Caracterización genómica de aislados colombianos de virus dengue colectados entre 2013-2023
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Resumen
El dengue es una de las enfermedades infecciosas más prevalentes a nivel global, constituyendo un problema significativo de salud pública en numerosos países tropicales, entre ellos Colombia. Esta enfermedad es causada por el virus del dengue, el cual se presenta en cuatro serotipos distintos denominados DENV 1, DENV 2, DENV 3 y DENV 4. Aunque los cuatro serotipos circulan en Colombia, el DENV-2 es particularmente relevante, ya que se asocia con formas graves de la enfermedad como el dengue hemorrágico y el shock por dengue. Este serotipo se divide en seis genotipos diferentes, siendo el genotipo III el predominante en las Américas durante las últimas dos décadas, lo que ha generado una preocupación constante sobre su evolución y posible impacto en la salud pública.
El presente trabajo tuvo como objetivo principal examinar las tendencias evolutivas de DENV-2 en Colombia, a partir del análisis de secuencias genómicas completas tanto disponibles como nuevas secuencias obtenidas en este trabajo. Para llevar a cabo este estudio, se emplearon enfoques avanzados de análisis filogenético, específicamente utilizando métodos bayesianos de máxima verosimilitud, que permiten una reconstrucción precisa de la historia evolutiva de los virus. Además, se adoptó un sistema de nomenclatura recientemente propuesto que permite una clasificación de los genotipos y linajes del virus dengue a nivel global. Este sistema ha sido fundamental para consolidar la información genómica de Colombia, así como de países vecinos como Ecuador y Venezuela, facilitando la comparación y el análisis de la circulación viral en la región.
Los resultados obtenidos en este estudio revelaron la circulación de un linaje principal de DENV-2, denominado linaje D, que se detectó en los tres países mencionados. Sin embargo, el análisis filogenético mostró una notable diversificación de este linaje dentro de Colombia, lo que sugiere una evolución viral más compleja y dinámica en el país. Se identificaron dos linajes menores, D.2 y D.3, cada uno de los cuales se subdivide en dos subclados adicionales: (D.2.1 y D.2.2; D.3.1 y D3.2, respectivamente).
Una de las principales observaciones de este estudio fue la presencia de sustituciones no sinónimas en las secuencias genéticas que acompañan la diversificación de estos linajes menores
Es particularmente relevante que el estudio haya identificado la circulación de dos variantes distintas dentro del linaje menor D.2, que presentan 20 mutaciones que las distinguen claramente, lo que sugiere que podrían estar evolucionando independientemente. Sin embargo, aún no se ha demostrado su papel en la virulencia, la patogenicidad o competencia vectorial
Finalmente, este trabajo destaca la importancia de adoptar una nomenclatura genómica globalizada que permita unificar la información genómica de cada país, lo que ayuda a identificar los linajes y variantes circulantes en la región y a evaluar su impacto en la presentación de la enfermedad. Este estudio contribuye significativamente al conocimiento sobre la evolución molecular de DENV-2 en Colombia y resalta la necesidad de continuar con la vigilancia genómica para prever posibles cambios en la epidemiología del dengue en la región.
Descripción
Abstract
Dengue is one of the most prevalent infectious diseases worldwide and represents a significant public health challenge in many tropical countries, including Colombia. The disease is caused by the dengue virus, which comprises four distinct serotypes known as DENV-1, DENV-2, DENV-3, and DENV-4. Although all four serotypes circulate in Colombia, DENV-2 is particularly relevant because it is associated with severe disease manifestations such as hemorrhagic dengue and dengue shock. This serotype is divided into six different genotypes, with genotype III being the predominant one in the Americas over the past two decades, raising ongoing concern about its evolution and potential impact on public health.
The main objective of this project is to examine the evolutionary trends of DENV-2 genotype III in Colombia by analyzing publicly available complete genomes along with newly generated sequences. To conduct this study, advanced phylogenetic analysis approaches were employed, specifically Bayesian and maximum-likelihood methods, which enable precise reconstruction of the evolutionary history of viruses. In addition, a recently proposed nomenclature system was adopted to allow more effective classification of viral genotypes and lineages at the global level. This system has been fundamental in consolidating genomic information from Colombia as well as from neighboring countries such as Ecuador and Venezuela, facilitating comparison and analysis of viral circulation across the region.
The results of this study revealed the circulation of a major DENV-2 lineage, designated lineage D, which was detected in all three countries mentioned above. However, the phylogenetic analysis showed notable diversification of this lineage within Colombia, suggesting a more complex and dynamic viral evolution in the country. Two minor lineages were identified, D.2 and D.3, each subdivided into additional subclades: D.2a and D.2b for lineage D.2, and D.3.1 and D.3 for lineage D.3. This subdivision indicates a remarkable degree of genetic heterogeneity within the DENV-2 lineages circulating in Colombia, which may have implications for dengue surveillance and control.
One of the main observations of this study was the presence of nonsynonymous substitutions accompanying the diversification of these minor lineages. These substitutions may play a key role in viral adaptation and immune evasion, although their direct impact on virulence, pathogenicity, or vector competence has not yet been fully established. Notably, the study identified the circulation of two distinct variants within minor lineage D.2, each characterized by 20 differentiating genetic mutations, suggesting that they may be evolving independently. However, the relationship between these variants and clinical features of dengue—such as disease severity or the ability to infect mosquito vectors—requires further research.
Finally, this work highlights the importance of adopting a globalized genomic nomenclature that enables better coordination among studies conducted in different countries and facilitates more effective identification of circulating lineages and variants. The harmonization of genomic data is essential for understanding viral dynamics in the region and for more accurately assessing their impact on public health and the clinical presentation of dengue. This study makes a significant contribution to the understanding of the molecular evolution of DENV-2 in Colombia and underscores the need for continued genomic surveillance to anticipate potential shifts in dengue epidemiology in the region.
Palabras clave
Dengue, Genoma, Genotipo, Secuenciación de próxima generación, Análisis espacio temporal