Detecção e caracterização molecular de poliomavírus JC e BK em urinas de pacientes transplantados renais e de indivíduos saudáveis & em águas superficiais de Porto Alegre, Brasil

Abstract

Os poliomavírus humanos JC (JCV) e BK (BKV) pertencentes a família Polyomaviridae, são ubíquos na população humana. Seguida da infecção primária, a reativação destes vírus pode ocasionar nefropatia e rejeição do enxerto em pacientes transplantados renais. Além da importância clínica desses vírus, estudos têm sido feitos em diversas regiões do mundo no sentido de avaliar a detecção de JCV e BKV como possíveis indicadores de poluição fecal em ambientes hídricos. Este interesse surgiu após ser demonstrado que esses vírus são eliminados pela urina de seres humanos, além de ter sido observado que a ausência dos marcadores microbiológicos tradicionais na água não garante a ausência de vírus neste mesmo ambiente. Este estudo foi conduzido para acessar a distribuição e circulação do JCV e BKV em pacientes transplantados renais e indivíduos saudáveis e em águas superficiais de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Para alcançar este objetivo duas reações em cadeia da polimerase do tipo nested (nPCRs) foram otimizadas. Dentre as amostras clínicas 92 urinas constituíram o grupo de pacientes transplantados renais, enquanto que 88 urinas foram coletadas de indivíduos saudáveis, estabelecendo o grupo controle. As amostras ambientais foram coletadas de um grande corpo hídrico, o Arroio Dilúvio, e da maior estação de tratamento de esgoto (ETE) da região, a ETE São João – Navegantes, ambos localizados em Porto Alegre. Desta amostragem, 14 foram coletadas no arroio e 16 na ETE, totalizando 30 amostras de águas superficiais. O DNA das amostras foi extraído e submetido às nPCRs. Os produtos de amplificação foram selecionados, sequenciados e submetidos à análise filogenética. Entre as amostras de urina, o DNA de BKV foi encontrado em maior frequência nos pacientes transplantados renais (65,2 %) do que nos indivíduos saudáveis (32,9 %) (p<0,001). Por outro lado o JCV foi igualmente detectado em ambos os grupos de indivíduos. Considerando todas as amostras de água analisadas, 40 % foram positivas para JCV, enquanto 20 % foram positivas para BKV. Todos os genótipos de JCV e BKV encontrados nas amostras de água foram também encontrados nas amostras de urina, enquanto o contrário não foi observado. Este trabalho reforçou a importância da detecção do BKV em transplantados renais para impedir o desenvolvimento de complicações póstransplante induzidas por este vírus. Além disso, foi demonstrada a importância dos poliomavírus, principalmente do JCV, como contaminante no ambiente hídrico, o que sugere que esse vírus poderia ser escolhido como um marcador adicional de poluição fecal de origem humana em águas superficiais.

The human polyomaviruses JC (JCV) and BK (BKV), members of the Polyomaviridae family, are widespread in the human population. Following the primary infection, virus reactivation may lead to nephropathy and graft rejection in renal transplant patients (RTPs). In addition, JCV and BKV have been evaluated as potential indicators of fecal pollution in environmental waters. This is particularly interesting because these viruses are excreted by human urine, and because the absence of the traditional microbial indicators of environmental does not ensure the absence of human’s pathogenic viruses in water. This study was carried out to access the distribution of BK and JC polyomaviruses in urine samples collected from RTPs and healthy individuals and in superficial waters of Porto Alegre, Rio Grande do Sul. To achieve these objectives two nested polymerase chain reactions (nPCRs) were optimized. Ninety two and 88 urine samples were collected from RTPs and healthy individuals, respectively. The environmental samples were collected from a large canalized water stream, Arroio Dilúvio, and from a large sewage treatment plant (STP), the STP São João – Navegantes, both located in Porto Alegre. Fourteen samples were collected from Arroio Dilúvio and 16 from the STP, in total 30 superficial water samples were analyzed. The viral DNA was extracted and submitted to the nPCRs. The amplicons were selected, sequenced and submitted to phylogenetic analysis. A higher frequency of BKV was found in the urine samples of RTPs (65.2 %) comparing with the control group (32.9 %) (p<0.001). JCV DNA was equally detected in both groups. Considering all the water samples analyzed, 40 % were JCV positive, while 20 % of the samples were BKV positive. All the JCV and BKV genotypes found in the water samples were found in the urine samples, and the opposite was not observed. This study strengthens the importance of BKV detection in RTPs to prevent the developed of pos-transplant complications. Analyzing the water samples, both polyomaviruses were found, and JCV was more frequent as a fecal contaminant, being a possible choice as an additional indicator of human fecal pollution in superficial waters.