Determinação dos alelos de HLA-A, B e C por NGS e predição de afinidade a epítopos do HIV-1 de pacientes de diferentes regiões do Brasil

Abstract

A erradicação do HIV ainda é um grande desafio e um grande número de pessoas infectadas pelo HIV está sob terapia antirretroviral. Frente a isso, novas estratégias estão surgindo com base na vacinação terapêutica de indivíduos infectados pelo HIV, provocando respostas imunes que podem ajudar a controlar a replicação do HIV após a interrupção do tratamento. A capacidade de controlar a infecção pelo HIV tem sido correlacionada com certos alelos do antígeno leucocitário humano (HLA). Na presente proposta, determinaremos a composição dos alelos HLA classe I com resolução ultra profunda por NGS e preveremos a afinidade dos alelos mais frequentes encontrados aos epitopos conservados do HIV-1. Quarenta e quatro adultos HIV+ foram selecionados no Rio de Janeiro e 40 no Rio Grande do Sul. Os critérios de inclusão foram idade ≥18 anos, estar sob HAART de primeira linha e com carga viral indetectável de HIV por pelo menos 12 meses. Uma amostra periférica de sangue total foi coletada e o DNA genômico foi extraído. Amplificações separadas dos loci HLA-A, B e C foram realizadas e reunidas para a construção das bibliotecas genômicas usando o kit Nextera XT e sequenciadas na plataforma Illumina MiSeq. Os alelos HLA foram tipados usando o algoritmo HLA-Twin. Os alelos HLA indicativos de serem novos foram analisados manualmente usando um pipeline desenvolvido internamente. A afinidade entre a fenda de ligação do HLA e os peptídeos do HIV-1 foi prevista usando o banco de dados de epítopos imunogênicos considerando apenas aqueles com IC50 <50nM. Todos os 84 pacientes foram coletados e tiveram seus alelos HLA amplificados, sequenciados e analisados. Todos os pacientes tiveram pelo menos um alelo HLA tipado com sucesso, totalizando 482 alelos tipados. Dezesseis pacientes apresentaram homozigose em um locus. Os alelos mais frequentes no Rio de Janeiro foram A*02:01:01 (22%), B*07:02:01 (12%), C*4:01:01 (16%) e no Rio Grande do Sul foram A*01:01:01:01 (19%), B*08:01:01:01 e B*14:02:01:01 (8%) e C*03:03:01:01 (8%). Oito alelos apresentaram evidências de serem novos e precisam ser confirmados. Encontramos quatro epítopos candidatos (KARVLAEAM, EMMTACQGV, MIGGIGGFI, VGSLQYLAL) localizados em regiões conservadas (Gag, Pol e Vif), com alta afinidade de ligação aos alelos de HLA-A, B e C mais frequentes na população estudada e específicos de cada paciente. A análise de variabilidade dos epítopos virais identificou 22 epítopos variantes com frequência superior a 1%, entranto apenas seis dessas variantes mostraram uma menor afinidade a apenas um dos seis alelos dos pacientes. A combinação da composição dos alelos HLA e a afinidade para os epítopos do HIV-1 que são restritos intrapacientes permitirá a prova de princípios para o desenho de vacinas terapêuticas personalizadas contra o HIV.