Aplicação de métodos de bioinformática para identificação de infecções virais com impacto em hemoterapia

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Bezerra, Rafael dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioinformatics pipeline; Doença pós-doação; DPD; Emerging viruses; Hemoterapia; Hemotherapy; Metagenômica; Metagenomics; NGS; PDDR; Pipeline bioinformática; Postdonation disease reports; Reemerging viruses; SNG; Viroma; Vírus emergentes; Vírus reemergentes
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17153/tde-04102021-161934/

Com a chegada de novas tecnologias de sequenciamento, como as de segunda e terceira geração, o tempo e custo das análises reduziram drasticamente enquanto a obtenção de dados aumentou significativamente. Desta maneira, ampliou-se a utilização dessas novas metodologias possibilitando diversas aplicações. Dentre essas aplicações podemos destacar a metagenômica. A metagenômica consiste na obtenção do material genético de todos os organismos presentes em uma única amostra, seja ela ambiental ou clínica. O viroma é uma área da metagenômica em que o foco são os vírus encontrados nestas amostras. Dentre as possíveis aplicações da análise do viroma está a identificação de vírus emergentes e re-emergentes com impacto na área de hemoterapia. Para isso aplicamos técnicas de identificação do viroma em bolsas de sangue com Doença Pós-Doação (DPD) relatada pelo doador (geralmente sintomas relacionados a infecção) febre, exantema, conjuntivite, dores retro orbitais, artralgia, mialgia, diarreia, vômitos, enjôo) e amostras de doações de sangue obtidas de doadores positivos para infecções rotineiramente triadas nos bancos de sangue da região norte (Macapá, Amapá) e sul do país (Santa Maria, Rio Grande do Sul). Para isso foi implementada uma pipeline bioinformática de alto rendimento para identificação de vírus emergentes e re- emergentes. A implementação foi realizada em BASH script, DOCKER (containers) e alguns PERL scripts desenvolvidos inhouse. Dentre os principais passos executados podemos citar o controle de qualidade das sequências com o software FastQC, limpeza das sequências de baixa qualidade e caudas poli-x com Trimmomatic e AfterQC, montagem dos genomas com o software SPAdes e finalmente classificação taxonômicas das sequências com Kraken2 e Diamond. As análises filodinâmicas dos vírus encontrados e com genoma recuperado foram feitas através dos softwares IQ-TREE e do pacote BEAST. Dentre nossos resultados das amostras com DPD de Ribeirão Preto podemos destacar o primeiro relato do vírus da Influenza A (H2N3) em amostras de plasma de doadores de sangue. Assim como também identificamos o vírus da Dengue e Parvovírus B19 (todos sem testagem obrigatória). Interessantemente em amostras provenientes da região norte do país encontramos o pouco conhecido Gemykibivírus humano-2, um vírus relacionado a quadros clínicos graves e coinfecções com HIV. Outro achado interessante nestas amostras foi o Merkell cell poliomavírus com genoma completo recuperado (o que pode indicar um estado viremico). No Brasil, até então não foram desenvolvidos estudos abrangentes sobre infecções emergentes com impacto na transfusão de sangue e a sua ameaça real para os processos hemoterápicos é subestimada e pouco conhecida. Porém há alguns desafios neste âmbito a serem superados, dentre eles podemos citar as análises bioinformáticas dos dados gerados, que demanda muitas vezes altos recursos computacionais e mão de obra especializada. Portanto, este estudo visa investigar o impacto das viroses emergentes e não suspeitas na área da hemoterapia utilizando sequenciamento de última geração e a implementação de um pipeline bioinformática eficiente para análise do viroma.