Εμβολιακά στελέχη πολιοϊών - συσχέτιση ανασυνδυασμών με δευτεροταγείς RNA δομές

Abstract

Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η διαλεύκανση της σχέσης που μπορεί να συνδέει την εντόπιση συγκεκριμένων τύπων ανασυνδυασμών σε συγκεκριμένες περιοχές του γενώματος (περιοχές 2C και 3D), με τις δευτεροταγείς RNA δομές που εδράζονται στις εν λόγω περιοχές των εμβολιακών στελεχών πολιοϊών. Αρχικά θα μελετηθούν κλινικά δείγματα στις γενωμικές περιοχές 2C και 3D για την ύπαρξη ανασυνδιασμών. Επίσης, θα μελετηθεί η VP1 περιοχή κλινικών δειγμάτων τόσο για την ύπαρξη ανασυνδυασμών όσο και για την ύπαρξη μεταλλάξεων. Στη συνέχεια με τη χρήση προγραμμάτων βιοπληροφορικής θα επιχειρηθεί η δημιουργία μοντέλων για τις δευτεροταγείς RNΑ δομές των 2C και 3D περιοχών. Η κατασκευή των δευτεροταγών δομών θα συνδράμει στην κατανόηση της σχέσης που μπορεί να συνδέει τη μεγάλη συχνότητα εμφάνισης συγκεκριμένων τύπων ανασυνδυασμών στις συγκεκριμένες περιοχές του ιικού γονιδιώματος, με τις δευτεροταγείς δομές που εδράζονται σε αυτές τις περιοχές. Τέλος θα επιχειρηθεί η δημιουργία ενός in vitro μοντέλου παραγωγής ανασυνδυασμένων εμβολιακών στελεχών πολιοϊών. Με αυτόν τον τρόπο θα γίνει προσπάθεια σύγκρισης των αποτελεσμάτων που αφορούν τη σχέση ανασυνδυασμών και δευτεροταγών δομών στα κλινικά δείγματα με τα αντίστοιχα αποτελέσματα που θα προκύψουν από το in vitro μοντέλο.

In the first chapter, a study was conducted in order to identify recombination junctions and mutations in VP1 region of 15 poliovirus clinical isolates and assess their effects in virus fitness providing some insights into the patterns of natural evolution of polioviruses. In conclusion, some of the Sabin strains investigated in the present study displayed a different pattern of evolution in VP1 region. Non-synonymous mutations with a direct phenotypic impact to the virus fitness that will result in amino acid substitutions in structural elements of VP1 (N-Ags, canyon), and mutations associated with reversion to neurovirulence are selected, in spite of synonymous mutations with no phenotypic impact to the virus fitness. Thus, virus can replicate and evolve for a longer period of time in the host, escaping the host’s immune response. Full genomic sequencing of two isolates which present extraordinary interest, was conducted. Extensive genomic sequencing of the first strain, isolate 7/b/97, revealed 1.87% VP1 sequence divergence and a recombination event between a Sabin 1 strain and a strain belonging to the group HEV-C, in the 2A genomic region. The genomic features of isolate 7/b/97 may place this strain in the cVDPV category. The 1,87% divergence in VP1 revealed that isolate 7/b/97, was circulated in a region free from poliovirus for approximately 2 years. In the past, cVDPV strains were responsible for polio epidemics, due to their increased neurovirulence and their increased ability for transmission. Full genomic sequencing of the second strain (K/2002) revealed a Sabin 3/Sabin 2 recombination junction in VP1 genomic region. Intertypic capsid recombination is a very rare event. In our study the age of isolate K/2002, was approximately 11 months, while the age of the patient was 4 months. This means that isolate K/2002 has been circulated in the community, posing questions about the safety of OPV live vaccine.