Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-07-25T20:46:06Z No. of bitstreams: 1 Giselle Calasans Investigação de mutacçoes nos genes....pdf: 17299730 bytes, checksum: b9919577a31cf080e622e852dc432578 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-25T20:46:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giselle Calasans Investigação de mutacçoes nos genes....pdf: 17299730 bytes, checksum: b9919577a31cf080e622e852dc432578 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / O HIV-1 é o agente etiológico da AIDS. Sabe-se que fatores virais e do hospedeiro podem influenciar na susceptibilidade à infecção pelo vírus e na progressão para a AIDS. Em relação aos fatores intrínsecos ao hospedeiro, tem sido demonstrado que algumas alterações na CCR5 podem afetar sua ligação com a gp120 do HIV-1, influenciando na infecção pelo vírus. Além disso, a proteína Langerina, encontrada na superfície das Células de Langerhans (LCs), apresenta um papel importante em relação à infecção pelo HIV-1, por ter a capacidade de se ligar à gp120 viral através de seu Domínio de Reconhecimento de Carboidrato (CRD). Esta interação permite que as LCs internalizem o vírus em Grânulos de Birbeck, os quais degradam a partícula viral, inibindo a apresentação do HIV-1 para os linfócitos T. Desta forma, diferenças na função da langerina, devido a mutações no promotor do gene Langerina e na região codificante do CRD, por exemplo, podem influenciar a susceptibilidade à infecção pelo HIV-1. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho foi verificar a existência de mutações nas regiões do gene CCR5 que codificam para os domínios N e Cterminal da proteína, no promotor do gene da Langerina e na região codificante do CRD, bem como verificar a existência de possíveis associações entre as mutações encontradas e a infecção pelo HIV-1. Para tal, através de sequenciamento, foi analisado um total de 128 amostras de DNA de indivíduos infectados pelo HIV-1 de Feira de Santana, Bahia e 197 amostras de DNA de indivíduos não-infectados de Salvador, Bahia. Os possíveis sítios de ligação para fatores de transcrição da região promotora do gene da Langerina foram analisados pela ferramenta MatInspector implementada no software Genomatix. Análises físico-químicas, de domínios protéicos potenciais, de predição da estrutura proteica secundária e de modelagem tridimensional proteica foram também realizadas, utilizando diferentes ferramentas de bioinformática. Os estudos na região N-terminal da CCR5 revelaram a existência de uma mutação de sentido trocado no aminoácido 55 (p.L55Q) apenas em indivíduos não-infectados, com uma frequência do alelo mutante de 1,8%. Análises físico-químicas demonstraram que esta mutação aumentou a flexibilidade e a acessibilidade da CCR5 e a modelagem protéica demonstrou que a mutação levou a um pequeno desvio para a direita, bem como alterou levemente a carga eletrostática dessa região da proteína. Foi observada diferença estatisticamente significante entre as frequências alélicas (p=0,039) e genotípicas (p=0,038) da mutação p.L55Q quando os indivíduos infectados e não-infectados foram comparados. Os estudos na região C-terminal da CCR5 demonstraram a existência de três mutações silenciosas em indivíduos infectados pelo HIV- 1: c.3,765C>T, c.3,777A>T e c.3,831A>G. Em relação à análise da região promotora do gene da Langerina, foram observadas três mutações (-577T>C, -517T>C e -160T>C) que, segundo o MatInspector, criaram novos sítios de ligação para fatores de transcrição, tais como: NFAT5, HOXB9.01 e STAT6.01. Entretanto, comparando as frequências alélicas e genotípicas dessas mutações entre os indivíduos infectados e não-infectados, não foi observada diferença estatisticamente significante. Já as análises realizadas na região gênica que codifica o CRD da Langerina demonstraram a existência de três mutações: p.K313I (c.937T>A), c.941C>T (g.4728C>T) e c.983C>T (g.4770C>T) As análises físico-químicas revelaram que a mutação p.K313I aumentou a hidrofobicidade e as hélices transmembranares e diminuiu a hidrofilicidade, a acessibilidade e a antigenicidade da proteína. Entretanto, a presença do alelo mutante não alterou a predição da estrutura secundária da Langerina e não foi observada diferença estatisticamente significante nas frequências alélicas e genotípicas quando os dois grupos estudados foram comparados. Estes resultados sugerem que a mutação p.L55Q, encontrada no domínio N-terminal da CCR5, pode afetar a entrada do HIV-1 na célula. Foi possível, também, observar que as mutações encontradas no gene da Langerina não apresentam associação com a infecção pelo HIV-1. No entanto, é importante que novos estudos sejam realizados com o intuito de compreender melhor o verdadeiro papel da mutação p.L55Q na infecção pelo HIV-1, assim como, novas análises voltadas para a busca de variações no gene da Langerina também devam ser conduzidas, uma vez que este é o primeiro estudo que investiga mutações na Langerina em indivíduos infectados pelo HIV-1. / HIV-1 is the etiologic agent of AIDS. It has been demonstrated that the mechanisms underlying HIV-1 infection and pathogenesis require a combination of viral and host factors. Concerned to the host intrinsic factors, some mutations at CCR5 human gene can affect the interaction between CCR5 protein and HIV-1 gp120, influencing the virus infection. Besides, the Langerin protein, located exclusively on Langerhans cells surface, has an important role in HIV-1 infection due to its ability of binding to gp120 through its Carbohydrate Recognition Domain (CRD). This interaction ables HIV-1 internalization into Birbeck granules, which degrade the virus and prevent LC infection and viral dissemination. So, differences in Langerin function due to mutations at promoter and CRD encoding regions of the human Langerin gene, for example, might influence the susceptibility to HIV-1 infection. Thus, the main purpose of this study is to investigate the existence of mutations at the regions of CCR5 gene that encodes the N- and C-terminal protein domains and at promoter and CRD encoding regions of the human Langerin gene, and finally to stablish possible associations among the observed mutations and HIV-1 infection. Using DNA sequencing, it was studied a total of 128 DNA samples of HIV-1 infected individuals from Feira de Santana, Bahia and 197 DNA samples of HIV-1 non-infected individuals from Salvador, Bahia. The transcription factors binding sites were analyzed using the MatInspector tool implemented in the Genomatix software. Physico-chemical, potential protein domain, prediction of protein secondary structure and protein modeling analyses were also performed, using Bioinformatic tools. The studies into the N-terminal protein domain revealed a new missense mutation at aminoacid 55 (p.L55Q), only in HIV-1 non-infected individuals, with allelic frequency of 1.8%. Physico-chemical analysis revealed that this mutation magnified the flexibility and accessibility profiles and the modeling of CCR5 structures showed that this mutation resulted in a small deviation to the right, as well as, a hydrophobic to hydrophilic property alteration. When HIV-1 infected and non-infected groups were compared, the allelic and genotypic frequencies of the p.L55Q mutation were statistically significant (p=0.039 and 0.038, respectively). Three novel silent mutations were found at encoding region of C-terminal protein domain in the HIV-1 infected individuals: c.3,765C>T, c.3,777A>T and c.3,831A>G. Concerned to the analyses at promoter Langerin region, the studies revealed three mutations: -577T>C, -517T>C and -160T>C. The search for possible transcription factors binding sites using MatInspector demonstrated that these promoter mutations created new binding sites to some transcription factors, such as NFAT5, HOXB9.01 and STAT6.01. However, when HIV- 1 infected and non-infected groups were compared, the allelic and genotypic frequencies of the analyzed promoter sites were not statistically significant. It was observed three mutations at Langerin gene region that encodes to the protein CRD: p.K313I (c.937T>A), c.941C>T (g.4728C>T) and c.983C>T (g.4770C>T). The physico-chemical analysis revealed that the p.K313I polymorphism magnified the hydropathy and transmembrane profiles and reduced the hydrophilicity, accessibility and anitigenicity profiles. However, this mutation did not modify the protein secondary structure prediction and when HIV-1 infected and non-infected individuals were compared, it was not observed a statistically significant difference in the allelic and genotypic frequencies from the p.K313I polymorphism. These results suggest that the p.L55Q mutation can affect HIV-1 infection through CCR5 entry. It was also observed that the mutations detected at the promoter and CRD encoding regions of the human Langerin gene are not associated with HIV-1 infection susceptibility. However, it is important to accomplish future studies in order to better understand the role of the p.L55Q mutation at HIV-1 infection, as well as, conduct new search for variations at Langerin gene that could influence HIV-1 infection, since this is the first study that analyzes mutations at promoter and encoding regions of Langerin gene in a HIV-1 infected population.