570 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file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933572 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933573 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933573 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933573 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933574file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933574 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933575 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933575 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933576 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933576 (KX694533), representada com a cor amarela. As substituições D393E, V474M e T487M estão marcadas em vermelho. ...................................................................... 77 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933576 file:///C:/Users/bianc/OneDrive/Documentos/BRENDA/DISSERTAÇÃO/CORREÇÕES%20FINAIS/DISSERTAÇÃO%20-%20BRENDA%20ALVES%20-%20DEFESA.docx%23_Toc514933576 LISTA DE TABELAS Tabela 1. Relação dos oligonucleotíodeos utilizados na transcrição reversa seguida da reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) para detecção do vírus Zika (Y = T ou C, R = A ou G). ......................................................................... 50 Tabela 2. Relação dos reagentes utilizados na transcrição reversa seguida pela reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) para pesquisa do vírus Zika. .......................................................................................................................... 51 Tabela 3. Oligonucleotídeos iniciadores desenhados para o sequenciamento do gene do envelope (E) do virus Zika. ................................................................................... 53 Tabela 4. Reagentes utilizados na reação de síntese de cDNA................................ 55 Tabela 5. Percentual de detecção do ZIKV por ano de estudo. ................................ 62 Tabela 6. Percentual de detecção do vírus Zika por Mesorregião Potiguar. ............. 64 Tabela 7. Análise mensal quantitativa por ano dos casos de infecção pelo vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte. .......................................................................... 67 Tabela 8. Informações sobre as amostras utilizadas no sequenciamento. ............... 72 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS A. aegypti: Aedes aegypti A. albopictus: Aedes albopictus CHIKV: Vírus chikungunya CIEVS: Centro de Informações Estratégicas em Vigilância em Saúde Ct: Cycle threshold DENV: Vírus dengue ECP: Efeito citopático ELISA: Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay EMPARN: Empresa de Pesquisa Agropecuária IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IFN: Interferon ISO: Organização Internacional de Normalização kDa: Kilodaltons LADIC: Laboratório de Biologia Molecular de Doenças Infecciosas e do Câncer LACEN: Laboratório Central Doutor Almino Fernandes LBMG: Laboratório de Biologia Molecular e Genômica µ: Microlitro ORF: Open Reading Frame PAHO: Pan American Health Organization PDB: The Protein Data Bank qRT-PCR: Transcrição reversa seguida da reação em cadeia pela polimerase em tempo real RE: Retículo Endoplasmático RN: Rio Grande do Norte RNA: Ácido ribonucleico RNAv: RNA viral RT-PCR: Transcrição reversa seguida da reação em cadeia pela polimerase SCZ: Síndrome Congênita do Zika SGB: Síndrome de Guillain-barré SEPLAM Secretaria de Estado do planejamento e das finanças SESAP: Secretaria de Estado e de Saúde Pública SLEV: Vírus da encefalite Saint Louis SVS: Secretária de Vigilância em Saúde VNO: Vírus do Nilo Ocidental WHO: World Health Organization ZIKV: Vírus Zika SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17 1.1 Breve histórico ................................................................................................. 18 1.2 O Vírus ......................................................................................................... 19 1.3 Transmissão vetorial .................................................................................... 25 1.4 Transmissão não vetorial ............................................................................. 28 1.5 Manifestações clínicas ................................................................................. 29 1.5.1 Complicações graves ................................................................................ 30 1.5.1.2 Síndrome Congênita do Zika (SCZ) .................................................... 31 1.6 Patogênese ...................................................................................................... 33 1.7 Diagnóstico ...................................................................................................... 34 1.8 Tratamento atual e perspectivas ...................................................................... 35 1.9 Epidemiologia .................................................................................................. 37 1.9.1 Epidemiologia no Mundo ........................................................................... 37 1.9.2 Epidemiologia nas Américas .................................................................... 38 1.9.3 Epidemiologia no Brasil ............................................................................. 39 1.9.4 Epidemiologia no Rio Grande do Norte ..................................................... 40 1.9.5 Epidemiologia associada a distúrbios neurológicos .................................. 41 1.10 Diversidade genética ..................................................................................... 42 2 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................... 45 3 OBJETIVOS ........................................................................................................... 46 3.1 Objetivo geral ................................................................................................... 46 3.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 46 4 MATERIAL E MÉTODOS ....................................................................................... 47 4.1 Tipo de estudo ................................................................................................. 47 4.2 Local do estudo ............................................................................................... 47 4.3 Amostras Clínicas ............................................................................................ 48 4.4 Extração do RNA total ..................................................................................... 49 4.5 Transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase em tempo real (qRT-PCR) para pesquisa do Vírus Zika ........................................................ 49 4.6 Isolamento Viral ............................................................................................... 51 4.7 Sequenciamento e Análise Filogenética .......................................................... 52 4.7.1 Sequenciamento do gene do envelope ................................................. 52 4.7.1.1 Oligonucleotídeos iniciadores ............................................................. 52 4.7.1.2 Gradiente de temperatura ................................................................... 54 4.7.1.3 Síntese de cDNA ................................................................................54 4.7.1.4 PCR para Sequenciamento ................................................................ 55 4.7.1.5 Purificação do produto de PCR por extração de gel de agarose ....... 56 4.7.1.6 Purificação direta do produto de PCR ................................................ 57 4.7.1.7 Quantificação de DNA ........................................................................ 57 4.7.1.8 Reação de Sequenciamento .............................................................. 58 4.7.1.9 Purificação e precipitação de DNA para remoção de Dye terminators ....................................................................................................................... 58 4.7.2 Caracterização genética ............................................................................ 59 4.7.2.1. Elaboração do banco de sequências nucleotídicas ........................... 59 4.7.2.2 Análises de Sequências ..................................................................... 59 4.8 Construção da estrutura tridimensional da Proteína (E) .................................. 60 4.9 Análises epidemiológicas e estatísticas ........................................................... 60 4.10 Considerações éticas..................................................................................... 61 5 RESULTADOS ....................................................................................................... 62 5.1 Monitoramento do vírus Zika no Estado Rio Grande do Norte durante o período de junho de 2013 a dezembro de 2016. ................................................... 62 5.2 Distribuição geográfica dos casos de infecção por Zika no Rio grande do Norte, de junho de 2013 a dezembro de 2016....................................................... 63 5.3 Distribuição espaço - temporal dos casos de infecção por Zika no Rio grande do Norte, de junho de 2013 a dezembro de 2016. ................................................. 65 5.4 Distribuição dos casos de infecção por Zika no Rio Grande do Norte, de acordo com o gênero ............................................................................................. 69 5.5 Distribuição dos casos de infecção por Zika no Rio Grande do Norte, de acordo com a faixa etária....................................................................................... 69 5.6 Avaliação dos valores do Ct (Cycle Threshold) na infecção ocasionada pelo vírus Zika. .............................................................................................................. 70 5.7 Caracterização genética dos vírus Zika isolados no Rio Grande do Norte. ..... 72 5.8 Análise estrutural da Proteína (E) .................................................................... 74 6 DISCUSSÃO .......................................................................................................... 78 6. 1 Análise Epidemiológica ................................................................................... 78 6.2 Análise Filogenética ......................................................................................... 81 6.3 Modelagem proteica ........................................................................................ 82 7 CONCLUSÕES ...................................................................................................... 83 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 84 ANEXOS ................................................................................................................... 98 17 1 INTRODUÇÃO O termo ecológico arbovírus refere-se aos vírus que realizam ciclos complexos que envolvem vetores artrópodes hematófagos, como hospedeiros intermediários, e vertebrados susceptíveis (FIGUEIREDO, 2007). Nos últimos anos, as arboviroses tornaram-se ameaças constantes em regiões tropicais (LOPES et al., 2014). Os arbovírus são altamente capazes de emergir e distribuir-se para novas regiões geográficas (BALM et al., 2012). Inúmeros são os fatores qube contribuem para a emergência desses arbovírus, dentre eles: alterações genéticas que aumentam a adaptação viral, mudanças climáticas, crescimento populacional, urbanização desordenada e a globalização que aumentou o número de viagens, intensificando o fluxo de pessoas por diferentes regiões do mundo (MUSSO & GUBLER, 2016). Alguns arbovírus importantes tais como Dengue (DENV), Chikungunya (CHIKV), Zika (ZIKV) e Febre amarela (YFV) cocirculam atualmente no Brasil (SVS, 2017; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2018). Os vírus Chikungunya e Zika se dispersaram e ocasionaram epidemias globais, porém o ZIKV provocou um maior impacto na saúde pública devido à sua associação com casos de microcefalia e malformações congênitas em recém-nascidos e sua associação com síndrome neurológica de Guillain-Barré em adultos (WHITE et al., 2017). O Rio Grande do Norte (RN) foi um dos primeiros estados onde o vírus Zika foi inicialmente detectado no Brasil (ZANLUCA et al., 2015), circulando intensamente nos municípios desse Estado durante os anos de 2015 e 2016 e ocasionando casos graves de microcefalia e outras malformações congênitas (SESAP, 2016; SESAP, 2017b). Isso se deu, provavelmente, em consequência da precariedade no sistema de saneamento ambiental e condições climáticas favoráveis que possibilitam o desenvolvimento dos vetores e o intenso fluxo de pessoas (em virtude do turismo) que pode ter favorecido a transmissão e manutenção dos casos de infecção pelo vírus Zika no Estado (LOPES et al., 2014). Diante disso, espera-se que a vigilância virológica realizada nesse estudo, com o auxílio de técnicas moleculares, promova a compreensão da origem e dispersão 18 dessa doença no Rio Grande do Norte e que através das análises filogenéticas identifiquemos a linhagem das cepas circulantes no RN, que permite correlacionar com os casos graves (a partir das análises de mutações presentes nos vírus) e que possamos também avaliar a história evolutiva desses vírus. 1.1 Breve histórico O vírus Zika, assim chamado, porque foi isolado pela primeira vez na Floresta Zika (situada em Uganda no continente Africano) em abril de 1947. Esse vírus foi isolado a partir de um macaco Rhesus sentinela, utilizado para avaliar a circulação do vírus da Febre Amarela naquela região. No ano seguinte (1948), o vírus foi isolado de um pool de 86 mosquitos Aedes Africanus capturados também na Floresta Zika, caracterizando-os portanto, como vetor de transmissão do ciclo silvestre nos macacos (DICK et al., 1952). O primeiro relato de infecção em humanos ocorreu em 1952, quando Smithburn (1952) realizou um estudo com soros humanos provenientes da Uganda e da Tanzânia e detectou a presença de anticorpos neutralizantes contra o vírus. Nesse mesmo ano, o vírus foi isolado de uma paciente do sexo feminino de 10 anos de idade, durante uma epidemia de icterícia ocorrida na Nigéria (MACNAMARA, 1954). Em 1956, o estudo realizado por Bearcroft (1956) avaliou a infecção pelo ZIKV em um voluntário humano. Nesse estudo, o vírus foi inoculado por via subcutânea e a infecção foi demonstrada pelo aumento dos títulos de anticorpos e através do isolamento viral a partir do sangue desse voluntário. Ainda nesse ano, Boorman e Porterfield (1956) evidenciaram experimentalmente a capacidade de infecção, replicação e transmissão viral pelos mosquitos Aedes aegypti. Nos anos seguintes (1961 a 1963), estudos realizados com vetores na Floresta Zika, obtiveram 12 isolados do vírus a partir de pools de Aedes africanus, sugerindo essa espécie como principal vetor do ciclo silvestre naquela localidade (HADDOW et al., 1964). O primeiro relato clínico completo da doença foi descrito por Simpson, em 1964, que descreveu sua própria infecção. Em seu segundo dia de doença apresentou19 erupção cutânea maculopapular no rosto, pescoço, tronco e braços com propagação para as palmas das mãos e plantas dos pés, febre passageira, mal estar e dor nas costas. No terceiro dia, apresentou uma melhora do quadro clínico, com persistência apenas da erupção cutânea que desapareceu no quinto dia de doença (HAYES, 2009). Durante 30 anos (1951 a 1981), o vírus se disseminou por outros países do continente Africano e também por alguns países da Ásia, sendo isolado de mosquitos Aedes aegypti, em 1966, na Malásia (HAYES, 2009; SHEN et al., 2016). Os primeiros casos de infecção no continente Asiático foram relatados na Indonésia, no ano de 1977 (MUSSO & GUBLER, 2016). Com a disseminação, para outros países, o vírus tornou- se endêmico na África e Sudeste da Ásia (IOOS et al., 2014). 1.2 O Vírus O vírus Zika é um arbovírus do grupo B, pertencente à família Flaviviridae e ao gênero Flavivirus, assim como outros arbovírus de importância epidemiológica como os vírus dengue, o da febre amarela e o do Nilo Ocidental (PLOURDE & BLOCH, 2016). A família Flaviviridae é composta por três gêneros: Flavivirus, Pestivirus e Hepacivirus e dois grupos de vírus (GBV-A e GBV-C) que aguardam a classificação formal. Os membros dessa família apresentam similaridades quanto ao ciclo replicativo, organização do genoma e morfologia viral (LINDENBACH et al., 2007). O gênero Flavivirus inclui um número elevado de espécies taxonomicamente reconhecidas, com mais de 70 vírus. As inúmeras espécies pertencentes a esse gênero caracterizam-se por serem vírus pequenos com diâmetro entre 40 a 60 nm, envelopados, capsídeo com simetria icosaédrica e genoma constituído por uma única fita de ácido ribonucleico (RNA) de sentido positivo contendo cerca de 10.794 nucleotídeos, flanqueado pelas regiões 5’ e 3’ não codificantes (KUNO & CHANG, 2007; LINDENBACH et al., 2007). A única fase aberta de leitura (open reading frame, ORF) do genoma é responsável por codificar uma única poliproteína que após ser processada por proteases do vírus e da célula, origina as proteínas estruturais e não estruturais dos vírus (BALEOTTI et al., 2003; CHAMBERS et al., 1990; LINDENBACH 20 et al., 2007; FAYE et al., 2014). As regiões não codificantes 5’ e 3’ dos flavivírus possuem cerca de 100 nucleotídeos (nt) e de 400 a 700 nt, respectivamente (LINDENBACH et al., 2007). A região 5’ possui CAP tipo I (m7GpppAmpN2) e caracteriza-se por não ser bem conservada dentre as diferentes espécies de flavivírus (LINDENBACH et al., 2007; LINDENBACH & RICE, 2003). A região 3’ não possui cauda poliadenilada (LINDENBACH & RICE, 2003) e apresenta grande variabilidade, contudo, algumas regiões conservadas (conserved sequence, CS) são encontradas e estão envolvidas na estrutura secundária dos flavivírus (LINDENBACH, 2007; KUNO & CHANG, 2007). Estruturalmente, o ZIKV é semelhante aos outros flavivírus, como o vírus do Nilo Ocidental (VNO), vírus da encefalite japonesa (JEV), vírus da dengue (DENV) e vírus da febre amarela (YFV) (KOSTYUCHENKO et al., 2016), porém, apresenta em seu envelope uma região altamente variável, situada próximo a um importante sítio de glicosilação que contém o aminoácido asparagina na posição 154 (Asn154) e está associado a virulência nos flavivírus. Essas diferenças estruturais podem ser importantes para o entendimento da patogênese da doença (SIROHI et al., 2016). Assim como os demais flavivírus, sua única ORF codifica uma poliproteína contendo aproximadamente 3.419 aminoácidos cuja clivagem origina as proteínas estruturais e não estruturais do vírus. As proteínas estruturais são três: capsídeo (C), envelope (E) e pré-membrana (prM) que após a clivagem torna-se (M). Além das proteínas estruturais, a poliproteína também origina sete proteínas não estruturais: NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B e NS5 (CHAMBERS et al., 1990; KUNO & CHANG, 2007) (Figura 1). 21 Fonte: Adaptado RATHER et al. (2017b). O envelope viral é constituído por uma bicamada lipídica e contém 180 cópias de cada uma das glicoproteínas estruturais (E) e (M) (LINDENBACH et al., 2007; ZHANG et al., 2014). A glicoproteína (E) possui aproximadamente 500 aminoácidos (MUKHOPADHYAY et al., 2005), peso molecular de 53 kilodaltons (kDa) (LINDENBACH & RICE, 2003) e apresenta-se sob a forma de dímero, contendo em cada monômero 3 domínios: DI, DII e DIII (KOSTYUCHENKO et al., 2016). O domínio I localiza-se no centro do monômero, unindo os domínios II e III, portanto, atua na organização estrutural do envelope. O domínio II é essencial para a fusão do vírus com a membrana da célula hospedeira (DAI et al., 2016; YE et al., 2016). O domínio III permite a ligação do vírus ao receptor celular (ZHANG et al., 2014), contém também um sítio de ligação para a Imunoglobulina G (IgG) e ainda, desempenha um importante papel na etapa de fusão (KOSTYUCHENKO et al., 2016) (Figura 2). Figura 1. Partícula viral e organização do genoma do vírus Zika. O vírus Zika apresenta em sua estrutura um envelope contendo as proteínas E e M, além de um capsídeo com simetria icosaédrica e um genoma de RNA. O genoma apresenta duas porções não codificantes (5’ÚTR e 3´UTR) e uma porção codificante que origina três proteínas estruturais e sete proteínas não estruturais. 22 Fonte: Adaptado DAI et al. (2016). A proteína (M) possui cerca de 75 aminoácidos e origina-se a partir da clivagem da proteína precursora prM (~ 165 aminoácidos) (MUKHOPADHYAY et al., 2005) que ocorre durante a passagem do vírus pelo complexo de Golgi da célula hospedeira, sendo essencial para a maturação dos virions (STIASNY & HEINZ, 2006). Nesse processo, o fragmento “pr” é removido, a proteína torna-se (M) e por fim, os novos virions maduros são liberados por exocitose (LINDENBACH & RICE, 2003). Acredita- se que a função da prM, em virions imaturos, seja de evitar alterações estruturais na glicoproteína (E) induzidas pelo pH ácido durante sua passagem pelo complexo de Golgi (STIASNY & HEINZ, 2006). A proteína (C), que forma o capsídeo, possui aproximadamente 120 aminoácidos, apresenta peso molecular de aproximadamente 11 kDa e é altamente básica por conter em sua estrutura inúmeros aminoácidos com cargas positivas (CHAMBERS et al., 1990; LINDENBACH et al., 2007; MUKHOPADHYAY et al., 2005). Figura 2. Representação esquemática e estrutural da Proteína (E) do vírus Zika. A proteína (E) possui cerca de 500 aminoácidos, apresenta-se sob a forma de dímero e possui três domínios: Domínio I (vermelho), domínio II (amarelo) e domínio III (azul). 23 Dentre as proteínas não estruturais, a NS1 possui aproximamente 46 kilodaltons (LINDENBACH et al., 2007) é dimérica, glicosilada e possivelmente atua no processo de replicação viral (JACOBS et al., 2000; LINDENBACH et al., 2007). Acredita-se que a perda de um códon da porção gênica da NS1, possibilitou a adaptação do ZIKV aos humanos (ABUSHOUK, NEGIDA & AHMED, 2016). A NS2A é relativamente pequena (22 kDa), hidrofóbica e atua nas mudanças entre a replicação do RNA viral e o seu empacotamento (LINDENBACH et al., 2007). A NS2B também é uma pequena proteína (14 kDa) (LINDENBACH et al., 2007) e quando associada a NS3 forma um complexo proteico estável que atua como cofator da serino protease (NS3-NS2B) (FALGOUT et al., 1991). Sabe-se que a protease do vírus Zika NS2B-NS3 é essencial para a clivagem da poliproteína viral e consequentemente para o ciclo replicativo do vírus, por isso atualmente é bastante estudada para o desenvolvimento de possíveis antivirais (ROY et al., 2017). Conforme observado também em outros flavivírus, o domínio NS3 do vírus Zika também necessita da proteína NS2B para o seu correto dobramento, sendo consequentemente essencial para a correta atividade da protease (ROY et al., 2017). A NS3 é uma proteína multifuncional (70 kDa) por apresentar atividadede nucleotídeo trifosfatase, de RNA helicase e apresenta em seu terço N-terminal atividade de protease (NS2B-NS3) que promove a clivagem da poliproteína e atua também na replicação do RNA viral (LI et al., 1999; LINDENBACH et al., 2007). A NS4A e NS4B são pequenas proteínas hidrofóbicas de 16 kDa e 27 kDa, respectivamente, e estão envolvidas no processo de replicação viral (LINDENBACH et al., 2007). A proteína NS4A do ZIKV mostrou-se determinante para a patogênese do vírus (JAVED et al., 2017). Por fim, a NS5 é a maior (103 kDa) proteína do gênero Flavivirus. Essa proteína apresenta em seu domínio N-Terminal atividade de metiltransferase e também um outro domínio com atividade de RNA polimerase dependente de RNA. Dessa forma, esses domínios atuam em conjunto permitindo a síntese e extensão dos RNAs nascentes (CHAMBERS et al., 1990; LINDENBACH et al., 2007; WANG et al., 2017). O estudo realizado por Wang et al. (2017) verificou que a proteína NS5 do vírus Zika apresenta ~ 68% de identidade com a NS5 do vírus da encefalite japonesa (VEJ) e ~ 66% com a do DENV-3. Esses percentuais correspondem as diferenças estruturais 24 identificadas no ZIKV no domínio com atividade de metiltransferase e também no domínio com atividade de RNA polimerase dependente de RNA. A infecção pelo ZIKV inicia-se com a fixação do vírus aos receptores celulares presentes na membrana plasmática da célula hospedeira (CHU & NG, 2004), em seguida, ocorre o processo de endocitose mediado por proteínas do tipo clatrinas, que permite a entrada do vírus na célula através de uma vesícula formada a partir da membrana celular (LINDENBACH & RICE, 2003). No interior do endossomo, o pH torna-se ácido e promove uma alteração conformacional na glicoproteína (E) na qual expõe os peptídeos de fusão, que promovem a fusão entre o envelope viral e a membrana do endossomo, com a consequente liberação do nucleocapsídeo viral no citoplasma da célula hospedeira (LINDENBACH & RICE, 2003; MUKHOPADHYAY et al., 2005). Em seguida, o nucleocapsídeo libera o genoma viral no citoplasma da célula (LINDENBACH et al., 2007; VAN DER SCHAAR et al., 2007) (Figura 3). Após a liberação do genoma viral no citosol da célula, o ciclo replicativo irá ocorrer em quatro fases: tradução do RNA genômico na poliproteína que dá origem às proteínas estruturais e não estruturais, síntese de uma fita de RNA de polaridade negativa que serve como molde para a replicação do RNA viral, mobilização das proteínas estruturais para a montagem de partícula viral no Retículo Endoplasmático (RE) e liberação do virions maduros (SHANKAR, PATIL & SKARIYACHAN, 2017). A replicação viral inicia-se quando o RNA genômico do vírus que funciona como RNA mensageiro, é traduzido em uma única poliproteína que após ser processada por proteases do vírus e da célula hospedeira, dá origem às proteínas estruturais e não estruturais do vírus. As proteínas não estruturais atuam em conjunto para promover a transcrição do RNA genômico em uma fita complementar de RNA de polaridade negativa que serve como molde para a replicação do RNA viral genômico (LINDENBACH & RICE, 2003; SCHAAR et al., 2007; ZHANG et al., 2014). As proteínas estruturais prM e E juntas, formam o complexo prM-E que se insere na membrana do Retículo Endoplasmático (RE). Ao mesmo tempo, as unidades da proteína C se reúnem para formar os nucleocapsídeos que contém as réplicas do RNA viral genômico recém-sintetizados. Esses nucleocapsídeos ancoram na membrana do RE, onde o complexo prM-E está inserido, sendo este o local de onde brotam as partículas virais imaturas (SCHAAR et al., 2007; ZHANG et al., 2014). Essas partículas são transportadas através do complexo de Golgi e durante esse trajeto, ocorrem 25 mudanças conformacionais que permitem a clivagem da proteína (prM) pela proteína furina dando origem a proteína (M) (STIASNY & HEINZ, 2006). Essa alteração promove a exposição da proteína (E) ao baixo pH, bem como sua glicosilação. O ambiente ácido provoca um rearranjo da proteína (E) de dímeros para trímeros (STIASNY & HEINZ, 2006). Essa mudança para o estado trimérico é irreversível e torna a proteína (E) fusogênica. Após essas alterações estruturais, os virions tornam- se maduros e são liberados da célula por exocitose (SCHAAR et al., 2007; ZHANG et al., 2014) (Figura 3). Fonte: Adaptado SAXENA et al. (2016). 1.3 Transmissão vetorial O ZIKV é transmitido principalmente por mosquitos pertencentes ao gênero Aedes, sendo os mosquitos da espécie Aedes aegypti os principais vetores de transmissão Figura 3. Ciclo replicativo do vírus Zika. A infecção pelo ZIKV inicia-se com a fixação do vírus aos receptores celulares (1). Em seguida, ocorre o processo de endocitose, com a formação do endossomo (2). A acidificação do endossomo promove a fusão entre o envelope viral e a membrana do endossomo, resultando na liberação do nucleocapsídeo (3) e logo após, ocorre a liberação do genoma viral (4) no citoplasma da célula. O RNA genômico é traduzido em uma única poliproteína que dá origem às proteínas estruturais e não estruturais. As proteínas não estruturais irão auxiliar na formação de novos RNAs virais genômicos, enquanto as proteínas estruturais irão compor a estrutura das novas partículas virais. A montagem dessas partículas ocorre no RE (5) e o processo de maturação ocorre no complexo de Golgi (6). Os virions maduros (7) são liberados da célula por exocitose (8). 26 embora, os mosquitos Aedes albopictus também motivem grande preocupação na saúde pública devido a sua competência vetorial (IOOS et al., 2014; ZAMMARCHI et al., 2014; PINTO JUNIOR, 2015). O ciclo evolutivo desses mosquitos ocorre em duas fases, uma aquática na qual permite o desenvolvimento do ovo, larva e pupa e a outra fase, a alada, que permite a formação do mosquito adulto e ocorre no ambiente terrestre (TAVEIRA et al., 2001). Quando adulto, a diferenciação dessas espécies ocorre através da observação da distribuição das escamas (existentes na porção do escudo) desses vetores. Os mosquitos Aedes aegypti possuem escamas branco- prateadas dispostas em formato de lira, já os Aedes albopictus apresentam escamas prateadas dispostas em uma faixa longitudinal (CONSOLI & OLIVEIRA, 1994) (Figura 4). Fonte: Adaptado TORESDAHL & ASIF (2016). Esses vetores estão envolvidos em ciclos de transmissão silvestres e urbanos (IOOS et al., 2014). Tanto no Brasil quanto em outros países do continente Americano, a transmissão do vírus Zika ocorre através do ciclo urbano. Os mosquitos Aedes aegypti possuem alta capacidade vetorial devido aos seus hábitos diurnos; alimentação hematofágica, realizada pelas fêmeas, com múltiplos repastos que aumenta o risco de infecção do vetor e de transmissão de doenças (TAVEIRA et al., 2001; NATAL, 2002; HALSTEAD, 2008; JANSEN & BEEBE, 2010) e seu comportamento estritamente antropofílico (NATAL, 2002). Por isso, é frequentemente encontrado no peridomicílio e domicílio humano (CONSOLI & OLIVEIRA, 1994; MONATH, 1994). Essa espécie é cosmopolita e está presente nas faixas tropicais e subtropicais do mundo (CONSOLI & OLIVEIRA, 1994). Sua ampla distribuição está associada à fatores climáticos, os quais influenciam diretamente na biologia do vetor (WHO, 2009). O estudo realizado por Viana & Ignotti (2013) mostrou Figura 4. Mosquitos Aedes aegypti e Aedes albopictus. a) Mosquito Aedes aegypti apresentando em seu escudo escamas branco-prateadas dispostas em formato de lira. b) Mosquito Aedes albopictus com escamas prateadas organizadas em uma faixa longitudinal. 27 que elevações na temperatura, umidade e pluviosidade contribuíam para a sobrevivência, desenvolvimento e proliferação do vetor. Além dos fatores climáticos, o grau de infraestrutura da saúde pública também influencia na distribuição do inseto. Precárias condições de saneamento,crescimento desordenado de cidades e necessidade de armazenamento de água para uso doméstico favorecem a proliferação desse mosquito (JANSEN & BEEBE, 2010; MONATH, 1994). O Aedes albopictus atua como vetor secundário de transmissão do vírus Zika (CIOTA et al., 2017). É encontrado em áreas que apresentam climas tropicais, mas devido a sua alta capacidade de adaptação também é encontrado em locais com climas temperados, o que aumenta a distribuição geográfica do vírus, contribuindo para a sua globalização e consequentemente para a sua capacidade de ocasionar surtos (WONG et al., 2013; GREGORY et al., 2017). Diferentemente do A. aegypti que é um vetor domiciliado, o Aedes albopictus pode ser encontrado em diversos tipos de ambientes: urbanos e suburbanos, áreas peri-rurais, parques e zonas florestais. E ainda, pode atuar como um potencial vetor de patógenos zoonóticos (LAMBRECHTS, SCOTT & GUBLER, 2010), já que é capaz de alimentar-se em diversos mamíferos, aves e répteis. A susceptibilidade à infecção por ZIKV e sua capacidade de transmissão foi demonstrada experimentalmente por estudos realizados por Wong et al. (2013), Liu et al. (2017a) e por Ciota et al. (2017). Além disso, o A. albopictus foi detectado como o principal vetor do ZIKV, DENV e CHIVK, durante a epidemia que ocorreu no Gabão (África Central) em 2007 (GRARD et al., 2014). O vírus Zika também foi detectado em outras espécies de Aedes. Em vários países do continente Africano esse vírus foi detectado no A. africanus; na Ilha de Yap, o ZIKV foi constatado no A. hensilli e na Polinésia Francesa no A. polinesesesis (GUO et al., 2016; MUSSO & GUBLER, 2016). Experimentalmente, as espécies de A. vittatus e A. luteocefalia foram capazes de transmitir o vírus, porém, a capacidade vetorial depende tanto da cepa quanto da espécie de mosquito (GUO et al., 2016; LIU et al., 2017a). Além do gênero Aedes, O ZIKV foi detectado em mosquitos pertencentes a outros gêneros como o Anopheles e o Culex, o que pode amplificar a capacidade de transmissão do vírus (LIU et al., 2017a). Uma maior proximidade filogenética do vírus Zika com outros arbovírus transmitidos por mosquitos do gênero, como são os casos do: vírus do Nilo Ocidental (VNO), vírus da Encefalite Japonesa e vírus da encefalite 28 Saint Louis (SLEV) foi constatada (YE et al., 2016). Para demonstrar a capacidade vetorial dos mosquitos do gênero Culex, amplamente distribuídos em áreas de circulação do vírus Zika, diversos estudos foram realizados, mas os resultados ainda são controversos (YE et al., 2016). Guo e colaboradores (2016) demonstraram que a espécie Culex quinquefasciatus era capaz de se infectar e transmitir o vírus, porém, o estudo realizado por Liu et al. (2017a) verificou que essa espécie não era competente para realizar a transmissão do vírus. Além disso, outros estudos com Culex pipiens e Culex tarsalis também não conseguiram verificar a transmissibilidade do vírus através desses vetores (GREGORY et al., 2017). 1.4 Transmissão não vetorial O principal modo de transmissão do ZIKV é vetorial, contudo, há relatos de transmissão sexual, perinatal, pós-transfusional e exposição ocupacional (GREGORY et al., 2017). A transmissão sexual tornou-se preocupante para a saúde pública por promover a transmissão do ZIKV em áreas onde não há infestação de vetores e por possibilitar a transmissão a longo prazo, já que o vírus persiste no sêmen em até dois meses após o início dos sintomas (MANSUUY et al., 2016; SPENCER et al., 2017). Desde sua introdução nas Américas, vários casos de transmissão sexual foram relatados. Foy e colaboradores (2011), descreveram um caso de transmissão sexual em um casal heterossexual nos Estados Unidos, em 2008. O vírus também foi isolado a partir do sêmen de um paciente, em 2013, durante a epidemia ocorrida na Polinésia Francesa (MUSSO et al., 2015). No ano de 2016, diversos relatos de transmissão sexual de viajantes que retornaram para América do Norte e Europa foram documentados. Atualmente, ainda não há relatos sobre a carga viral necessária para transmissão sexual do ZIKV (GREGORY et al., 2017). A maioria dos casos notificados ocorreram a partir de transmissão masculina para feminina, porém, um caso de transmissão sexual entre homens e de uma mulher para um homem, foram também descritos. Além disso, o vírus foi recentemente detectado em secreções vaginais (HAMER et al., 2017; PENOT et al., 2017). 29 A transmissão intrauterina foi associada à infecção pelo Zika devido aos casos de microcefalia e outras malformações cerebrais detectados em recém-nascidos de mães que apresentaram sintomas compatíveis com a infecção pelo vírus Zika. O mecanismo de transmissão vertical intra-uterina ainda é desconhecido. É provável que o vírus se replique em sinciotrofoblastos ou em trofoblastos extravilosos, ambos localizados na placenta, e que dessa forma alcancem o feto. Outras hipóteses envolvem a reposta imune como: danos placentários e transmigração de células imunes infectadas para o feto (COYNE & LAZEAR, 2016). A transmissão via transfusão sanguínea foi confirmada, no Brasil, pelo isolamento viral e ocorreu a partir de um doador de sangue que se encontrava no período de incubação da doença (VASCONCELOS, 2015). Na Polinésia Francesa, a infecção pelo vírus foi confirmada em aproximadamente 3% de doadores assintomáticos (SHARMA & LAL, 2017). Por fim, desde a década de 60, casos de transmissão por exposição ocupacional vem sendo relatados (GREGORY et al., 2017). 1.5 Manifestações clínicas O período de incubação do vírus Zika varia de 3 a 12 dias. Esse período vai desde a sua inoculação na pele, durante o repasto sanguíneo pelo vetor infectado, até o início dos sintomas (PLOURDE & BLOCH, 2016). A sintomatologia ocasionada pela infecção ocorre em cerca de 20% dos casos e apresenta-se de forma inespecífica devido à similaridade com os sintomas ocasionados por outras arboviroses, especialmente Chikungunya e Dengue (GRARD et al., 2014; MOULIN et al., 2016; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2017b). A infecção por esse vírus geralmente ocasiona uma doença autolimitada de evolução branda e atinge todas as faixas etárias de ambos os sexos (DUFFY et al., 2009; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2015a). Os sintomas comumente relatados incluem erupção cutânea maculopapular (pescoço, rosto, tronco e braço que se espalha para as extremidades, atingindo mãos e pés), febre baixa (37,4 ° C - 38,0 ° C), hiperemia conjuntival sem prurido, artralgia (intensidade leve a moderada), mialgia, fadiga e cefaleia (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2015b; PLOURDE & BLOCH, 2016; JAVED et al., 2017). Quando comparada a outras doenças exantemáticas como dengue, 30 chikungunya e sarampo, a sintomatologia ocasionada pelo vírus Zika provoca um exantema maculopapular mais acentuado e hiperemia conjuntival na maioria dos casos (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2015a). Os pacientes podem também apresentar, com menos frequência, dor retro-orbital, anorexia, vômitos, diarreia, dor abdominal e aftas (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2016). 1.5.1 Complicações graves Foram relatados casos de paciente que apresentaram complicações neurológicas tais como: encefalite, meningoencefalite, parestesia, paralisia facial e mielite, casos de púrpura trombocitopênica, danos oftalmológicos, cardíacos e genitouninários e casos de hematoespermia (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2016; PLOURDE & BLOCH, 2016). Além desses casos, a infecção pelo vírus Zika também está relacionada com casos de Síndrome de Guillain-barré (SGB) e microcefalia. 1.5.1.1 Síndrome de Guillain-barré (SGB) Um aumento do número de casos de Síndrome de Guillain-barré (SGB) foi relatado tanto na Polinésia Francesa quanto no Brasil após surtos de infecção pelo vírus Zika. Essa síndrome, de etiologia auto-imune, provoca inflamação e desmielinização dos nervos periféricos de modo ascendente,progressivo e simétrico. Ocorre geralmente entre duas e três semanas após infecções por microrganismos, tanto vírus quanto bactérias (BOLAN et al., 2007; KRAUER et al., 2017). Clinicamente, o paciente apresenta incialmente formigamentos nos membros inferiores, fraqueza muscular que pode levar a paresia (perda dos movimentos), em seguida, a doença progride para a porção superior, atingindo os músculos respiratórios e provocando consequentemente falência respiratória (BOLAN et al., 2007; CIEVS, 2016). Casos de Síndrome de Guillain-Barré foram relatados em associação com outros flavivírus, tais como dengue, vírus do Nilo Ocidental, Vírus da Encefalite Japonesa e após a vacinação para a prevenção da febre amarela. Além dos relatos associados à alfavírus, como o vírus Chikungunya (CIEVS, 2016; KRAUER et al., 2017). 31 Atualmente, sabe-se da existência de mimetismo molecular entre epítopos presentes na poliproteína do ZIKV e proteínas humanas que explica a ocorrência dessa Síndrome após a infecção por esse vírus (LUCCHESE & KANDUC, 2016; KRAUER et al., 2017). 1.5.1.2 Síndrome Congênita do Zika (SCZ) A síndrome congênita do Zika é caracterizada pela presença da microcefalia, juntamente com outras anomalias no sistema nervoso central, alterações oculares e auditivas, calcificações cerebrais e insuficiência placentária com restrição do crescimento fetal (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2017b; COYNE & LAZEAR, 2016). A microcefalia é definida como a medida do perímetro cefálico (PC) com um valor de dois desvios-padrão abaixo da média para idade gestacional e sexo do recém- nascido. Em casos de microcefalia severa considera-se três desvios-padrão abaixo da média. Atualmente, o Ministério da Saúde, adotou a medida estabelecida pela Organização Mundial de Saúde (OMS) que considera 32 cm (percentil 2.6 para meninos e 5.6 para meninas) a medida padrão mínima para o PC do recém-nascido (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2016; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2015b) (Figura 5). Apesar da microcefalia constituir o principal sinal clínico da Síndrome, alguns distúrbios neurológicos e oculares congênitos podem ocorrer sem a presença da microcefalia (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2017b; COYNE & LAZEAR, 2016). Sabe-se que o primeiro trimestre gestacional está mais associado aos casos de microcefalia e outros distúrbios congênitos devido a embriogênese cerebral, porém, o ZIKV também é capaz de ocasionar malformações em fases mais tardias da gestação (segundo e terceiro trimestre), mas com riscos menores (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2017b; COYNE & LAZEAR, 2016). 32 Fonte: Adaptado DE SILVA et al. (2017). 1.5.1. 2. 1 Associação Zika e microcefalia O estudo realizado por Rasmussen et al. (2016) analisou os critérios elaborados pelo teratologista Thomas Shepard a fim de avaliar a associação do vírus com distúrbios neurológicos. Desse modo, foi visto que essa associação é explicada pelos três critérios necessários para identificar um agente teratogênico, são eles: a) A exposição ao agente deve ocorrer em um momento fundamental do desenvolvimento fetal. As anomalias congênitas e a microcefalia ocorrem após a infecção materna no primeiro trimestre de gravidez, que corresponde ao período de desenvolvimento cerebral; b) A sintomatologia clínica deve ser padrão, ou seja, deve ocasionar anomalias específicas ou uma síndrome estabelecida. É observada a ocorrência da Síndrome congênita do Zika que possui padrões clínicos bem definidos; c) A exposição é um evento raro que ocasiona anomalias raras. Assim como a microcefalia é um evento raro, a infecção em viajantes também é considerada um evento raro. Essa associação também foi comprovada por meio de diversos estudos realizados no Brasil. Foi detectada a presença do RNA viral no líquido amniótico de mulheres Figura 5. Perímetro cefálico (PC) de um recém-nascido sem microcefalia (PC ≥ 32 cm), com microcefalia (PC com dois desvios-padrão abaixo da média) e microcefalia severa (PC com três desvios-padrão abaixo da média). 33 grávidas cujos fetos apresentavam microcefalia e calcificações cerebrais, e que relataram sintomas compatíveis com uma doença exantemática durante a gravidez. A infecção pelo vírus Zika também foi confirmada após óbitos ocorridos logo após o nascimento em três neonatos com microcefalia e em outros dois que apresentavam malformações congênitas (OLIVEIRA et al., 2016; RASMUSSEN, et al., 2016). 1.6 Patogênese Poucas informações sobre a patogênese estão disponíveis, porém, estudos mostraram a importância da imunidade inata e celular no desfecho da infecção pelo vírus Zika. Hamel e colaboradores (2015) constataram que a replicação do vírus Zika estimula a produção de interferon (IFN) que é uma importante citocina da resposta imune inata e um importante inibidor da replicação viral. Além disso, ensaios in vivo realizados em camundongos knockout para IFN mostraram uma maior susceptibilidade à infecção pelo ZIKV (MCARTHUR, 2017). Em relação as barreiras físicas que também compõe a resposta imune inata, foi observado que o vírus Zika é capaz de se replicar em fibroblastos dérmicos, queratinócitos epidérmicos e em células dendríticas humanas, isso porque o vetor ao realizar o repasto sanguíneo inocula o vírus na derme e epiderme. A formação de autofagossomos, importante mecanismo imune, foi observada na infecção ocasionada pelo ZIKV. Porém, assim como outros flavivírus, inclusive como o DENV, a produção de autofagossomos aumentou a replicação do vírus Zika (HAMEL et al., 2015). Em relação a resposta imune adquirida, as informações atuais mostram a importância das células T e células B na infecção pelo ZIKV. Tanto diferentes perfis de células TCD4+ (Th1, Th2, Th9 e Th17) quanto as células TCD8+ participam da resposta imune induzida pelo vírus (TAPPE et al., 2016; MCARTHUR, 2017). A produção de anticorpos, pelos plasmócitos que derivam das células B, auxilia tanto na resolução da infecção pois neutralizam fortemente epítopos presentes na proteína do envelope viral (E) (SAPPARAPU et al., 2016) quanto pode aumentar a gravidade da infecção ocasionada pelo ZIKV devido a presença de anticorpos 34 heterólogos. Estudos in vitro demonstraram uma maior carga viral na infecção pelo ZIKV, ocasionada pela endocitose mediada via receptor Fc, em indivíduos com infecção precendente por DENV (MCARTHUR, 2017). Esse mecanismo pode ser explicado pela teoria da infecção sequencial proposta por Halstead (1988). Essa teoria sugere que anticorpos heterólogos reconhecem epítopos virais similares, formam imunocomplexos e estes, são reconhecidos por receptores Fc presentes em monócitos e macrófagos, o que provoca a amplificação da infecção nessas células imunes. Além disso, existe a suspeita da associação da produção de autoanticorpos para gangliosídeos, com a patogenia ocasionada pela Síndrome de Guillain-barré (SGB), microcefalia e lesões oculares em recém-nascidos (HOMAN et al., 2016). 1.7 Diagnóstico Em razão do diagnóstico clínico da doença não ser específico (FAYE et al., 2008), devido ao amplo espectro de manifestações clínicas e a sobreposição clínica com outros arbovírus circulantes, como Dengue e Chikungunya, as técnicas de diagnóstico molecular são necessárias e são as mais comumente utilizadas para confirmar a infecção pelo ZIKV (GOURINAT et al., 2015; PLOURDE & BLOCH, 2016) As técnicas moleculares de transcrição reversa seguida da reação em cadeia pela polimerase (RT-PCR) e/ou de transcrição reversa seguida da reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) permitem o diagnóstico confirmatório, através da detecção do RNA viral durante a fase aguda da doença (FAYE et al., 2013; GOURINAT et al., 2015). A RT-PCR é específica, rápida e sensível (FAYE et al., 2008), já a qRT-PCR possui maior precisão, sensibilidade, rapidez (ARAÚJOet al., 2009) e possibilita a quantificação viral, tornando possível a correlação com a sintomatologia clínica apresentada pelo paciente (WHO, 2009). O material genético viral pode ser detectado em uma ampla variedade de materiais como: soro, plasma, urina, saliva, líquido, amniótico, sêmen e líquor (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2015c; MANSUUY et al., 2016; WAGGONER & PINSKY, 2016). A saliva mostrou-se útil para aumentar a taxa de detecção viral durante a fase aguda (PLOURDE & BLOCH, 2016). A urina, possibilita o diagnóstico em até 20 dias após a viremia, até mesmo quando o vírus não é mais detectável na saliva (WAGGONER & PINSKY, 2016). O sêmen 35 permite a detecção do RNA viral por um maior período de tempo, em cerca de 60 dias. Além disso, o vírus mostrou-se capaz de se replicar em células prostáticas o que pode permitir a presença do vírus por um período ainda maior no sêmen (MANSUUY et al., 2016; SPENCER et al., 2017). O diagnóstico confirmatório a partir do isolamento do vírus em cultura é mais comumente realizado em laboratórios de pesquisa porque é um processo demorado e necessita de maior experiência profissional, não sendo utilizado na rotina clínica (LELAND & GINOCCHIO, 2007; WAGGONER & PINSKY, 2016). Para o isolamento, o vírus Zika pode ser inoculado em cérebros de camundongos, assim como, pode ser cultivado em várias linhagens celulares: células de rim de macaco (Vero), rim de macaco Rhesus (LLC-MK2), Aedes pseudoscutellaris (MOS61 ou AP-61) e de Aedes albopictus (C6 / 36) (WAGGONER & PINSKY, 2016). Os imunoesaios utilizando conjugados tais como o ELISA (do inglês: Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) ou a imunofluorescência possibilitam a detecção dos anticorpos IgM ou IgG específicos para o vírus, a partir de 5 a 6 dias após o aparecimento dos sintomas (PAHO, 2015a). Concluir o diagnóstico por meio desses imunoensaios, em areás de co-circulação com outros flavivírus (especialmente DENV), é difícil devido à reatividade cruzada que dificulta a especificidade desses testes e que ocasiona também resultados falsos-positivos (MUSSO & GUBLER, 2016; PLOURDE & BLOCH, 2016). Os achados em exames laboratoriais de rotina, encontrados em pacientes com a infecção pelo vírus zika, são inespecíficos o que torna o diagnóstico difícil e inconclusivo. O paciente pode apresentar linfopenia e neutropenia leves e uma trombocitopenia de leve a moderada. Elevações leves na proteína C reativa, fibrinogênio, ferritina, lactato desidrogenase sérica e enzimas hepáticas também podem ser detectadas (PLOURDE & BLOCH, 2016). 1.8 Tratamento atual e perspectivas Não há medicamentos disponíveis para o tratamento da infecção pelo ZIKV, os medicamentos utilizados apenas auxiliam na redução dos sintomas. Para controlar a 36 febre e as dores, o acetaminofeno (paracetamol) ou dipirona são utilizados. Os anti- histamínicos são utilizados para minimizar o exantema maculopapular. O ácido acetilsalicílico e outras drogas anti-inflamatórias são contra-indicados devido a dificuldade do diagnóstico clínco diferencial em relação a dengue o que poderia aumentar o risco de complicações hemorrágicas (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2016). Estudos testaram compostos antivirais já existentes como o sofosbuvir que é utilizado para o tratamento da hepatite. Os resultados dos testes mostraram que esse medicamento inibiu a replicação do vírus Zika. Outros compostos com propriedades antivirais como a cloroquina (antipalúdico) e a azitromicina (antibacteriano) também foram testados. Foi visto que a cloroquina atuou nos estágios iniciais da infecção viral e a azitromicina inibiu a replicação viral e evitou os efeitos citopáticos ocasionados pelo vírus em células da glia (HAMER et al., 2017; MCARTHUR, 2017). O medicamento ideal teria que promover a redução da carga viral, reduzir os sintomas e assim, proteger o feto em desenvolvimento de complicações neurológicas (MCARTHUR, 2017). Atualmente, não há vacina disponível para a prevenção contra a infecção ocasionada pelo vírus Zika. Um total de 45 vacinas encontram-se em várias fases de desenvolvimento e estão sendo avaliadas, desse total seis já estão na fase I de testes clínicos em humanos. Essas seis vacinas estão sendo desenvolvidas com diferentes tecnologias: vírus inativado, peptídeo sintético, uma de RNA, duas de DNA e uma recombinante. Após a fase I, restam mais duas fases de avalição até sua disponibilidade à população, o que demonstra o rápido avanço no desenvolvimento desses ensaios (FERNANDEZ & DIAMOND, 2017; MCARTHUR, 2017). 37 1.9 Epidemiologia 1.9.1 Epidemiologia no Mundo Até 2006, o vírus Zika era endêmico apenas na África e Sudeste Ásia, com menos de 40 casos de infecção descritos na literatura desde seu primeiro isolamento em 1947 (IOOS et al., 2014; BARBOZA et al., 2008). A emergência desse vírus foi evidenciada a partir de 2007 (GRARD et al., 2014) quando ocorreu a primeira epidemia fora da área endêmica (África e Ásia) (DUFFY et al., 2009; CIEVS, 2015). Inúmeros casos de infecção pelo vírus foram notificados na ilha de Yap, localizada nos Estados Federados da Micronésia (Oceano Pacífico) (DUFFY et al., 2009). Durante o surto, foram relatados 185 casos suspeitos, destes, 49 foram classificados como laboratorialmente confirmados e 59 como prováveis devido a presença de anticorpos neutralizantes (DUFFY et al., 2009). A presença do ZIKV nessa ilha isolada demonstrou que o comércio e viagens possibilitam a expansão do vírus para longas distâncias (HAYES, 2009). Em 2013, o ZIKV ocasionou uma grande epidemia na Polinésia Francesa que é um território pertencente a França localizado no Oceano Pacífico. A Polinésia Francesa possui 118 ilhas e uma população estimada em 268.270 habitantes. Todos os arquipélagos da Polinésia francesa foram atingidos pela epidemia (ECDC, 2014; MUSSO & GUBLER, 2016). Estima-se que durante o surto, 32.000 habitantes (11,5% da população) adquiriram a infecção. Esse grande surto ocorreu, provavelmente, devido a presença de uma população imunologicamente susceptível e a alta densidade de vetores competentes presentes nesse território (MALLET, VIAL & MUSSO, 2015; MUSSO & GUBLER, 2016). A partir da Polinésia Francesa, o vírus atingiu inúmeras ilhas do pacífico: Nova Caledônia, Ilhas Cook, Ilhas Salomão, Vanuatu, Fiji, Samoa e Ilha de Páscoa nos anos de 2014 e 2015 (MALLET, VIAL & MUSSO, 2015; MUSSO & GUBLER, 2016). Após a introdução no Brasil, no ano de 2015, o vírus se disseminou, atingindo vários países do continente Americano (SAIZ et al., 2017). Na Europa, até o início de 2017, apenas 38 casos importados foram constatados na França, Espanha, Reino Unido e Bélgica (SPITERI et al., 2017) (Figura 6). Fonte: Adaptado HILLS, FISCHER & PETERSEN (2017). 1.9.2 Epidemiologia nas Américas O primeiro relato do ZIKV no continente Americano ocorreu no início de 2014, na Ilha de Páscoa (território Chileno localizado no Oceano Pacífico) no qual 89 casos suspeitos foram notificados, destes, 51 casos foram confirmados por RT-PCR. (ECDC, 2014b; TOGNARELLI et al., 2016). Supõem-se que sua introdução ocorreu, provavelmente, durante o Festival de Tapati que ocorre anualmente nessa ilha e atraiu visitantes provenientes de locais onde o vírus circulava como a Polinésia Francesa e Ilhas do Pacífico (MUSSO & GUBLER, 2016). Em maio de 2015, a circulação do vírus Zika foi confirmada no Brasil (IKEJEZIE, et al., 2017). No mês de outubro de 2015, o vírus foi detectado em outro país da América do Sul, a Colômbia e em seguida, foi detectado em outros 12 países e territórios pertencentes a América e Caribe: Suriname, Venezuela, Guatemala, Honduras, México, Paraguai, Panamá, Guiana Francesa, El Salvador, Haiti, Porto Rico e Martinica (MUSSO & GUBLER, 2016). A rápida disseminação do vírus no Figura 6. Mapa do mundo demonstrandocirculação do ZIKV até março de 2017. 39 continente Americano pode ser explicada pelo elevado fluxo de viagens, presença de um vetor competente associado ao clima que permite sua manutenção e proliferação e uma população imunologicamente susceptível (IKEJEZIE et al., 2017) Desde sua introdução em 2015, a maioria dos casos no continente Americano foram notificados na América do Sul, com 70% dos casos relatados, seguido do Caribe com 21% dos casos. Um menor número de notificações foi observado na América Central e do Norte, com um percentual de 9% e 1%, respectivamente (MUSSO & GUBLER, 2016; HILLS, FISCHER & PETERSEN, 2017). 1.9.3 Epidemiologia no Brasil A ocorrência do vírus Zika no Brasil, foi relatada em maio de 2015 (HENNESSEY et al., 2016). Existem três hipóteses para a introdução do vírus no país. A primeira hipótese sugere que o vírus Zika teria sido introduzido durante a Copa do Mundo FIFA Brasil 2014TM, realizada durante os meses de junho e julho; já que esse evento esportivo intensificou o fluxo de pessoas vindas de diversos países com diferentes contextos epidemiológicos e teria possibilitado a introdução de agentes etiológicos de doenças transmissíveis (SVS, 2014). A segunda hipótese sugere que a introdução do vírus teria ocorrido, em agosto de 2014, durante Campeonato Mundial de VA’A Sprint de canoagem sediado no Rio de Janeiro, onde recebeu competidores de várias partes do mundo, inclusive de quatro países do Pacífico (Polinésia Francesa, Nova Caledônia, Ilhas Cook e Ilha de Páscoa) que apresentaram circulação do vírus em 2014 (MUSSO, 2015). A hipótese mais recente sugere que o vírus teria sido introduzido durante a Copa das Confederações, em junho de 2013. Está hipótese é reforçada pelo estudo realizado por Faria e colaboradores (2016) que através de análises filogenéticas estimaram que o ancestral dos sete isolados brasileiros do ZIKV, avaliados nesse estudo, teria sido introduzido no país no período compreendido entre agosto de 2013 e abril de 2014 (FARIA et al., 2016). A circulação do ZIKV foi confirmada no Brasil, através da detecção do genoma viral por meio de métodos moleculares, em maio de 2015 nos municípios de Natal (Rio Grande do Norte) e Sumaré (São Paulo) (CIEVS, 2015; ZANLUCA et al., 2015). Nesse 40 mesmo ano, o vírus foi detectado na Bahia, onde um total de 24 amostras foram analisadas e sete foram positivas para o vírus (CAMPOS, BANDEIRA & SARDI, 2015). Casos de infecção pelo vírus Zika também foram confirmados, logo em seguida, nos estados da Paraíba, Alagoas, Maranhão, Rio de Janeiro, Pará e Pernambuco, sendo neste último observado um aumento de casos de microcefalia (VASCONCELOS, 2015; MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2017a). Em 2016, um total de 216.207 casos suspeitos foram notificados no Brasil. No ano seguinte, uma grande redução do número de casos prováveis foi observada, no qual foram constatados 17.321 casos, destes, 8.703 (50,2%) foram confirmados. As maiores incidências no ano de 2017, foram constatadas nas regiões Norte e Centro- Oeste do País (SVS, 2017). 1.9.4 Epidemiologia no Rio Grande do Norte No final do ano de 2014, a Secretaria de Estado e de Saúde Pública (SESAP/RN) constatou no Estado casos de uma síndrome exantemática em alguns municípios do RN. Para o esclarecimento dessa síndrome, foram realizados exames para a investigação de outras doenças exantemáticas tais como: dengue, rubéola, sarampo, Parvovírus b19 e Chikungunya, porém, nada foi constatado (SESAP, 2015a). A circulação do vírus no Brasil foi primariamente detectada em maio de 2015, no Rio Grande do Norte no munícipio de Natal e logo em seguida, no município de São Gonçalo do Amarante (SESAP, 2015b; ZANLUCA et al., 2015). No final desse ano, 8.743 casos suspeitos foram notificados, desses, 113 casos foram confirmados (SESAP, 2016). Em 2016 (janeiro a novembro), 5.971 casos suspeitos foram notificados e 205 casos confirmados. Durante o mesmo período em 2017, apenas 460 casos foram notificados e 12 confirmados, caracterizando o ano de 2017 como não epidêmico no Estado (SESAP, 2017). 41 1.9.5 Epidemiologia associada a distúrbios neurológicos Em outubro de 2015 foi observado um aumento do número de casos de microcefalia no Estado do Pernambuco, e posteriormente em vários outros Estados do Nordeste do Brasil. Em virtude do aparecimento dessa condição neurológica coincidir com o mesmo período do surto de infecção por Zika vírus, a associação da infecção com o aumento de casos de microcefalia congênita, foi postulada. No mês seguinte, o Ministério da Saúde decretou situação de emergência e confirmou a relação causal entre o aumento da ocorrência de microcefalia e a infecção materna pelo ZIKV durante a gestação (PAHO, 2015b; MINISTÉRIO DA SÁUDE, 2017; CDN, 2016). No início do ano de 2016, a Organização Mundial de saúde (OMS), declarou que foi firmado um consenso científico associando a infecção ocasionada pelo vírus Zika com a microcefalia, Síndrome de Guilain Barré (SGB) e outras malformações congênitas cerebrais (KRAUER et al., 2017). Na Polinésia Francesa, um estudo retrospectivo relatou o aumento do número de casos de recém-nascidos com malformações congênitas após o surto ocorrido em 2013, no qual foi constatado um aumento de até 20 vezes no número de casos de microcefalia (PANCHAUD et al., 2016; SAIZ et al., 2017). Outro estudo realizado nessa mesma localidade, estimou um risco 53,4 vezes maior da ocorrência de microcefalia em fetos de mães que tiveram infecção pelo vírus Zika, durante o primeiro trimestre de gestação (KRAUER et al., 2017). O aumento do número de casos da Síndrome de Guillain-Barré (SGB) foi relatada em diversos países cuja circulação vírus Zika foi confirmada, mas não em todos. Além do Brasil e da Polinésia Francesa, a Síndrome foi evidenciada em diversos países da América do Sul (Colômbia, Guiana Francesa, Venezuela e Suriname), América Central (Panamá, El Salvador, Haiti, Honduras, República Dominicana e Jamaica) e em territórios da América do Norte (Martinica e Porto Rico) (KRAUER et al., 2017). No ano de 2017, um total de 2.767 casos de microcefalia ou malformações no sistema nervoso central foram confirmados em 24 países e territórios do continente Americano (HILLS, FISCHER & PETERSEN, 2017). 42 No Brasil, o estudo realizado por Oliveira e colaboradores (2016) detectou um total de 574 casos de microcefalia e malformações congênitas, durante o período de 1 de janeiro de 2015 a 7 de janeiro de 2016, logo após o surto de infecção pelo ZIKV. Esse estudo constatou um aumento do número de casos de microcefalia nos Estados da Bahia, Paraíba e Pernambuco onde as gestantes apresentavam histórico de doença exantemática precedente durante o primeiro trimestre de gravidez (OLIVEIRA et al., 2016). No Rio Grande do Norte, área do presente estudo, desde 2014 casos suspeitos de microcefalia e/ou outras malformações relacionadas ao vírus Zika e outras infecções congênitas foram notificadas. O ano com maior número de nascimentos de crianças com microcefalia foi 2015, com 336 casos, seguido do ano de 2016, com 151 casos e 2017, com 15 casos notificados (SESAP, 2017b). 1.10 Diversidade genética O vírus Zika se diversificou em duas principais linhagens circulantes, uma originária da África e a outra, proveniente do continente Asiático (HADDOW et al., 2012), tendo apenas um único sorotipo viral (SAIZ et al., 2017) (Figura 7). 43 Fonte: Adaptado Haddow et al. (2012) O vírus Zika, provavelmente, surgiu em Uganda, na África, entre 1892 e 1943, se disseminou para a Malásia em 1945 e em seguida, atingiu as várias ilhas dos Estados Federados da Micronésia, localizada no Oceano Pacífico (FAYE et al., 2014). A partir dessa disseminação, a linhagem Africana sofreu alterações genéticas e originou a linhagem Asiática(FARIA et al., 2016; GONG, XU & HAN, 2017). No entanto, a divergência genética entre os clados africanos e asiáticos é baixa, cerca de 11,7% (SLAVOV et al., 2016). A linhagem Asiática sofreu eventos evolutivos, provocando grandes surtos no Oceano Pacífico e nas Américas e ainda continua se expandindo geograficamente (MUSSO & GUBLER, 2016; GONG, XU & HAN, 2017). Uma das mutações que explicam a emergência dessa linhagem no continente Americano é a substituição do aminoácido Alanina por Valina na proteína não estrutural NS1 que aumentou a eficiência de transmissão do vírus dos humanos para os mosquitos, promovendo uma maior prevalência do vírus no vetor, o que aumentou as chances de transmissão (LIU et al., 2017b). Figura 7. Árvore filogenética demonstrando que o vírus Zika possui duas linhagens, uma Asiática e outra Africana. 44 Nas Américas, supõe-se que o vírus foi introduzido entre os meses de maio e dezembro do ano de 2013, a partir de uma única introdução de uma cepa de linhagem Asiática (FARIA et al., 2016), coincidindo com o período da Copa das Confederações. 45 2 JUSTIFICATIVA O Rio grande do Norte foi um dos primeiros Estados onde o vírus Zika foi detectado no Brasil (ZANLUCA et al., 2015). Desde sua detecção, em maio de 2015 (SESAP, 2015b), o RN ainda notifica casos de doença exantemática branda (SESAP, 2017) e casos graves de microcefalia e/ou outras malformações relacionadas ao vírus Zika (SESAP, 2017b). Esses fatores, juntamente com a hipótese de sua possível introdução no Brasil durante a Copa das Confederações (2013) e a escassez de trabalhos disponíveis sobre esse tema no Estado serviram de motivação para a realização desse estudo. Realizar a vigilância virológica no Estado é importante porque permite compreender a dinâmica da doença e assim, prevenir surtos futuros. Já o estudo filogenético permite associar as cepas circulantes no Estado com sua patogenicidade o que é importante para o entendimento dos casos graves. 46 3 OBJETIVOS 3.1 Objetivo geral Avaliar os aspectos epidemiológicos e filogenéticos do vírus Zika circulante no Estado do Rio Grande do Norte, durante o período de junho de 2013 a dezembro de 2016. 3.2 Objetivos específicos Investigar a presença do vírus Zika em amostras de pacientes com sintomas compatíveis com infecção por esse patógeno; Verificar a distribuição espaço-temporal dos casos de infecção por Zika no estado do Rio Grande do Norte; Identificar o período do ano com maior incidência da infecção pelo vírus, durante todo o período do estudo; Analisar a distribuição dos casos de Zika, em relação ao gênero e faixa etária; Estimar a carga viral por tempo de doença nos pacientes, por dia de doença e por tipo da amostra analisada (soro/sangue total); Caracterizar filogeneticamente os isolados do vírus Zika detectados no estado do Rio Grande do Norte; Realizar a caracterização estrutural in silico da proteína do envelope (E) dos vírus isolados no Rio Grande do Norte durante o período desse estudo. 47 4 MATERIAL E MÉTODOS 4.1 Tipo de estudo Trata-se de um estudo epidemiológico observacional transversal, predominantemente descritivo. 4.2 Local do estudo O Rio Grande do Norte (RN) situa-se na Região Nordeste do Brasil, apresentando como limites geográficos, o Oceano Atlântico ao Norte e ao Leste, o Ceará ao Oeste e o Estado da Paraíba ao Sul (Figura 8). O Estado apresenta uma área total de 52.811,107 Km2 e uma população estimada em 3.507.003 habitantes (IBGE, 2017). O RN possui 167 municípios, distribuídos em quatro mesorregiões geográficas (Agreste Potiguar, Central Potiguar, Leste Potiguar e Oeste Potiguar) que estão subdivididas em 19 microrregiões, essas subdivisões apresentam similaridades em relação a aspectos humanos e físicos (SEPLAN, 2014). Apresenta quatro tipos de clima. Os climas árido e semiárido prevalecem na maior parte do território estadual e são responsáveis por baixos índices pluviométricos, já os climas sub-úmido e úmido promovem precipitações nas faixas litorâneas e nas áreas serranas do Estado (SEPLAN, 2014). Conhecer sobre as condições climáticas da região a ser estudada é essencial para o entendimento da dinâmica de transmissão das arboviroses porque fatores como temperatura, umidade e pluviosidade contribuem para a sobrevivência, desenvolvimento e proliferação do vetor (VIANA & IGNOTTI, 2013). 48 Figura 8. Localização do Estado do Rio Grande do Norte. Fonte: Autoria própria. 4.3 Amostras Clínicas Foram analisadas 814 amostras, incluindo soro, sangue total, urina e/ou líquor de pacientes com sintomas de doença exantemática atendidos nos diversos Centros de Saúde e Hospitais da Rede pública e privada do Rio Grande do Norte. As amostras foram coletadas em até cinco dias após o início dos sintomas, correspondente ao período virêmico. Essas amostras foram enviadas ao Laboratório Central Doutor Almino Fernandes (LACEN/RN), juntamente com suas respectivas fichas de notificação compulsória que contém informações e dados clínicos dos pacientes. Posteriormente, foram encaminhadas ao Laboratório de Biologia Molecular de Doenças Infecciosas e do Câncer (LADIC-UFRN) onde foram processadas para análise molecular visando a detecção do genoma do vírus Zika. 49 4.4 Extração do RNA total A extração do RNA total das amostras clínicas foi realizada através do kit de extração QIAmp® Viral Mini Kit (QIAGEN, Inc., Valencia, EUA), de acordo com o protocolo descrito pelo fabricante. Resumidamente, a técnica foi executada da seguinte forma: 140 μL de cada amostra (soro ou sangue) foram incubados por 10 min à temperatura ambiente juntamente com 560 μL do tampão de lise AVL e 5,6 μL do carreador de RNA. Ao término do tempo, 560 μL de etanol absoluto foram adicionados. A solução obtida foi homogeneizada, aplicada à coluna de sílica fornecida pelo kit (em duas vezes de 630 μL) e centrifugada. Posteriormente, as amostras foram lavadas com os tampões AW1 e AW2. O RNA retido na coluna de sílica foi eluído com 60 μL de tampão AVE e armazenado à -70ºC. 4.5 Transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase em tempo real (qRT-PCR) para pesquisa do Vírus Zika A técnica de transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase em tempo real (qRT-PCR) (sistema TaqMan®) foi utilizada para a detecção rápida e quantificação do vírus Zika. A qRT-PCR foi realizada em uma única etapa, esse procedimento evita a ocorrência de resultados falsos-positivos devido a contaminação das amostras, e utiliza oligonucleotídeos iniciadores e sondas marcadas com fluoróforos (POERSCH et al., 2005; WHO, 2009). As sondas utilizadas são complementares a uma sequência alvo e são marcadas com fluoróforos que emitem fluorescência no momento da amplificação e proporcionalmente a quantidade de produtos amplificados, permitindo a quantificação viral (STORCH, 2007). Essa técnica confirmatória é mais rápida, sensível e específica que a técnica de transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase (RT-PCR) convencional e é ideal em áreas onde co-circulam diferentes arbovírus (TIEN et al., 2017) Para a detecção do ZIKV nas amostras, foi utilizado o protocolo de qRT-PCR descrito por Faye et al. (2013) no qual utiliza dois iniciadores consensuais forward e reverse (Zika_qRT_F e Zika_qRT_R) a 200 nM, complementares as sequências dos genes que codificam a proteína NS5 que é a mais conservada do gênero Flavivirus e 50 a sonda (Zika_qRT_P) a 125 nM complementar aos nucleotídeos conservados existentes nas cepas de ZIKV da Malásia, África e Micronésia (Tabela 1). Tabela 1. Relação dos oligonucleotíodeos utilizados na transcrição reversa seguida da reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) para detecção do vírusZika (Y = T ou C, R = A ou G). Tipo de oligonucleotídeo (sentido) Sentido da sequência (5’ – 3’) Posição no genoma Primer Zika_qRT_F (+) AARTACACATACCARAACAAAGTG GT 9271–9297 Primer Zika_qRT_R (-) TCCRCTCCCYCTYTGGTCTTG 9352–9373 Sonda Zika_qRT_P FAM-CTYAGACCAGCTGAAR-BBQ 9304–9320 Fonte: FAYE et al., 2013. A mistura de reagentes para a reação da qRT-PCR foi realizada para cada amostra estudada da seguinte forma: em uma placa de 96 poços (AppliedBiosystems®) foram adicionados 2,5 μL do TaqMan FAST 1-Step Master Mix (2x) (AppliedBiosystems, Foster City, Usa), 0,2 μL do primer Zika_qRT_F (Invitrogen, USA), 0,2μL do primer Zika_qRT_R (Invitrogen, USA), 0,2 μL da sonda Zika_qRT_P (AppliedBiosystems®) e 1,9 μL de água livre de nucleases (Promega, Madison, USA). Após a preparação desses 5 µL de mistura para a reação, foram alíquotados 5 µL do RNA previamente extraído (Tabela 2). A Placa de 96 poços foi levada ao equipamento ABI Prism 7500 Fast (AppliedBiosystems®) e a reação ocorreu de acordo com os seguintes parâmetros de termociclagem: 1 ciclo para ativação enzimática da transcriptase reversa (50ºC por 5 minutos), 1 ciclo para a inativação enzimática e desnaturação inicial (95ºC por 20 segundos), 40 ciclos de desnaturação (95ºC por 15 segundos), anelamento (60ºC por 1 minuto), extensão (60ºC por 1 minuto) e um período de extensão final (60ºC por 1 minuto). 51 Tabela 2. Relação dos reagentes utilizados na transcrição reversa seguida pela reação em cadeia pela polimerase em tempo real (qRT-PCR) para pesquisa do vírus Zika. Fonte: Autoria própria. Os valores de Ct (Cycle Threshold), fornecidos pela qRT-PCR, foram utilizados para selecionar as amostras que foram submetidas ao sequenciamento. Sabendo que o valor de Ct é inversamente proporcional a carga viral, 18 amostras com baixos valores de Ct e provenientes de diferentes municípios, foram selecionadas para a realização do sequenciamento. Devido à dificuldade na realização do sequenciamento utilizando a amostra do paciente, a estratégia de isolamento viral em cultura de células C6/36 de Aedes albopictus foi utilizada para promover o aumento da carga viral e assim, facilitar o sequenciamento. Para isso, cinco amostras foram selecionadas para o isolamento viral. 4.6 Isolamento Viral Para o isolamento viral, foram utilizadas células de Aedes albopictus clone C6/36 (Igarashi, 1978). Inicialmente, cinco amostras com baixo valor de Ct (Cycle Threshold) foram selecionadas e 15 µL, de cada uma dessas amostras, foram inoculados em cada garrafa de células C6/36 correspondente. Após a inoculação, todas as garrafas de células foram homogeneizadas para que as amostras atingissem todo o conteúdo celular. Em seguida, as garrafas foram incubadas por 1 hora à temperatura de 28 °C e homogeneizadas a cada 15 minutos. Após o término da incubação, o soro fetal bovino a 2% foi adicionado e as garrafas foram novamente incubadas à temperatura de 28 °C e observadas diariamente por um período de 10 a Reagentes Mistura para qRT-PCR (volume utilizado por reação) TaqMan FAST 1-Step Master Mix (2x) 2,5 µL Primer Zika_qRT_F 0,2 µL Primer Zika_qRT_R 0,2 µL Sonda Zika_qRT_P 0,2 µL Água livre de nucleases 1,9 µL 52 14 dias. As culturas positivas pela técnica de isolamento viral, ou seja, que apresentaram efeito citopático (ECP) foram posteriormente submetidas à qRT-PCR. 4.7 Sequenciamento e Análise Filogenética 4.7.1 Sequenciamento do gene do envelope A caracterização genética dos vírus Zika foi realizada a partir do sequenciamento do gene do envelope (E), através do método de Sanger et al. (1997) no qual utiliza dideoxinucleotídeos [ddA, ddC, ddG,ddT, (ddNTPs)] marcados com fluorescência que se incorporam a cadeia nascente de DNA e interrompem sua síntese. Após a reação de sequenciamento, vários fragmentos de DNA estarão com sua extremidade 3´ marcada com diferentes dideoxinucleotídeos que serão lidos no sequenciador automático e determinarão a sequência de interesse. 4.7.1.1 Oligonucleotídeos iniciadores Utilizando a estratégia de primer walking, oligonucleotídeos iniciadores foram utilizados para amplificar cerca de 700 pb por região da proteína do envelope (E), sendo 300 pb de sobreposição entre as regiões. Nesse estudo, foram desenhados um total de cinco pares de oligonucleotídeos iniciadores, a fim de se obter o completo sequenciamento desse gene que fornece bons resultados filogenéticos (Faye et al., 2014). Para o desenho desses primers foram coletadas no GenBank sete sequências do genoma completo do vírus Zika do Camboja, Filipinas, Colômbia, Pernambuco, Natal, Paraíba e Bahia e uma sequência referência da Uganda. Todas as sequências foram alinhadas no software Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 (MEGA). Após a análise das sequências pelo software, o genoma completo da cepa de Natal (código de acesso GenBank: KU527068) foi selecionado e a região do envelope dessa cepa, contendo 1512nt, foi utilizada como alvo para o desenho dos primers. Todos os primers foram desenhados com um percentual de 45-50% de 53 Guanina/Citosina (G/C) e a uma temperatura de melting (TM) de 58 ºC. Após o desenho manual dos primers, as sequências foram colocadas no site RNA fold (Institute for Theoretical Chemistry | University of Vienna) que tem a finalidade de prever a formação de estruturas secundárias. Em seguida, cada um dos pares foi analisado separadamente no software AutoDimer desenvolvido por Vallone & Butler (2004) que calcula a formação de dímeros. Os primers ainda foram avaliados pelo Primer Blast (National Center for Biotechnology Information, US) que verifica a especificidade de anelamento dos primers com o ZIKV in silico, os resultados mostraram que os primers não anelaram com outros flavívirus e nem com regiões do genoma humano (Tabela 3). Tabela 3. Oligonucleotídeos iniciadores desenhados para o sequenciamento do gene do envelope (E) do virus Zika. Fonte: Autoria própria. Região Primer sense A ( 5’ - 3’) Primer sense B (5’- 3’) Posição no genoma (KU527068.1) Produto (pb) TM (ºC) A/B 1 GTG GGA GTG CAT ACT ATA TG TCC GAA GCC ATG TCT GAT AT 490- 1189 699 58 2 AGA TCT AGA AGA GCT GTG AC AAG GTA ATG GAA TGT CGT GG 741-1650 909 58 3 AAA ATG ACC GGG AAG AGC AT ATT ACG GGG TTA GCG GTT AT 1347-2071 724 58 4 AGT CAA GAA GGA GCA GTT CA GGC TGT GGA TAA GAA GAT CA 1755-2480 725 58 5 TAC ATT GTC ATA GGA GTC GG CGT CAG TTG AAC TCC ATT CT 2133-2750 617 58 54 4.7.1.2 Gradiente de temperatura Para otimizar a reação de transcrição reversa seguida da reação em cadeia da polimerase (RT-PCR) para sequenciamento, um gradiente de temperatura foi realizado no termociclador modelo 22331 (Eppendorf AG, Hamburg, GER) a fim de se obter a melhor temperatura de anelamento para os primers desenhados. Para essa padronização foram utilizados microtubos de 200 µL correspondente a cada uma das regiões do envelope (1, 2, 3, 4 e 5), em seguida, foram adicionados 5 µL do primer sense e 5 µL do primer antisense a uma concentração de 10 µM, 1 μL da enzima AMV-RT (Promega, Madison, EUA), 25 µL de PCR Master Mix 2X (Promega Co, Madison, WI) e 9 µL de água livre de nucleases. Por fim, 5 μL do RNA extraído de um controle positivo de ZIKV foi aliquotado nessa mistura. O microtubo foi levado ao vórtex e logo após, ao termociclador onde as seguintes temperaturas foram ajustadas: 51, 3 ºC; 53, 4 ºC; 55, 6 ºC; 57, 8 ºC; 59, 8 ºC; 61, 6 ºC; 62, 8 ºC e 63, 5 ºC. Os resultados do gradiente foram visualizados através de eletroforeses em gel de agarose a 1% em TBE 0,5X, por 60 minutos a 100v. Os resultados do gradiente visualizados através das eletroforesesem gel de agarose a 1%, mostraram que a melhor temperatura de amplificação foi 61,6 ºC. 4.7.1.3 Síntese de cDNA A síntese de cDNA foi realizada com o objetivo de promover uma maior economia e estabilidade do RNA das amostras selecionadas para o sequenciamento. O kit utilizado foi o High-Capacity cDNA Reverse Transcription kits (AppliedBiosystems®) e essa reação foi executada de acordo com as instruções do fabricante. O RNA total da amostra é convertido em cDNA através do uso de primers randômicos e da enzima transcriptase reversa. O ensaio para a obtenção do cDNA foi realizado da seguinte forma: Em microtubos de 200 µL foram adicionados 2,0 µL de 10X RT Buffer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA), 0,8 µL de 25X dNTP Mix a 100 Mm (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA), 2,0 µL de 10X RT Randon Primers (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA), 1,0 µL da MultiScribeTM Reverse Transcriptase 55 (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) e 4,2 µL de água livre de nucleases. Em seguida, 10 µL do RNA extraído, foram adicionados aos 10 µL dessa mistura (Tabela 4). Os microtubos foram levados ao termociclador modelo 22331 (Eppendorf AG, Hamburg, GER) e as amostras foram submetidas aos seguintes parâmetros de termociclagem: um ciclo a 25°C por 10 minutos, um ciclo a 37°C por 120 minutos e por fim, um ciclo a 85°C por 5 minutos. Tabela 4. Reagentes utilizados na reação de síntese de cDNA. Fonte: Autoria própria. 4.7.1.4 PCR para Sequenciamento Em um microtubo de 200 µL foram adicionados 5 µL do cDNA sintetizado, 5 µL do primer sense e 5 µL do primer antisense a uma concentração de 10 µM, 25 µL de PCR Master Mix 2X (Promega Co, Madison, WI) e 10 µL de água livre de nucleases. Para cada par de primer específico (sense e antisense), foi utilizado um microtubo de 200 µL correspondente. Os microtubos foram submetidos à agitação no vórtex e levados ao termociclador modelo 22331 (Eppendorf AG, Hamburg, GER). Inicialmente, o cDNA foi submetido a 30 ciclos de desnaturação a 94°C por 35 segundos, hibridização a 61,6 °C por 1 minuto e extensão a 72°C por 2 minutos. Em seguida, foi submetido a um ciclo de 72 °C por 2 minutos para a extensão final. Após o término da PCR para sequenciamento, os produtos amplificados foram visualizados através de eletroforese em gel de agarose a 1% em TBE 0,5X, por 60 minutos a 100v. Reagentes Volume 10X RT Buffer 2,0 µL 25X dNTPs Mix (100Mm) 0,8 µL 10X RT Randon Primers 2,0 µL MultiScribeTM Reverse Transcriptase 1,0 µL Água livre de nucleases 4,2 µL RNA 10 µL 56 4.7.1.5 Purificação do produto de PCR por extração de gel de agarose Quando mais de um amplicon (além do amplicon de interesse) foi visualizado no gel de agarose, realizou-se uma purificação do produto de PCR através da extração do amplicon específico a partir do gel de agarose. Primeiramente, uma eletroforose em gel de agarose a 0,7% a 100V foi preparada e 5 µL de GelRed™0,1% (Biotium), 5 µL de Blue/Orange Loading Dye, 6x (Promega, Madison, USA) e todo o volume da reação de PCR foi aplicado no gel de agarose. Após o término da corrida, o gel foi levado ao transiluminador de luz UV, os amplicons de interesse foram analisados e cortados com o auxílio de lâminas de bisturi estéreis. Cada região amplificada foi cortada com uma lâmina de bisturi nova. Os fragmentos cortados foram transferidos para tubos de 1,5 mL e a purificação do produto amplificado foi realizada a partir do kit comercial Gel Extraction (Qiagen, Inc., Valencia, CA) conforme protocolo estabelecido pelo fabricante. Para a purificação do produto amplificado, foram adicionados 300 µL do Buffer QG para cada 100 mg de gel no microtubo de 1,5 mL contendo o amplicon de interesse, em seguida, o microtubo foi levado ao termobloco para a incubação durante 10 minutos a 50ºC, sendo submetido a homogeneização a cada 2-3 minutos com o auxílio do vórtex. Após o período de incubação, a dissolução do gel foi verificada, assim como a cor da mistura que deveria estar amarela, semelhante a cor do tampão QG. Em seguida, 100 µL de isopropanol foram adicionados a amostra e o microtubo foi levado ao vórtex, toda a mistura foi aplicada na coluna fornecida pelo kit. A coluna foi submetida à centrifugação a 13.000 rpm por 1 minuto, o filtrado foi desprezado e 500 µL do Buffer QG foi adicionado na coluna que foi centrifugada por mais 1 minuto. O filtrado foi novamente desprezado, foram adicionados 750 µL de Buffer PE e a coluna foi submetida a centrifugação por 1 minuto. O filtrado resultante foi desprezado e a amostra foi incubada durante 2-5 minutos e em seguida, centrifugada por mais duas vezes, durante 1 minuto. O liquído contido no tubo de coleta foi novamente desprezado e a coluna foi colocada em um microtubo de 1,5 mL. No centro da coluna foram aplicados 30 µL de Buffer EB e a mesma foi centrifugada por mais 1 minuto. O cDNA contido no microtubo após a centrifugação foi armazenado a - 20 ºC, até o momento de sua utilização. 57 Após essa purificação, esse produto purificado foi levado Laboratório de Biologia Molecular e Genômica (LBMG/UFRN), onde as etapas descritas a seguir foram realizadas. 4.7.1.6 Purificação direta do produto de PCR O produto de PCR contendo amplicons únicos (após a visualização em eletroforese em gel de agarose) e o produto de PCR purificado a partir do gel de agarose foram levados ao Laboratório de Biologia Molecular e Genômica (LBMG/UFRN) onde foram purificados pelo kit ExoSAP-IT™ (ThermoFischer), de acordo com o protocolo descrito pelo fabricante. Esse ensaio de purificação enzimática possibilita a remoção de primers e nucleotídeos não utilizados na reação de PCR para sequenciamento. Essa purificação foi realizada da seguinte forma: Em banho de gelo, 5 μL do produto de PCR foram adicionados com 2 μL do reagente ExoSAP-IT™ (ThermoFischer), em seguida, essa mistura foi incubada por 15 minutos a 37 °C para que os primers e os nucleotídeos não utilizados na reação de PCR fossem degradados. Para inativar o reagente ExoSAP-IT ™ (ThermoFischer), a mistura foi novamente incubada a 80°C durante 15 minutos. Após essas incubações o produto de PCR ficou pronto para uso e foi armazenado a - 20 ºC, até o momento de sua utilização. 4.7.1.7 Quantificação de DNA O DNA purificado foi quantificado por fluorescência através do kit Qubit® dsDNA HS (High Sensitivity). Seguindo as instruções do fabricante, todo o ensaio de quantificação foi realizado a temperatura ambiente (22-28 °C). Essa etapa de quantificação é essencial para determinar o volume de DNA que será utilizado na reação de sequenciamento. Para a quantificação, inicialmente, uma solução de trabalho foi preparada a partir da diluição 1:200 do dsDNA HS Reagente Qubit® no dsDNA HS Buffer Qubit®. Após o preparo, essa solução de trabalho foi aliquotada tanto nas amostras quanto 58 nos dois padrões disponibilizados no kit, totalizando um volume final de mistura de 200 μL em cada um dos microtubos. Estes, foram homogeneizados no vórtex e incubados durante 2 minutos a temperatura ambiente (22-28 °C), para a posterior quantificação no Qubit® 2.0 Fluorometer (Carlsbad, CA). 4.7.1.8 Reação de Sequenciamento Essa reação foi realizada utilizando o kit Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction” (Applied Biosystems, Foster City, CA) que possibilita o sequenciamento dos fragmentos amplificados em ambos os sentidos. Em um microtubo de 0,2 mL, foi adicionado 2 μL de Terminator Ready Reaction Mix, em seguida, 1,5 μL de Sequencig Buffer 5x, 2 μL de primer (sense ou antisense) a uma concentração de 5 Μm, a quantidade de cDNA colocada nessa reação foi determinada pelo processo de quantificação e o volume de água livre de nucleases foi adicionado até que a mistura atingisse um volume final de 10μL. Os microtubos foram levados ao termociclador Mastercycler® epgradient (Eppendorf AG, Hamburg) e a solução foi submetida aos seguintes parâmetros de termociclagem: 1 ciclo de incubação a 96 ºC durante 1 minuto, 35 ciclos de desnaturação (96 ºC durante 15 minutos), hibridização (50 ºC durante 15 minutos) e de extensão (60 ºC durante 4 minutos). 4.7.1.9 Purificação e precipitação de DNA para remoção de Dye terminators Todos os reagentes não utilizados na reação de sequenciamento tais como: íons, desoxinucleotídeos e dye terminators, devem ser removidos para que não interfiram na leitura realizada pelo sequenciador. Para isso, com base nas instruções fornecidas pelo fabricante, o kit BigDye® XTerminator™ Purification foi utilizado. Para a realização dessa técnica, inicialmente a Solução SAM™ que tem por finalidade otimizar o BigDye® XTerminator e estabilizar a amostra após o processo de purificação, foi adicionada no produto da reação de sequenciamento e essa mistura foi levada ao vórtex. Logo em seguida, a solução XTerminator, essencial para capturar 59 os dye terminators e os íons não utilizados na reação, foi adicionada e toda a mistura foi novamente levada ao vórtex. O processo homogeneização nessa técnica é fundamental para que as soluções realizem a purificação do produto da reação de sequenciamento. Após essa etapa, os microtubos foram levados à centrífuga e 10 μL do sobrenadante, foram aplicados em uma placa de 96 poços, na qual foi levada ao sequenciador Applied Biosystems ABI-3500 (Applied Biosystems, Foster City, CA). 4.7.2 Caracterização genética 4.7.2.1. Elaboração do banco de sequências nucleotídicas As sequências completas do gene do envelope (E) do vírus Zika foram coletadas a partir do acesso ao Virus Variation, disponibilizado pelo NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/viruses/variation/). Os critérios de exclusão, tais como, sequências sem autor, data e local foram aplicados porque impossibilitam a realização de uma análise filogeográfica plausível. Sequências recombinantes também foram excluídas porque nesses casos, inúmeras hipóteses evolutivas podem ser formuladas, o que torna difícil a fundamentação através dos modelos evolutivos utilizados (TWIDDY et al., 2003; WOROBEY et al., 1999). Após a coleta, as sequências foram renomeadas com siglas de duas letras do seu respectivo país de origem (definida pela Organização Internacional de Normalização (ISO) 3166-1 alfa- 2, disponível em: https://www.iso.org/obp/ui/#search), seguida do ano de isolamento e número de acesso ao GenBank. 4.7.2.2 Análises de Sequências A qualidade das amostras resultantes do sequenciamento foi analisada através do software Chromas 2.6.4 (Copyright © 1998-2017 Technelysium Pty Ltd). Todas as sequências foram alinhadas no site Clustal Omega (Copyright © EMBL-EBI 2017) e editadas manualmente, utilizando duas sequências referência coletadas no GenBank. 60 Para realizar as análises filogenéticas, inicialmente, as sequências obtidas foram alinhadas com as sequências do Banco previamente elaborado (descrito no tópico 4.7.2.1) no Clustal Omega (Copyright © EMBL-EBI 2017), após o alinhamento, as árvores filogenéticas foram construídas no software MEGA 7 (disponível em: http://www.megasoftware.net/download_form), através do método estatístico de Máxima Verossimilhança, utilizando o modelo de substituição de Kimura-2 parâmetros e um valor de 1000 para o bootstrap. 4.8 Construção da estrutura tridimensional da Proteína (E) Com o auxílio do site do NCBI, um Blastp foi realizado com a sequência da proteína (E) da amostra 19 (Natal/RN) cujo gene foi completamente sequenciado. As sequências de aminoácidos da proteína (E) disponíveis no The Protein Data Bank (PDB), tanto de outros vírus Zika isolados quanto de outros flavivírus (Dengue, Vírus da Encefalite Japonesa e Vírus do Oeste do Nilo), que apresentaram maior identidade com a amostra 19 (Natal/RN), foram coletadas em formato FASTA. Em seguida, essas sequências foram inseridas no software Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 (MEGA) que realizou o alinhamento dessas sequências. Após esses procedimentos, o programa Chimera 1. 12 (California, USA) foi utilizado para a predição da Proteína do envelope viral (E) dos vírus Zika circulantes no Estado. 4.9 Análises epidemiológicas e estatísticas Os dados contidos nas fichas de notificação compulsória foram analisados a partir do programa Microsoft Office 2017®. Para a construção dos gráficos e tabelas foram utilizados o Microsoft Office Excel® 2017 e o Microsoft Office Word® 2017, respectivamente. Os Mapas foram elaborados no Adobe illustrator (Copyright © 2017 Adobe Systems Incorporated) para visualizar a dispersão geográfica do vírus no Estado. As análises estatísticas foram realizadas através do software GraphPad Prism 7 ©. Para as análises, valores de p<0,05 foram considerados como significativos e os 61 de p>0,05 foram considerados como não significativos estatisticamente. O teste exato de Fisher foi aplicado para a avaliação da infecção de acordo com o gênero. Para estimar a viremia ocasionada pela infecção do vírus Zika, os valores do Ct (Cycle Threshold) foram utilizados. Para analisar a correlação entre o Ct (Cycle Threshold) e o tempo de doença nos pacientes, o coeficiente de correlação de Spearman (R) foi utilizado. Já o teste de Mann Whitney, foi aplicado para avaliar os valores de Ct por dia de sintomas avaliados e por tipo de amostras analisadas (soro/sangue total). 4.10 Considerações éticas Este estudo foi submetido à apreciação e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (CAAE: 51057015.5.0000.5537). 62 5 RESULTADOS 5.1 Monitoramento do vírus Zika no Estado Rio Grande do Norte durante o período de junho de 2013 a dezembro de 2016. Durante o período de junho de 2013 a dezembro de 2016, um total de 814 amostras de pacientes foram analisadas. O vírus zika foi detectado em 73 amostras, evidenciando um percentual de detecção de 8,97% (73/814) do total de casos estudados. Ao analisarmos a incidência do vírus por ano, nenhum caso foi detectado de junho a dezembro de 2013 (0/101). Em 2014, o percentual de detecção foi de 10,08% (12/119). No ano de 2015, observou-se uma maior incidência do vírus no Estado, no qual foi constatado um percentual de 21,48% (61/284), porém, nenhum caso foi detectado em 2016 (0/310) (Tabela 5). Tabela 5. Percentual de detecção do ZIKV por ano de estudo. Fonte: Autoria própria. Detecção do ZIKV por qRT-PCR /Ano junho a dezembro de 2013 2014 2015 2016 junho de 2013 a dezembro de 2016 Percentual de detecção (casos positivos/estudados) 0% (0/101) 10,08% (12/119) 21,48% (61/284) 0% (0/310) 8,97% (73/814) 63 5.2 Distribuição geográfica dos casos de infecção por Zika no Rio grande do Norte, de junho de 2013 a dezembro de 2016. Com o auxílio das fichas de notificação compulsória, foi possível analisar a distribuição dos casos positivos nos municípios do Rio Grande do Norte. O Estado é dividido em 167 municípios, dos quais 69 foram estudados e a circulação do vírus foi detectada em 16 municípios (Figura 9). Fonte: Autoria própria. Dentre as quatro mesorregiões que dividem o Estado, a mesorregião que apresentou o maior número de casos confirmados foi a do Leste Potiguar com um percentual de 56,16% (41/73) do total de casos detectados. Os municípios com maior número de casos detectados foram Natal e Parnamirim, com 30,14% (22/73) e 19,18% (14/73), respectivamente. O percentual de detecção na mesorregião Central Potiguar foi de 22,91% (16/73) dos casos confirmados, sendo Guamaré o município com maior incidência, com umpercentual de 13,70% (10/73). A mesorregião Agreste Potiguar obteve um percentual de detecção de 19,18% (14/73) e o município de Nova Cruz, localizado nessa mesorregião, apresentou 9,59% (7/73) dos casos positivos. Nenhum Figura 9. Mapa do Rio grande do Norte demonstrando a distribuição dos casos estudados e com infecção confirmada pelo vírus Zika. 64 caso de infecção pelo vírus Zika foi detectado na Mesorregião do Oeste Potiguar (Tabela 6, Figura 10). Tabela 6. Percentual de detecção do vírus Zika por Mesorregião Potiguar. Fonte: Autoria própria. Mesorregiões Municípios Casos positivos % de casos positivos % de detecção por Mesorregião (positivos/total de casos positivos) Guamaré Caiçara do Rio do Vento 10 2 10/73 (13,70%) 2/73 (2,74%) Central Potiguar Galinhos 2 2/73 (2,74%) 22,91% (16/73) Parelhas 1 1/73 (1,37%) Acari 1 1/73 (1,37%) Nova Cruz 7 7/73 (9,59%) Passa e Fica 2 2/73 (2,74%) Agreste Potiguar Jandaíra 3 3/73 (4,11%) 19,18% (14/73) São Pedro 1 1/73 (1,37%) São Paulo do Potengi 1 1/73 (1,37%) Natal 22 22/73 (30,14%) Leste Potiguar Parnamirim Ceará-Mirim Extremoz São Gonçalo do Amarante Macaíba 14 2 1 1 1 14/73 (19,18%) 2/73 (2,74%) 1/73 (1,37%) 1/73 (1,37%) 1/73 (1,37%) 56,16% (41/73) Oeste Potiguar - 0 0% 0% Não Informados - 2 2/73 (2,74%) 2,73% (2/73) TOTAL 16 73 100% 100% 65 Fonte: Autoria própria. 5.3 Distribuição espaço - temporal dos casos de infecção por Zika no Rio grande do Norte, de junho de 2013 a dezembro de 2016. O primeiro caso confirmado do ZIKV no Rio Grande do Norte ocorreu em julho de 2014 no município de Caiçara do Rio do Vento, nesse mesmo mês, o vírus foi também detectado no município de Galinhos. Nenhum caso de infecção pelo vírus foi detectado nos meses de agosto a outubro de 2014. Já nos meses de novembro e dezembro de 2014 o vírus foi detectado em Jandaíra, Guamaré e Macaíba. No ano de 2015, no período de janeiro a março o vírus foi detectado em: Natal, Acari, Guamaré, Passa e Fica, São Pedro, Parnamirim, Extremoz, Parelhas e São Paulo do Potengi. Durante os meses de abril a junho desse mesmo ano, a circulação do vírus foi constatada também nos municípios de Natal e Parnamirim, além dos municípios de Galinhos, Nova Cruz e São Gonçalo do Amarante. Amostras positivas, com dados incompletos da ficha de notificação compulsória, foram provenientes de Passa e Fica, Natal, Ceará-Mirim e Caiçara do Rio dos Vento (Figura 11). Figura 10. Mapa do Rio Grande do Norte indicando a distribuição dos casos confirmados de ZIKV por mesorregião potiguar. 66 Fonte: Autoria própria. A análise mensal detalhada dos casos estudados e confirmados durante o período do estudo, permitiu constatar que o período de maior incidência da infecção pelo vírus Zika ocorreu de março a maio de 2015, com 23,29% (17/73), 8,22% (6/73) e 19,18% (14/73) dos casos positivos, respectivamente. Sendo março de 2015, o mês com maior número de casos confirmados, apresentando um percentual de 23,29% (17/73) (Figura 12, Tabela 7). A análise de proporção dos casos positivos e estudados por mês, informa que os meses de novembro e dezembro de 2014 e fevereiro de 2015, obtiveram os maiores valores de proporção (Tabela 7). Figura 11. Fluxograma mostrando a distribuição espaço-temporal da infecção pelo vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte. 67 Fonte: Autoria própria. Tabela 7. Análise mensal quantitativa por ano dos casos de infecção pelo vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte. Ano Meses Casos estudados Casos positivos Proporção dos casos positivos/ estudados por mês % Percentual de casos positivos Junho 22 0 0 (0/22) 0% (0/73) Julho 38 0 0 (0/38) 0% (0/73) Agosto 12 0 0 (0/12) 0% (0/73) 2013 Setembro 13 0 0 (0/13) 0% (0/73) Outubro 8 0 0 (0/8) 0% (0/73) Novembro 4 0 0 (0/4) 0% (0/73) Dezembro 3 0 0 (0/3) 0% (0/73) Janeiro 7 0 0 (0/7) 0% (0/73) Fevereiro 14 0 0 (0/14) 0% (0/73) Março 8 0 0 (0/8) 0% (0/73) Abril 6 0 0 (0/6) 0% (0/73) Maio 16 0 0 (0/16) 0% (0/73) 2014 Junho 9 0 0 (0/9) 0% (0/73) Julho 14 2 0,14 (2/14) 2,74% (2/73) Agosto 2 0 0 (0/2) 0% (0/73) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N DN º D E C A SO S C O N FI R M A D O S MESES Casos confirmados 2013 2014 2015 2016 Figura 12. Distribuição mensal por ano dos casos confirmados de infecção pelo vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte. 68 Setembro 9 0 0 (0/9) 0% (0/73) Outubro 5 0 0 (0/5) 0% (0/73) Novembro 16 5 0,31 (5/16) 6,85% (5/73) Dezembro 9 5 0,55 (5/9) 6,85% (5/73) Janeiro 21 5 0,24 (5/21) 6,85% (5/73) Fevereiro 17 7 0,41 (7/17) 9,59% (7/73) Março 64 17 0,26 (17/64) 23,29% (17/73) Abril 64 6 0,09 (6/64) 8,22% (6/73) Maio 65 14 0,21 (14/60) 19,18% (14/73) 2015 Junho 7 1 0,14 (1/7) 1,37% (1/73) Julho 0 0 0 (0/0) 0% (0/73) Agosto 0 0 0 (0/0) 0% (0/73) Setembro 0 0 0 (0/0) 0% (0/73) Outubro 0 0 0 (0/0) 0% (0/73) Novembro 0 0 0 (0/0) 0% (0/73) Dezembro 0 0 0 (0/0) 0% (0/73) Janeiro 13 0 0 (0/13) 0% (0/73) Fevereiro 26 0 0 (0/26) 0% (0/73) Março 99 0 0 (0/99) 0% (0/73) Abril 48 0 0 (0/48) 0% (0/73) Maio 41 0 0 (0/41) 0% (0/73) 2016 Junho 21 0 0 (0/21) 0% (0/73) Julho 15 0 0 (0/15) 0% (0/73) Agosto 7 0 0 (0/7) 0% (0/73) Setembro 8 0 0 (0/8) 0% (0/73) Outubro 4 0 0 (0/4) 0% (0/73) Novembro 0 0 0 (0/0) 0% (0/73) Dezembro 2 0 0 (0/2) 0% (0/73) Não informados - 77 11 0,14 (11/77) 15,07% (11/73) TOTAL - 814 73 - 100% 69 5.4 Distribuição dos casos de infecção por Zika no Rio Grande do Norte, de acordo com o gênero Em relação ao gênero, os resultados obtidos mostram que, durante o período de junho de 2013 a dezembro de 2016, a maior incidência da infecção pelo vírus Zika foi observada em pacientes do sexo feminino, com um percentual de 57,53% (42/73) dos casos positivos (Figura 13), porém, as análises estatísticas realizadas não evidenciaram nenhuma diferença significativa da infecção ocasionada pelo vírus Zika em homens e mulheres (p>0,05). Fonte: Autoria própria. 5.5 Distribuição dos casos de infecção por Zika no Rio Grande do Norte, de acordo com a faixa etária As análises do número de casos positivos e da frequência de casos positivos evidenciaram que praticamente todas as faixas etárias apresentaram as mesmas taxas de incidência da infecção (Figura 14 A e B). A frequência dos casos positivos foi calculada durante os anos de 2014 e 2015, através do número de casos positivos por número de casos analisados de cada uma das faixas etárias. Em relação ao percentual de casos positivos, observou-se um maior percentual na faixa etária de 0- 42 31 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Feminino Masculino N º d e ca so s co n fi rm ad o s Figura 13. Casos confirmados de infecção pelo vírus Zika de acordo com o gênero. 70 10 anos com 19,18% (14/73) dos casos positivos, seguidas das faixas etárias de 31- 40 e 41-50, ambas com um percentual de detecção de 16,44% (12/73). Fonte: Autoria própria. 5.6 Avaliação dos valores do Ct (Cycle Threshold) na infecção ocasionada pelo vírus Zika. A viremia nos pacientes foi estimada através dos valores de Ct (Cycle Threshold), porém, nenhuma correlação foi encontrada entre o tempo de doença nos pacientes e os valores de Ct que representam a carga viral (p= 0,694 e R= 0,065) (Figura 15). Fonte: Autoria própria. Figura 14. A) Distribuição dos casos positivos para o vírus Zika de acordo com a faixa etária. B) Frequência de casospositivos para o vírus Zika de acordo com a faixa etária. Figura 15. Análise dos valores do Ct (Cycle Threshold) em relação ao tempo de doença nos pacientes. 71 A estimativa da viremia foi analisada por dia de sintomas (primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto e sexto dia de sintomas). Os resultados mostraram que não foram encontradas diferenças significativas na viremia no terceiro e quarto dia de sintomas (p=0,929), assim como, do terceiro ao quinto dia (p=0,929). No entanto, houve uma diferença significativa na viremia no quarto e quinto dia de sintomas (p= 0,238), em que foi observada uma tendência de viremia maior no quarto dia de sintomas dos pacientes (Figura 16). Fonte: Autoria própria. A carga viral também foi avaliada em função do tipo de amostra, de modo que não foram encontradas diferenças significativas de carga viral nas amostras de soro e sangue total analisadas (p=0.812), porém pode-se obervar um maior número de amostras de sangue total com maior viremia (por apresentar baixos valores de Ct) (Figura 17). Fonte: Autoria própria. Figura 16. Análise dos valores do Ct (Cycle Threshold) por dia de sintomas (primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto e sexto dia de sintomas). Figura 17. Análise dos valores do Ct (Cycle Threshold) em relação ao tipo de amostra (soro/sangue total). 72 5.7 Caracterização genética dos vírus Zika isolados no Rio Grande do Norte. Do total de 18 amostras, com baixos valores de Ct (Cycle Threshold), selecionadas para realizar as etapas de sequenciamento, duas amostras apresentaram bons resultados no sequenciamento do gene que codifica a proteína do envelope (E) viral. Dessas 18 amostras, cinco foram inoculadas em cultura de células C6/36 de Aedes albopictus, mas em apenas uma delas o vírus foi isolado. O sobrenadante da primeira passagem do vírus na cultura, obtido a partir dessa amostra foi utilizado para o sequenciamento. Portanto, nesse estudo, três amostras foram utilizadas para a caracterização genética do vírus Zika (Tabela 8). Tabela 8. Informações sobre as amostras utilizadas no sequenciamento. Fonte: Autoria própria. Número de identificação das amostras Município detectado Ano Isolamento em cultura de células C6/36 Porcentagem de sequenciamento do gene completo da proteína do envelope (E) do vírus Zika 19 Natal 2015 Sim 100% 278 Natal 2015 Não 55,68% 139 Natal 2015 Não 70,17% 73 As análises filogenéticas das sequências estudadas mostraram que as cepas circulantes no Estado pertencem a linhagem Asiática (Figura 18). TW 2016 KY126348 TH 2015 KX051562 CA 2013 KF993678 KH 2010 KU955593 ID 2014 KU179098 PH 2016 KY003152 KR 2016 KY553111 PH 2012 KU681082 SR 2015 KU312313 PR 2015 KX087101 PR 2015 KX601168 CN 2016 KY328290 CN 2016 KU761560 WS 2016 KX216636 WS 2016 KX216639 BR AL 2015 KY559001 JM 2016 KY785424 DO 2016 KY785475 BR RJ 2016 KY014296 BR TO 2016 KY559021 BR BA 2015 KX520666 JP 2016 LC219720 BR PE 2016 KY558990 CK 2014 KX216640 CK 2014 KJ634273 BR TO 2016 KY559022 BR RN NATAL 2015 19 C636 BR RN NATAL 2015 278 BR PB 2015 KX280026 BR CE 2016 KX811222 BR RN 2015 KY558989 BR RN 2015 KU527068 BR PE 2015 KY558996 BR SP 2016 KY559008 BR AL 2015 KY559003 BR RN NATAL 2015 139 JP 2016 LC171327 JP 2016 LC191864 MX 2016 MF801417 SG 2016 KY241697 SG 2016 KY241777 SG 2016 KY241689 TW 2016 KY126349 SG 2016 KY241716 MY 1966 KX601167 MY 1966 HQ234499 MY 1966 KX694533 MY 1966 KX377336 Linhagem Asiática UG 1962 KY288905 CF 1976 KF268948 CF 1976 KF268950 CF 1980 KF268949 CF 1968 KF383115 UG 1947 KU720415 UG 1947 KX421193 UG 1947 LC002520 UG 1947 HQ234498 SN 2001 KF383119 SN 2001 KF383118 SN 1997 KF383117 NG 1968 HQ234500 NG 1968 KU963574 SN 2013 MF629798 SN 1968 KF383116 SN 1984 KU955595 SN 1984 KY348860 SN 1984 HQ234501 SN 1984 KX601166 Linhagem Africana 99 97 98 99 86 84 52 38 41 37 31 80 19 91 99 96 46 51 79 84 69 98 29 30 7 67 28 36 50 53 18 74 Fonte: Autoria própria. 5.8 Análise estrutural da Proteína (E) As sequências de aminoácidos da proteína (E) das três amostras utilizadas nesse estudo, foram comparadas com as sequências de aminoácidos de quatro cepas ancestrais originárias da Malásia, país do Sudeste Asiático. Essa comparação foi realizada porque a linhagem Asiática sofreu eventos evolutivos, originando cepas que provocaram grandes surtos nas ilhas localizadas no Oceano Pacífico e também no continente Americano. Um total de três substituições de aminoácidos foram encontradas no domínio III da proteína (E) dos vírus Zika circulantes no Rio Grande do Norte (Figura 19 e 20). A primeira substituição foi encontrada na posição 393 onde ocorreu a troca do aminoácido Aspartato (D) por Ácido glutâmico (E) (D393E). Essa mutação foi constatada nas três amostras. A segunda substituição ocorreu entre dois aminoácidos apolares: Valina (V) por Metionina (M) na posição 473 (V473M) e a última mutação foi do aminoácido polar Treonina (T) pelo aminoácido apolar Metionina (M) na posição 487 (T487M). Essas duas últimas mutações foram constatadas nas amostras: 19 (Natal/RN) e 139 (Natal/RN). Figura 18. Árvore filogenética dos vírus Zika circulantes no Rio Grande do Norte. As cepas sequenciadas nesse estudo, marcadas em vermelho, pertencem a Linhagem Asiática. Árvore construída através do método estatístico de Máxima Verossimilhança, utilizando o modelo de substituição de Kimura - 2 parâmetros. Os valores de bootstrap, localizam-se próximos aos ramos da árvore. 75 Fonte: Autoria própria. Fonte: Adaptado Dai et al. (2016). Figura 19. Alinhamento das sequências de aminoácidos da proteína (E) mostrando as substituições (D393E, V473M e T487M) detectadas nas cepas dos vírus Zika isolados nesse estudo. Figura 20. Substituições D393E, V473M e T487M detectadas no domínio III da proteína (E) do envelope do vírus Zika. 76 Através da construção da estrutura tridimensional da proteína (E) dos vírus Zika circulantes no Estado foi possível verificar os locais onde ocorreram as substituições (Figura 21). A substituição do Aspartato (D) por Ácido glutâmico (E) (D393E) encontra- se em uma região de alça. Enquanto que as outras duas substituições, da Valina (V) por Metionina (M) na posição 473 (V473M) e da Treonina (T) pela Metionina (M) na posição 487 (T487M), encontram-se localizadas em alfa-hélices na região transmembrana da proteína (E) (KOSTYUCHENKO et al., 2016) Fonte: Autoria própria. A estrutura tridimensional da proteína (E) dos vírus Zika isolados nesse estudo foi comparada com a estrutura da proteína (E) de uma cepa ancestral da Malásia (ID: KX694533), porém, não foram encontradas alterações na estrutura secundária nos locais onde ocorreram as substituições (Figura 22). Figura 21. Estrutura Tridimensional da proteína (E) dos vírus Zika isolados nesse estudo. As substituições D393E, V474M e T487M estão marcadas em vermelho. 77 Fonte: Autoria própria. Figura 22. Comparação da estrutura da proteína (E) dos vírus isolados nesse estudo, representada com a cor azul, com a estrutura da proteína (E) da cepa da Malásia (KX694533), representada com a cor amarela. As substituições D393E, V474M e T487M estão marcadas em vermelho. 78 6 DISCUSSÃO 6. 1 Análise Epidemiológica Desde a introdução do vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte, em maio de 2015, o Estado monitora a circulação deste vírus, bem como, os casos graves de microcefalia e/ou outras malformações relacionadas à Zika (ZANLUCA et al., 2015; SESAP, 2017b). Apesar do grande impacto ocasionado pelo vírus Zika na saúde pública do Rio Grande do Norte, pouco se conhece sobre a dinâmica dessa doença devido a escassez de trabalhosdisponíveis. Através desse estudo foi possível constatar um percentual de detecção do vírus de 8,97% (73/814) do total de casos estudados. Ao analisarmos a incidência do vírus em cada ano estudado, nenhum caso de infecção foi detectado no período de junho a dezembro de 2013 (0/101). Esse resultado sugere que o vírus não circulou no RN durante a Copa das Confederações (FARIA et al., 2016). O presente estudo, detectou a circulação do vírus Zika a partir do ano de 2014, no entanto, os primeiros relatos de circulação do vírus no Estado, só foram confirmados no início de 2015 (SESAP, 2015b), o que demonstra a importância dos estudos retrospectivos. No ano de 2015, uma maior incidência do vírus no RN foi constatada, com um percentual de detecção de 21,48% (61/284), esse resultado corrobora com os registros do Ministério da Saúde que considera o ano de 2015 como o ano epidêmico do vírus Zika no Brasil (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2017a). Em 2016, nenhum caso foi detectado (0/310), possivelmente devido a introdução do vírus Chikungunya no Estado. Nesse ano, em todo o RN, 8.268 casos de CHIKV foram confirmados enquanto a confirmação de ZIKV ocorreu em apenas 205 casos (SESAP, 2017). Acredita-se que o vírus Chikungunya tenha deslocado a transmissão do ZIKV na área de estudo, possivelmente devido a competição entre esses dois vírus, tanto por hospedeiros vertebrados quanto por vetores e também devido à alta eficiência de transmissão do CHIKV. Outro fator importante que pode explicar esse resultado baseia-se na imunidade pregressa adquirida contra o ZIKV por uma grande parcela da população do Estado reduzindo, portanto, o número de indivíduos susceptíveis ao ZIKV (MAGALHAES et al., 2017). 79 No que diz respeito à distribuição espacial do vírus Zika no Estado, esse estudo constatou que três das quatro mesorregiões apresentaram casos confirmados de infecção pelo vírus Zika. A mesorregião Leste Potiguar concentrou um maior número de casos, sendo Natal e Parnamirim, os municípios com maior número de casos positivos. A grande incidência, do vírus no município de Natal, pode ser explicada por inúmeros fatores: elevada densidade populacional desse município (IBGE, 2018); por atrair constantemente um grande número de turistas em virtude de suas belezas naturais, o que favorece a disseminação do vírus e por apresentar também condições climáticas favoráveis e um sistema de saneamento ambiental precário que favorecem a proliferação do vetor (SEPLAN, 2014). O elevado número de casos em Parnamirim provavelmente ocorreu por sua proximidade territorial com Natal que favorece o fluxo de pessoas entre esses dois municípios acarretando, consequentemente, a disseminação do vírus. Nenhum caso de infecção pelo vírus Zika foi detectado na Mesorregião do Oeste Potiguar, esse resultado pode ser explicado porque poucos municípios foram estudados durante todo o período do estudo (Figura 10). Provavelmente, a maioria desses municípios não possui um sistema de vigilância epidemiológica adequado, resultando em subnotificações da doença; a baixa pluviosidade em alguns municípios dessa Mesorregião (SEPLAN, 2014) não favoreceu a proliferação do vetor reduzindo, desse modo, o número de casos; e ainda, a distância geográfica pode ter dificultado o transporte das amostras coletadas nesses municípios até o Laboratório Central Doutor Almino Fernandes (LACEN/RN). O primeiro caso de ZIKV no Rio Grande do Norte, detectado nesse estudo, ocorreu em julho de 2014 no município de Caiçara do Rio do Vento (localizado no interior do Estado), seguido da detecção no município de Galinhos (situado no litoral do RN) (Figura 11). A circulação inicial do vírus Zika nesses dois municípios provavelmente ocorreu porque essas cidades atraem turistas. A detecção no município de Caiçara do Rio do Vento pode ser explicada porque esse município fica próximo da Serra das Gameleiras que é um local que atrai turistas. Provavelmente, o evento esportivo da Copa do mundo de 2014 que ocorreu durante os meses de junho e julho de 2014, impulsionou o turismo nesses municípios. Portanto, esse estudo detectou a introdução do vírus Zika no Estado já que, até o final do ano de 2014, apenas o monitoramento do vírus Dengue era realizado no Rio Grande do Norte 80 (SOUSA, 2015). Já era esperado que o vírus fosse detectado em um maior número de municípios em 2015, já que foi o ano de maior incidência, detectado nesse estudo. Os meses de março, abril e maio de 2015 apresentaram um maior percentual de detecção do vírus, sendo março, o mês com maior incidência detectada. Possivelmente, essa elevada incidência foi ocasionada devido a maior ocorrência de chuvas durante todo esse mês, na maioria dos municípios do Estado, o que pode ter resultado no aumento da densidade populacional do vetor (EMPARN, 2015). Sabe-se que a pluviosidade aumenta o número de potenciais criadouros, e portanto, de infestação do vetor, o que predispõe ao aumento dos casos de infecção (DE SOUZA, SILVA & SILVA, 2010). As maiores proporções de casos positivos ocorreram no final do ano de 2014 e no início do ano de 2015, provavelmente, porque esse período corresponde ao início do período epidêmico do vírus Zika no Estado devido à introdução de um novo vírus em uma região com uma população imunologicamente susceptível. Em relação ao gênero, este trabalho verificou uma maior incidência da infecção pelo vírus Zika no sexo feminino, representando um percentual de 57,53% dos casos confirmados, apesar de não ter havido diferença significativa, esse resultado corrobora com os de outros estudos realizados no Nordeste, como o de Zanluca et al. (2015), Campos, Bandeira e Sardi (2015) e Pessôa et al. (2016) que também detectaram um maior número de casos nesse gênero. Esse resultado pode ser explicado porque as mulheres procuram com mais frequência os serviços de saúde do que os homens (RIBEIRO, SOUSA & ARAUJO, 2008). Praticamente todas as faixas etárias apresentaram infecção pelo ZIKV isso se deve provavelmente ao fato de que o vírus foi introduzido pela primeira vez no Estado, de maneira que toda a população se apresentava susceptível independentemente da idade. No que diz respeito à estimativa da viremia, esperava-se uma maior carga viral no início da infecção, porém, nenhuma correlação foi encontrada entre o tempo de doença nos pacientes e a carga viral (Figura 15). A viremia também foi analisada por dia de sintomas em que foi observada uma maior viremia no quarto dia de sintomas. Esse resultado pode ser explicado porque um maior número de amostras foram coletadas nesse dia, se comparada aos demais dias (Figura 16). 81 Em relação a carga viral por tipo de amostra analisada (soro/sangue total), nenhuma diferença significativa foi detectada, porém as amostras de sangue total apresentaram maior viremia, de modo que esse resultado nos informa que as amostras de sangue total são mais eficazes para a detecção do vírus Zika. Atualmente, sabe-se que altas cargas virais são detectadas na saliva e urina e que essas amostras podem ser utilizadas alternativamente, quando a coleta de sangue é difícil, como por exemplo em crianças (PLOURDE & BLOCH, 2016; WAGGONER & PINSKY, 2016). 6.2 Análise Filogenética Na análise filogenética realizada, consta que as cepas circulantes no Estado do Rio Grande do Norte pertencem a Linhagem Asiática, assim como os vírus Zika circulantes em Países da Ásia, Américas e no Brasil, conforme demonstrado na Figura 18. Esse resultado corrobora com o estudo realizado por Zanluca e colaboradores (2015) onde essa linhagem foi também identificada no Rio Grande do Norte. Além disso, outros estudos constataram que essa linhagem circula em outros Estados do Nordeste tais como Bahia (CAMPOS, BANDEIRA & SARDI, 2015), Ceará, Maranhão (FARIA et al., 2016) e Pernambuco (PESSÔA et al., 2016). Assimcomo o estudo realizado por Faria et al. (2016), que utilizou amostras provenientes do Nordeste, nosso estudo também detectou que as sequências de isolados brasileiros encontram-se intercaladas com sequências de outros países pertencentes ao continente Americano. Esse resultado reflete a dinâmica de circulação do vírus nas Américas (FARIA et al. 2016). Em relação ao clado Asiático, os valores de bootstrap dos nós ancestrais estão bem suportados, apesar de que alguns valores de bootstrap foram baixos. Esse último resultado pode ser explicado pela baixa variabilidade genética identificada e pelo curto espaço de tempo estudado. Então, conforme demonstrado em nossa árvore filogenética, a maioria das sequências de Linhagem Asiática são de 2015 e 2016 que corresponde ao período epidêmico no continente Americano (IKEJEZIE et al., 2017). 82 6.3 Modelagem proteica As substituições D393E, V473M e T487M, detectadas nesse estudo, encontram-se no domínio III da proteína (E) (Figura 20). Para avaliar essas substituições de aminoácidos, foram verificadas as pontuações na Matriz Blossum 80 desenvolvida por Henikoff e Henikoff (1992). A Matriz Blossum é utilizada para comparar proteínas com alto grau de identidade, já que se baseia no alinhamento local das sequências de proteínas. A Matriz Blossum 80 compara sequências menos divergentes, como é o caso das sequências de aminoácidos da proteína (E) dos vírus Zika isolados nesse estudo com as cepas ancestrais. Um score positivo indica uma substituição mais provável enquanto um score negativo determina substituição menos provável. As substituições do Aspartato (D) pelo Ácido glutâmico (E) na posição 393 (D393E) e da Valina (V) pela Metionina (M) na posição 473 na posição (V473M) obtiveram um score positivo no valor de 1. Essa pontuação indica que essas substituições apresentam maior probabilidade de ocorrer, se comparada a substituição da Treonina (T) por Metionina (M) na posição 487 (T487M) que apresentou um score negativo de -1 (ANEXO A, B e C). Essas mutações possivelmente ocorreram porque o domínio III sofre maiores pressões evolutivas por interagir com o meio extracelular, com receptores celulares e com as IgGs (ZHANG et al., 2014; KOSTYUCHENKO et al., 2016). A substituição D393E pode ter ocorrido, por estar localizada em uma região de alça que se caracteriza por sua elevada variabilidade (Figura 21) (XIANG, 2006). Além disso, esse sítio está próximo do sítio 373 que contém o aminoácido lisina (K373), onde as regiões hipervariáveis (CDRs) das IgGs interagem (BARBA-SPAETH et al., 2016). É provável que essas mutações encontradas no domínio III também possam influenciar na patogenicidade das cepas dos vírus Zika circulantes no Estado do RN, possivelmente, aumentando a capacidade de adsorção do vírus à inúmeros receptores celulares o que aumenta o espectro de tecidos afetados pelo vírus, contribuindo desse modo, para o aumento da infeciosidade viral. 83 7 CONCLUSÕES Este estudo forneceu informações importantes sobre a dinâmica da disseminação do vírus no RN e avaliou o impacto na saúde pública da população Norte- Riograndense, de modo que os resultados desse trabalho, permitem nortear ações visando à prevenção da população contra futuros surtos; Este foi o primeiro estudo de detecção do vírus Zika no Estado do Rio Grande do Norte realizado durante o maior período de tempo (2013-2016), evidenciando um percentual de detecção de 8,97% (73/814) do total de casos estudados; O vírus Zika foi detectado em 16 municípios e em três das quatro mesorregiões que dividem o Estado. As mesorregiões mais afetadas foram a do Leste Potiguar, seguida da Central Potiguar e Agreste Potiguar, respectivamente. Nenhum caso de infecção pelo vírus Zika foi detectado na Mesorregião do Oeste Potiguar. Os municípios de Natal e Parnamirim apresentaram o maior número de casos confirmados; Esse estudo detectou a introdução do vírus Zika no Estado em julho de 2014, onde foi constatado no município de Caiçara do Rio do Vento; O ano que apresentou maior incidência do vírus no Estado foi 2015, sendo março o mês com maior número de casos confirmados; A maioria dos casos de infecção por Zika ocorreu em pacientes do sexo feminino e atingiu todas as faixas etárias com praticamente as mesmas taxas de incidência da infecção; Nenhuma correlação entre a estimativa de viremia e o tempo de doença nos pacientes foi encontrada, assim como, não foram encontradas diferenças significativas na viremia de acordo com o tipo de amostra analisada (soro/sangue total), mas houve uma diferença significativa na viremia entre o quarto e quinto dia de sintomas analisados; As cepas circulantes do vírus no RN pertecem a linhagem Asiática, essa mesma linhagem predomina nas Américas; A análise estrutural in silico da proteína (E) detectou a existência de três mutações que podem explicar a patogenicidade dos vírus Zika circulantes no Rio Grande do Norte. 84 REFERÊNCIAS ABUSHOUK, A. 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Fonte: NCBI - National Center for Biotechnology Information 101 ANEXO D – Número de acesso ao GenBank das sequências da proteína (E) utilizadas para a construção da árvore filogenética: KX280026; KX811222; KY558989; KU527068; KY014296; KY558996; KY559022; KY559008; KX520666; KY559003; KY558990; KY559021; KY559001; KY241697; KY241716; KY241689; KY241777; MF801417; KY126349; KY126348; KY785424; LC219720; LC171327; LC191864; KY785475; KX216640; KJ634273; KU761560; KY328290; KF993678; KU312313; KX216636; KX216639; KU955593; KY553111; KX051562; KU681082; KY003152; KU179098; KX087101; KX601168; KX694533; KX377336; HQ234499; KX601167; KY288905; KF383115; KF268948; KF268949; KF268950; KU720415; KX421193; KF383119; LC002520; HQ234498; HQ234500; KU963574; KF383116; KF383118; KF383117; MF629798; HQ234501; KX601166; KY348860; KU955595; Fonte: NCBI - National Center for Biotechnology Information