Análisis filogenético del virus del chikungunya en Colombia: evidencia de selección purificadora en el gen E1 / Phylogenetic analysis of Chikungunya virus in Colombia: Evidence of purifying selection in the E1 gene

Introducción. El virus del chikungunya, perteneciente al género Alphavirus de la familia Togaviridae, es un virus ARN de 11,8 kb, de cadena sencilla y polaridad positiva, transmitido por Aedes spp . Se han identificado tres genotipos a nivel mundial: el de Asia, el del este-centro-sur de África ( East/Central/South African, ECSA) y el de África occidental ( West African, WA). La fiebre del chikungunya es una enfermedad febril aguda, acompañada principalmente de inflamación en las articulaciones y erupción cutánea. Después de su aparición en las Américas en el 2013, los primeros casos en Colombia ocurrieron en septiembre de 2014 y hasta junio del 2015 se habían notificado 399.932 casos. Objetivo. Identificar el genotipo o los genotipos responsables de la primera epidemia por el virus del chikungunya en Colombia y la variabilidad genética asociada a su dispersión en el territorio nacional. Materiales y métodos. Se seleccionaron muestras de suero de pacientes con síntomas indicativos de fiebre del chikungunya durante 2014 y 2015. Se hizo una transcripción inversa seguida de reacción en cadena de la polimerasa del gen E1, así como su secuenciación, análisis filogenético y análisis de evolución adaptativa. Resultados. Se demostró la presencia exclusiva del genotipo de Asia en Colombia. Se registró un promedio de 0,001 sustituciones de bases por sitio, una identidad de 99,7 a 99,9 % en los nucleótidos y de 99,9 % en los aminoácidos entre las secuencias colombianas y las secuencias de las Américas. Los análisis de evolución adaptativa indicaron una fuerte selección purificadora en el gen E1 . Conclusiones. Se determinó la circulación del genotipo de Asia del virus del chikungunya como la causa de la primera epidemia en Colombia. Es necesario continuar con la vigilancia de genotipos, con el fin de detectar posibles cambios en la epidemiología, la eficacia ( fitness ) viral y la patogenia del virus.

Introduction: Chikungunya virus (CHIKV) is a single-stranded positive sense RNA virus that belongs to the Alphavirus genus of the family Togaviridae. Its genome is 11.8 kb in length, and three genotypes have been identified worldwide: Asian, East/Central/South African (ECSA) and West African. Chikungunya fever is an acute febrile disease transmitted by Aedes spp . that usually presents with polyarthralgia and cutaneous eruption. Following introduction of the virus to the Americas in 2013, the first cases in Colombia occurred in September of 2014, and they reached a cumulative total of 399,932 cases by June of 2015. Objective: To identify the genotype or genotypes responsible for the current epidemic in Colombia and to describe the genetic variability of the virus in the country. Materials and methods: Serum samples from patients presenting with symptoms compatible with Chikungunya fever during 2014-2015 were selected for the study. RT-PCR products of the E1 gene from these samples were used for sequencing and subsequent phylogenetic and adaptive evolution analyses. Results: The study identified only the presence of the Asian genotype in Colombia. Comparing the Colombian sequences with other sequences from the Americas revealed an average of 0.001 base substitutions per site, with 99.7% and 99.9% nucleotide identity and 99.9% amino acid identity. The adaptive evolution analysis indicated that the E1 gene is under strong purifying selection. Conclusions: The first epidemic of Chikunguya fever in Colombia was caused by the circulation of the virus Asian genotype. Further genotypic surveillance of the virus in Colombia is required to detect possible changes in its epidemiology, fitness and pathogenicity.

Desarrollo de un método de transcripción inversa seguida de reacción en cadena de la polimerasa para la detección del virus de la fiebre amarilla / Development of a reverse transcription polymerase chain reaction method for yellow fever virus detection

Introduction. Yellow fever is considered a re-emerging disease and is endemic in tropical regions of Africa and South America. At present, there are no standardized or commercialized kits available for yellow fever virus detection. Therefore, diagnosis must be made by time-consuming routine techniques, and sometimes, the virus or its proteins are not detected. Furthermore, co-circulation with other flaviviruses, including dengue virus, increases the difficulty of diagnosis. Objective. To develop a specific reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) and nested PCR-based assay to improve the detection and diagnosis of yellow fever virus using both serum and fresh tissue samples. Materials and methods. RT-PCR primers were designed to amplify a short fragment of all yellow fever virus genotypes reported. A second set of primers was used in a nested PCR to increase sensitivity. Thirty-three clinical samples were tested with the standardized reaction. Results. The expected amplicon was obtained in 25 out of 33 samples analyzed using this approach, and 2 more samples tested positive after a subsequent nested PCR approach. Conclusion. This improved technique not only ensures the specific detection of a wide range of yellow fever virus genotypes but also may increase the sensitivity of detection by introducing a second round of amplification, allowing a rapid differential diagnosis between dengue and yellow fever infection, which is required for effective surveillance and opportune epidemiologic measures.

Introducción. La fiebre amarilla se considera una enfermedad reemergente y endémica en regiones tropicales de África y Suramérica. Actualmente, no existen estuches estandarizados o comerciales disponibles para la detección del virus de la fiebre amarilla y, por lo tanto, el diagnóstico debe hacerse mediante técnicas de rutina que consumen mucho tiempo y algunas veces no garantizan la detección del virus o de sus proteínas. Además, la cocirculación con otros flavivirus, incluyendo el del dengue, hacen el diagnóstico más complicado. Objetivo. Desarrollar un ensayo específico de amplificación basado en transcripción inversa seguida de reacción en cadena de la polimerasa, con el fin de mejorar la detección y el diagnóstico de la fiebre amarilla, tanto a partir de suero como de tejido fresco. Materiales y métodos. Se diseñaron iniciadores específicos para amplificar un fragmento conservado del virus de la fiebre amarilla. Un segundo par de iniciadores se usó en una reacción de amplificación anidada para incrementar la sensibilidad. Se probaron 33 muestras clínicas con la técnica estandarizada. Resultados. El amplímero esperado se obtuvo en 25 de las 33 muestras analizadas usando este método y 2 más resultaron positivas después de la reacción anidada. Conclusión. Esta técnica mejorada garantiza la detección de todos los genotipos virales de fiebre amarilla y puede incrementar la sensibilidad del ensayo introduciendo una segunda etapa de amplificación, lo cual permite el diagnóstico diferencial con infección por dengue y otros flavivirus, lo cual es de gran importancia para la vigilancia y la toma de medidas epidemiológicas oportunas.