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INSTITUTO EVANDRO CHAGAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM VIROLOGIA MAURO VICTOR BRABO VERGUEIRO EPIDEMIOLOGIA MOLECULAR DE CEPAS DE RINOVÍRUS HUMANO (HRV) DETECTADAS NA CIDADE DE BELÉM, PARÁ, BRASIL, 2015 ANANINDEUA 2017 MAURO VICTOR BRABO VERGUEIRO EPIDEMIOLOGIA MOLECULAR DE CEPAS DE RINOVÍRUS HUMANO (HRV) DETECTADAS NA CIDADE DE BELÉM, PARÁ, BRASIL, 2015 Dissertação apresentada junto ao Programa de Pós- graduação em Virologia do Instituto Evandro Chagas, como requisito final para obtenção do título de mestre em Virologia. Orientador: Dr. Wyller Alencar de Mello Coorientadora: Profª. Dra. Rita Catarina Medeiros Sousa ANANINDEUA 2017 Biblioteca do Instituto Evandro Chagas Vergueiro, Mauro Victor Brabo. Epidemiologia molecular de cepas de rinovírus humano (HRV) detectadas na cidade de Belém, Pará, Brasil, 2015. / Mauro Victor Brabo Vergueiro. – Ananindeua, 2017. 49 f.: il.; 30 cm Orientador: Dr. Willer Alencar de Mello Coorientadora: Dra. Rita Catarina Medeiros de Sousa Dissertação (Mestrado em Virologia) – Instituto Evandro Chagas, Programa de Pós-Graduação em Virologia, 2017. 1. Rinovírus Humano. 2. Caracterização. 3. Pluviosidade. I. Mello, Willer Alencar de, orient. II. Sousa, Rita Catarina Medeiros de, coorient. III. Instituto Evandro Chagas. IV. Título. CDD: 616.2 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) MAURO VICTOR BRABO VERGUEIRO EPIDEMIOLOGIA MOLECULAR DE CEPAS DE RINOVÍRUS HUMANO (HRV) DETECTADAS NA CIDADE DE BELÉM, PARÁ, BRASIL, 2015 Dissertação apresentada junto ao Programa de Pós- graduação em Virologia do Instituto Evandro Chagas, como requisito final para obtenção do título de mestre em Virologia. Aprovado em: 05/09/2017 BANCA EXAMINADORA Dr. Hugo Reis Resque Instituto Evandro Chagas Drª Yvone Benchimol Gabbay Instituto Evandro Chagas Drª Jacqueline Cortinhas Monteiro Universidade Federal do Pará SUPLENTE Drª Elizabeth Salbé Travassos da Rosa Instituto Evandro Chagas A Deus, meus pais, meu companheiro, meus familiares e amigos. AGRADECIMENTOS A Deus, que de alguma maneira sempre acaba me ajudando ou me guiando nas decisões da vida; Meu Orientador, Dr. Wyller, por aceitar me instruir na realização desse trabalho; Minha Coorientadora, Dra. Rita, que sempre com muita gentileza e acessibilidade contribuiu com o desenvolvimento de todo esse processo acadêmico; À Milla, por tudo que me ensinou ao longo desses anos, por toda a amizade e conhecimento compartilhados; Ao Pacheco que deu início aos tramites para que os nossos trabalhos pudessem ser realizados; A Stéphany, minha eterna parceira de graduação, mestrado e umas das pessoas mais inteligentes e esforçadas que conheço; Meus amigos do laboratório de Vírus Respiratórios: Luana, Jessy, Érica, Edna, Patrícia, Marielly, Rayssa, Wander, Vinicius e Amanda. Minha Mãe, por ser minha base, por ter feito de tudo pra que eu pudesse ter oportunidades e que soubesse escolher coisas boas, ser uma pessoa digna e com bom senso; Meu Pai, que mesmo ausente em muitos momentos me ensinou muito sobre caráter e amor; Minha Avó Maura, por ser meu maior amor na vida, me ensina diariamente que conhecimento não tem fim, idade ou origem; Minha Avó Yara, que mesmo com pouco contato, me ensinou que precisamos amar à todos; Meu Avô Zé, que sempre teve orgulho das minhas escolhas e tinha sempre um bom conselho pra dar; Meus tios e tias, que sempre me incentivaram e diziam coisas muito encorajadoras; Meus primos, eu os amo e obrigado por todos os momentos; Meus amigos, por me aguentarem falar sobre vírus em todas as vezes que nos reuníamos; E ao Rodrigo, meu parceiro, companheiro, cúmplice e abrigo. Que por inúmeras vezes nunca me deixou desistir e sempre acreditou que as coisas tendem a se encaixar, que fé é a base de tudo. Obrigado por estar comigo nessa jornada, e por ser essa pessoa maravilhosa. “A ciência conhece um único comando: contribuir com a ciência” (Bertold Brecht) RESUMO O Rinovírus, outrora tido apenas como agente causador de infecções brandas ou autolimitadas, como o resfriado comum, hoje é o mais comum entre os agentes virais associados à infecção respiratória aguda (IRA). Investigações conduzidas em anos recentes, em diferentes regiões do mundo reforçam a importância do rinovírus no cenário da saúde pública, principalmente a partir do advento das ferramentas moleculares de diagnóstico, evidenciando o importante papel do rinovírus no desencadeamento de crises asmáticas, bem como a associação dos HRV em infecções do trato respiratório inferior tais como bronquiolites, com impacto considerável em pacientes menores de cinco anos de idade. O diagnóstico clínico da infecção por Rinovírus humano é dificultado pela similaridade dos sintomas apresentados em todas as infecções respiratórias. Desta forma, torna-se necessária a realização do diagnóstico laboratorial para confirmar a infecção por este agente infeccioso. O presente estudo possui como objetivo descrever a ocorrência dos tipos de Rinovírus humano isolados em amostras de pacientes atendidos com queixas sugestivas de infecção respiratória aguda na cidade de Belém, Pará, Brasil, no ano de 2015. A população de estudo compreendeu 274 indivíduos com queixas sugestivas de infecção respiratória aguda (IRA), atendidos no período de janeiro a dezembro de 2015. A prevalência da infecção por HRV foi de 15,6% (43/274), sendo mais frequente na faixa etária entre 0 a 5 anos Das 274 amostras clínicas de pacientes, 43 (15,6%) mostraram-se positivas para o HRV, sendo os pacientes situados na faixa de zero a cinco anos os mais acometidos com 14 (26,9%). Das 43 amostras positivas na rRT-PCR foi possível realizar a caracterização por sequenciamento em 21 delas. A análise evidenciou a circulação das três espécies de HRV na população investigada. Sendo 14 (66,7%) HRV-A, 1 (4,8%) HRV-B e 6 (28,5%) HRV-C. Quanto a distribuição mensal dos casos positivos de HRV durante o ano de 2015, nota-se que 95% da incidência dos casos se concentrou no primeiro semestre do ano. O Rinovírus humano apresentou-se como um importante agente de doença respiratória na população investigada, sendo a faixa etária de zero a cinco anos de idade foi a mais acometida entre os casos de infecção respiratória associada ao HRV. O pico de atividade do HRV na cidade de Belém, Pará, ocorreu principalmente nos primeiros seis meses, período este reconhecido por apresentar altos índices pluviométricos na região amazônica e observou-se também a co-circulação das espécies de HRV, com leve predomínio da espécie HRV-A. Palavras-chave: Rinovírus Humano; caracterização; pluviosidade. ABSTRACT Human rhinovirus (HRV) is the most common viral agent associated with acute respiratory infection (ARI), primarily causing infections in the upper respiratory tract, being recognized as pathogen causing the common cold in the world. Investigations conducted in recent years, mainly since the advent of molecular diagnostic tools, have demonstrated the important role of rhinovirus in the onset of asthma attacks, as well as the association of HRV in lower respiratory tract infections such as bronchiolitis, with a considerable impact in patients under five years of age. The clinicaldiagnosis of human rhinovirus infection is hampered by the similarity of the symptoms presented in all respiratory infections. In this way, it is necessary to perform the laboratory diagnosis to confirm the infection by this infectious agent. The present study aims to verify the frequency of isolated human rhinovirus types in samples from patients treated with complaints suggestive of acute respiratory infection in the city of Belém, Pará, Brazil, in the year 2015. The study population comprised 274 individuals of both sexes in different age groups, with complaints suggestive of acute respiratory infection (ARI). From January to December 2015, of the 274 clinical samples of patients, 43 (15.6%) of these patients were positive for HRV, patients in the zero to five age group were the most affected with 14 (32.5%) positive samples. Of the 43 positive samples in the rRT-PCR it was possible to perform the characterization by sequencing in 21 of them. The analysis showed the circulation of the three species of HRV in the researched population. Being 14 (32.5%) HRV- A, 1 (2.3%) HRV-B and 6 (13.9%) HRV-C. As for the monthly distribution of positive cases of HRV during the year 2015, it is noted that 95% of the incidence of cases was concentrated in the first half of the year. Human rhinovirus showed as an important agent of respiratory disease in the investigated population, being the age group from zero to five years of age was the most affected among cases of respiratory infection associated with HRV. The peak of HRV circulation in the city of Belém, Pará, occurred mainly in the first six months, that period is recognized as having high rainfall indexes in the Amazon region and also observed the co-circulation of the HRV species, with a slight predominance of the species HRV-A. Keywords: Human rhinovirus; Characterization; Rainfall. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 10 2 REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................... 12 2.1 HISTÓRICO ....................................................................................................................... 12 2.2 TAXONOMIA E REPLICAÇÃO VIRAL ......................................................................... 13 2.2.1 Estrutura e Organização Genômica ............................................................................ 13 2.2.2 Replicação Viral ............................................................................................................. 15 2.2.3 Diversidade antigênica e genética do HRV ................................................................. 17 2.3 PATOGENIA E MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS ............................................................ 19 2.4 EPIDEMIOLOGIA ............................................................................................................. 20 2.5 DIAGNÓSTICO ................................................................................................................. 22 3 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 24 3.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................... 24 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 24 4 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................ 25 4.1 ASPECTOS ÉTICOS E DE BIOSSEGURANÇA ............................................................. 25 4.2 TIPO DE ESTUDO ............................................................................................................ 25 4.3 POPULAÇÃO DE ESTUDO ............................................................................................. 25 4.5 COLETA DAS AMOSTRAS ............................................................................................. 25 4.6 PROCESSAMENTO DAS AMOSTRAS .......................................................................... 26 4.6.1 Caracterização Genética ............................................................................................... 26 4.6.2 Extração do RNA viral (RNAv) ................................................................................... 26 4.6.3 Reação em Cadeia mediada pela Polimerase Precedida de Transcriptase Reversa em Tempo Real (rRT-PCR) para detecção de HRV ........................................................... 27 4.6.4 Reação em Cadeia mediada pela Polimerase precedida de transcrição reversa (RT- PCR) para amplificação parcial da região NCR e dos genes VP4/VP2 ............................. 27 4.6.5 Eletroforese em gel de agarose ..................................................................................... 28 4.6.6 Purificação e quantificação do produto da RT-PCR ................................................. 28 4.6.7 Reação de sequenciamento ........................................................................................... 29 4.6.8 Precipitação do produto da reação de sequenciamento ............................................. 29 4.6.9 Eletroforese em sequenciador automático .................................................................. 29 4.6.10 Análise da sequência de nucleotídeos e inferências filogenéticas ............................ 30 5 RESULTADOS .................................................................................................................... 31 6 DISCUSSÃO ........................................................................................................................ 36 7 CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 39 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 40 ANEXO A – DOCUMENTO DE APROVAÇÃO DO CEP ................................................... 49 10 1 INTRODUÇÃO As infecções do trato respiratório são consideradas umas das principais causas de morbidade e mortalidade, especialmente em crianças menores de cinco anos de idade, apresentam considerável impacto econômico em virtude do elevado número de consultas médicas, absenteísmo laboral e escolar ocasionado por este agravo mundialmente (JACOBS et al., 2013; MACKAY, 2008). O Rinovírus humano (HRV) é o mais comum entre os agentes virais associados à infecção respiratória aguda (IRA), causando principalmente infecções no trato respiratório superior, sendo reconhecido como o principal patógeno causador do resfriado comum em todo o mundo (JACOBS et al., 2013). Investigações conduzidas em anos recentes, principalmente a partir do advento das ferramentas moleculares de diagnóstico, têm evidenciado o importante papel dos rinovírus no desencadeamento de crises asmáticas, bem como a associação dos HRV em infecções do trato respiratório inferior tais como bronquiolites, com impacto considerável em pacientes menores de cinco anos de idade e indivíduos imunocomprometidos (JACOBS et al., 2013; MCERLEAN et al., 2007). O desenvolvimento de métodos moleculares de diagnóstico tem proporcionado a realização de estudos sobre a diversidade do HRV, permitindo assim a caracterização das diferentes cepas virais que circulam em todo o mundo. Tais investigações vêm ampliando o conhecimento sobre este vírus, possibilitando a descrição de novas espécies e sorotipos/genótipos de HRV (KAIDA et al., 2011; LAU et al., 2007; MCINTYRE et al., 2013; MILLER et al., 2009; SAVOLAINEN et al., 2002). O HRV é amplamente distribuído na população humana e pode ser detectado em todo o mundo, entretanto, a circulação ocorrepredominantemente no inverno em diversos países. No Brasil, estudos conduzidos na região sudeste também mostram uma maior frequência do rinovírus nos meses mais frios do ano (julho a setembro) (BELLEI et al., 2008; LOUIE et al., 2005; WATANABE et al., 2010). No Brasil, especialmente na região norte, poucas informações estão disponíveis sobre este agente e sua circulação na população. Assim sendo, merece ser incentivada a realização 11 de estudos que avaliem a associação dos HRV aos quadros de infecção respiratória, e ainda sobre a diversidade genética das cepas circulantes. Tais investigações podem vir a gerar informações relevantes, que poderão auxiliar no desenvolvimento de estratégias de prevenção e controle destas infecções, auxiliando também no melhor manejo clínico dos pacientes acometidos por doença respiratória. 12 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 HISTÓRICO Em meados do século passado, foram conduzidos estudos experimentais com a indução de infecção respiratória em voluntários, mediante a inoculação intranasal de secreções nasais filtradas de pacientes com resfriado comum. Esta investigação revelou que a doença seria possivelmente ocasionada por agentes filtráveis (vírus) que eram facilmente disseminados (ANDREWES, 1965; DOWLING et al., 1957; JACKSON et al., 1958; JACKSON et al., 1959). Muitas das secreções nasais, utilizadas neste estudo, revelaram posteriormente a presença de rinovírus. O HRV foi descrito pela primeira vez em 1956 concomitantemente em dois laboratórios distintos quando se tentava determinar a etiologia do resfriado comum. Os pesquisadores Pelon e Price inocularam secreções nasofaríngeas de pessoas com resfriado comum em cultura de tecido renal de macacos Rhesus, realizando assim, a primeira detecção viral de HRV. As cepas virais isoladas por Pelon e Price foram denominadas GL2060 e JH, respectivamente (PELON et al., 1957; PRICE, 1956). Estudos posteriores demonstraram proteção cruzada entre as cepas GL2060 e JH, assim sendo, foram consideradas como pertencentes de um único sorotipo. Estas investigações revelaram ainda que as respectivas estirpes apresentavam características semelhantes aos enterovírus, sendo desta forma, classificadas inicialmente como Echovírus 28 (JACKSON et al., 1960; PELON, 1961). Após análise das propriedades antigênicas das citadas cepas, elas foram reclassificadas como Rinovírus1A (TYRRELL; PARSONS, 1960). O nome Rinovírus foi inicialmente sugerido por Andrews, entretanto a descrição do grupo foi proposta por Tyrrell e Chanock em 1963 (TYRRELL; CHANOCK, 1963). Em 1967 foram atribuídos números 1A até 55 para os tipos conhecidos de HRV (KAPIKIAN et al., 1967). Em 1971, foram adicionados os tipos 56 até 89 (KAPIKIAN et al., 1971) e posteriormente foram inseridos os tipos 90 até 100 (HAMPARIAN et al., 1987). Apesar desses vírus terem sido descobertos na década de 50 (PRICE, 1956), sua melhor caracterização clínica e molecular e, consequentemente, uma avaliação mais detalhada de seu impacto epidemiológico, só foi possível mais de trinta anos depois, com o advento de 13 técnicas moleculares mais avançadas (GAMA, HUGHES et al., 1988; GAMA, HORSNELL et al., 1989). Alguns autores tentam classificar os rinovírus através de outras características, como o receptor utilizado para a entrada na célula, ou a sensibilidade a compostos antivirais. No entanto a classificação não é completa por essas outras estratégias. Baseando-se no tipo de receptor utilizado, os HRVs podem ser divididos em 3 grupos: o grupo denominado major que compreende cerca de 90% dos sorotipos de HRV, que se ligam à molécula de adesão intracelular 1 (ICAM-1), um receptor de superfície celular das imunoglobulinas , o grupo denominado minor (cerca de 10% dos sorotipos) ligam-se aos receptores das lipoproteínas de baixa densidade LDLR, e existem também o sorotipo HRV 87, que não faz parte dessa classificação, pois utiliza uma sialoproteína como receptor (SAVOLAINEN et al., 2002). Outra classificação mais recente, através de análises moleculares descreve as três espécies distintas: HRV-A, HRV-B e HRV-C, apenas no final do ano de 2006 que a espécie de HRV C foi descrita como pertencendo a uma nova espécie de HRV que não havia sido classificada até o momento. Essa nova espécie inicialmente recebeu diferentes denominações como: HRV-A2, HRVNY, HRVQPM e HRVX. Somente após a análise do genoma completo que foi comprovada a nova espécie de HRV, que foi então denominada de HRV-C (LAMSON et al., 2006, LAU et al., 2007; XIANG et al., 2008, MILLER et al., 2009). Hoje são mais de 150 sorotipos de HRV são descritos, limitando o desenvolvimento de uma vacina, uma vez que a infecção prévia não confere imunidade cruzada aos demais sorotipos. (SAVOLAINEN et al., 2002; MCINTYRE et al., 2013). 2.2 TAXONOMIA E REPLICAÇÃO VIRAL 2.2.1 Estrutura e Organização Genômica O Rinovírus humano pertence à ordem Picornavirales, família Picornaviridae, gênero Enterovirus e estão divididos em três espécies, HRV-A, HRV-B e HRV-C. A partícula viral mede de 25-30 nanômetros (nm) de diâmetro, apresentando simetria icosaédrica. O capsídeo é formado por 60 cópias de cada uma das quatro proteínas estruturais (VP1, VP2, VP3 e VP4) e envolve o material genético, que é composto por uma fita simples de RNA de polaridade positiva não segmentado (+ssRNA), com aproximadamente 7,200 pares de bases (pb) o qual 14 possui uma única região de leitura aberta (Open Reading Frame - ORF) (PALMENBERG et al., 2009) (Figura 1). Figura 1 – Representação esquemática da partícula viral e as proteínas que formam o seu capsídeo Fonte: Adaptada de Picornaviridae.com. Os genomas dos membros da família Picornaviridae estão organizados em quatro diferentes regiões, logo, o genoma do HRV está distribuído da seguinte forma: uma longa região 5’ não traduzida (5'-UTR), uma região de leitura aberta (ORF), uma região curta 3’ UTR e uma cauda poli A, ainda, na extremidade 3’ (CORDEY et al., 2008). A região 5'-UTR contém dois elementos altamente conservados, o cloverleaf (trevo terminal) 5' e o sitio interno de entrada ribossomal (IRES) que possibilitam a formação de uma ribonucleoproteína que implica na tradução viral para que haja a replicação. A cauda poli A é importante na tradução, auxiliando na taxa da síntese protéica (CORDEY et al., 2008; LEWIS-ROGERS et al., 2009). O RNA viral é constituído por 11 genes traduzidos inicialmente em uma única poliproteína, essa poliproteína é subdividida em três regiões precursoras: P1, P2 e P3, que codificam as proteínas estruturais e não estruturais do vírus. A região P1 codifica as quatro proteínas estruturais VP1, VP2, VP3 e VP4 que compõem o capsídeo icosaédrico do vírus (Figura 2) (CORDEY et al., 2008; PALMENBERG; RATHE; LIGGETT, 2010). As proteínas virais VP1, VP2 e VP3 possuem uma extremidade chamada C-terminal, sendo responsável pelas interações antigênicas, além de que a VP1 contém o maior número de epítopos que servem como receptores de superfície para a ligação celular. Já a proteína VP4 está localizada de forma mais interna no capsídeo interagindo diretamente com RNA 15 genômico, auxiliando a entrada do mesmo no citoplasma da célula hospedeira e serve para ancorar o RNA ao capsídeo (CORDEY et al., 2008a; KELLY; BUSSE, 2008; LEWIS- ROGERS; BENDALL; CRANDALL, 2009). A região P2 do genoma viral codifica as proteínas virais não estruturais 2A, 2B, 2C. A protease viral 2A é responsável pela clivagem que separa a proteína estrutural VP1 que compõe o capsídeo (pertencente à região P1) do restante do genoma, dando origem a protease 2Apro. Esta protease atua na clivagem do fator de iniciação eucariótico (eIF4G), sendo crucial na replicação do RNA. E a proteína 2B atua como protease na clivagem da poliproteína viral (LEDFORD et al., 2004; CORDEY et al., 2010). Na regiãoP3 são codificadas as proteínas não estruturais 3A, 3B, 3C e 3D. A protease 3Cpro é responsável por quase todos os eventos de processamento proteolítico do precursor de poliproteína viral, e ainda interage com a região 5’ UTR facilitando a ligação 3Dpol (RNA polimerase RNA dependente) para a replicação. A proteína 3B ou VPg atua como um iniciador para 3Dpol. A proteína não estrutural 3C é eficiente na mediação nos efeitos no transporte nuclear da célula hospedeira (LEWIS-ROGERS; BENDALL; CRANDALL, 2009; GHILDYAL et al., 2009; CORDEY et al., 2010). Figura 2 – Representação esquemática do genoma viral Fonte: Adaptado de Picornaviridae.com 2.2.2 Replicação Viral O processo de replicação do HRV se inicia com a adsorção do vírus à célula hospedeira promovendo a ligação com o receptor de superfície celular, sendo que 90% dos sorotipos de HRV, denominados grupo major, ligam-se à proteína ICAM-I (molécula de adesão intracelular-I) que é expressa em diversos tecidos, sendo mais abundante no epitélio 16 nasal. Como o HRV está intimamente relacionado com a exacerbação da asma, estudos mostram que pacientes com esse quadro possuem um elevado número do receptor ICAM-1, o que tornaria mais suscetível à infecção por HRV e o desencadeamento do processo inflamatório, induzindo assim na exacerbação asmática. O grupo minor, que corresponde aos outros 10% ligam-se aos receptores de proteínas de baixa densidade (LDLR). Há achados de HRV que também utilizam outros receptores, como o sorotipo HRV 87, que utiliza uma sialoproteína como receptor. (DUECHLER et al., 1993; SAVOLAINEN et al., 2002, YAMAYA et al., 2016). Após a ligação do HRV aos receptores celulares, as partículas virais são endocitadas, em seguida o genoma é liberado no citoplasma da célula hospedeira, onde ocorre todo o processo de replicação do HRV. A liberação do genoma viral no citoplasma ocorre pela expansão da estrutura do capsídeo, engatilhada tanto pela interação do ICAM-I quanto pela acidificação endossomal (FUCHS et al., 2010; LEWIS-ROGER et al., 2009). A partir da cadeia positiva de RNA é traduzida uma poliproteína e em seguida é clivada dando origem as proteínas virais. Ainda utilizando a cadeia positiva de RNA como molde é formada uma molécula de RNA com uma sequência de nucleotídeos complementares. A síntese desta cadeia complementar negativa é promovida pela proteína VPg e inicia-se a partir da zona terminal 3’. A cadeia complementar é usada como molde na síntese de um grande número de cópias do genoma viral que são acondicionadas em novas partículas virais. A proteína 3D POL é uma RNA polimerase dependente de RNA sendo responsável pela replicação do RNA genômico viral. Por fim, o vírion é montado e liberado da célula hospedeira (Figura 3) (BERTINO, 2002; BOCHKOV et al., 2010). Figura 3 – Esquema representativo do processo de replicação dos rinovírus Fonte: Adaptado de Jacobs et al., 2013. 17 2.2.3 Diversidade antigênica e genética do HRV Inicialmente o HRV foi classificado em duas espécies, HRV-A e -B, com base em análises filogenética. Os espécimes clínicos nos anos 60 e 70 levaram a caracterização de aproximadamente 100 diferentes tipos de HRV (PALMENBERG et al., 2010). O sequenciamento parcial de regiões codificadoras do capsídeo viral, regiões não codificantes e um número limitado de genomas completos levou a uma divisão das 99 cepas originais em duas espécies: HRV-A (contendo 74 sorotipos) e HRV-B (contendo 25 sorotipos) (LAMSON et al., 2006). O desenvolvimento de técnicas moleculares altamente sensíveis para a identificação do HRV em espécimes clínicos levou à identificação e de uma nova espécie, HRV-C, pelo Comitê Internacional de Taxonomia Viral em 2009. As cepas de HRV-C têm uma organização genômica semelhante à do HRV-A e HRV-B, contudo não crescem na cultura celular padrão, como por exemplo HeLa e Vero, o que suporta sua classificação como uma espécie nova (ARRUDA et al., 1996; LAMSON et al., 2006; LAU et al., 2007). Assim, com base nas características antigênicas e genéticas, hoje já são descritos mais de 150 sorotipos de HRV. A análise das sequências de nucleotídeos, principalmente das regiões codificadoras das proteínas VP1 e VP2/VP4, permitiu agrupar os sorotipos entre as três espécies, sendo que atualmente 80 sorotipos compõem a espécie HRV-A, 32 pertencem à espécie HRV-B e 55 a espécie HRV-C (MCINTYRE et al., 2013) (Figura 4). 18 Figura 4 – Árvore filogenética mostrando a relação entre os sorotipos de HRV conhecidos Fonte: Adaptado de Gern, 2010; Palmenberg et al., 2010. A diversidade genética dos HRV é atribuída a uma elevada taxa de mutação devido à baixa fidelidade da RNA polimerase dependente de RNA que não tem atividade de correção de leitura. Nos picornavírus a taxa de erros mediada pela RNA polimerase está estimada entre 10 -3 e 10 -4 erros/ nucleotídeos/ ciclo de replicação. A recombinação genética também tem sido relatada como um dos fatores que contribui para a variabilidade genética das espécies de Rinovírus. É provável que a recombinação ocorra por co-infecção, ou devido sucessivas infecções por cepas de diferentes espécies de HRV (DRAKE; HOLLAND, 1999; GERN, 2010; MCINTYRE et al., 2013; PALMENBERG et al., 2010) 19 2. 3 PATOGENIA E MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS Os HRV são transmitidos para os indivíduos suscetíveis através do contato direto ou por meio de partículas virais suspensas em aerossóis, provocadas pelo espirro e a fala. A sua porta de entrada é o trato respiratório, pela mucosa nasal que atua como primeiro sítio de inoculação do vírus, mas a conjuntiva também pode servir como entrada para as partículas virais, porém em menor grau. O principal receptor de HRV é o ICAM – I (intercellular adhesion molecule 1) que se encontra em quantidades elevadas localizado na nasofaringe posterior (BELLA; ROSSMANN, 1999; GREVE et al., 1989; WINTHER, 2011). O HRV causa principalmente infecção no trato respiratório superior, reconhecido como o resfriado comum. A infecção cursa com congestão nasal, coriza intensa, dor de garganta, tosse e rouquidão, sendo que o indivíduo pode apresentar febre variável e, com menor frequência, mal-estar, mialgia e cefaleia. A doença pode durar até sete dias, com os sintomas persistindo até 12 a 14 dias. Os HRV atuam ainda como os agentes mais prevalentes na exacerbação de doença pulmonar obstrutiva crônica e asmas em crianças, bem como a ocorrência de fibrose cística (DIMOPOULOS et al., 2012; GERN, 2010). O HRV promove a infecção através da nasofaringe, propaga-se por células do epitélio respiratório superior que consequentemente são destruídas por necrose celular e descamação. Sua replicação ocorre de forma localizada, sendo que a temperatura ótima para sua proliferação varia entre 33 e 35ºC. (WINTHER, 2011). Os sintomas da virose geralmente surgem em 1 a 2 dias após a infecção, com um pico de incidência 2 a 4 dias após a inoculação. As manifestações clínicas da doença estão associadas à liberação de produtos celulares virais e a uma resposta imunológica à lesão produzida. Ocorrem hiperemia e transudação de proteínas no soro e nas secreções nasais, com o aumento concomitante de albumina e neutrófilos (LESSLER et al., 2009). As células infectadas liberam bradicinina e interleucinas (IL) 1, 6 e 8 que são mediadores da inflamação. As concentrações de IL-8 em secreções estão proporcionalmente correlacionadas com a gravidade dos sintomas do resfriado. Os mediadores inflamatórios tais como cininas e prostaglandinas, podem causar vasodilatação, aumento da permeabilidade vascular, e a secreção das glândulas exócrinas. Estes, juntamente com o estímulo do nervo terminal parassimpático local, levam aos sintomas de resfriado (DOYLE et al., 2010). 20 2. 4 EPIDEMIOLOGIA Os HRV sãoos mais frequentes agentes etiológicos de infecção respiratória aguda (IRA) em todo mundo, contribuindo anualmente para 25-50% dos casos de doenças respiratórias (BELLEI et al., 2008; WATANABE et al., 2010). Estes vírus são amplamente distribuídos, afetando tanto crianças quanto adultos, imunocomprometidos ou não. Muitos estudos vêm apontando os HRV como agentes tão frequentemente detectados em crianças quanto o Orthopneumovirus Humano (HRSV), e estudos recentes sugerem que o HRV pode se propagar para o trato respiratório inferior, numa disseminação célula a célula, e esse pode ser um fator importante no desencadeamento da obstrução das vias aéreas, tosse e chiado, que podem evoluir para bronqueolites e pneumonia (LUCHSINGER et al., 2014; MOSSER et al., 2005; SUN et al., 2016). Estudos realizados no Reino Unido, França, Japão e Austrália evidenciam uma alta frequência do HRV em casos de infecção respiratória, sendo as crianças menores de cinco anos de idade as mais acometidas, com até 80% dos casos (ARAKAWA et al., 2012; HENQUELL et al., 2012; MACKAY et al., 2013; WISDOM et al., 2009). No Continente Americano, estudos realizados nos EUA e Argentina, também corroboram essa alta incidência do rinovírus e maior infectividade em crianças (MARCONE et al., 2014; MARTIN et al., 2015). No Brasil, investigações sobre a ocorrência de HRV, também têm demonstrado a importância deste patógeno na indução de quadros de infecção respiratória (BELLEI et al., 2008; SOUZA et al., 2003; WATANABE et al., 2010). Neste contexto, em um estudo realizado com 271 amostras coletadas de 138 crianças menores de dois anos de idade, frequentadoras de uma creche em Salvador (Bahia), o HRV foi detectado em 48,3% das 116 amostras positivas para algum dos vírus respiratórios investigados (SOUZA et al., 2003). Em investigações conduzidas com crianças em Curitiba o HRV foi o agente mais frequentemente detectado contribuindo com 117 (39.9%) amostras positivas entre as 293 analisadas, sendo que 34% das crianças positivas para HRV apresentavam asma e bronquite como comorbidades (GIAMBERARDIN et al., 2016). Assim como na população infantil, a importância em saúde pública das infecções por rinovírus vem sendo avaliada em adultos e idosos também. Nesse contexto, estudos realizados em anos recentes vêm demonstrando a associação do HRV aos quadros de infecção respiratória aguda grave também em adultos. Investigação conduzida por Jain et al. (2015) em 21 crianças, relata que o HRV foi o patógeno mais detectado em pacientes hospitalizados com quadro clínico de pneumonia em Chicago, nos Estados Unidos. Em um estudo realizado no Chile, com 135 pacientes, apresentou 32 casos positivos para HRV, sendo que destes mais de 90% foram detectados em idosos acima dos 60 anos (FICA et al., 2015). No Brasil, em 2008, investigação realizada por Bellei et al., com adultos que apresentavam IRA e/ou doença semelhante à gripe, atendidos na cidade de São Paulo entre 2001 a 2003, demonstrou que dos 240 indivíduos de um total de 420 (57,1%), com pelo menos um agente viral detectado, o HRV foi o mais frequente com 95 amostras positivas (39,6%). Em relação ao padrão de circulação, o rinovírus geralmente ocorre durante todos os meses do ano sem um pico de detecção muito marcado, contudo em algumas regiões do mundo já foi demonstrada a associação da elevação do número de casos no inverno ou com maior índice pluviométrico, tanto em países de clima temperados quanto em tropicais (ARAKAWA et al., 2012; BOIVIN et al., 2002, BRIESE et al., 2008; MILANOI et al, 2016). No Brasil a maioria dos dados sobre circulação de HRV é proveniente de investigações conduzidas na Região Sudeste, onde o pico de infecção tem padrão semelhante à do vírus influenza, coincidindo com os meses mais frios do ano (BELLEI et al., 2008; GARDINASSI et al., 2012). Ainda no que se refere ao padrão de circulação, as diferentes espécies de HRV costumam circular de forma concomitante, com uma delas podendo se apresentar de forma predominante. Estudos realizados ao redor do mundo têm demonstrado que geralmente, as infecções pelos HRV da espécie A são mais prevalentes, entretanto as três espécies podem apresentar padrões de frequências similares (ARAKAWA et al., 2012; DALENO et al., 2013; MARCONE et al., 2014; MILANOI et al., 2016; PIRALLA et al., 2009; TRAN et al., 2016; WATANABE et al., 2010). Em um estudo conduzido no Reino Unido, no qual foram analisadas 456 amostras de indivíduos de ambos os gêneros e diferentes faixas etárias, das 104 positivas para HRV (22,8%) a espécie de HRV-A foi a mais frequente com 65 amostras positivas, seguida pela espécie HRV-C e HRV-B, com 31 e 8 amostras positivas respectivamente, sendo 60% em crianças na faixa etária de 1 a 2 anos de idade (WISDOM et al., 2009). No Japão, 501 amostras foram coletadas de pacientes com infecção respiratória aguda entre janeiro e dezembro de 2010, em 92 (18,3%) amostras, foi possível detectar o HRV, sendo 22 as espécies A e C as mais frequentes e encontradas durante todos os períodos do estudo, com alguns casos esporádicos do HRV-B (ARAKAWA et al., 2012). Nos Estados Unidos, uma investigação realizada apenas com menores de 1 ano de idade, em 110 crianças foi observada a positividade para HRV, sendo que a média de idade dos infectados era de aproximadamente 3 meses. Neste estudo a espécie de HRV-C se sobressaiu em relação as espécie A e B (HASEGAWA et al., 2015). Na América do Sul, investigação de vírus respiratórios em crianças argentinas, na qual 252 (40,6%) amostras foram identificadas como positivas para HRV, de um total de 620, a espécie de HRV-A apresentou maior frequência, seguida por HRV-C e HRV-B (MARCONE et al., 2014). Em um estudo brasileiro realizado no estado de São Paulo, entre as 131 amostras virais caracterizadas, também o HRV-A mostrou-se predominante contribuindo com 61% da positividade, sendo o HRV B detectado em 16.8% e o HRV-C em 22.2% do total analisado (WATANABE et al., 2010). 2. 5 DIAGNÓSTICO O diagnóstico clínico da infecção por Rinovírus humano é dificultado pela similaridade dos sintomas apresentados em todas as infecções respiratórias, como as ocasionadas pelos Influenza, Orthopneumovirus Humano e Metapneumovírus. Desta forma, torna-se necessária a realização do diagnóstico laboratorial para confirmar a infecção por este agente infeccioso (GERN, 2010). Para o diagnóstico laboratorial, o espécime clínico deve ser colhido o mais breve possível após o início dos sintomas, sendo que os maiores índices de HRV no trato respiratório são verificados nos dois primeiros dias da apresentação dos sintomas, contudo o vírus pode ser detectado um dia antes do aparecimento dos sintomas até seis dias depois (JACOBS et al., 2013). Os espécimes clínicos de escolha para a detecção de HRV, assim como para outros patógenos respiratórios, são aspirado de nasofaringe, swab nasal, swab de orofaringe, aspirado traqueal ou brônquico e lavado brônquio-alveolar. Os espécimes coletados devem ser obtidos em meio de transporte viral e enviados ao laboratório sob refrigeração adequada (4 a 8°C) para processamento diagnóstico (GERN, 2010; JACOBS et al., 2013). 23 As técnicas laboratoriais de diagnóstico disponíveis envolvem detecção de anticorpos, isolamento do vírus em cultivo celular ou detecção do ácido nucleico por métodos moleculares. As técnicas para detecção de anticorpo envolvem testes de fixação do complemento e ensaios imunoenzimáticos, contudo frente à diversidade de sorotipos de HRV os testes sorológicos têm sido utilizados somente em pesquisa. O isolamento viral é limitado em virtude da especificidade dos HRV a algumas linhagens celulares, como por exemplo HeLa e Vero, vale ressaltar que ainda não há um sistema de cultivo celular que permita o isolamento dos HRV-C (ARRUDA et al., 1996; ARRUDA; HAYDEN,1993; BLOMQVIST et al., 2002; MACKAY, 2008; JACOBS et al., 2013). Com a utilização de métodos moleculares a participação dos HRV em doenças respiratórias tem sido mais frequentemente demonstrada (MILLER et al., 2009; PIRALLA et al., 2009). A maioria dos testes de reação em cadeia mediada pela polimerase (PCR) utilizados para detectar Rinovírus humano é baseada na amplificação de um fragmento da extremidade 5’ da região não codificante (NCR) do genoma viral, assim sendo, garantem uma alta sensibilidade. A análise da sequência de nucleotídeos permite ainda determinar os diferentes sorotipos/genótipos de HRV (MORI; CLEWLEY, 1994; SAVOLAINEN et al., 2002; JACOBS et al., 2013). 24 3 OBJETIVO 3.1 OBJETIVO GERAL Verificar a frequência dos tipos de Rinovírus humano detectados em amostras de pacientes atendidos com queixas sugestivas de infecção respiratória aguda na cidade de Belém, Pará, Brasil, no ano de 2015. 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Descrever a diversidade genética das espécies de HRV circulantes na população estudada; Relacionar a circulação do Rinovírus humano com as variáveis: sexo, idade e sazonalidade; Relacionar a circulação do Rinovírus humano com os índices pluviométricos no estado do Pará. 25 4 MATERIAL E MÉTODOS 4.1 ASPECTOS ÉTICOS E DE BIOSSEGURANÇA Este projeto foi elaborado obedecendo as Diretrizes e Normas Regulamentadoras de Pesquisas Envolvendo Seres Humanos, Resolução do CNS nº 466 de 12/12/2012, sendo submetido ao Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) com seres humanos do Instituto Evandro Chagas (IEC) com o parece de número 112505/2015. (Anexo 1) Os procedimentos laboratoriais deste projeto foram realizados em laboratórios Nível de Biossegurança 2 (NB-2), com a utilização de todos os equipamentos de proteção individual (EPI) e de proteção coletiva (EPC) pertinentes. 4.2 TIPO DE ESTUDO Trata-se de um estudo epidemiológico de base populacional, do tipo observacional, transversal. 4.3 POPULAÇÃO DE ESTUDO A população de estudo compreendeu 274 indivíduos em diferentes faixas etárias, com queixas sugestivas de infecção respiratória aguda (IRA) provenientes do Centro de Saúde Escola da Universidade do Estado do Pará (UEPA) – localizado no bairro do Marco em Belém, bem como do Laboratório Central de Saúde Pública do Estado do Pará (LACEN/PA). 4.4 CRITÉRIOS DE INCLUSÃO E EXCLUSÃO Os pacientes inclusos, foram aqueles que apresentavam sintomas até 7 dias após o início dos sintomas, e assinarem o TCLE (Termo de Consentimento Livre e Esclarecido), e os excluídos foram os pacientes com os sintomas a mais de 7 dias, ou que se recusarem a assinar o TCLE. 4.5 COLETA DAS AMOSTRAS Os espécimes clínicos analisados neste estudo foram coletados, no período compreendido entre os meses de janeiro a dezembro de 2015 e consistiram em amostras de aspirado nasofaríngeo ou swab combinado (narina/garganta) coletados por uma equipe especializada do LACEN-PA e do Centro de Saúde Escola da UEPA, a partir de pacientes que apresentavam sinais e sintomas de síndrome gripal com até sete dias de evolução. 26 A coleta do aspirado nasofaríngeo foi realizada com auxílio de uma bomba a vácuo acoplada a um tubo coletor contendo meio de transporte (Hanks e gelatina a 0,5%). Neste procedimento o cateter do tubo coletor é delicadamente introduzido nas cavidades nasofaríngeas do paciente, aspirando assim a secreção existente juntamente com células da mucosa nasofaríngea. A realização do swab combinado (SC) consistiu em friccionar o swab (espécie de cotonete) contra a mucosa nasal, sendo utilizado um swab para cada narina e outro para a garganta. Após a coleta todos os três Swabs são disponibilizados em um mesmo tubo contendo meio conservante, devidamente rotulado com o nome do paciente e a data de coleta. Após a coleta, os espécimes foram encaminhados, sob refrigeração (4°C), para o Laboratório de Vírus Respiratórios do Instituto Evandro Chagas (IEC) para processamento laboratorial. Vale ressaltar que a coleta das amostras clínicas foi conduzida em função de um outro projeto de pesquisa aprovado pelo CEP/IEC sob o parecer nº919.642 de 17/12/2014. As mesmas foram obtidas mediante a assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) no qual está expressa a possibilidade de utilização das amostras em novos estudos. 4.6 PROCESSAMENTO DAS AMOSTRAS 4.6.1 Caracterização Genética A caracterização genética dos vírus foi desenvolvida utilizando-se 3 etapas principais: a) extração do RNA viral (RNAv); b) Detecção e amplificação do RNAv pela técnica de Reação em Cadeia mediada pela Polimerase precedida de Transcrição Reversa em tempo real (rRT-PCR) e convencional (RT-PCR); e c) sequenciamento parcial dos genes VP4/VP2. 4.6.2 Extração do RNA viral (RNAv) O RNAv foi extraído a partir de 200µL do espécime clínico utilizando-se o PureLink TM Viral RNA/DNA Mini Kit (Invitrogen - Thermo Scientific), seguindo as orientações do fabricante. Resumidamente, o método consiste em três etapas principais: lise, lavagem e eluição. O RNA eluído foi estocado a -70°C, quando não submetido de imediato a rRT-PCR. 27 4.6.3 Reação em Cadeia mediada pela Polimerase Precedida de Transcriptase Reversa em Tempo Real (rRT-PCR) para detecção de HRV A detecção do genoma viral foi realizada através da Reação em Cadeia mediada pela Polimerase precedida de Transcrição Reversa em tempo real (rRT-PCR), onde foram empregados o kit comercial AgPath-ID TM One Step RT-PCR Kit (Ambion – Life Technologies), iniciadores específicos para HRV (Quadro 1) de acordo com o protocolo desenvolvido pelo Center for Disease Control and Prevention (CDC, Atlanta, EUA). A mistura de reação para detecção de HRV foi composta por 5µL de H2O, 12,5 µL de PCR Master Mix, 0,5µL de cada iniciador, 0,5µL de sonda, 1µL de AgPath RT/Platinum Taq e 5µL do RNAv. Esta mistura foi inicialmente submetida a uma etapa a 45°C por 10 minutos para transcrição reversa, seguido por uma etapa de um ciclo a 95° por 10 minutos para ativação da Taq Polimerase e finalizando com a terceira etapa de 45 ciclos cada um composto por etapas de desnaturação a 95°C por 15 segundos e hibridização/extensão a 55°C por 1 minuto. Todas as etapas de rRT-PCR foram realizadas em termociclador automático ABI 7500 (Applied Biosystem – Thermo Scientific) Quadro 1 – Iniciadores utilizados na amplificação da região NCR (Noncoding Region – região não codificadora) de Rinovírus humano Iniciador Sequência dos oligonucleotídeos 5’ – 3’ Tamanho do amplicom HRV For CPXGCCXGCGTGGC 207 pb HRV Rev GAAACACGGACACCCAAAGTA HRV Pro FAM-TCCTCCGGCCCCTGAATGYGG C-BHQ1 X = Base modificada (LNA – Locked Nucleic Acid - Ácido Nucléico Bloqueado) P= Pirimidina derivada (base degenerada mimetizando uma mistura de bases C/T) FAM= 6-carboxifluoresceína BHQ1= Black Hole Quencher ® 1 4.6.4 Reação em Cadeia mediada pela Polimerase precedida de transcrição reversa (RT- PCR) para amplificação parcial da região NCR e dos genes VP4/VP2 A partir das amostras positivas na detecção, a RT-PCR foi feita em etapa única utilizando-se AgPath-ID TM One Step RT-PCR Kit (Ambion – Life Technologies) e iniciadores específicos (Quadro 2), que produzem um fragmento de 549 pb, que compreende os genes 28 VP4 e VP2 e a parte hipervariável da região 5’ NCR, como descrito por Savolainen et al., 2002. Quadro 2 – Iniciadores utilizados na amplificação da região NCR e genes VP4/VP2 dos Rinovírus humano Iniciador Sequência dos oligonucleotídeos 5’ – 3’ Posição do fragmento no genoma* Tamanho do amplicom HRV F GCATCIGGYARYTTCCACCACCANCC 534–560 549 pb HRV R GGGACCAACTACTTTGGGTGTCCGTGT 1083–1058 I= inosina; Y= T, C; R= G, A; N= A, C, G, T * Baseado no genoma da cepa de Rinovírus humano 1b As reações de RT-PCR foramfeitas para um volume final de 25µL contendo, 5 µL de RNA, 0.5µL de cada iniciador (50 µM) [Quadro 2], 12.5 µL de PCR Master Mix 2X e 0,5µL de AgPath RT/Platinum Taq. Para amplificação dos segmentos gênicos, a mistura de reação foi inicialmente incubada a 45°C por 30 minutos e 94°C 5 minutos. Seguido de 40 ciclos de 94° por 45 segundos, 61°C por 45 segundos e extensão a 72°C por 1 minuto. A etapa de extensão final foi feita a 72°C por 10 minutos. Sendo as etapas de RT-PCR realizadas em termociclador automático MasterCycler EP Gradient S (Eppendorf, Birkmann Instrument). 4.6.5 Eletroforese em gel de agarose Ao término da amplificação, os produtos da RT-PCR foram analisados por meio de eletroforese horizontal em gel de agarose 1,5% corado por GelRed™ Nucleic Acid Gel Stain (Biotium, Hayward, CA5). Os produtos foram submetidos à migração no gel, junto com o marcador de peso molecular 200 lines SmartLadder (EUROGENTEC), inicialmente por 5 minutos 80 volts (V), seguido de 25 minutos a 110V. A visualização dos amplicons impregnados pelo corante foi feita em transiluminador com luz UV e fotografado com auxilio do sistema Vilber Loumart. 4.6.6 Purificação e quantificação do produto da RT-PCR As amostras que apresentaram a banda de interesse foram submetidas à purificação do produto da RT-PCR, utilizando o kit comercial QIAquick PCR Purification (QIAGEN), 29 seguindo as instruções do fabricante. O produto eluído foi então quantificado seguindo instruções do fabricante do marcador de peso molecular Low Mass Ladder (Invitrogen). Sendo a concentração de cada amostra determinada, comparando-se a intensidade das bandas do marcador com a banda das amostras, o resultado foi expresso em nanogramas (ng). 4.6.7 Reação de sequenciamento Para reação de sequenciamento foi utilizado o Kit Big Dye ® terminator Cycle Sequencing v 3.1(Applied Biosystem – Life Technologies). Foram preparadas misturas de reação com volume final de 10 µL, composta por 2 µL de Big Dye ® , 1µL de tampão 5X Running Buffer, 5µL de DNA (50ng) e 0,5µM de iniciadores específicos (Quadro 2). Esta mistura foi processada em termociclador automático (MasterCycler EP Gradient S, Eppendorf, Birkmann Instrument) onde foi executado um ciclo a 94°C por 2 min, seguido de 25 ciclos cada um composto por 94°C 45 segundos, 50°C 30 segundos e 60°C 4 minutos. 4.6.8 Precipitação do produto da reação de sequenciamento Após a reação de sequenciamento as amostras foram submetidas à precipitação com isopropanol e etanol, com finalidade de retirar o excesso de bases marcadas não incorporadas na reação de sequenciamento. Para isso foram adicionados 40µL de isopropanol 65% ao produto da reação, incubando-se por 15 minutos a TA. Em seguida, foi realizada centrifugação a 4.500 rpm durante 45 minutos. O sobrenadante foi desprezado e o sedimento lavado com 200µL de etanol 70%, seguiu-se a centrifugação a 4.500 rpm por 20 minutos e o sobrenadante foi desprezado. Após o descarte do sobrenadante o sedimento foi submetido à secagem em termobloco a 60°C por 5 minutos e ressuspenso em 15µL de formamida deionizada (Formamida Hi Di – Applied Biosystems – Life Technologies). 4.6.9 Eletroforese em sequenciador automático Após ressuspensas em formamida, as amostras foram submetidas à desnaturação por 95°C durante 5 minutos e em seguida colocadas em gelo por 2 minutos. Posteriormente, foram analisadas por meio da eletroforese capilar em sequenciador automático ABIPrism 3130 xl (Applied Biosystem), baseada no método de terminação de cadeia (SANGER et al., 1977). 30 4.6.10 Análise da sequência de nucleotídeos e inferências filogenéticas As suítes de bioinformática Geneious v 8.1.4 foram utilizadas para visualização das sequências e realização da edição e alinhamento. Para o estudo comparativo, as sequências foram alinhadas com as de outros vírus isolados e disponíveis no banco de dados do Genbank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). A construção das árvores filogenéticas foi realizada através do método de máxima verossimilhança (maximum likelihood-ML), usando o programa Fasttree. A análise de Bootstrap com 1.000 réplicas foi usada para dar confiabilidade aos grupamentos filogenéticos (FELSENSTEIN, 1985). https://mail.iec.pa.gov.br/exchweb/bin/redir.asp?URL=http://www.ncbi.nlm.nih.gov 31 5 RESULTADOS No período de janeiro a dezembro de 2015 foram coletadas 274 amostras de pacientes com queixas de IRA. Deste total, 43 (15,7%) mostraram-se positivas para o HRV por meio da técnica laboratorial rRT-PCR (Figura 5). Figura 5 – Resultado obtido nas amostras analisadas por rRT-PCR para detecção de HRV em pacientes com quadro sugestivo de infecção respiratória aguda no ano de 2015 Fonte: próprio autor A distribuição por faixa etária das amostras positivas evidencia que os pacientes situados na faixa de zero a cinco anos foram os mais acometidos com 14, de um total de 46 crianças (30,4%) amostras positivas (Figura 6). Figura 6 – Distribuição dos casos positivos por faixa etária, em comparação com o total de indivíduos de cada um dos grupos etários avaliados, sendo as crianças menores de 5 anos de idade as mais acometidas em relação ao total de crianças no presente estudo Fonte: próprio autor 32 A distribuição por gênero demonstra que o sexo feminino foi o mais frequente, com 27 das 43 positivas com infecção por HRV, contudo, em relação ao total de mulheres e homens avaliados, a proporção foi maior em homens, representando 18,1% (Figura 7). Figura 7 – Distribuição dos casos positivos por sexo Fonte: Próprio autor Os sinais e sintomas mais relatados pelos pacientes que apresentaram infecção por HRV foram tosse (83,7%), coriza (79%), febre (67,4%) e dor de garganta (62,7%) (Figura 8) Figura 8 – Sinais e sintomas mais prevalentes nos pacientes com infecção por HRV Fonte: Próprio autor 33 Das 43 amostras positivas na rRT-PCR foi possível realizar a caracterização por sequenciamento em 21 delas. A análise evidenciou a circulação das três espécies de HRV na população investigada. Sendo 14 (32,5%) HRV-A, 1 (2,3%) HRV-B e 6 (13,9%) HRV-C (Figura 9). Figura 9 – Espécies de HRV identificadas na população de estudo Fonte: Próprio autor 34 Figura 10 – A construção das árvores filogenéticas foi realizada através do método de máxima verossimilhança (maximum likelihood-ML), usando o programa Fasttree Fonte: Próprio autor Nas amostras postivas para HRV foi investigada também a ocorrência de outros vírus respiratórios. Neste contexto, foi observada a co-infecção em 5 (11,6%) do total de amostras positivas para HRV (Figura 11) Figura 11 – Casos positivos para HRV que apresentaram co-infecção com outros vírus respiratórios, todos os principais sintomas foram relatados, além de mialgia e cefaléia Fonte: Próprio autor 35 Quanto a distribuição mensal dos casos positivos de HRV durante o ano de 2015, nota-se que 95% da incidência dos casos se concentrou no primeiro semestre do ano, com picos de incidência nos meses de janeiro, fevereiro e junho (Figura 12). Figura 12 – Distribuição das amostras positivas para HRV em relação ao total mensal de amostras analisadas Fonte: Próprio autor Dados das médias mensais das chuvas em Belém, Pará, no ano de 2015, evidenciando que no primeiro semestre do ano se apresentam as maiores concentrações de chuvas (Figura 13) Fonte: Instituto Nacional de Meteorologia - INMET 36 6 DISCUSSÃO O HRV foi intimamente associado aos quadros de infecções respiratórias moderadas, tais como o resfriado comum desde sua descoberta em 1956. Atualmente, frente às diversas investigações conduzidas em todo o mundo, o HRV vem sendo demonstrado como um dos principias agentes associados à casos graves de infecções respiratórias, como asma e infecções do trato respiratório inferior, fato que vem atribuindo maiornotoriedade a este agente dentro da saúde pública (LANDA-CARDENÃ et al., 2008; MILLER et al., 2009; MARCONE et al., 2012; PRETORIUS et al., 2014; LU et al., 2014). O presente estudo avaliou a presença de HRV em pacientes com sintomas sugestivos de infecção respiratória aguda (IRA) no período de 12 meses. Os resultados obtidos expressam uma taxa de infecção por HRV relevante, fato já descrito em outros estudos, mostrando que esse vírus é um agente importante na etiologia das infecções respiratórias (ALBUQUERQUE et al., 2012; COSTA et al., 2012; MARCONE et al., 2012; MARTINS JR et al., 2014). Os resultados demonstraram que os principais grupos etários acometidos foram os de crianças na faixa de zero a cinco anos, visto que nesse grupo o sistema imunológico ainda é debilitado de defesas e suscetível a infecções, o grupo de adultos de 30 a 59 anos apresentou positividade, o que reforça a importância de detectar o HRV nesta população. Da mesma forma, investigação conduzida por Costa em 2012 verificou uma alta taxa de crianças menores de cinco anos com infecção respiratória aguda causada por HRV, bem como uma maior frequência em indivíduos do sexo feminino (58%), e segundo o estudo realizado em 2014 por Seo, que detectou a presença do vírus em adultos hospitalizados com IRA (COSTA et al., 2012; SEO et al., 2014). O HRV é amplamente distribuído em todo o mundo. Mais de um subtipo de HRV pode estar presente em uma comunidade ou em um indivíduo ao mesmo tempo (VESA et al., 2001). Quanto à distribuição do HRV na cidade de Belém, no período estudado, foi verificado a maior circulação destes agentes ocorreu nos meses de janeiro, fevereiro e junho. Observou- se que a maior circulação do HRV incidiu predominantemente no primeiro semestre do ano, correspondendo ao período de maior pluviosidade no Estado do Pará, esse fato pode estar atrelado com as maiores taxa de umidade, que favorecem a viabilidade do vírus (MELLO et al., 2009; VESA et al., 2001; LEOTTE et al., 2016). 37 A caracterização genética realizada neste estudo, ainda que em um número reduzido de amostras, evidenciou a circulação das espécies A, B e C de HRV na cidade de Belém no período pesquisado. Os achados corroboram com os de outros autores, os quais demonstram uma maior ocorrência das espécies HRV-A e HRV-C (KAIDA et al., 2011; LU et al., 2014; PRETORIUS et al., 2014). Investigações realizadas por Kaida e colaboradores nos anos de 2008 e 2009 na cidade de Osaka no Japão, demonstraram dados semelhantes, onde das 336 amostras de pacientes de zero a 74 anos de idade, em 271 foi possível detectar um ou mais vírus. No total foram detectados 364 vírus respiratórios, sendo HRV o mais frequente com 84 (23%) detecções, sendo o tipo A mais frequente. A exemplo do encontrado em nosso estudo, também observou que entre os principais agravos estava a asma e bronquite (KAIDA et al., 2011). Em um estudo realizado em Seul na Coreia do Sul, entre 2009 e 2012, com pacientes divididos em crianças de zero até 14 anos, e adultos entre 15 e maiores de 65 anos, foi observado que de 3.865 amostras clínicas de crianças com quadros de infecção respiratória, 2800 mostraram-se positivas (72,4%) para vírus respiratórios, e o mais frequente entre os patógenos identificados foi o HRV (889/31,8%).Nos adultos, das 763 amostras analisadas, 205 se revelaram positivas para algum dos vírus analisados, e o agente mais relatado foi o Influenza A (28.5%) seguido pelo HRV (15.5%). Sendo que casos de co-infecção foram observados em 279 espécimes (31,4%) (SEO et al., 2014). No Brasil em um estudo conduzido no Estado de São Paulo nos anos de 2008 e 2009, demonstrou-se que de 134 amostras clínicas de crianças menores de 12 anos de idade, em 99 delas foi possível identificar pelo menos um vírus (73,9%). O HRV foi o agente mais detectado com 53 amostras positivas (53,5%), seguidos por Influenza A com 33%, e Orthopneumovirus com 8 detecções. Foram observadas 69 monoinfecções, sendo 30 dessas relacionadas ao HRV (22,4%), 30 Co-infecções onde o HRV foi responsável por 21 (70%) dos casos, assim como nosso presente estudo que foram evidenciados 5 co-infecções 11,6%. (KAMIKAWA et al., 2015) . Em Curitiba, Paraná, Leotte investigou 755 amostras clínicas de pacientes internados com síndrome respiratória aguda em um hospital terciário, nos anos de 2012 a 2013 em Curitiba. Destas, em 444 foi possível detectar algum vírus respiratório, sendo o HRV o mais incidente com 162 amostras positivas (36,5%), e também o agente mais prevalente nas co- 38 infecções, com 88 (68,7%) das 128 relatadas. A maioria dos pacientes infectados pelo HRV possuía menos de 5 anos, assim como também observado em nosso estudo, onde 32% dos indivíduos afetados eram crianças menores de 5 anos de idade (LEOTTE et al., 2016.) Um estudo anterior conduzido em Belém, Pará, foram analisadas 224 amostras de pacientes com SRAG atendidos em unidades hospitalares no período de janeiro de 2013 a janeiro de 2014. Das quais 59 (26,3%) foram positivas para HRV, sendo as crianças menores de 5 anos de idade as mais afetadas. Destas HRV positivas, em 22 foi possível realizar a caracterização das espécies de HRV por sequenciamento, e como em nosso estudo, as espécies HRV-A e HRV-C mostravam-se as mais frequentes, respectivamente (LIMA et al., 2016). 39 7 CONCLUSÃO O Rinovírus humano apresentou-se como um importante agente de doença respiratória na população investigada. A faixa etária de zero a cinco anos de idade foi a que concentrou a maioria de casos de infecção respiratória associada ao HRV, além de que o total de crianças foi mais de 50% menor que o total de adultos. O pico de atividade do HRV na cidade de Belém, Pará, ocorreu principalmente nos primeiros seis meses, período este reconhecido por apresentar altos índices pluviométricos na região amazônica, sugere-se que a chuva tenha influenciado nesse fator. Observou-se também a co-circulação das espécies de HRV, com predomínio da espécie HRV-A (66,7%). 40 REFERÊNCIAS ALBUQUERQUE, M. C. M.; SANTOS, N.; VARELLA, R. B. 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