Efeito do favipiravir sobre o ciclo de replicação do vírus da Zika no Aedes aegypti

Abstract

O vírus Zika (ZIKV) pertence ao gênero Flavivirus e seu principal vetor é o Aedes aegypti. A RNA polimerase dependente de RNA (RdRp) dos flavivírus é caracterizada pela baixa fidelidade, o que induz a altas taxas de mutação durante a replicação. Essa característica, em conjunto com a rápida cinética replicativa, leva à formação de uma população viral abundante e heterogênea, denominada quasispécie. A alta diversidade das quasispécies está relacionada com a aptidão do vírus para atravessar gargalos durante a alternância entre hospedeiros humanos e artrópodes. Drogas como o favipiravir, um análogo de purinas, aumentam as taxas de erro da RdRp e induzem a extinção do vírus através do mecanismo de mutagênese letal. Incubamos o ZIKV na presença desse fármaco e utilizamos o vírus proveniente (ZIKVfav) para infectar o Aedes aegypti. Dessa forma, buscamos entender como fármacos mutagênicos, que alteram a composição da quasispécie, interferem com o ciclo de transmissão de arbovírus. Em 7 dias após a infecção (d.p.i.) com o ZIKVfav, titulamos o corpo todo dos mosquitos por ensaio de placa. Não observamos diferença no título viral dos infectados. Entretanto, houve 30% a menos de prevalência de infecção no grupo de mosquitos que recebeu o ZIKVfav. Em 21 d.p.i., coletamos e titulamos a saliva dos mosquitos, e não observamos diferença significativa na intensidade nem na prevalência de infecção. A partir desses dados, concluímos que as alterações geradas na quasispécie pelo favipiravir, como mutantes com menor aptidão e partículas de RNA defectivas, podem prejudicar a infecção do mosquito. Entretanto, sugerimos que, após estabelecida a infecção, o ZIKV consegue recuperar aptidão através da replicação de baixa fidelidade da RdRp.

Abstract: The Zika virus (ZIKV) belongs to the Flavivirus genus, and its primary vector is Aedes aegypti. The RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) of flaviviruses is characterized by low fidelity, which induces high mutation rates during replication. This feature, along with the rapid replication kinetics, leads to the formation of an abundant and heterogeneous viral population known as quasispecies. The high diversity of quasispecies is related to the virus's fitness to overcome bottlenecks during alternation between human and arthropod hosts. Drugs like favipiravir, a purine analogue, increase the error rates of RdRp and induce virus extinction through the mechanism of lethal mutagenesis. We incubated ZIKV in the presence of this drug and used the resulting virus (ZIKVfav) to infect Aedes aegypti. In this way, we sought to understand how mutagenic drugs, which alter the quasispecies composition, interfere with the transmission cycle of arboviruses. At 7 days post-infection (d.p.i.) with ZIKVfav, we titrated the entire body of the mosquitoes by plaque assay. We did not observe a difference in the viral titer of the infected mosquitoes. However, we obtained a 30% reduction in infection prevalence in the group of mosquitoes that received ZIKVfav. At 21 d.p.i., we collected and titrated the mosquito saliva and observed no significant difference in either the intensity or prevalence of infection. From these data, we conclude that the alterations generated in the quasispecies by favipiravir, such as less fit mutants and defective RNA particles, may impair mosquito infection. However, we suggest that once the infection is established, ZIKV can regain fitness through the low-fidelity replication of RdRp.