Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.14/18590
Título: Determining the immune response in human immunodefficiency virus infection : HIV -1 diversity as tool for epidemic monitoring
Autor: Carvalho, Alexandre Manuel Câmara de
Orientador: Lecour, Henrique
Data de Defesa: 24-Nov-2014
Resumo: The Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) is characterized by extensive genetic diversity at the population level but also within a single infected individual. The swift capacity of the virus to generate extensive diversity within the human host played a central role in the origin of the disease and is also key for the current global proportions of the HIV-1 pandemic. The epidemic started in Africa with multiple zoonotic transmissions of simian immunodeficiency virus (SIV) to humans. This was followed by a period of diversification and adaptation to the human population that, enhanced by the high rates of mutation and recombination of the virus, allowed the emergence of a virus capable of efficient sexual transmission among humans. The spread of the human adapted virus is estimated to have initiated from late 1950s to the early 1960s from Africa to the rest of the world. The predominance of the subtype B HIV-1 virus in Western Europe suggests that this was the first subtype to be introduced in this region. The subtype diversity pattern of HIV-1 in Portugal resembles the ones found in Central Africa being far more complex than the viral diversity patterns observed in the rest of Western Europe highlighting the relevance of in detailed studies of the Portuguese HIV-1 epidemics. In this work we have characterized the local HIV-1 epidemic of the Portuguese city of Braga in the years from 2000 to 2012. We found that the most frequent HIV-1 subtypes were G and B and by combining epidemiological and phylogenetic analysis we were able to uncover local transmission clusters of non-B and non-G subtypes among locals in association with sexual transmission networks that initiated transmission in the early 2000s. This corroborates Portugal as an early point of introduction of non-B HIV-1 subtypes in Western Europe. Having performed this characterization at the level of this local population we then focused on analyzing the duration of infection at the level of the infected patient. For this purpose we have optimized a methodology to differentiate recent from chronic infections. It was based on the study of ambiguous nucleotide calls obtained from routine HIV-1 genotyping. We found that the analysis of these ambiguities, as an expression of intra-host HIV-1 diversity, allowed the inference of the duration of infection in this study population. Subsequently, we questioned if high HIV-1 subtype diversity found in this region correlated with higher rates of transmission of drug resistance mutations. We found that the level of transmitted drug resistance in this population was similar to other European regions and independent predictors of transmitted drug resistance (TDR) could not be identified supporting the recommendation of universal viral sequencing at patient admission. This study performed in a country that is unique in Western Europe in what regards to HIV-1 diversity supported Portugal as one of the early entry-points of non-B HIV-1 subtypes in Western Europe and also reinforced the need for more efficacious local control measures targeting sexual transmission routes. We believe this study is of general importance especially in a time when several reports suggest that the prevalence of non-B subtypes in Western Europe is increasing. The knowledge herein generated also contributed for the development of method to discriminate recent from non-recent HIV-1 infections, a step of crucial importance to validate prevention strategies. Importantly, it was also shown that the higher HIV-1 subtype diversity found in this study population does not correlate with an increase in the rate of transmission of drug resistance when compared to the rest of the Western Europe.
O Vírus da Imunodeficiência Humana Tipo 1 (VIH-1) é caracterizado por uma extensa diversidade genética não só a nível da população, mas também a nível individual, em cada hospedeiro. A rapidez do vírus para gerar grande diversidade dentro do hospedeiro humano desempenhou um papel central na génese da doença e é também essencial para as proporções globais atuais da pandemia do VIH-1. A epidemia começou em África, com várias transmissões zoonóticas de vírus da imunodeficiência símia (SIV) para seres humanos. Isto foi seguido por um período de diversificação e adaptação na população humana que, amplificada pelas altas taxas de mutação e de recombinação do vírus, permitiu o surgimento de uma nova espécie de vírus capaz de transmissão sexual eficiente entre os seres humanos. O início da propagação deste vírus já adaptado ao ser humano é estimada a partir do final dos anos 1950 ao início dos anos 1960, da África Central para o resto do mundo. A predominância do subtipo B do VIH-1 na Europa Ocidental sugere que este foi o primeiro subtipo a ser introduzido nesta região. O padrão de diversidade dos subtipos do VIH-1 em Portugal assemelha-se ao encontrado na África Central, sendo muito mais complexo do que os padrões de diversidade vírica observados no resto da Europa Ocidental. Este facto justifica o relevo que estudos detalhados sobre o VIH-1 em Portugal possam ter para a compreensão das epidemias de VIH-1. Neste trabalho foi caracterizada a epidemia local por VIH-1 na cidade portuguesa de Braga, entre os anos 2000 e 2012. Descobrimos que os subtipos VIH-1 mais frequentes foram G e B. Pela combinação de análise epidemiológica e filogenética pudemos demonstrar grupos de transmissão locais de subtipos não-B e não-G entre os residentes em associação com redes de transmissão sexual que iniciaram a transmissão no início da década de 2000. Isto indicia o papel de Portugal como um ponto de início da introdução de subtipos não-B do VIH-1 na Europa Ocidental. Tendo realizado esta caracterização a nível da população local, o trabalho concentrou-se na análise da duração da infeção ao nível individual. Para este efeito, aperfeiçoou-se uma metodologia para diferenciar infeção recente de infeção crónica. Baseados no estudo de posições nucleotídicas ambíguas obtidas a partir de genotipagem rotineira doVIH-1,descobrimos que a análise dessas ambiguidades, como uma expressão da diversidade intra-hospedeiro do VIH-1, permite inferir a duração da infeção nesta população em estudo. Posteriormente questionamos se a elevada diversidade do VIH-1 encontrada nesta região se poderia correlacionar com maiores taxas de transmissão de mutações de resistência aos antiretrovíricos. Descobrimos que o nível de resistência à terapêutica transmitido nesta população foi semelhante a outras regiões europeias. Não foram identificados preditores independentes de resistência transmissível aos antiretrovíricos, suportando a recomendação de sequenciamento viral universal no momento do contacto do doente com os serviços de saúde. Este estudo realizado num país que é único na Europa Ocidental no que diz respeito à diversidade do VIH-1,validoua noção de Portugal como um dos pontos de entrada iniciais de subtipos não-B do VIH-1 na Europa Ocidental e também reforçou a necessidade de medidas locais de controlo mais eficazes, que visem modos de transmissão sexual. Acreditamos que este estudo é relevante, especialmente num tempo em que vários artigos sugerem que a prevalência de subtipos não-B na Europa Ocidental está a aumentar. O conhecimento aqui gerado também contribuiu para o desenvolvimento de um método para discriminar infeções recentes pelo HIV-1 das não-recentes, um passo de importância crucial para validar as estratégias de prevenção. Relevantemente, também foi demonstrado que à maior diversidade doVIH-1 encontrada na população em estudo, não correspondeu um aumento na taxa de transmissão de resistência à terapêutica, quando comparada com o resto da Europa Ocidental.
URI: http://hdl.handle.net/10400.14/18590
Aparece nas colecções:ICS(P) - Teses de Doutoramento / Doctoral Theses
R - Teses de Doutoramento / Doctoral Theses

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