Detecção e caracterização de papilomavírus em caninos e bovinos

Abstract

A papilomatose é uma doença causada por um grande grupo de vírus epiteliotrópicos pertencentes a família Papillomaviridae que infectam virtualmente todos os animais amniotas. Os papilomavírus são compostos por um capsídeo formado pelas proteínas L1 e L2, do qual abriga uma molécula de DNA dupla fita e circular em seu interior, não contendo envelope lipoproteico. Eles são denominados vírus oncogênicos por causarem lesões benignas e malignas na epiderme e mucosas de seus hospedeiros. Ao longo dos últimos anos, há uma crescente identificação de diversos tipos de papilomavírus causando ampla variedade de lesões tanto em animais domésticos, quanto em animais selvagens. Isso se deve a difusão e maior facilidade ao acesso às ferramentas de sequenciamento convencional e de alto desempenho das quais permitem a identificação, a diferenciação e a quantificação viral. Grande parte das lesões papilomatosas podem ter significativo impacto na saúde animal, e também importantes perdas econômicas diretas e indiretas na pecuária. Esse estudo tem por objetivo compreender a diversidade genética de papilomavírus encontrados em cães e em bovinos leiteiros, provendo a comunidade científica e veterinária uma concisa atualização sobre este campo. Dessa maneira, foi realizada a detecção dos papilomavírus presentes em lesões associadas a papilomas, utilizando análise patológica, ferramentas de biologia molecular, sequenciamento pelo método Sanger e de alto desempenho, permitindo a classificação e a inferência filogenética das sequências obtidas. Este trabalho está dividido em dois capítulos. O primeiro capítulo apresenta o relato de um caso clínico de uma cadela com lesões papilomatosas incomuns que progrediram para uma neoplasia maligna. Foi possível descrever através da caracterização patológica das lesões, utilizando imunohistoquímica e hibridização in situ, revelando fortes sinais de associação entre o CPV16 com a neoplasia maligna. Foi possível recuperar o genoma viral presente na lesão, identificar o envolvimento do CPV16, construir uma inferência filogenética e comparar suas oncoproteínas. No segundo capítulo, descrevemos o projeto que teve como objetivo utilizar a estratégia de sequenciamento de alto desempenho afim de identificar coinfecções, possibilitar a montagem completa dos genomas virais, a caracterização e inferência filogenética dos tipos de papilomavírus bovino envolvidos nas lesões de teto de vacas leiteiras. Foi observado 23,5% de coinfecções, destacando a técnica de PCR convencional seguida por sequenciamento SANGER não demonstra a real totalidade de BPVs contidos na lesão. Além disso, foram caracterizados 17 novos prováveis novos tipos de BPVs, dentre eles um novo gênero e uma nova espécie. Devido a diversidade de BPVs encontrada nas lesões não se pode associar algum tipo a determinada localização anatômica. Esse estudo destaca a importância da oncogênese induzida pelo CPV e a diversidade de tipos de BPVs encontrada em tetos de vacas leiteiras, expandindo o atual conhecimento genético da família Papillomaviridae.

The papillomatosis is a disease caused by a large group epitheliotropic viruses belonging to the family Papillomaviridae that infect virtually all amniote animals. They are non-enveloped viruses composed of a capsid that is structured by the L1 and L2 proteins, which harbor a circular double-stranded DNA molecule. PVs are oncogenic viruses that cause benign and malignant lesions in the epidermis and mucosa of their hosts. Over the last few years, there is increasing identification of various types of papillomavirus causing wide range of lesions in both domestic and wild animals. This is due to the diffusion and easier access to the conventional and high throughput sequencing tools that allow identification, differentiation and viral quantification. Much of the papillomatous lesions can have a significant impact on animal health, as well as significant direct and indirect economic losses on livestock. This study aims to understand the genetic diversity of papillomavirus found in dogs and dairy cattle, providing the scientific and veterinary community a concise update on this field. Hence, the detection of papillomavirus present in papillomatous-like lesions was performed using molecular biology tools, Sanger and high yield sequencing, allowing the classification and phylogenetic inference of the sequences obtained. This work is divided into two chapters. The first chapter report a clinical case of a female dog with uncommon papillomatous lesions that progressed to a malignant neoplasm. Among them, we were able to describe the associations of a CPV16 strain with invasive SCC, build a phylogenetic inference, identify and compare the oncoprotein genes of the CPV16 strain. In the second chapter, is was applied an unbiased molecular tool for the detection and characterization of BPV in samples regarding teats warts lesion. We observed 23.5% of coinfections, highlighting that PCR followed by sanger sequencing cannot represet the totality of BPVs presents in the sample. Moreover, we described fifteen putative new BPV tipes, among them one new genus and one new species. Due to the diversity of BPVs found in the lesions, no type can be associated with a specific anatomical location. This study highlights the importance of CPV-induced oncogenesis and the diversity of BPV types found in dairy cow teats warts, expanding the current genetic knowledge of the Papillomaviridae family.