Variability in HIV-1 partial genomic sequences in Costa Rican patients: analysis with different bioinformatics tools / Variabilidad de secuencias genómicas parciales del VIH-1 en pacientes costarricenses: análisis con diferentes herramientas bioinformáticas

OBJECTIVE: To estimate subtype and genomic variability in the HIV pol gene of Costa Rican patients by using different bioinformatics tools and to use this information to establish new policies to better manage these patients. METHODS: A total of 113 pol sequences available from Costa Rican patients under highly active antiretroviral therapy were analyzed by using the Genotyping, REGA, Stanford, and MEGA programs. The pol sequences came from 77 virologic failures (VF) and 36 basal samples (BS). Of the 77 VF, 22 also were sequenced in the env region. RESULTS: No major differences were found among the variables studied. However, there was a tendency for more variability in VF patients with a high baseline viral load. In the pol gene, 75 percent-83 percent of BS and 66 percent-75 percent of VF samples were pure B subtype by Genotyping and REGA, respectively. The other samples presented variations related mainly to circulating recombinant form CRF12 by genotyping or to CRF17 or -29 by phylogenetic analysis or a new possible BD recombinant with all programs. In the Stanford program, all variable samples showed a subtype B with high polymorphism. The variability in the env sequences was lower than that in the pol region. CONCLUSION: The B subtype is predominant in Costa Rican HIV-positive patients. There is high variability within sequences with potential recombination between B and F or D subtypes. The BD recombinant has not been previously reported. This high variability is likely the result of possible recombinant events, nonadherence to antiretroviral therapy, sexual intercourse without protection, and many sexual partners. Similar studies should be done in other countries in the Region, in particular in those places with extensive immigration, in order to decrease the possibility of virus variability as well as the cost of antiretroviral therapy.

OBJETIVOS: Determinar el subtipo y la variabilidad genómica del gen pol del VIH de pacientes costarricenses mediante diferentes herramientas bioinformáticas y el uso de esta información para establecer nuevas políticas para mejorar el diagnóstico y el tratamiento de estos pacientes. MÉTODOS: Se analizaron 113 secuencias del gen pol de pacientes costarricenses bajo tratamiento antirretrovírico de gran actividad mediante cuatro programas: Genotyping, REGA, Stanford y MEGA. Las secuencias pol analizadas provenían de 77 casos considerados fracasos virológicos (FV) y 36 muestras iniciales (MI). También se secuenció la región env de 22 de los 77 FV. RESULTADOS: No se encontraron diferencias importantes entre las variables estudiadas. No obstante, se observó una tendencia a una mayor variabilidad en los pacientes FV que tenían una elevada carga viral inicial. Con respecto al gen pol, 77-83 por ciento de las MI y 66-75 por ciento de las muestras de los FV eran del subtipo B puro según Genotyping y REGA, respectivamente. Las otras muestras presentaron variaciones relacionadas principalmente con la forma recombinante en circulación CRF-12 según Genotyping, con la CRF-17 o la CRF-29 según el análisis filogenético, o una nueva posible forma recombinante BD según todos los programas. Con el programa Stanford, todas las muestras variables reflejaron un subtipo B con elevado polimorfismo. La variabilidad de la secuencia env fue menor que la de la región pol. CONCLUSIONES: El subtipo B fue el predominante en los pacientes positivos al VIH en Costa Rica. Existe una alta variabilidad en las secuencias con una posible recombinación entre los subtipos B, y F o D. La forma recombinante BD no se había notificado antes. Esta elevada variabilidad parece ser el resultado de posibles eventos de recombinación, la falta de adhesión al tratamiento antirretrovírico, las relaciones sexuales sin protección y numerosas parejas sexuales. Se deben emprender estudios similares en otros países de la Región, en particular en los lugares con mucha inmigración, para reducir tanto la posibilidad de que el virus varíe como el costo del tratamiento antirretrovírico.

Bacterias con alta tasa de mutación: los riesgos de una vida acelerada / High mutation rate bacteria: Risks of a high-speed life

El proceso evolutivo de un ser vivo se acelera cuanto mayor sea su capacidad para producir variabilidad genética, bien por mutación, bien por recombinación.Sin embargo, cuanto mayor sea esta capacidad, mayor también será el riesgo de acumular mutaciones deletéreas. La variabilidad genética es, por tanto, un proceso altamente regulado, de tal manera que las bacterias tienden a mantener una baja tasa de mutación. En diferentes poblaciones bacterianas analizadas hay siempre un porcentaje variable de cepas con una tasa de mutación superior a la frecuencia modal del resto de la población. Existe una relación directa entre la proporción de cepas que mutan y el grado de estrés del ambiente. Así, en los procesos infecciosos crónicos, en los que el tratamiento antibiótico es constante durante períodos prolongados, se observan los mayores porcentajes de bacterias que mutan, cercano al 50 por ciento de la población. Esta selección positiva de bacterias que mutan es debida al enorme potencial que presentan para desarrollar resistencia antibiótica (100 veces superior a una bacteria normal). Esta capacidad ha sido explotada, en algunos centros de investigación, como un modelo natural de evolución acelerada para predecir la facilidad con la que determinadas variantes resistentes pueden aparecer, saber qué posiciones serán las más susceptibles a los cambios y cuál será el costo para la bacteria. El laboratorio de microbiología debe hacer un esfuerzo por detectar estas cepas mutadoras antes de que desarrollen mecanismos de resistencia e induzcan el fracaso terapéutico

The potential of producing genetic variability, eitherby mutation or by recombination, is the driving for-ce of evolution in a living organism. Geneticvariability is a quite regulated process in which bac-teria tend to maintain a low mutation rate. However,a variable proportion of bacteria with a highermutation rate than that of the modal is alwayspresent in any population. Moreover, a direct rela-tionship exists between the proportion of mutatorstrains and environmental stress. In chronicinfectious diseases, due to prolonged antibioticregimens, nearly 50% of the population may berepresented by mutating bacteria. Such a positiveselection is due to the capacity of this type of strainsto develop antibiotic resistance (100 fold higherthan normal bacteria) This trait has been used asan accelerated-evolution model to predict the easeof certain resistant variants to emerge as well asto infer which targets are more prone to bemodified and the concomitant cost that suchvariability would imply to the organism.The Microbiology laboratory might then doan effort to detect mutating strains before theappearance of resistance mechanisms that maylead to therapeutic failures.Keywords: evolution, genetic recombination,mutagenesis, bacterial drug resistance.Fecha de recepción