Ítem
Acceso Abierto

Cryptic transmission and novel introduction of Dengue 1 and 2 genotypes in Colombia

Mostrar el registro sencillo de la publicación
dc.contributor.advisorRamírez González, Juan David
dc.contributor.gruplacGrupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
dc.creatorMartínez Medina, David Fernando
dc.creator.degreeMagíster en Ciencias Naturales
dc.creator.degreeLevelMaestríaspa
dc.creator.degreetypeFull time
dc.date.accessioned2024-08-29T13:10:38Z
dc.date.available2024-08-29T13:10:38Z
dc.date.created2024-05-27
dc.descriptionEl dengue sigue siendo un reto para la salud pública en Colombia, siendo la enfermedad infecciosa más prevalente en el país. Por lo tanto, el sistema colombiano enfrenta retos en la vigilancia genómica. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la transmisión local del virus del dengue (DENV) y la diversidad genética en cuatro departamentos colombianos con patrones de incidencia heterogéneos. Para este estudio, procesamos 266 muestras de suero para identificar el virus del dengue (DENV). Posteriormente, obtuvimos 118 secuencias genómicas mediante la secuenciación de genomas de DENV de muestras de suero de 134 pacientes infectados con los serotipos DENV-1 y DENV-2. El serotipo predominante fue el DENV-2 (108/143), siendo el genotipo asiático-americano (AA) (91/118) el más prevalente. El análisis filogenético reveló la circulación concurrente de dos linajes tanto del DENV-2 AA como del DENV-1 V, lo que sugiere un intercambio genético continuo con secuencias procedentes de Venezuela y Cuba. La continua migración de ciudadanos venezolanos hacia Colombia puede contribuir a este intercambio, enfatizando la necesidad de reforzar las medidas de prevención en las zonas fronterizas. Notablemente, el análisis de Tiempo al Ancestro Común Más Reciente identificó la transmisión críptica de DENV-2 AA desde aproximadamente 2015. Esto desafía la noción de que los brotes importantes son desencadenados únicamente por introducciones recientes del virus, enfatizando la importancia de la vigilancia genómica activa. El estudio también puso en relieve las presiones de selección contrastadas sobre el DENV-1 V y el DENV-2 AA, experimentando este último una selección positiva, que posiblemente influya en su transmisibilidad. La presencia de un genotipo cosmopolita en Colombia, vinculado a Brasil, suscita preocupación por las rutas de transmisión, lo que subraya la necesidad de realizar estudios exhaustivos sobre la evolución del DENV. A pesar de las limitaciones, el estudio subraya el papel crucial de la epidemiología genómica en la detección temprana y la comprensión de los genotipos del DENV, abogando por técnicas avanzadas de secuenciación como un sistema de alerta temprana para ayudar a prevenir y controlar los brotes de dengue en Colombia y en el mundo.
dc.description.abstractDengue fever remains as a public health challenge in Colombia, standing as the most prevalent infectious disease in the country. The cyclic nature of dengue epidemics, occurring approximately every three years, is intricately linked to meteorological events like El Niño Southern Oscillation (ENSO). Therefore, the Colombian system faces challenges in genomic surveillance. This study aimed to evaluate local dengue virus (DENV) transmission and genetic diversity in four Colombian departments with heterogeneous incidence patterns. For this study, we processed 266 serum samples to identify DENV. Subsequently, we obtained 118 genome sequences by sequencing DENV genomes from serum samples of 134 patients infected with DENV-1 and DENV-2 serotypes. The predominant serotype was DENV-2 (108/143), being the Asian-American (AA) genotype (91/118) the most prevalent one. Phylogenetic analysis revealed concurrent circulation of two lineages of both DENV-2 AA and DENV-1 V, suggesting ongoing genetic exchange with sequences from Venezuela and Cuba. The continuous migration of Venezuelan citizens into Colombia can contribute to this exchange, emphasizing the need for strengthened prevention measures in border areas. Notably, the Time to Most Recent Common Ancestor analysis identified cryptic transmission of DENV-2 AA since approximately 2015, leading to the recent epidemic. This challenges the notion that major outbreaks are solely triggered by recent virus introductions, emphasizing the importance of active genomic surveillance. The study also highlighted the contrasting selection pressures on DENV-1 V and DENV-2 AA, with the latter experiencing positive selection, possibly influencing its transmissibility. The presence of a cosmopolitan genotype in Colombia, linked to Brazil, raises concerns about transmission routes, emphasizing the necessity for thorough DENV evolution studies. Despite limitations, the study underscores genomic epidemiology's crucial role in early detection and comprehension of DENV genotypes, advocating for advanced sequencing techniques as an early warning system to aid in preventing and controlling dengue outbreaks in Colombia and globally.
dc.format.extent35 pp
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.48713/10336_43352
dc.identifier.urihttps://repository.urosario.edu.co/handle/10336/43352
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidad del Rosario
dc.publisher.departmentFacultad de Ciencias Naturales
dc.publisher.programMaestría en Ciencias Naturales
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.accesRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accesoAbierto (Texto Completo)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.source.bibliographicCitationBhatt S, Gething PW, Brady OJ, Messina JP, Farlow AW, Moyes CL, et al. The global distribution and burden of dengue. Nature. abril de 2013;496(7446):504-7.
dc.source.bibliographicCitationInforme de situación N.2. Situación epidemiológica del dengue en las Américas - Semana epidemiológica 52, 2023 - OPS/OMS | Organización Panamericana de la Salud [Internet]. [citado 26 de enero de 2024]. Disponible en: https://www.paho.org/es/documentos/informe-situacion-n2-situacion-epidemiologica- dengue-americas-semana-epidemiologica-52
dc.source.bibliographicCitationSim S, Hibberd ML. Genomic approaches for understanding dengue: insights from the virus, vector, and host. Genome Biol. 2 de marzo de 2016;17:38.
dc.source.bibliographicCitationMurugesan A, Manoharan M. Chapter 16 - Dengue Virus. En: Ennaji MM, editor. Emerging and Reemerging Viral Pathogens [Internet]. Academic Press; 2020 [citado 4 de febrero de 2022]. p. 281-359. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128194003000168
dc.source.bibliographicCitationHolmes EC, Twiddy SS. The origin, emergence and evolutionary genetics of dengue virus. Infect Genet Evol. 1 de mayo de 2003;3(1):19-28.
dc.source.bibliographicCitationKatzelnick LC, Coloma J, Harris E. Dengue: Knowledge gaps, unmet needs and research priorities. Lancet Infect Dis. marzo de 2017;17(3):e88-100.
dc.source.bibliographicCitationRico-Hesse R. Molecular evolution and distribution of dengue viruses type 1 and 2 in nature. Virology. 1 de febrero de 1990;174(2):479-93.
dc.source.bibliographicCitationRamos-Castañeda J, Santos FB dos, Martínez-Vega R, Araujo JMG de, Joint G, Sarti E. Dengue in Latin America: Systematic Review of Molecular Epidemiological Trends. PLoS Negl Trop Dis. 9 de enero de 2017;11(1):e0005224.
dc.source.bibliographicCitationCarrillo-Hernandez MY, Ruiz-Saenz J, Jaimes-Villamizar L, Robledo-Restrepo SM, Martinez-Gutierrez M. Phylogenetic and evolutionary analysis of dengue virus serotypes circulating at the Colombian–Venezuelan border during 2015–2016 and 2018–2019. PLOS ONE. 28 de mayo de 2021;16(5):e0252379.
dc.source.bibliographicCitationGarcia MP, Padilla C, Figueroa D, Manrique C, Cabezas C. Emergencia del genotipo Cosmopolitan del virus dengue serotipo 2 (DENV2) en Madre de Dios, Perú, 2019. Rev Peru Med Exp Salud Pública. 17 de marzo de 2022;126-8.
dc.source.bibliographicCitationAmorim MT, Hernández LHA, Naveca FG, Essashika Prazeres IT, Wanzeller ALM, Silva EVP da, et al. Emergence of a New Strain of DENV-2 in South America: Introduction of the Cosmopolitan Genotype through the Brazilian-Peruvian Border. Trop Med Infect Dis. junio de 2023;8(6):325.
dc.source.bibliographicCitationMartínez D, Gómez M, Hernández C, Muñoz M, Campo-Palacio S, González- Robayo M, et al. Emergence of Dengue Virus Serotype 2 Cosmopolitan Genotype, Colombia. Emerg Infect Dis. enero de 2024;30(1):189-92.
dc.source.bibliographicCitationCiuoderis KA, Usuga J, Moreno I, Perez-Restrepo LS, Flórez DY, Cardona A, et al. Characterization of Dengue Virus Serotype 2 Cosmopolitan Genotype Circulating in Colombia. Am J Trop Med Hyg. 6 de diciembre de 2023;109(6):1298-302.
dc.source.bibliographicCitationKo HY, Salem GM, Chang GJJ, Chao DY. Application of Next-Generation Sequencing to Reveal How Evolutionary Dynamics of Viral Population Shape Dengue Epidemiology. Front Microbiol [Internet]. 2020 [citado 26 de enero de 2024];11. Disponible en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.01371
dc.source.bibliographicCitationWaman VP, Kolekar P, Ramtirthkar MR, Kale MM, Kulkarni-Kale U. Analysis of genotype diversity and evolution of Dengue virus serotype 2 using complete genomes. PeerJ. 24 de agosto de 2016;4:e2326.
dc.source.bibliographicCitationZhang C, Mammen MP, Chinnawirotpisan P, Klungthong C, Rodpradit P, Monkongdee P, et al. Clade Replacements in Dengue Virus Serotypes 1 and 3 Are Associated with Changing Serotype Prevalence. J Virol. diciembre de 2005;79(24):15123- 30.
dc.source.bibliographicCitationNgwe Tun MM, Pandey K, Nabeshima T, Kyaw AK, Adhikari M, Raini SK, et al. An Outbreak of Dengue Virus Serotype 2 Cosmopolitan Genotype in Nepal, 2017. Viruses. 24 de julio de 2021;13(8):1444.
dc.source.bibliographicCitationBrito AF, Machado LC, Oidtman RJ, Siconelli MJL, Tran QM, Fauver JR, et al. Lying in wait: the resurgence of dengue virus after the Zika epidemic in Brazil. Nat Commun. 11 de mayo de 2021;12:2619.
dc.source.bibliographicCitationMárquez S, Lee G, Gutiérrez B, Bennett S, Coloma J, Eisenberg JNS, et al. Phylogenetic Analysis of Transmission Dynamics of Dengue in Large and Small Population Centers, Northern Ecuador - Volume 29, Number 5—May 2023 - Emerging Infectious Diseases journal - CDC. [citado 27 de diciembre de 2023]; Disponible en: https://wwwnc.cdc.gov/eid/article/29/5/22-1226_article
dc.source.bibliographicCitationSalvo MA, Aliota MT, Moncla LH, Velez ID, Trujillo AI, Friedrich TC, et al. Tracking dengue virus type 1 genetic diversity during lineage replacement in an hyperendemic area in Colombia. PLoS ONE. 7 de marzo de 2019;14(3):e0212947.
dc.source.bibliographicCitationMa M, Wu S, He Z, Yuan L, Bai Z, Jiang L, et al. New genotype invasion of dengue virus serotype 1 drove massive outbreak in Guangzhou, China. Parasit Vectors. 27 de febrero de 2021;14:126.
dc.source.bibliographicCitationDutra KR, Drumond BP, de Rezende IM, Nogueira ML, de Oliveira Lopes D, Calzavara Silva CE, et al. Molecular surveillance of dengue in Minas Gerais provides insights on dengue virus 1 and 4 circulation in Brazil. J Med Virol. 2017;89(6):966-73.
dc.source.bibliographicCitationVelandia-Romero ML, Coronel-Ruiz C, Castro-Bonilla L, Camacho-Ortega S, Calderón-Peláez MA, Castellanos A, et al. Prevalence of dengue antibodies in healthy children and adults in different Colombian endemic areas. Int J Infect Dis. 1 de febrero de 28 2020;91:9-16.
dc.source.bibliographicCitationChien LJ, Liao TL, Shu PY, Huang JH, Gubler DJ, Chang GJJ. Development of Real-Time Reverse Transcriptase PCR Assays To Detect and Serotype Dengue Viruses. J Clin Microbiol. abril de 2006;44(4):1295-304.
dc.source.bibliographicCitationStubbs SCB, Blacklaws BA, Yohan B, Yudhaputri FA, Hayati RF, Schwem B, et al. Assessment of a multiplex PCR and Nanopore-based method for dengue virus sequencing in Indonesia. Virol J. 13 de febrero de 2020;17(1):24.
dc.source.bibliographicCitationWick RR, Judd LM, Holt KE. Performance of neural network basecalling tools for Oxford Nanopore sequencing. Genome Biol. 24 de junio de 2019;20(1):129.
dc.source.bibliographicCitationLi H. Minimap2: pairwise alignment for nucleotide sequences. Bioinformatics. 15 de septiembre de 2018;34(18):3094-100.
dc.source.bibliographicCitationHu K, Huang N, Zou Y, Liao X, Wang J. MultiNanopolish: refined grouping method for reducing redundant calculations in Nanopolish. Bioinformatics. 9 de septiembre de 2021;37(17):2757-60.
dc.source.bibliographicCitationFonseca V, Libin PJK, Theys K, Faria NR, Nunes MRT, Restovic MI, et al. A computational method for the identification of Dengue, Zika and Chikungunya virus species and genotypes. PLoS Negl Trop Dis. 8 de mayo de 2019;13(5):e0007231.
dc.source.bibliographicCitationKatoh K, Kuma K ichi, Toh H, Miyata T. MAFFT version 5: improvement in accuracy of multiple sequence alignment. Nucleic Acids Res. 2005;33(2):511-8.
dc.source.bibliographicCitationOkonechnikov K, Golosova O, Fursov M, the UGENE team. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit. Bioinformatics. 15 de abril de 2012;28(8):1166-7.
dc.source.bibliographicCitationNguyen LT, Schmidt HA, von Haeseler A, Minh BQ. IQ-TREE: a fast and effective stochastic algorithm for estimating maximum-likelihood phylogenies. Mol Biol Evol. enero de 2015;32(1):268-74.
dc.source.bibliographicCitationSuchard MA, Lemey P, Baele G, Ayres DL, Drummond AJ, Rambaut A. Bayesian phylogenetic and phylodynamic data integration using BEAST 1.10. Virus Evol. enero de 2018;4(1):vey016.
dc.source.bibliographicCitationAyres DL, Cummings MP, Baele G, Darling AE, Lewis PO, Swofford DL, et al. BEAGLE 3: Improved Performance, Scaling, and Usability for a High-Performance Computing Library for Statistical Phylogenetics. Syst Biol. 1 de noviembre de 2019;68(6):1052-61.
dc.source.bibliographicCitationRambaut A, Drummond AJ, Xie D, Baele G, Suchard MA. Posterior Summarization in Bayesian Phylogenetics Using Tracer 1.7. Syst Biol. 1 de septiembre de 2018;67(5):901- 4.
dc.source.bibliographicCitationBielejec F, Baele G, Vrancken B, Suchard MA, Rambaut A, Lemey P. SpreaD3: Interactive Visualization of Spatiotemporal History and Trait Evolutionary Processes. Mol Biol Evol. 1 de agosto de 2016;33(8):2167-9.
dc.source.bibliographicCitationGao F, Chen C, Arab DA, Du Z, He Y, Ho SYW. EasyCodeML: A visual tool for analysis of selection using CodeML. Ecol Evol. 2019;9(7):3891-8.
dc.source.bibliographicCitationBoletín Epidemiológico Semanal 33 - 2023 [Internet]. [citado 2 de octubre de 2023]. Disponible en: https://www.ins.gov.co/buscador- eventos/BoletinEpidemiologico/2023_Bolet%C3%ADn_epidemiologico_semana_33.pdf
dc.source.bibliographicCitationMuñoz E, Poveda G, Arbeláez MP, Vélez ID. Spatiotemporal dynamics of dengue in Colombia in relation to the combined effects of local climate and ENSO. Acta Trop. 1 de diciembre de 2021;224:106136.
dc.source.bibliographicCitationVerma P, Baskey U, Choudhury KR, Dutta S, Bakshi S, Das R, et al. Changing pattern of circulating dengue serotypes in the endemic region: An alarming risk to the 29 healthcare system during the pandemic. J Infect Public Health. 1 de diciembre de 2023;16(12):2046-57.
dc.source.bibliographicCitationThongsripong P, Edgerton SV, Bos S, Saborío S, Kuan G, Balmaseda A, et al. Phylodynamics of dengue virus 2 in Nicaragua leading up to the 2019 epidemic reveals a role for lineage turnover. BMC Ecol Evol. 28 de septiembre de 2023;23(1):58.
dc.source.bibliographicCitationLessa CLS, Hodel KVS, Gonçalves M de S, Machado BAS. Dengue as a Disease Threatening Global Health: A Narrative Review Focusing on Latin America and Brazil. Trop Med Infect Dis. mayo de 2023;8(5):241.
dc.source.bibliographicCitationde Bruycker-Nogueira F, Mir D, dos Santos FB, Bello G. Evolutionary history and spatiotemporal dynamics of DENV-1 genotype V in the Americas. Infect Genet Evol. 1 de noviembre de 2016;45:454-60.
dc.source.bibliographicCitationFourié T, El Bara A, Dubot-Pérès A, Grard G, Briolant S, Basco LK, et al. Emergence of dengue virus serotype 2 in Mauritania and molecular characterization of its circulation in West Africa. PLoS Negl Trop Dis. 25 de octubre de 2021;15(10):e0009829.
dc.source.bibliographicCitationDespués de la llegada: Realidades de la migración venezolana [Internet]. IDEHPUCP. [citado 27 de diciembre de 2023]. Disponible en: https://idehpucp.pucp.edu.pe/lista_publicaciones/despues-de-la-llegada-realidades-de-la- migracion-venezolana/
dc.source.bibliographicCitationMaljkovic Berry I, Rutvisuttinunt W, Sippy R, Beltran-Ayala E, Figueroa K, Ryan S, et al. The origins of dengue and chikungunya viruses in Ecuador following increased migration from Venezuela and Colombia. BMC Evol Biol. 19 de febrero de 2020;20(1):31.
dc.source.bibliographicCitationLi NK, Corander J, Grad YH, Chang HH. Discovering recent selection forces shaping the evolution of dengue viruses based on polymorphism data across geographic scales. Virus Evol. 1 de julio de 2022;8(2):veac108.
dc.source.bibliographicCitationPollett S, Melendrez MC, Maljkovic Berry I, Duchêne S, Salje H, Cummings DAT, et al. Understanding dengue virus evolution to support epidemic surveillance and counter- measure development. Infect Genet Evol. 1 de agosto de 2018;62:279-95.
dc.source.bibliographicCitationGrubaugh ND, Rückert C, Armstrong PM, Bransfield A, Anderson JF, Ebel GD, et al. Transmission bottlenecks and RNAi collectively influence tick-borne flavivirus evolution. Virus Evol. 26 de octubre de 2016;2(2):vew033.
dc.source.bibliographicCitationGrubaugh ND, Weger-Lucarelli J, Murrieta RA, Fauver JR, Garcia-Luna SM, Prasad AN, et al. Genetic Drift during Systemic Arbovirus Infection of Mosquito Vectors Leads to Decreased Relative Fitness during Host Switching. Cell Host Microbe. 13 de abril de 2016;19(4):481-92.
dc.source.bibliographicCitationPontremoli C, Forni D, Clerici M, Cagliani R, Sironi M. Alternation between taxonomically divergent hosts is not the major determinant of flavivirus evolution. Virus Evol. 20 de enero de 2021;7(1):veab040.
dc.source.bibliographicCitationTsetsarkin KA, Vanlandingham DL, McGee CE, Higgs S. A single mutation in chikungunya virus affects vector specificity and epidemic potential. PLoS Pathog. diciembre de 2007;3(12):e201.
dc.source.bibliographicCitationTsetsarkin KA, Chen R, Yun R, Rossi SL, Plante KS, Guerbois M, et al. Multi- peaked adaptive landscape for chikungunya virus evolution predicts continued fitness optimization in Aedes albopictus mosquitoes. Nat Commun. 16 de junio de 2014;5(1):4084.
dc.source.bibliographicCitationMay FJ, Davis CT, Tesh RB, Barrett ADT. Phylogeography of West Nile virus: from the cradle of evolution in Africa to Eurasia, Australia, and the Americas. J Virol. marzo de 2011;85(6):2964-74.
dc.source.bibliographicCitationYenamandra SP, Koo C, Chiang S, Lim HSJ, Yeo ZY, Ng LC, et al. Evolution, heterogeneity and global dispersal of cosmopolitan genotype of Dengue virus type 2. Sci Rep. 29 de junio de 2021;11(1):13496.
dc.source.bibliographicCitationBallesteros N, Muñoz M, Patiño LH, Hernández C, González-Casabianca F, Carroll I, et al. Deciphering the introduction and transmission of SARS-CoV-2 in the Colombian Amazon Basin. PLoS Negl Trop Dis. 15 de abril de 2021;15(4):e0009327.
dc.source.bibliographicCitationEpidemiological Alert - Increase in dengue cases in Central America and the Caribbean - 15 September 2023 - PAHO/WHO | Pan American Health Organization [Internet]. [citado 29 de enero de 2024]. Disponible en: https://www.paho.org/en/documents/epidemiological-alert-increase-dengue-cases-central- america-and-caribbean-15-september
dc.source.instnameinstname:Universidad del Rosario
dc.source.reponamereponame:Repositorio Institucional EdocUR
dc.subjectVirus del dengue
dc.subjectEpidemiología genómica
dc.subjectFilogenómica
dc.subjectTransmisión críptica
dc.subjectGenotipo cosmopolita
dc.subject.keywordDengue virus
dc.subject.keywordGenomic epidemiology
dc.subject.keywordPhylogenomics
dc.subject.keywordCryptic transmission
dc.subject.keywordCosmopolitan genotype
dc.titleCryptic transmission and novel introduction of Dengue 1 and 2 genotypes in Colombia
dc.title.TranslatedTitleCryptic transmission and novel introduction of Dengue 1 and 2 genotypes in Colombia
dc.typebachelorThesis
dc.type.documentArtículo
dc.type.hasVersioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.spaArtículo
local.department.reportEscuela de Ciencias e Ingeniería
local.regionesBogotá
Archivos
Bloque original
Mostrando1 - 1 de 1
Miniatura
Nombre:
Cryptic_transmission_and_novel_introduction_of_Dengue_MartinezMedina-DavidFernando-2024.pdf
Tamaño:
2.58 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descripción:
Descargar
Colecciones
Maestría en Ciencias Naturales