Variability of non-structural proteins of HIV-1 sub-subtype A6 (Retroviridae: Orthoretrovirinae: Lentivirus: Human immunodeficiency virus-1, sub-subtype A6) variants circulating in different regions of the Russian Federation

Cover Image

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. HIV-1 non-structural proteins are promising targets for vaccine development and for creating approaches to personalized medicine. HIV-1 sub-subtype A6 has become the dominating strain in Russia. However, the geographic, economic and demographic characteristics of the country can contribute to the formation of differences between A6 variants circulating in different regions.

The aim of the study is a comparative analysis of the consensus sequences of non-structural proteins in A6 variants circulating in the Amur Region, in Arkhangelsk, Irkutsk and Murmansk.

Materials and methods. 48 whole blood samples obtained from HIV-infected patients without experience of therapy observed at the AIDS Centers in Arkhangelsk, Irkutsk, Murmansk and Amur Region were analyzed. HIV-1 whole-genome nucleotide sequences were obtained and were subtyped. Consensus sequences of sub-subtype A6 variants non-structural proteins for each analyzed region were formed. Furthermore, reference sequences of sub-subtype A6 non-structural proteins were formed based on whole-genome sequences retrieved from the international Los Alamos database. Comparison of consensus sequences and references was performed using the MEGA v.10.2.2 and the PSIPRED programs.

Results. Vif, Vpr and Nef reference sequences have been obtained for HIV-1 sub-subtype A6. There was not difference in consensus sequences of Vpr in different regions. Characteristic features were found for consensus sequences of Tat, Rev, Vpu, Vif and Nef proteins in different regions.

Conclusion. A limitation of the study is a small sample size. Overall, the results demonstrate the existing diversity of non-structural proteins in sub-subtype A6 variants in different regions and indicate the relevance of studying the polymorphism of non-structural proteins of virus variants in different regions.

About the authors

Anastasiia A. Antonova

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: anastaseika95@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9180-9846

PhD in Biology, Researcher, Laboratory of T-lymphotropic viruses

Russian Federation, 123098, Moscow

Aleksey V. Lebedev

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: lebedevalesha236@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6787-9345

PhD in Biology, Researcher, Laboratory of T-lymphotropic viruses

Russian Federation, 123098, Moscow

Ekaterina N. Ozhmegova

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Email: belokopytova.01@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3110-0843

PhD in Biology, Researcher, Laboratory of T-lymphotropic viruses

Russian Federation, 123098, Moscow

Anastasia V. Shlykova

Central Research Institute of Epidemiology

Email: murzakova_a.v@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1390-8021

Researcher, Central Research Institute of Epidemiology

Russian Federation, Moscow, 111123

Ilya A. Lapavok

Central Research Institute of Epidemiology

Email: i_lapovok@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6328-1415

PhD in Biology, Senior researcher

Russian Federation, Moscow, 111123

Anna I. Kuznetsova

D.I. Ivanovsky Institute of Virology of National Research Center for Epidemiology and Microbiology named after Honorary Academician N.F. Gamaleya

Author for correspondence.
Email: a-myznikova@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-5299-3081

PhD in Biology, Leading Researcher, Head of Laboratory of T-lymphotropic viruses

Russian Federation, 123098, Moscow

References

  1. Kuznetsova A.I. The role of HIV-1 polymorphism in the pathogenesis of the disease. VICh-infektsiya i immunosupressii. 2023; 15(3): 26–37. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2023-15-3-26-37 https://elibrary.ru/cwjjai (in Russian)
  2. Frahm N., Korber B.T., Adams C.M., Szinger J.J., Draenert R., Addo M.M., et al. Consistent cytotoxic-T-lymphocyte targeting of immunodominant regions in human immunodeficiency virus across multiple ethnicities. J. Virol. 2004; 78(5): 2187–200. https://doi.org/10.1128/jvi.78.5.2187-2200.2004
  3. Mothe B., Hu X., Llano A., Rosati M., Olvera A., Kulkarni V., et al. A human immune data-informed vaccine concept elicits strong and broad T-cell specificities associated with HIV-1 control in mice and macaques. J. Transl. Med. 2015; 13: 60. https://doi.org/10.1186/s12967-015-0392-5
  4. Frahm N., Kiepiela P., Adams S., Linde C.H., Hewitt H.S., Sango K., et al. Control of human immunodeficiency virus replication by cytotoxic T lymphocytes targeting subdominant epitopes. Nat. Immunol. 2006; 7(2): 173–8. https://doi.org/10.1038/ni1281
  5. Sgadari C., Monini P., Tripiciano A., Picconi O., Casabianca A., Orlandi C., et al. Continued decay of HIV proviral DNA upon vaccination with HIV-1 Tat of subjects on long-term ART: An 8-year follow-up study. Front. Immunol. 2019; 10: 233. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00233
  6. Kardani K., Hashemi A., Bolhassani A. Comparison of HIV-1 Vif and Vpu accessory proteins for delivery of polyepitope constructs harboring Nef, Gp160 and P24 using various cell penetrating peptides. PLoS One. 2019; 14(10): e0223844. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0223844
  7. Kardani K., Hashemi A., Bolhassani A. Comparative analysis of two HIV-1 multiepitope polypeptides for stimulation of immune responses in BALB/c mice. Mol. Immunol. 2020; 119: 106–22. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2020.01.013
  8. Sadeghi L., Bolhassani A., Mohit E., Baesi K., Aghasadeghi M.R. Heterologous DNA prime/protein boost immunization targeting Nef-Tat fusion antigen induces potent T-cell activity and in vitro anti-SCR HIV-1 effects. Curr. HIV Res. 2024; 22(2): 109–19. https://doi.org/10.2174/011570162X297602240430142231
  9. Lapovok I.A., Lopatukhin A.E., Kireev D.E., Kazennova E.V., Lebedev A.V., Bobkova M.R., et al. Molecular epidemiological analysis of HIV-1 variants circulating in Russia in 1987-2015. Terapevticheskii arkhiv. 2017; 89(11): 44–9. https://doi.org/10.17116/terarkh2017891144-49 https://elibrary.ru/zwosol (in Russian)
  10. Adgamov R.R., Antonova A.A., Ogarkova D.A., Kuznetsova A.I., Pochtovyi A.A., Kleimenov D.A., et al. HIV-infection in the Russian Federation: current diagnostic trends. VICh-infektsiya i immunosupressii. 2024; 16(1): 45–59. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2024-16-1-45-59 https://elibrary.ru/rlhujr (in Russian)
  11. Antonova A.A., Kuznetsova A.I., Ozhmegova E.N., Lebedev A.V., Kazennova E.V., Kim K.V., et al. Genetic diversity of HIV-1 at the current stage of the epidemic in the Russian Federation: an increase in the prevalence of recombinant forms. VICh-infektsiya i immunosupressii. 2023; 15(3): 61–72. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2023-15-3-61-72 https://elibrary.ru/tpwttn (in Russian)
  12. Antonova A., Kazennova E., Lebedev A., Ozhmegova E., Kuznetsova A., Tumanov A., et al. Recombinant forms of HIV-1 in the last decade of the epidemic in the Russian Federation. Viruses. 2023; 15(12): 2312. https://doi.org/10.3390/v15122312
  13. Grishina E.A. Features of the geographical position of the Russian Federation. Theory and practice of solving complex tasks of the State Final Attestation in Geography. Vestnik nauki i obrazovaniya. 2019; (6-1): 38–42. https://elibrary.ru/zbmuep (in Russian)
  14. Ivshina I.N. Multi-nationality and multi-religiousness as social and cultural prerequisites for the federalization of Russia. Vestnik MGPU. Seriya: Yuridicheskie nauki. 2018; (4): 19–24. https://doi.org/10.25688/2076-9113.2018.32.4.02 https://elibrary.ru/ypwurf (in Russian)
  15. The Rubricator of Clinical Recommendations. Clinical guidelines. HIV infection in adults. Available at: Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/schema/79_1 (in Russian)
  16. Yakubke Kh.D., Eshkait Kh. Amino acids. Peptides. Proteins [Aminokisloty. Peptidy. Belki]. Moscow: Mir; 1985. (in Russian)
  17. Shchemelev A.N., Semenov A.V., Ostankova Yu.V., Naidenova E.V., Zueva E.B., Valutite D.E., et al. Genetic diversity of the human immunodeficiency virus (HIV-1) in the Kaliningrad region. Voprosy virusologii. 2022; 67(4): 310–21. https://doi.org/10.36233/0507-4088-119 https://elibrary.ru/bkswno (in Russian)
  18. Lebedev A., Lebedeva N., Moskaleychik F., Pronin A., Kazennova E., Bobkova M. Human immunodeficiency virus-1 diversity in the Moscow Region, Russia: Phylodynamics of the most common subtypes. Front. Microbiol. 2019; 10: 320. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.00320
  19. Antonova A.A., Tumanov A.S., Lebedev A.V., Kazennova E.V., Glinkina L.N., Kulagin V.V., et al. Genetic profile and characteristics of HIV-1 drug resistance mutation in the Krasnodar region over the 2014 to 2019. VICh-infektsiya i immunosupressii. 2022; 14(2): 20–30. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2022-14-2-20-30 https://elibrary.ru/vzklej (in Russian)
  20. Kirichenko A., Kireev D., Lapovok I., Shlykova A., Lopatukhin A., Pokrovskaya A., et al. HIV-1 drug resistance among treatment-naïve patients in Russia: analysis of the national database, 2006–2022. Viruses. 2023; 15(4): 991. https://doi.org/10.3390/v15040991
  21. Kuznetsova A., Kim K., Tumanov A., Munchak I., Antonova A., Lebedev A., et al. Features of Tat protein in HIV-1 sub-subtype A6 variants circulating in the Moscow region, Russia. Viruses. 2023; 15(11): 2212. https://doi.org/10.3390/v15112212
  22. Kuznetsova A.I., Gromov K.B., Kireev D.E., Shlykova A.V., Lopatukhin A.E., Kazennova E.V., et al. Analysis of tat protein characteristics in human immunodeficiency virus type 1 sub-subtype A6 (Retroviridae: Orthoretrovirinae: lentivirus: human immunodeficiency virus-1). Voprosy virusologii. 2021; 66(6): 452–63. https://doi.org/10.36233/0507-4088-83 https://elibrary.ru/cmzgyc (in Russian)
  23. Lebedev A., Kim K., Ozhmegova E., Antonova A., Kazennova E., Tumanov A., et al. Rev protein diversity in HIV-1 group M clades. Viruses. 2024; 16(5): 759. https://doi.org/10.3390/v16050759
  24. Antonova A.A., Lebedev A.V., Kazennova E.V., Kim K.V., Ozhmegova E.N., Tumanov A.S., et al. Variability of VPU protein in HIV-1 sub-subtype A6 in patients with different stages of HIV infection. VICh-infektsiya i immunosupressii. 2024; 16(2): 40–50. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2024-16-2-40-50 https://elibrary.ru/lpjxqk (in Russian)
  25. Lapovok I.A. Analysis of polymorphism of non-structural regions in the genome of the HIV-1 variant dominant in Russia: Diss. Moscow; 2009. https://elibrary.ru/nkranl (in Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Phylogenetic analysis of the obtained sequences: tat (A), rev (B), vpu (C), vif (D), vpr (E), nef (F). Clusters of the most typical HIV-1 genetic variants for the territory of the Russian Federation are marked in color on the phylogenetic trees: pink – HIV-1 sub-subtype A6, blue – subtype B, light green – circulating recombinant forms CRF02_AG and CRF63_02A6; a cluster formed by the reference sequences of HIV-1 sub-subtype A1 is also marked. Within the HIV-1 sub-subtype A6 cluster, the reference sequences are shown in red, the studied sequences are shown in black; all other clusters of HIV-1 of other genetic variants (A1, C, D, F1, F2, G) include exclusively reference sequences (HIV Databases (lanl.gov).

Download (377KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Reference sequences of the proteins Tat, Rev, Vpu, Vif, Vpr, Nef. Non-polar amino acids: G (glycine), A (alanine), V (valine), L (leucine), I (isoleucine), P (proline), M (methionine) and F (phenylalanine), – are marked in blue; Polar uncharged, neutral, amino acids: S (serine), T (threonine), C (cysteine), N (asparagine), Q (glutamine) and W (tryptophan) – green; polar acidic, negatively charged, amino acids: D (aspartic acid) and E (glutamic acid), Y (tyrosine) – orange; polar basic, positively charged amino acids: K (lysine), R (arginine) and H (histidine) [16].

Download (702KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Antonova A.A., Lebedev A.V., Ozhmegova E.N., Shlykova A.V., Lapavok I.A., Kuznetsova A.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».