Abstract Introduction: The high incidence of sports injuries in elite athletes is a concern in sports medicine. A broad vision of sport injuries in Colombia and its pathophysiology can be achieved in the scope of genomics, which could respond to numerous sports injuries from the Identification of single nucleotide polymorphism that lead to disabilities that affect the health of athletes and often distance them from the field of play. Objective: To determine the association of single nucleotide polymorphisms in various genes with sports injuries in soccer. Material and methods: We searched in the databases PubMed, ScienceDirect and EBSCO for studies published in the last 6 years to January 2020, including studies in English and Portuguese, corresponding to case-control clinical studies, where the experimental group were soccer practitioners and controls were supposedly healthy people. The final papers were assessed for quality and bias using the Jadad scoring scale or Oxford quality scoring system. From the data obtained, heterogeneity was identified with the I2 test and the Q statistic, for the estimation of the effect in the cohort studies the odds ratio and p value <0.05 were used, obtaining the forest plots of each gen. Results: 10 out of 1928 studies were selected, finding a degree of heterogeneity in all studies, such as the risk of injury to ACNT3 SNP (OR = 0.98, 95% CI 0.64-1.50), MMP (OR = 1.16, 95% CI 0.86 - 1.58, p = 0.33), TIMP2 (OR 1.03 95% CI 0.65-1.63), VEFGA (OR 0.98 95% CI 0.70-1.37). Conclusion: The studies showed moderate heterogeneity with statistical significance for the ACTN3 and TIM SNPs, providing a pathway for future studies that relate to sports injuries. MÉD.UIS.2021;34(3): 9-18.

Resumen Introducción: La alta incidencia de lesiones deportivas en atletas de élite es una preocupación en medicina deportiva. Se puede lograr una visión amplia sobre las lesiones deportivas en Colombia y sobre su fisiopatología desde el ámbito de la genómica, la cual podría responder a numerosas lesiones deportivas a partir de la Identificación de polimorfismos de nucleótido único que conducen a discapacidades que afectan la salud de los deportistas y frecuentemente los distancian del campo de juego. Objetivo: Determinar la asociación entre polimorfismos de nucleótido único en varios genes con lesiones deportivas en el fútbol. Materiales y métodos: Se realizó búsqueda en las bases de datos PubMed, ScienceDirect y EBSCO de estudios publicados en los últimos 6 años hasta enero de 2020, incluyendo estudios en inglés y portugués, correspondientes a estudios clínicos de casos y controles, donde el grupo experimental fueran practicantes de fútbol y los controles fueran personas presumiblemente saludables. Se evaluó la calidad y el sesgo de los artículos finales mediante la escala de puntuación de Jadad o el sistema de puntuación de calidad de Oxford. A partir de los datos obtenidos se identificó la heterogeneidad con la prueba de I2 y el estadístico Q, para la estimación del efecto en los estudios de cohorte se utilizaron odds ratio y valor p <0.05, obteniendo los forest plot de cada gen. Resultados. 10 de los 1928 estudios fueron seleccionados, se encontró un grado de heterogeneidad en todos los estudios, como el riesgo de lesión de los polimorfismos de nucleótido único para ACNT3 (OR = 0,98; IC del 95%: 0.64-1.50), MMP (OR = 1.16; IC del 95%: 0.86-1.58, p = 0.33), TIMP2 (OR = 1,03; IC del 95%: 0,65-1,63), VEFGA (OR = 0,98; IC del 95%: 0,70-1,37). Conclusión. Los estudios mostraron una heterogeneidad moderada con significancia estadística para los polimorfismos de nucleótido único de ACTN3 y TIM, lo que proporciona una vía para futuros estudios en relación con lesiones deportivas. MÉD.UIS.2021;34(3): 9-18.

Resumen Introducción. La exposición a solventes orgánicos y pinturas se ha asociado con efectos genotóxicos y mayor riesgo de neoplasias. Sin embargo, aún no se ha caracterizado bien el tipo de daño que esta exposición induce en el ADN humano, ni los mecanismos por los cuales se genera. Uno de los grupos con mayor exposición a dichos solventes y pinturas son los pintores de automóviles del sector informal que trabajan sin adecuadas prácticas de seguridad ocupacional. Objetivo. Determinar el daño oxidativo y por metilación del ADN de linfocitos de pintores de automóviles expuestos a solventes orgánicos y pinturas. Materiales y métodos. Se analizaron linfocitos aislados de sangre periférica de 62 pintores y 62 sujetos no expuestos mediante el ensayo cometa de gran eficiencia acoplado a las enzimas Fpg y AlkA. Las categorías de daño en el ADN evaluadas fueron el daño basal (sin enzimas), el daño oxidativo y el daño por metilación, y el parámetro de medición, el porcentaje de ADN en la cola. Resultados. El porcentaje de ADN en la cola fue mayor en el grupo expuesto con respecto al no expuesto (p<0,05). En el grupo expuesto, dicho porcentaje fue mayor en la categoría de daño oxidativo comparado con la del basal (16,50 Vs. 12,87; p<0,001), en tanto que en el daño por metilación no se encontraron diferencias significativas (14,00 Vs. 12,87; p>0,05). Conclusión. La exposición a solventes orgánicos y pinturas se asoció con el aumento de las lesiones oxidativas del ADN de los linfocitos de pintores de automóviles, tales como la producción de 8-oxo-2’-desoxiguanosina (8-oxodG) y otros productos formamidopirimidina, los cuales se consideran considerablemente mutagénicos.

Abstract Introduction: The exposure to organic solvents and paints has been associated with genotoxicity and a greater risk of neoplasms. However, the type of DNA damage induced in humans by the exposure to these compounds, which would help explain the mechanisms of their genotoxicity, is still not fully characterized. Due to inadequate practices of occupational safety, car painters in the informal sector are a highly exposed group to organic solvents and paints. Objective: To identify the oxidative and methylating damage in the DNA of lymphocytes of car painters exposed to organic solvents and paints. Materials and methods: Isolated peripheral blood lymphocytes from 62 painters and 62 unexposed subjects were analyzed by the modified high-throughput comet assay with the Fpg and AlkA enzymes. The categories used for the evaluation of the DNA damage were basal damage (without enzymes), oxidative and methylating damage. The measurement parameter used to establish the damage was the percentage of DNA in the tail. Results: The percentage of DNA in the tail was higher in the exposed group compared to the unexposed group (p<0.05). In the exposed group, this percentage was higher in the oxidative damage category than the baseline (16.50 vs. 12.87; p<0.001), whereas methylating damage did not show significant differences (14.00 vs. 12.87; p>0.05). Conclusion: In this study, exposure to organic solvents and paints was associated with an increase in oxidative lesions in the DNA of car painters’ lymphocytes, such as the production of 8-oxodG and other formamidopyrimidine products which are considered highly mutagenic.

Resumen Objetivo: Analizar la complejidad de la expresión génica en tejido adiposo de genes asociados con obesidad, mediante simulación computacional con diferentes herramientas bioinformáticas. Métodos: Después de una búsqueda bibliográfica en PubMed, se seleccionaron 37 genes asociados con obesidad con fold change mayor a 1,5. A partir del cálculo de valores de los z-score obtenidos de experimentos de micromatrices de ADN de muestras de tejido adiposo de personas obesas y de control, se construyó una red de interacción con el programa Cytoscape 3.2. La información detallada sobre las características genómicas de estos genes se extrajo de las bases de datos Genome Browser de la UCSC y del NCBI. Utilizando herramientas de análisis de multivariado, se hizo un análisis de componentes principales y uno de agrupación. Resultados: La red construida mostró que los genes con mayor número de interacciones fueron: 1) el factor nuclear respiratorio (NRF1), 2) el canal activado de potasio activado por calcio alfa 1 (KCNMA1) y 3) la sintasa de ácidos grasos (FASN). Los que tuvieron mayores valores de expresión fueron: 1) el factor de crecimiento endotelial vascular A (VEGFA), 2) la dioxigenasa dependiente de alfa-cetoglutarato (FTO) y 3) el regulador de crecimiento neuronal 1 (NEGR1). Las proteínas IL6, BDNF y HLC tuvieron los mayores valores de interacción con IL6R, NRF1 y ACACB, respetivamente. Las categorías ontológicas más importantes se relacionaron con procesos metabólicos de lipoproteínas, el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, la activación de las MAP-quinasas y la cascada JNK. Conclusiones: En su conjunto los resultados obtenidos de sobreexpresión diferencial de genes asociados con el metabolismo de lípidos en el tejido adiposo de personas obesas podría ser un criterio para discriminar a nivel de diagnóstico esta patología.

Summary Objective: To analyze the complexity of gene expression in the adipose tissue of genes associated with obesity, by computer simulation with different bioinformatics tools. Methods: After conducting a PubMed literature search, 37 genes associated with obesity with a fold change greater than 1.5 were selected. An interaction network was cons tructed using the Cytoscape 3.2 program from the calculation of z-score values obtained from DNA microarray experiments of adipose tissue samples collected from obese and control people. Detailed information on the genomic characteristics of these genes was extracted from the UCSC and NCBI Genome Browser databases. Using multivariate analysis tools, a principal component analysis and a cluster analysis were carried out. Results: The constructed network showed that the genes with the greatest number of interactions were: 1) the nuclear respiratory factor (NRF1), 2) the activated channel of potassium activate by calcium alpha 1 (KCNMA1), and 3) the fatty acid synthase (FASN). Those with the higher expression values were: 1) vascular endothelial growth factor A (VEGFA), 2) alpha-ketoglutarate-dependent dioxygenase (FTO), and 3) neuronal growth regulator 1 (NEGR1). The IL6, BDNF and HLC proteins had the highest interaction values with IL6R, NRF1 and ACACB, respectively. The most important ontological categories were related to lipoprotein metabolic processes, the tricarboxylic acid cycle, the activation of the MAP kinases, and the JNK cascade. Conclusions: As a whole, the results obtained from differential overexpression of genes associated with lipid metabolism in the adipose tissue of obese people could be a criterion to discriminate this pathology at a diagnostic level.

Resumo Objetivo: Analisar a complexidade da expressão gênica no tecido adiposo de genes associados com obesidade, por meio de simulação por computador com diferentes ferramentas bioinformáticas. Métodos: Após uma busca bibliográfica em PubMed, foram selecionados 37 genes associados com obesidade com fold change superior a 1,5. A partir do cálculo de valores dos z-score obtidos de experimentos de micro matrizes de ADN de amostras de tecido adiposo de pessoas obesas e de controle, construiu-se uma rede de interação com o programa Cytoscape 3.2. A informação detalhada sobre as características genômicas destes genes foi obtida das bases de dados Genome Browser da UCSC e do NCBI. Utilizando ferramentas de análise de multivariado, fez-se uma análise de componentes principais e um de agrupação. Resultados: A rede construída mostrou que os genes com maior número de interações foram: 1) o fator nuclear respiratório (NRF1), 2) o canal ativado de potássio ativado por cálcio alfa 1 (KCNMA1) e 3) ácido graxo sintase (FASN). Os que tiveram maiores valores de expressão foram: 1) o fator de crescimento endo-telial vascular A (VEGFA), 2) a dioxigenase dependente de alfa-cetoglutarato (FTO) e 3) o regulador de crescimento neuronal 1 (NEGR1). As proteínas IL6, BDNF e HLC tiveram os maiores valores de interação com IL6R, NRF1 e ACACB, respectivamente. As categorias ontológicas mais importantes se relacionaram com processos metabólicos de lipoproteínas, o ciclo dos ácidos tri carboxílicos, a ativação das MAP-quinases e a cascata JNK. Conclusões: Em seu conjunto, os resultados obtidos de superexpressão diferencial de genes associados com o metabolismo de lipídios no tecido adiposo de pessoas obesas poderia ser um critério para discriminar a nível de diagnóstico esta patologia.

Introducción. La distribución del DNAc lentiviral en el genoma hospedero ha sido estudiada usando un enfoque estructural, sin embargo éste es incompleto pues no considera la dinámica y la topología de la cromatina interfásica y las redes de expresión de genes en la célula infectada. Objetivo. Utilizando un enfoque no linear, correlacionar la multifractalidad de los cromosomas humanos con la composición y el disturbio de la topología de la cromatina como un efecto complejo promovido por la integración de ADNc lentiviral. Métodos. De 2.409 secuencias genómicas obtenidas del GeneBank y flanqueantes al 5'LTR de lentivirus humanos, (cobertura mayor del 98,6% del genoma humano), se correlacionaron con los valores de multifractalidad (AvdeltaDq) de la cromatina humana. Adicionalmente se empleó el programa Cytoscape v.2.63 para simular computacionalmente los efectos de la integración sobre las redes de expresión de genes humanos. Resultados. El 54,21% de la integración lentiviral ocurrió en aquellos cromosomas con valores altos e intermedios de multifractalidad; el 18.14% de estas integraciones se localizo en los cromosomas con más altos valores de multifractalidad (16, 17, 19, 22). La multifractalidad se correlacionó con el porcentaje Alu. Se registraron 2.770 interacciones entre 28 genes localizados cerca de provirus VIH-1 en macrófagos humanos. La integración del DNAc lentiviral alteró dramáticamente, la topología de la red de expresión de genes en macrófagos. Conclusión. Algunos cambios topológicos asociados a las regiones con elevada frecuencia de integración del ADNc, podrían, de manera sinérgica, reconfigurar localmente la topología del ambiente cromatínica que las redes de expresión de genes en la célula infectada.

Introduction. The distribution of human lentiviral cDNA into the host genome has been studied using a linear structural approach, however such analysis is incomplete because do not consider the dynamics and topology of interphase chromatin and the gene expression networks in infected cells. Objective. To correlate using a non-linear approach the multifractality of human chromosomes, with the composition and disturbing of chromatin topology, as complex effect promote by the lentiviral cDNA integration. Methods. From 2,409 human genome sequences flanking the 5'LTR of human and simian lentiviruses obtained from GeneBank (NCBI) database, several human genomic variables were correlated with the multifractality values AvdeltaDq of chromosomes covering more than 98.6% of the human genome. Moreover Cytoscape v.2.63 was used to simulate the effects of viral cDNA integration on gene expression networks in macrophages. Results. The 54.21% of lentivirus cDNA integrations were registered in chromosomes with high and medium fractality; 18.14% of these cDNA integrations was exclusively located in chromosomes 16, 17, 19 and 22 corresponding to that with high multifractality values. High scores of Pearson's correlation for AvdeltaDq/ chromosome vs integrations/chromosome; percentage of Alu sequences were recorded. 2,770 interactions among 28 genes located closed to HIV-1 proviruses in human macrophages were recorded. cDNA integration alters the gene interaction networks in infected cells, the topological parameters of non-infected macrophage network gene was dramatically changed upon HIV-1 integration. Conclusion. Some topological changes in those regions with high frequency of cDNA viral integrations would synergistically configure local topological chromatin environments that alters the gene interaction networks in infected cells.

Introducción: La preeclampsia continúa siendo la primera causa de morbimortalidad perinatal. El conocimiento sobre su etiología molecular se ha incrementado en los últimos años debido al avance en la aplicación de las ciencias "ómicas". Ello ha llevado a identificar genes candidatos que participarían en su patogénesis. Objetivo: Identificar y caracterizar estructural y funcionalmente genes expresados en placenta que se asocian con preeclampsia. Métodos: A partir de una revisión de literatura de los últimos diez años, se identificaron 16 genes cuya expresión en placenta estaba asociada con la patología. Se realizó la minería de datos incluyendo las siguientes variables: número de genes, tamaño de los genes, número de exones codificantes, islas CpG y las familias de los diferentes elementos repetidos en una ventana de 100Kbp. Mediante un análisis bioinformático, usando los diferentes recursos del NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov) y del Genome Browser de UCSC (http://genome.ucsc.edu/). Adicionalmente se usó el portal BioGPS (http://biogps.gnf.org/#goto=welcome) se determinaron los niveles de expresión de cada gen por tejidos. Resultados: Se registraron diferencias en la cromatina que contiene las familias de elementos no codificantes de los genes asociados en comparación con los controles (Prueba de Kruskall-Wallis, P= 0.0341824). Los genes LEP, EBI3, PROCR, FSTL3, HEXB, INHBA y ENG fueron los que registraron el mayor puntaje z en placentas preeclámpsicas. Conclusión:La aplicación de las herramientas bioinformáticas se convierte en un instrumento potente para el análisis integrado de la expresión de genes y su papel en la patogénesis de la PE. Esto conllevaría a la identificación temprana de mujeres afectadas.

Introduction: Preeclampsia still is the main cause of perinatal morbi-mortality; due to the advance in the application of the omics sciences the knowledge about its molecular etiology has increased in the last years, this has led to the identification of candidate genes, which would be involved in its pathogenesis. Objective: To identify those genes, expressed in placenta that are associated with preeclampsia and compare their structural and functional characteristics. Methods: From a literature review, 16 genes were found, whose expression in placenta was associated to the pathology. Data mining was performed including the following genomic variables: number of genes, genomic size, coding exon count, CpG islands and repeat elements in a 100Kbp window. For the Bioinformatics analysis, we used different resources of the NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov) and the UCSC Genome Browser (http://genome.ucsc.edu/). Furthermore, the portal BioGPS (http://biogps.gnf.org/#goto=welcome) Was used to determine the expression levels of each gene per tissue. Results: Significant differences were found for the non-coding elements of the chromatin in that associated genes, in comparison with controls (Kruskall-Wallis test, P= 0.0341824). The genes LEP, EBI3, PROCR, FSTL3, HEXB, INHBA and ENG were the ones with the highest z- score values in preeclampsic placenta. Conclusion: The application of computational tools has become a powerful instrument for the integrated analysis of gene expression and its role in the pathogenesis of PE. This would lead to an early detection of affected women.

Introdução: A pré-eclâmpsia ainda é a principal causa perinatal Morbi-mortalidade; devido ao avanço na aplicação das ciências "ómicas" o conhecimento sobre sua etiologia molecular tem aumentado nos últimos anos, Isto levou à identificação de genes candidatos, que estariam envolvidos na sua Patogênese. Objetivo: Para identificar esses genes, Expresso em placenta que está associada à pré-eclâmpsia e comparar as suas características estruturais e funcionais. Métodos: A partir de uma revisão da literatura, foram encontrados 16 genes, cuja expressão na placenta foi asociada à patología. Extração de dados Foi realizada incluindo as seguintes variáveis genómicas: Número de genes, tamanho genômico, exon contagem de codificação, CpG ilhas e repetir elementos em uma janela de 100Kbp. Para a análise bioinformática, Utilizamos diferentes recursos do NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov) e do UCSC Genome Browser (http://genome.ucsc.edu/). Além disso, o portal BioGPS (http://biogps.gnf.org/#goto=welcome) foi utilizado para determinar os níveis de expressão de cada gene por tecido. Resultados: Se encontrou diferenças significativas para os elementos não codificantes da cromatina nos genes associados, Em comparação com os controlos (teste de Kruskall-Wallis, P = 0,0341824). Os genes LEP, EBI3, PROCR, FSTL3, HEXB, INHBA e ENG foram os que apresentaram os maiores valores de z-score na placenta pré-eclâmpsica. Conclusão: A aplicação de ferramentas computacionais tornou-se um poderoso instrumento para a análise integrada da expressão gênica e seu papel na patogênese da PE. Isso levaria a uma detecção precoce das mulheres afetadas.

Introducción. Todavía no hay una evaluación estadística de los perfiles de las clases de inmuno- globulina s y la replicación viral, como variables para estudiar la infección y la circulació n del HTLV-1 en familias de zonas endémicas en Colombia. Objetivo. Evaluar la correlación de varias características inmunológicas y moleculares, con la transmisión y circulación del virus en familias del municipio de Tumaco. Materiales y métodos. Se calcularon los niveles de IgG, IgM e IgA1 en plasma, e IgG y IgA secretoria en fluido oral, de 32 miembros de 10 grupos familiares de Tumaco, en los que la madre y, al menos, un hijo estaban infectados con el virus. La concentración de las diferentes clases de inmunoglobulinas se pudo correlacionar con la circulación de ARN viral libre en plasma y fluido oral, y la carga proviral, según su detección mediante reacción en cadena de la polimerasa de transcripción inversa. Resultados. Se encontraron diferencias significativas en los niveles de inmunoglobulinas (p=0,037) y en la carga proviral (p=0,002) entre madres e hijos portadores. La estimación total de IgG en plasma e IgA secretoria en fluido oral, se pudo correlacionar con la circulación de ARN viral libre en ambos fluidos y una alta carga proviral, y se asoció con las madres paraparesia espástica tropical o mielopatía asociada con el HTLV-1. La detección en plasma de IgG anti-Tax reveló diferencias entre ellas y sus hijos. Conclusión. El estudio de las variables inmunológicas y moleculares permitió analizar la circulación del HTLV-1 en familias de Tumaco. La fuerte asociación entre los niveles de IgM específica para el virus y el ARN viral circulante en los fluidos y la carga proviral, confirmó indirectamente la transmisión intrafamiliar del virus.

Introduction: To date there has been no statistical evaluation of the profiles of immunoglobulin classes and viral replication as variables in the study of HTLV-1 infection and circulation among families in virus-endemic areas of Colombia. Objective: To evaluate the correlation of several immunological and molecular characteristics with the transmission and circulation of HTLV-1 among families in the town of Tumaco. Materials and methods: Plasma levels of HTLV-1 specific immunoglobulin classes IgG, IgM and IgA1, as well as IgG and sIgA in oral fluids, were calculated for 32 members of 10 family groups from Tumaco in which the mother and at least one child were infected with the virus. Levels of the different immunoglobulin classes were correlated with viral RNA circulating in plasma or oral fluids and the proviral burden as detected by RT-PCR. Results: Significant differences were determined between mothers and carrier children for immunoglobulin levels (p=0.037) and proviral burden (p=0.002). The overall estimate of IgG in plasma and sIgA in oral fluids could be correlated with the circulation of free viral RNA in both fluids and high proviral burden, and associated with HAM/TSP mothers. The detection of anti- tax IgG in plasma revealed differences between HAM/TSP mothers and their offspring. Conclusion: The study of immunological and molecular variables permitted the analysis of HTLV-1 circulation among families of Tumaco. The strong correlation between levels of IgM specific for the virus and viral RNA circulating in fluids indirectly confirmed the transmission of HTLV-1 among families.

La selección de los sitios de integración del ADN retroviral en el genoma es crucial para moldear la dinámica de la infección. El objetivo de este estudio fue analizar la combinación específica de las características genómicas de la célula infectada que condicionarían la integración simultánea de ambos retrovirus. A partir de 203 secuencias de ADN humano vecinas a las repeticiones terminales largas (long terminal repeat, LTR) de ambos virus, depositadas en el GenBank, y mediante distintas herramientas computacionales, se hizo una simulación bioinformática para determinar la integración del VIH y el -HTLV-1 en una extensión de 100 kb, así como la localización cromosómica del provirus, el número de genes, su proceso molecular y función asociada, las islas CpG, las secuencias Alu y los elementos nucleares dispersos largos (long interspersed nuclear element, LINE), y su expresión en poblaciones de linfocitos de los genes blanco de la integración. El 47,3 % de las integraciones de ambos virus se localizó en regiones ricas en elementos repetidos. La integración en los genes de la clase II ocurrió en los intrones (p<0,05). Se observó una distribución cromosómica diferencial de ambos provirus en la que el HTLV-1 se localizó en regiones pericentroméricas y centroméricas, mientras que el VIH-1 lo hizo en zonas teloméricas y subteloméricas (p<0,001). El ambiente común para la integración de los linfocitos en el genoma estuvo conformado por genes codificantes de proteínas de unión a moléculas y de transducción de señales, así como por un elevado número de islas CpG y de repeticiones Alu. A partir de la simulación bioinformática de la integración entre el VIH-1 y el HTLV-1, se aportó evidencia que sustenta la hipótesis de que una combinación específica de variables genómicas condicionaría el proceso de integración diferencial simultánea de ambos retrovirus.

The selection of retroviral cDNA integration sites in the human genome is a critical step to condition the dynamics of infection. The objective was to analyze the combination of genomic characteristics of infected cells that would condition the genomic profiles of HIV-1/HTLV-1 simultaneous integration. We carried out a computer simulation using 203 human genome sequences flanking 3'LTR of both retroviruses previously deposited in the GenBank, and applying several computational tools. The analyses were focused on determining the chromosomal integration, CpG islands, Alu sequences and the expression of integration target class II genes in lymphocytic populations in a 100 kb chromatin structure associated with simultaneous integration. We found 47.3% of simultaneous cDNA integrations localized in regions rich in repetitive elements. The rest of retroviral cDNA integrations occurred in class II gene introns (p<0.05). We determined a differential chromosomal distribution for both types of provirus where HTLV-1 provirus were preferentially placed in pericentromeric and centromeric regions in contrast with HIV-1 distribution, which was registered in telomeric and subtelomeric zones (p<0.001). The genomic environment of integration for both retroviruses was characterized by genes encoding molecular binding and signal transduction, as well as by high density of CpG islands and Alu sequences. The data resulting from the computer simulation did support the hypothesis that a combination of specific chromatin characteristics would determine the dynamics of HIV-1/HTLV-1 simultaneous integration process.

Introducción: La información de la expresión de genes consignada en bases de datos, ha permitido extraer y analizar información acerca procesos moleculares implicados tanto en la homeostasis cerebral y su alteración en algunas neuropatologías. Objetivos: Correlacionar los niveles de transcripción de 19 genes localizados en la región crítica del cromosoma 21, asociada a Síndrome de Down (DSCR), con la localización cerebral y su coexpresión en diferentes subestructuras del cerebro humano. Métodos: A partir de valores de expresión génica disponibles en la base de datos del proyecto cerebro humano del Atlas del Cerebro del "Allen Institute for Brain Sciences" (http://human.brain-map.org/), se construyeron perfiles de expresión de 19 genes DSCR en 42 subestructuras cerebrales. Además, utilizando métodos estadísticos multivariados se analizaron los patrones de coexpresión de genes DSCR en el cerebro normal. Resultados: En el núcleo caudado, el núcleo accumbens y el putamen además de las Áreas centrales 2, 3 y 4, se determinaron los valores de expresión más elevados para los genes incluidos RCAN1, que codifica para una proteína involucrada en el proceso de transducción de señales de SNC; PCP4 cuya proteína interviene en la unión a la calmodulina y TTC3 una proteína que interviene en la diferenciación de neuronas. Las subestructuras identificadas con una elevada expresión de estos genes, están asociadas con procesos de aprendizaje, en diferentes tipos de memoria y habilidades motoras. Conclusiones: La regulación de la expresión de los genes DSCR es clave para mantener la homeostasis cerebral, especialmente en aquellas áreas de mayor expresión, las cuales están asociadas con procesos sumamente importantes.

Background: The information of gene expression obtained from databases, have made possible the extraction and analysis of data related with several molecular processes involving not only in brain homeostasis but its disruption in some neuropathologies; principally in Down syndrome and the Alzheimer disease. Objective: To correlate the levels of transcription of 19 genes located in the Down Syndrome Critical Region (DSCR) with their expression in several substructures of normal human brain. Methods: There were obtained expression profiles of 19 DSCR genes in 42 brain substructures, from gene expression values available at the database of the human brain of the Brain Atlas of the Allen Institute for Brain Sciences", (http://human.brain-map.org/). The co-expression patterns of DSCR genes in brain were calculated by using multivariate statistical methods. Results: Highest levels of gene expression were registered at caudate nucleus, nucleus accumbens and putamen among central areas of cerebral cortex. Increased expression levels of RCAN1 that encode by a protein involved in signal transduction process of the CNS were recorded for PCP4 that participates in the binding to calmodulin and TTC3; a protein that is associated with differentiation of neurons. That previously identified brain structures play a crucial role in the learning process, in different class of memory and in motor skills. Conclusion: The precise regulation of DSCR gene expression is crucial to maintain the brain homeostasis, especially in those areas with high levels of gene expression associated with a remarkable process of learning and cognition.

Objetivo: Usando simulación molecular, estudiamos la influencia de los iones Mg2+ en la interacción del dominio catalítico de la integrasa HTLV-I (IN) (modelado por homología) con el ácido 3,5-Dicafeoilquínico (DCQA). Materiales y métodos. El modelo por homología de la HTLV-I IN fue construido usando como molde la estructura cristalina de la IN del virus del sarcoma aviar (VSA, pdb: 1VSD). Para analizar el rol de los iones Mg2+ en la interacción con el DCQA y la integrasa, tres modelos fueron creados: i) en ausencia de iones Mg2+, ii) con un ion Mg2+ coordinado con Asp15 y Asp72 y iii) con dos iones Mg2+ coordinados con Asp15-Asp72 y Asp72-Glu108. Las fuerzas de interacción y la energía libre de unión entre el DCQA y la HTLV-I IN fueron calculadas en los tres modelos. Resultados. El puntaje más bajo en el docking y la menor energía libre fueron obtenidos para el modelo con un solo ion de Mg2+. El Mg2+ afecta fuertemente el acoplamiento del inhibidor DCQA con el dominio catalítico de la HTLV-I IN, revelando una fuerte interacción entre el complejo ligando-proteína que es independiente del sitio catalítico de los tres modelos usados. Conclusión. Los resultados sugieren que la presencia de un ion de Mg² + podría incrementar la interacción en el complejo debido a la disminución de la energía libre, intensificando así la afinidad. Por lo que, proponemos al DCQA como farmacóforo para el diseño de drogas antiretrovirales.

Objective. Using molecular simulation, we studied the influence of Mg2+ ions on the binding mode of HTLV-I Integrase (IN) catalytic domain (modeled by homology) with the 3,5- Dicaffeoylquinic Acid (DCQA). HTLV-I Integrase homology model was built using template-like crystallographic data of the IN catalytic domain solved for Avian Sarcoma Virus (VSA, pdb: 1VSD). Materials and methods. In order to analyze the role of Mg2+ in the interaction or coupling between 3,5-DCQA and Integrase, three models were created: i) in the absence of Mg2+ ions, ii) with a Mg2+ ion coordinated at Asp15 and Asp72 and iii) model with two Mg2+ ions coordinated at Asp15-Asp72 and Asp72-Glu108. Coupling force and binding free energy between 3,5-DCQA and HTLV-I IN were assessed in the three models. Results. The lowest docking score and free energy binding were obtained for the second model. Mg2+ ion strongly affected the coupling of the inhibitor 3,5-DCQA with HTLV-I catalytic domain of Integrase, thus revealing a strong interaction in the ligand-protein complex regardless of the ligand-catalytic interaction sites for all three models. Conclusion. Altogether, these results strengthen the hypothesis that the presence of one Mg2+ ion could enhance the interaction in the complex by decreasing free energy, therefore increasing the affinity. Moreover, we propose 3,5-DCQA as an important pharmacophore in the rational design of new antiretroviral drugs.

Objetivo. Usando simulação molecular, estudamos a influência dos íons Mg2+ na interação do domínio catalítico da integrase HTLV-I (IN) (modelado por homologia) com o ácido 3,5-dicafeoilquínico (3,5-diCQA). Materiais e métodos. O modelo de homologia da HTLV-I IN foi construído utilizando como fôrma a estrutura cristalina da IN de vírus do sarcoma aviário (VSA, pdb: 1VSD). Para analisar o papel dos íons Mg2+ na interação com o 3,5-diCQA e a integrase, três modelos foram criados: i) na ausência de íons Mg2+, ii) com um íon Mg2+ coordenado com Asp15 e Asp72 e, iii) com dois íons Mg2+ coordenados com Asp15-Asp72 e Asp72-Glu108. As forças de interação e a energia livre de ligação entre o 3,5-diCQA e a HTLV-I IN foram calculadas nos três modelos. Resultados. A pontuação mais baixa no docking e a menor energia livre foram obtidas para o modelo com um único íon de Mg2+. O Mg2+ afeta fortemente o acoplamento do inibidor 3,5-diCQA com o domínio catalítico da HTLV-I IN, revelando uma forte interação entre o complexo ligando-proteína que é independente do sítio catalítico dos três modelos utilizados. Conclusão. Os resultados sugerem que a presença de um íon Mg2+ poderia aumentar a interação no complexo devido à diminuição da energia livre, aumentando assim a afinidade. Assim, propomos ao 3,5-diCQA como farmacóforo para a fabricação de medicamentos antirretrovirais.

OBJECTIVE: Characterize the genomic environment of the sequences adjacent to human T-cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) in patients with HTLV-1-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis (HAM/TSP) in different regions of Colombia and Japan. METHODS: A total of 71 recombinant clones with human genome sequences adjacent to 5' LTR in patients with HAM/TSP were compared to the Genome Browser and GenBank databases. Sixteen structural and compositional genome variables were identified, and statistical analysis was conducted in the R computer program, version 2.8.1, in a 0.5 Mb window. RESULTS: A total of 43.0% of the proviruses were located in the group C chromosomes; 74% of the sequences were located in the telomeric and subtelomeric regions (P < 0.05). A cluster analysis was used to establish the hierarchical relations between the genome characteristics included in the study. The analysis of principal components identified the components that defined the preferred genome environments for proviral integration in cases of HAM/TSP. CONCLUSIONS: HTLV-1 was integrated more often in chromatin regions rich in CpG islands with a high density of genes and LINE type repetitions, and DNA transposons which, overall, would form the genomic environments targeted for integration. This new scenario will promote substantial changes in the field of public health and in epidemiological management of infectious diseases. It will also foster the development of powerful tools for increasing the efficiency of epidemiological surveillance

OBJETIVO: Caracterizar el ambiente genómico de las secuencias adyacentes al virus linfotrópico humano de células T tipo 1 (HTLV-1) en pacientes con paraparesia espástica tropical y mielopatía asociada a la infección con HTLV-1 (PET/MAH) de diferentes regiones de Colombia y del Japón. MÉTODOS: Se enfrentaron 71 clones recombinantes con secuencias del genoma humano adyacentes al 5'-LTR de pacientes con PET/MAH, a las bases de datos del Genome Browser y del Gen-Bank. Se identificaron y analizaron estadísticamente 16 variables genómicas estructurales y composicionales mediante el programa informático R, versión 2.8.1, en una ventana de 0,5 Mb. RESULTADOS: El 43,0% de los provirus se localizaron en los cromosomas del grupo C; 74% de las secuencias se ubicaron en regiones teloméricas y subteloméricas (P < 0,05). Un análisis de conglomerados permitió establecer las relaciones jerárquicas entre las características genómicas incluidas en el estudio; el análisis de componentes principales identificó las componentes que definieron los ambientes genómicos preferidos para la integración proviral en casos de PET/MAH. CONCLUSIONES: El HTLV-1 se integró con mayor frecuencia en regiones de la cromatina ricas en islas de citocina fosfato guanina (CpG), de alta densidad de genes y de repeticiones tipo LINE (elemento disperso largo [long interspersed element]) y transposones de ADN que, en conjunto, conformarían los ambientes genómicos blanco de integración. Este nuevo escenario promoverá cambios sustanciales en el campo de la salud pública y en el manejo epidemiológico de las enfermedades infecciosas, y permitirá desarrollar potentes herramientas para incrementar la eficiencia de la vigilancia epidemiológica

Although the infection of HTLV-1 to cell components of the mouth have been previously reported, there was not until this report, a detailed study to show the characteristics of such infection. From 14 Tropical Spastic Paraparesis/ HTLV-1-Associated Myelopathy (HAM/TSP) patients and 11 asymptomatic carrier individuals (AC) coming from HTLV-1 endemic areas of southwest Pacific of Colombia, infected oral mucosa cells were primary cultured during five days. These cell cultures were immunophenotyped by dual color fluorescence cell assortment using different lymphocyte CD markers and also were immunohistochemically processed using a polyclonal anti-keratin antibody. Five days old primary cultures were characterized as oral keratinocytes, whose phenotype was CD3- /CD4-/CD8-/CD19-/CD14-/CD45-/A575-keratin+. From DNA extracted of primary cultures LTR, pol, env and tax HTLV-1 proviral DNA regions were differentially amplified by PCR showing proviral integration. Using poly A+ RNA obtained of these primary cultures, we amplify by RT-PCR cDNA of tax and pol in 57.14% (8/14) HAM/TSP patients and 27.28% (3/11) AC. Tax and pol poly A+ RNA were expressed only in those sIgA positive subjects. Our results showed that proviral integration and viral gene expression in oral keratinocytes are associated with a HTLV-1 specific local mucosal immune response only in those HTLV-1 infected individuals with detectable levels of sIgA in their oral fluids. Altogether the results gave strong evidence that oral mucosa infection would be parte of the systemic spreading of HTLV-1 infection.

Objectives Establishing a correlation between the number of HTLV-1 provirus and the characteristics of the genomic environment in ATL cases. Methodology A systematic search was made of publications as well as a meta-analysis of the pertinent literature considering proviruses per chromosome and structural and functional characteristics of flanking chromatin regions as variables. The concordance of experts' study was evaluated by Spearman Rho correlation. Publication bias was analysed by funnel plot and the Egger statisgrapher. A fixed effects model was applied according to heterogeneity evaluation to combine the results of integration occurring in coding sequences as well as coding sequences according to their molecular function. Results The expert concepts' Kappa index was 0.7 and no publication bias was observed. The meta-analysis result was homogeneous (p>0.05). HTLV-1 integration was directed towards several chromosomes' telomeric and subtelomeric regions. The combination of published results in the articles which were analysed supported the hypothesis of integration events being site-directed towards coding regions of the human genome (p<0.05). Moreover, the groups of genes having enzymatic and receptor functions was statistically significant. Conclusion The results led to concluding that HTLV-I integration in the ATLL cases analysed here was not random but was directed towards regulatory regions. Such results could help to explain the role of some processes involved in leukemogenesis.

Objetivos Establecer la relación entre el número de provirus VLHT-1 y las características de la cromatina adyacente en casos de Leucemia Linfoma de Células T del Adulto. Metodología Se realizó una revisión sistemática y un metaanálisis de la literatura publica que considero como variables de estudio los provirus por cromosoma y características estructurales y funcionales de la cromatina adyacente a los sitios de integración. La concordancia entre los resultados de la evaluación que emitieron dos expertos fue evaluada con el coeficiente de Spearman Rho. Se evaluó el sesgo de publicación mediante el gráfico de embudo y el estadígrafo Egger. De acuerdo con los resultados de la evaluación de la heterogeneidad se aplicó el modelo de efectos fijos para la combinación de los resultados de las integraciones que ocurrieron en: secuencias codificantes y secuencias codificantes de acuerdo con su función molecular. Resultados La concordancia entre expertos evaluadores fue de 0,7. No se encontró sesgo de publicación. Se determinó homogeneidad entre los estudios seleccionados (p>0,05). El provirus VLHT-1 se integró en secuencias en regiones teloméricas y subteloméricas. La combinación de los resultados mostró una integración sitio dirigida hacia regiones codificantes del genoma humano (p<0,05). Conclusión En su conjunto los resultados permiten concluir que la integración proviral no es al azar en LCCTA; ésta ocurrió en regiones reguladoras o de control; que explicarían algunos de los proceso moleculares involucrado en leukomogénesis.

Objetivos Establecer la relación entre el número de provirus VLHT-1 y las características de la cromatina adyacente en casos de Leucemia Linfoma de Células T del Adulto. Metodología Se realizó una revisión sistemática y un metaanálisis de la literatura publica que considero como variables de estudio los provirus por cromosoma y características estructurales y funcionales de la cromatina adyacente a los sitios de integración. La concordancia entre los resultados de la evaluación que emitieron dos expertos fue evaluada con el coeficiente de Spearman Rho. Se evaluó el sesgo de publicación mediante el gráfico de embudo y el estadígrafo Egger. De acuerdo con los resultados de la evaluación de la heterogeneidad se aplicó el modelo de efectos fijos para la combinación de los resultados de las integraciones que ocurrieron en: secuencias codificantes y secuencias codificantes de acuerdo con su función molecular. Resultados La concordancia entre expertos evaluadores fue de 0,7. No se encontró sesgo de publicación. Se determinó homogeneidad entre los estudios seleccionados (p>0,05). El provirus VLHT-1 se integró en secuencias en regiones teloméricas y subteloméricas. La combinación de los resultados mostró una integración sitio dirigida hacia regiones codificantes del genoma humano (p<0,05). Conclusión En su conjunto los resultados permiten concluir que la integración proviral no es al azar en LCCTA; ésta ocurrió en regiones reguladoras o de control; que explicarían algunos de los proceso moleculares involucrado en leukomogénesis.

Objectives Establishing a correlation between the number of HTLV-1 provirus and the characteristics of the genomic environment in ATL cases. Methodology A systematic search was made of publications as well as a meta-analysis of the pertinent literature considering proviruses per chromosome and structural and functional characteristics of flanking chromatin regions as variables. The concordance of experts' study was evaluated by Spearman Rho correlation. Publication bias was analysed by funnel plot and the Egger statisgrapher. A fixed effects model was applied according to heterogeneity evaluation to combine the results of integration occurring in coding sequences as well as coding sequences according to their molecular function. Results The expert concepts' Kappa index was 0.7 and no publication bias was observed. The meta-analysis result was homogeneous (p>0.05). HTLV-1 integration was directed towards several chromosomes' telomeric and subtelomeric regions. The combination of published results in the articles which were analysed supported the hypothesis of integration events being site-directed towards coding regions of the human genome (p<0.05). Moreover, the groups of genes having enzymatic and receptor functions was statistically significant. Conclusion The results led to concluding that HTLV-I integration in the ATLL cases analysed here was not random but was directed towards regulatory regions. Such results could help to explain the role of some processes involved in leukemogenesis.

Introducción: La mayor parte del genoma celular es accesible a la integración retroviral; sin embargo, se propone que este proceso no es aleatorio y es dependiente de cada retrovirus. Objetivos: Identificar y caracterizar las regiones del genoma humano en donde ocurre la integración del virus de la inmunodeficiencia humana de tipo 1 (VIH-1) en células mononucleares de sangre periférica, macrófagos y células T de Jurkat infectadas. Materiales y métodos: Se seleccionaron 300 secuencias de ADN humano obtenidas por el método de ligación mediada por PCR, previamente depositadas en el GenBank. Utilizando el programa BLAST, sólo 264 de ellas se incluyeron en el estudio, pues se pudo obtener información sobre localización cromosómica, genes anotados, secuencias repetidas, número de islas CpG y tiempo medio de replicación, entre otras variables genómicas. Estas secuencias se exportaron a otras bases de datos. Resultados: El 53% (140/264) de las integraciones se registraron en bandas G. El 70,45% de los provirus se localizaron en los genes humanos anotados, mientras que el restante lo hizo en elementos repetidos. En general, la selección del sitio de integración se relacionó con las características locales genómicas y estructurales de la cromatina, entre las que se incluyen secuencias Alu-Sx y L1, densidad génica y de islas CpG, remodelación de la cromatina y tiempo de replicación. Éstas influenciarían la interacción eficiente del complejo de preintegración con los genomas celulares. Conclusión: Se determinó que la integración del VIH-1 en los genomas celulares estudiados estaría condicionada por características diferenciales de la cromatina y por procesos epigenéticos que influirían la selección del sitio blanco de integración.

Introduction: Most of the infected host cell genome is available for retroviral integration; however, it has been proposed that this process does not occur at random and depends upon each type of retrovirus. Objective: The objective is to identify and characterize differences in human genome regions of peripheral blood mononuclear cells, macrophages and Jurkat T cells in which integration of HIV-1 occurs. Material and Methods: Three hundred human DNA genome sequences, previously deposited in the GenBank, were selected at random. Using program BLAST, only 264 of them were included in the study because relevant information about chromosomal position, associated genes, repetitive sequences, number of CpG islands and average replication time was available; these sequences were exported to other data bases for analysis. Results: 53% (140/264) of integrations were located on G bands. 70.45% of provirus was located in human genes and the rest was located in repetitive elements. In general the integration site selection was correlated with genomics and structural characteristics of cell chromatin including Alu-Sx and L1 sequences, gene and CpG island densities, remodeling of chromatin, and replication time. All of them would influence the efficient interaction between the pre-integration complex and target cell genomes. Conclusion: It was determined that HIV-1 integration in target cellular genomes would be conditioned by differential characteristics of associated chromatin and by epigenetic processes that would influence the selection of integration sites.

Objetivo: Analizar las características moleculares y de variación de secuencias de las integrasas del HTLV-I y del VIH-1 y sus variantes poblacionales. Metodología:Análisis de secuencias y estructuras obtenidas de diferentes bases de datos; para ello se utilizaron programas computacionales de modelación de estructuras proteicas e identificación de sustituciones polimórficas en secuencias de aminoácidos de integrasas del HTLV-I y VIH-1 previamente reportadas. Materiales y métodos: Tanto la integrasa del HTLV-I como la del VIH-1 son proteínas compuestas por 288 residuos de aminoácidos. Se encontró un parecido de estructuras terciarias entre los dominios catalíticos de las IN de VIH-1, ASV y RSV con la del HTLVI. A partir de 103 secuencias completas de la integrasa del VIH-1 se registraron, en 46 codones, un total de 53 sustituciones que se localizaron en diferentes posiciones de la proteína nativa; las más frecuentes fueron: N27G (32,1%), A265V (30,1%), L101I (31,1%) y T123A (27,0%). Ninguna de las sustituciones más frecuentemente encontradas generó un cambio en el plegamiento nativo de la correspondiente región. Conclusión: La estructura tridimensional del dominio central catalítico de la integrasa condicionaría su actividad y su relación con moléculas potencialmente inhibidoras. Las sustituciones observadas fueron neutrales sin alterar la estructura nativa. Los resultados obtenidos confirman que la integrasa es un nuevo y promisorio blanco para el desarrollo de terapias antirretrovirales más efectivas en el siglo XXI.

Objective: To analyze the molecular characteristics and amino acid sequence variations of HTLV-I and of HIV-1 integrases and their population variants. Materials adn methods: Data mining and analysis of integrase sequences and protein structure data bases by using appropriate software for modelling and search for polymorphic substitutions in HTLV-I and HIV-1 integrase amino acid sequences previously reported. Results: HTLV-I and HIV-1 integrases are proteins of 288 amino acid residues. Structural modeling of tertiary folding of HTLV-I integrase catalytic central domain’s, showed closed structural characteristic with those of HIV-1, ASV and RSV. From 103 full amino acid sequences of HIV-1 integrase, 53 substitutions located in 46 different codons were recorded. The more frequents correspond to N27G (32,1%), L101I (31,1%), A265V (30,1%) and T123A (27,0%). None of these frequent substitutions introduced changes in the folding of HIV-1 native integrase. Conclusion: The tridimensional structure of central catalytic domain would influence the integrase activity and its relationship with potentially inhibitory molecules. Those observed amino acid substitutions were neutral and do not alter the native protein structure. Our data confirm those previously published, and enable us to propose that IN is a new and promissory target for develop more effective antiviral therapies in the XXI century.