2.Agente Infeccioso Sida

Curso virtual de VIH y SIDA

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Capítulo 2: Agente infeccioso de la infección VIH Manuel Vargas Córdoba MD MSc Profesor Titular Facultad de Medicina Universidad Nacional de Colombia

El virus causante de la infección es el denominado virus de inmunodeficiencia humana (VIH) y es el causante del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA). Es virus un virus recubierto de 100-150nm de diámetro perteneciente a la familia Retroviridae, género Lentivivirus. Se describen dos tipos serológicos denominados VIH1 y VIH2. Los estudios filogenéticos muestran que VIH1 y VIH2 están relacionados con virus de primates no humanos (SIV); el VIH1 se relaciona con virus de chimpancé (Pan troglodytes troglodytes [SIVcpz]) mientras que el VIH2 es mas próximo a los aislamientos simianos y relacionado con retrovirus de sooty mangabey (Cercocebus atys [SIVsm]). Estructura El virus presenta dos glicoproteinas en su envoltura lipídica, la env de 120 kda y la gp de 41 kda. Posee un core central con proteínas gag (matriz, cápside, nucleocápside y p6) con pesos moleculares de de 18, 24, 7 y 6 Kda. El genoma tiene un tamaño de 9.7kb, compuesto de dos cadenas sencillas e idénticas de ARN de polaridad positiva (+); cuenta con una ADN polimerasa ARN dependiente (transcriptasa inversa) en asociación con su material genético.

Glicoproteinasgp 120 (SU)gp 41 (TM)

Transcriptasa inversa (RT)

p24 (CA)

p9, 6 gag (NC)

p11 (IN)

p17 (MA)

ARN tARNlys3

Molécula de la célula hospedera

Figura 1: Esquema de la partícula viral del VIH.


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Las glicoproteinas se organizan en trímeros sobre la superficie de la membrana viral y son las que poseen más variación genética dando lugar a varios tipos antigénicos. La estructura de la proteína de envoltura muestra dos péptidos denominados gp 120 y gp 41. La glicoproteína 120 presenta los dominios de unión al receptor principal CD4+ de las células permisivas así como de los receptores secundarios CCR5 y CXCR4. La gp 120 es una proteína altamente glicosilada y presenta dominios de alta variabilidad antigénica en su asa V3 lo cual le confiere la posibilidad de escapar a los anticuerpos neutralizantes. En la figura 2 observamos un esquema de su configuración. En la estructura de la partícula viral madura quedan incluidas proteínas que son originarias de la célula hospedera. El tipo de proteínas asociadas es variable según los estudios e incluyen proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I y II (MHCI y MHCII). Otras proteínas involucradas son las adhesinas y proteínas de complejo de diferenciación (CD). La presencia de estas proteínas sobre la estructura viral permite la interacción con ligandos presentes en las células susceptibles, desencadenar mensajes al interior de la célula hospedera, facilitar el anclaje del virión a la superficie celular aumentando la probabilidad de infección y aumentar la infectividad viral.

Dominio citoplásmicoDominio extracelular

V5

V4

V3

V2

V1

C

N

Glicosidación oligomanosídico

Glicosidación compleja

N

C

LPS Y712 L856L855TM

SUgp120 TMgp41

Leader

Sitio de unión CD4

TMV1

Estructura del CD4

V2 V3 V4

Sitio de unión gp120

Leader

Figura 2: Estructura de la gp120 y gp 41 presentes en la superficie de la partícula viral.


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En la tabla 1 se resumen algunas de las proteínas que se han encontrado asociadas al virión y su ligando natural. Molécula Ligandos MHC I TCR, CD8 MHCII HLADP TCR, CD4 HLADQ HLADR TCR, CD4 Proteinas CD CD11a (LFA1) ICAM-1,2,3 CD11b (Mac1) ICAM-1,2 CD11c (p150, 95) ICAM-1,2, C3b, fibrinógeno CD28 CD80, CD86 CD44 Acido hialurónico CD55 CD59 CD86 (B7.2) CD28, CD152 Adhesinas ICAM-1 LFA-1, Mac1 VLA4 VCAm Tabla 1: Moléculas de la célula hospedera encontradas en la envoltura del virión. La tabla 2 resume las proteínas virales que tienen una función estructural o reguladora del ciclo viral.

GEN PM (kd)

Localización o acción

gag 24 Nucleocápside 18 Nucleocápside pol Proteasa 65 Transcriptasa inverse Reconoce los segmentos LTR para la integración genómica 31 Ribonucleasa H, endonucleasa env gp120 Glicoproteína externa gp41 Glicoproteína interna tat 14 Transactivador de transcripción, se une a TAR. Iniciación y elongación de la transcripción viral rev 19 Regulador de expresión de proteínas virales nef 27 Disminución en la eficiencia de diseminación (in vitro) Reduce la expresión de MHC I y de CD4+ vif 23 Diseminación a otras células. Ensamblaje y síntesis de ADN vpr 15 Aumenta la expresión de genes VIH. Detiene la célula en G2. vpu 16 Disociación intracelular de gp120 y gp40. Disminuye CD4. vpx 15 VIH-2 . Permite la entrada de complejos de preintegración

Tabla 2: Proteínas del VIH, peso molecular, localización en el virión y función. La vpu solo se encuentra en VIH-1 y la vpx sólo se encuentra en VIH-2 y SIV. El virus VIH1 presenta diferentes grupos genéticos designados M, O y N, siendo mas predominantes los del grupo M. El grupo M a su vez posee diferentes subtipos o “clades” que se denominan A, B, C, D, F, G, H, J y K basada en las similitudes de las secuencias genómicas que las codifican (figura3). Los prototipos E e I se consideran recombinantes. Existen otras formas que se


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denominan CRF (circulating recombinant forms) que son virus mosaicos únicos y limitados a pequeños grupos de transmisión. Los CRF deben tener homologías entre ellos en la totalidad de su genoma mostrando los puntos de recombinación.

GRUPO O GRUPO N GRUPO M

A

G D

B

FCE

ZR59

YBF30

Figura 3: Análisis filogenético del VIH con base en el análisis de las secuencias genómicas de la gp120. La secuencia ZR59 fue lograda de una muestra tomada en Kinshasa en 1959 de un hombre Bantu. La secuencia YBF30 define el grupo N. Como observamos en la figura 4 el grupo predominante en países desarrollados de América y Europa occidental es el subgrupo B. Por el número de personas afectadas el subgrupo más prevalente es el C. La región del mundo con mayor predominio de variantes es la región de África central.

B

B,C, F1

B

CRF03, AB

CRF01, AE

BC

CRF03, AG

B

BC,E,B

C,B

B

C,A,D,B,F1,F2,G,H,J,K, Grupos O y N

Figura 4: Distribución geográfica de los diferentes grupos, subtipos y CRF del VIH-1 en el mundo. Se presentan sólo los más frecuentes en cada área.


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Genoma El genoma de los retrovirus esta conformado por dos moléculas de ARN que se presentan como dos cadenas sencillas de polaridad positiva con un cap en región 5’ y un área de poliadenilación en 3’. El genoma de los retrovirus tiene las siguientes características:

• Es diploide (posee dos moléculas de ARN +). • Son los únicos virus ARN cuyo genoma se origina a partir de transcripción

celular. • Son los únicos virus que requieren un ARN celular (tARNLys o tARNPro)

para su replicación. • Son los únicos virus con genoma de polaridad + que no usan el ARN

genómico para lectura inmediata después de la infección.

La organización genómica de todos los retrovirus, comprendidos los de VIH1 y VIH2 es el mismo: 5’-gal-pol-env-3’. En el genoma se pueden distinguir: Una región R corta de 18-250nt que se encuentra en los dos extremos (5’ y 3’) y que es repetitiva. Una secuencia U5 de 75-250nt que es la primera en ser transcrita y forma la extremidad 3’ del provirus. Una secuencia denominada PBS (por primer binding site) que es un sitio de unión del tARN cebador para iniciar la retrotranscripción. Una secuencia leader no codante de 90-500nt localizada en sentido de la transcripción y después del codón de iniciación. Una secuencia de polipurinas de 10nt responsable del inicio de la síntesis de las cadenas + durante la retrotranscripción. Una región U3 única de 200-1.200 nucleótidos que forma la extremidad 5’ después de la transcripción inversa. Contiene los elementos promotores para la transcripción de los provirus. En la región 5’LTR se encuentran las señales para el inicio de la transcripción, esta región se forma por duplicación de las porciones terminales del genoma viral durante el proceso de retrotranscripción. En las regiones LTR se encuentran también las secuencias estimuladoras que pueden aumentar el nivel de transcripción por unión de factores de la célula huésped como son los factores SP1 y NFkB. En los segmentos LTR se encuentran también secuencias reguladoras de tipo inhibitorio. La expresión de genoma viral es dirigida por un complejo sistema de regulación que involucra proteínas celulares y virales. El establecimiento de la infección es mediado por factores virales y los últimos pasos del ciclo celular requieren de factores celulares para establecer la síntesis, maduración del ARN y la translación del ARNm en los ribosomas de la célula huésped. La organización del genoma puede observarse en la figura 5:


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VIH -1

VIH -2

LTR

nef

LTR

nef

R

A(a)

rev rev

gag

vpr

tat tat

env

R U5 PBS Leader

pol

p24

vpu

gp41

vif

LTR

rev rev

gag

vpx

tat

envpol

p24

vpr

gp41

vif

LTR

tat

PPT U3

gag envcap pol

9 kb3 6

Figura 5: Organización genómica del VIH1 y VIH2: LTR: long terminal repeat units. gag: de la sigla en inglés group specific antigen proteins. env: glicoproteinas de la membrana. pol: transcriptasa inversa y polimerasa. vif: virión infectivity factor. vpr: weak transcription activator. vpu: protein required for efficient budding. tat: transactivator protein. rev: regulator virion proteins. nef: negative regulatory factor, vpx: virion protein x. La translación de las proteínas del VIH se realiza en dos etapas: una fase temprana en la que sintetizan las proteínas reguladoras y una fase tardía en la que se sintetizan las proteínas estructurales. Una vez se han sintetizado las proteínas estructurales, se lleva a cabo el clivaje proteolítico de los precursores en el citoplasma y tiene lugar el ensamblaje y liberación de las partículas virales por gemación o contigüidad entre la célula infectada y la no infectada. Se han encontrado proteínas celulares en asocio con la partícula viral quizá adquiridas durante el proceso de gemación. Se cree que estas proteínas juegan un papel importante desde el punto de vista inmune y para la unión a células blanco. Replicación viral La transmisión del VIH ocurre por lo general en las mucosas del tracto gastrointestinal, el recto o la vagina. En efecto un 95% de las infecciones ocurren en relación a contactos sexuales no protegidos. La mucosa en estos sitios está organizada en epitelios simple organizado en una sola capa celular (recto, endocervix, tracto gastrointestinal) o en epitelios pluri-estratificado con uniones laxas entre las células (ano, vagina, endocérvix, prepucio). La primera barrera que debe vencer el virus es el atravesar estas superficies epiteliales para llegar hasta las células susceptibles. En las secreciones que aseguran la transmisión del VIH (semen, secreciones cervicovaginales, sangre) el virus puede encontrarse libre (partícula viral aislada) o asociado a células (linfocitos CD4+, macrófagos, monocitos infectados).


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Célula epitelial

Célula dendrítica

Polo mucoso

Polo seroso

Virión

Figura 6: Estructura del epitelio estratificado y entrada del VIH libre por el polo mucoso En los epitelios estratificados o simples el VIH encuentra células dendríticas a las que puede o bien infectar directamente o adherirse a sus numerosas invaginaciones. Las células dendríticas poseen proteínas en su superficie que permiten la interacción con la partícula viral (CD4, CXCR4, CCR5 y DC-SIGN). La molécula DC-SIGN (por dendritic cell specific ICAM-3 grabbing non integrin) es una lectina capaz de ligar el VIH y el SIV. No importa si las células son maduras o inmaduras (figura7) para permitir la replicación viral, pero si pueden transferir de una manera eficaz el virus a las células T CD4+ una vez que ocurra un contacto estrecho entre la célula dendrítica y el linfocito.

CD4

CXCR4CCR5 DC-SIGN

CCR3

SDF-1

RantesMIP-1 αMIP-1 β

Eotaxima

Marcador Inmadura MaduraCCR3 + +CCR4 ++ +CCR5 -/+ ++

Figura 7: Expresión de marcadores por parte de las células dendríticas inmaduras y maduras. El receptor CCR5 de la quimiocinas tiene como ligandos Rantes, MIP-1a y MIP-1b, el receptor CXCR4 se une a SDF-1 (factor derivado de células estromales) y el CCR3 une la eotaxima.


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La infección se diseminaría luego del encuentro con los linfocitos T CD4+ o los monocitos-macrófagos en los ganglios linfáticos regionales (figura 8). El factor limitante para la interrelación entre el virus y las células susceptibles parece ser el espesor de la mucosa, en efecto en modelos animales se pudo correlacionar la permisividad a la infección VIH con la fase progestacional del ciclo hormonal.

CD4

CXCR4CCR5

DC-SIGN

Internalización del VIH

Migración de la célula dendrítica al ganglio

linfático

CD4

CXCR4CCR5

DC-SIGN

CD4

LT-CD4+Infección del LT CD4+

por el VIH

Transferencia del VIH a los

LT -CD4+

LT-CD4+

CCR5CCR5 CD4

Figura 8: Transferencia de VIH de las células dendríticas infectadas a nivel de las mucosas a linfocitos CD4+ presentes en los ganglios linfáticos regionales.


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Macrófago

LT

LT LT LB

LB

Célula epitelial Célula M

Polo mucoso

Polo seroso

GalCer

HOCH 2

HO

HO OH

O

HOCH 2-CH-CH-CH=CH 2(CH 2)11-CH 3

NHR

OH

HOCH 2

HO

HO OH

O

HOCH 2-CH-CH-CH=CH 2(CH 2)11-CH 3

NHR

OH

CCR5

SDF1

Linfocito T de la lámina propia

R4

CD4

CXCR4DC-SIGN

Célula dendrítica

CCR5

R5

GalactosilCeramida

CCR5

R5 R4R5

Diseminación de la infección

-R4

R5X4

CXCR4

LT

CD4

LT

-

CCR5

Figura9: Mecanismos de trans-citosis del VIH a través del epitelio intacto. El paciente infectado puede poseer dos tipos de cepas virales X4 y R5 que se definen como linfotrópicas o macrófagotrótpicas. Las células mononucleadas infectadas (con el provirus de cepa R5) entran en contacto con células epiteliales. Las células monocucleares proyectan digitaciones que la interrelacionan con las células epiteliales formando una sinapsis viral. Se ha postulado a la galoctosilceramida como un receptor no proteico de la gp120 involucrado en mecanismos de trans-citosis. El virus producido en la sinapsis viral por un mecanismo de tran-citosis atraviesa el epitelio. Las cepas R5 producidas van a infectar células dendríticas penetrando por el receptor DC-SIGN, estas células posteriormente pueden infectar linfocitos CD4. Las células M con su sistema de micropliegues permitirían el paso a través de la mucosa intestinal de las cepas R5 y X4 y dan acceso a los viriones a los macrófagos de la lámina propia. Los macrófagos interactúan con los linfocitos CD4+ y los infectan. La vía final es la diseminación de la infección llevada a cabo por linfocitos T CD4+. Las células epiteliales por no poseer receptores específicos no es capaz de permitir el ingreso de cepas virales X4. En caso de los epitelios del recto y endocervix el epitelio de revestimiento es de tipo simple. Las células de la mucosa están estrechamente conectadas por uniones proteicas estrechas. El transporte entre el polo mucoso y el polo seroso


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se realiza por mecanismos de trans-citosis, las partículas virales pueden en estos casos ser transportadas por un sistema de vesículas trans-celulares que protegen la partícula de ser degradada por enzimas presentes en el citosol, de esta manera la partícula viral emerge por el polo basal o seroso de la célula sin ser alterada en su estructura ni en su función. En este mismo epitelio simple se encuentran células M que se caracterizan por poseer un sistema de microvesículas o micropliegues (microfolds=M) y estar en contacto con un sistema linfocitario intraepitelial. Hasta un 10% de las células de colon y recto son de tipo M. Las células M permitirían el paso a través del epitelio de las partículas virales y las colocaría en contacto con células de tipo linfocito T CD4+ o macrófago presentes en el tejido linfoide intraepitelial. En contraposición a las células M, las células epiteliales simples presentes en las superficies mucosas no son infectadas por el VIH. Como vemos en la figura 9 las células infectadas o los viriones libres pueden penetrar el epitelio de las superficies mucosas por un mecanismo de tran-citosis que permite por diferentes mecanismos llevar virus intactos a las células permisivas de la lámina basal (macrófagos, células dendríticas y linfocitos CD4+). En el interior de la célula infectada se llevará a cabo el ciclo replicativo viral que permitirá la producción de nuevos viriones y la diseminación de la infección a otros sitios del organismo. Ciclo replicativo del VIH La producción de partículas virales involucra mecanismos de retro-transcripción. Mediante la retro-transcripción el material genético viral (ARN) se convierte en ADN e integra con el genoma de la célula hospedera. El genoma viral integrado se denomina provirus. El ciclo de replicación completo in vivo e in vitro (figura 10) desde el ingreso del virión hasta la producción de partículas nuevas demora 24 horas. El virus se acerca a la célula permisiva con receptores CD4+ y correceptores CCR5 y CXCR4. La gp 120 del virión interacciona con el receptor y correceptores. Las cepas virales R5 utilizan como correceptor la molécula CXCR5 y las cepas X4 utilizan la molécula CXCR4, algunos aislamientos virales pueden utilizar indistintamente cualquier correceptor. Se producen cambios conformacionales en la proteína gp 120 que lleva a la unión con el correceptor llevando a la fusión de las membranas viral y celular. La fusión de las membranas ocurre por un mecanismo independiente del pH y la estructura de la gp120 juega un papel determinante, estableciendo un péptido de fusión que permite la liberación del core viral al interior del citoplasma celular (denudamiento). Una vez al interior del citoplasma la transcriptasa inversa del virión (RT) permite la síntesis de una primera cadena de ADN (-) utilizando como iniciador un tARN-Lys. La ARNasa viral degrada el iniciador y mediante acción ADN polimerasa se sintetiza la cadena ADN (+); formándose así una doble cadena de ADN clonado (cADN) a partir del genoma viral. Este proceso de síntesis de ADN se lleva a cabo de una manera mucho más rápida en los linfocitos CD4 que en los macrófagos, sugiriendo la participación de factores celulares en el proceso. El complejo de integración viral


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está formado por el cADN, la proteína de matriz gag (p17), la proteína vpr, la integrasa y la RT. Este complejo es transportado al núcleo celular y es integrado siguiendo un mecanismo de inserción colinear con los cromosomas celulares, jugando un papel importante las enzimas de reparación del ADN. Una vez integrado como provirus el cADN se activa y expresa los genes virales dependiendo de la actividad de factores celulares y virales. La proteína Vpr es un transactivador de la transcripción y puede iniciar la expresión de los mARN virales. Proteínas virales como NF-kB, AP-1, Sp-1 y NFAT reconocen secuencias en la región 5’LTR. Los primeros transcritos son de 1,8 y 2 kb y codifican proteínas como Tat, Rev y Nef cuyas funciones ya se presentaron en la tabla 2. La proteína Tat aumenta la transcripción mediante el reclutamiento de factores celulares a las cadenas neo-sintetizadas de ARN. La proteína Rev permite el transporte de ARN con y sin “splicing” hacia el citoplasma. Estos ARN codifican para las proteínas accesorias Vif, Vpr, Vpu y para todas las proteínas que tienen función enzimática o estructural. En otras palabras Rev regula el paso en la expresión de genes tempranos (Tat, Rev y Nef) a genes tardíos (Vif, Vpr, Vpu, Gag, Pol, Env), esto ocurre 6-8 horas después de iniciado el ciclo infectivo.

CXCR4

CCR5

NúcleoProvirus

RER

Golgi

Citosol

(RT)ARN

CD4ADN Integración

(IN)

ARN pol

Liberación

ARN

Tat, Rev , Nef

Tempranos

Tat, Rev , Nef

TardíosGag-Pol -Vif -Vpr

Vpu

Env

Figura 10: Ciclo replicativo del VIH. Ver detalles en el texto


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El virion se ensambla en la membrana plasmática de la célula infectada. Las poliproteinas Gal-Pol-Env son sintetizadas en el citosol en poliribosomas asociados al retículo endoplásmico rugoso (RER) como en el caso de la proteína Env o en poliribosomas libres para otras proteinas (Gag-Pol-Vif, Vpr, Vpu). Los péptidos señal intervienen para dirigir las proteínas hacia la membrana. La proteina gp 120 se asocia a la porción transmembrana gp41 y esta se asocia con el dominio citoplásmico de la proteína de matriz (p17). La proteína de la cápside (p24) forma el core y la proteína p7 se une al ARN genómico. La partícula emerge por gemación e incorpora algunas proteínas celulares (HLA, ciclinas e ICAM-1, protein cinasa) cuyo papel ya se describió previamente. El virión emerge de unas zonas “balsas” (rafts) que están enriquecidas en colesterol y glicolípidos. La alta tasa de replicación viral, la gran cantidad de partículas virales producidas por día en el individuo infectado (1010 viriones) y la poca fidelidad de la transcriptasa inversa hacen que se produzca una gran heterogeneidad genética. Esta heterogeneidad se evidencia por la presencia de diferentes secuencias de nucleótidos en los aislamientos de diferentes pacientes y aún presentes en un mismo paciente. Los aislamientos que provienen de un mismo paciente tienen una mayor homología que los que se toman de diferentes pacientes. La heterogeneidad genética produce aislamientos virales con diferentes tipos de propiedades biológicas, tasa de crecimiento, uso de receptores de quimiocinas o capacidad de producir sincitios. Esta diversidad genética es más marcada en los períodos más tardíos de la infección y da lugar a que el agente se considere como una “cuasiespecie” viral. Patogénesis El curso clínico de la infección por VIH puede dar lugar a diferentes tipos de manifestaciones, iniciando por un cuadro agudo inicial, seguido de un periodo de latencia que puede ser variable y durar hasta 10 ó 15 años. La diversidad genética que caracteriza al VIH puede dar lugar a variantes fenotípicas que incluyen formas que determinan el curso clínico de la entidad. Aunque el virus es muy eficiente para la replicación en células CD4+ y todos los aislamientos crecen en células CD4+ también tienen una alta tasa de replicación en células de la línea macrófago monocítico. En la fase de infección primaria predominan los virus que se replican con mayor avidez en los macrófagos (cepas X4), es decir son macrófago-trópicos, de igual forma hay una serie de síndromes asociados a la replicación de los virus en células de tipo macrofágico como es la demencia asociada al SIDA; sin embargo, los aislamientos de virus macrofago-trópicos son genéticamente distintos aunque mucho mas similares que aquellos con diferente tropismo celular. Los aislamientos que se han adaptado para multiplicarse en células T transformadas difieren de estos aislamientos primarios. Estudios de tropismo celular han permitido detectar diferencias a nivel de la gp120 y más específicamente en el asa V3 de la glicoproteína. Otras regiones de la gp120 juegan un papel importante en el tropismo celular. La proteína gp 41 juega también un rol primordial en la fusión de la membrana viral y celular. Se ha propuesto que una proteína la CD26 (Dipeptidil peptidasa IV) presente en


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subpoblaciones T y células B activadas podría cumplir esta función. La cinética de replicación en células de la línea mononuclear fagocítica es más lenta que en las células T activadas requiriendo de 36-48 horas para la formación del provirión ADNc. Después de esta fase inicial de replicación el virus entra en una fase de latencia o de replicación limitada o restringida. El VIH no se replica eficientemente en las células CD4+ que están en fase quiescente (99% de las poblaciones T circulantes) tan solo expresando niveles muy bajos de ARNm. Después del estímulo celular y activación de células T hay un aumento de los ARNm reguladores y luego de los ARNm sin splicing de proteínas estructurales. Estos hallazgos permiten inferir que para pasar de un estado de latencia a un estado de replicación activa se requiere de una activación de las células T CD4+. Los factores que influyen en la patogénesis de la infección son de varios tipos: factores virales (prototipo de replicación, mutabilidad, tropismo celular) y factores del huésped (respuesta inmune específica, activación celular y efecto de quimiocinas y citocinas endógenas). El virus en plasma tiene una corta vida de algunas horas en los linfocitos T activados. Con infección productiva la vida media de las partículas infecciosas es de 1,2 días. En comparación con células en las que el virus se encuentra en reposo puede persistir por 5-6 meses. Las partículas virales defectuosas pueden perdurar en células por 8 a 150 días. Factores virales asociados con el aumento en la replicación viral Hay una clara correlación entre la carga viral y la progresión clínica. Históricamente la viremia ha tratado de ser cuantificada por concentraciones de antigenemia p24, cultivos cuantitativos y finalmente por métodos de detección de ADN o ARN virales. La medida del ADN viral indica la cantidad de proviriones, es decir la reserva viral y no necesariamente la infección productiva. Las mediciones de ARN viral pueden usarse como medida de expresión y replicación viral. Cuando se mide en plasma la carga viral (ARN) es 10 a 100 veces más sensible que el cultivo. La carga viral juega un papel primordial para el control terapéutico de los pacientes y es reflejo del beneficio terapéutico recibido. El número de copias virales se expresa en forma logarítmica y se consideran significativos cambios mayores a 0.5 - 0.7 log10 es decir de 3 a 5 veces las concentraciones iniciales. En la fase inicial de infección aguda se observan altos niveles virales en plasma (107 partículas por ml). Esta excreción es controlada en 1 a 2 meses y el virus pasa a una fase de disminución del virus circulante con replicación en el tejido linfoide durante la fase temprana del periodo denominado de latencia. Se calcula en 1010 el número de partículas virales que es producida y eliminada cada día en un individuo infectado. En el periodo final de la infección se pierde el control de replicación viral, las variantes virales presentan una cinética de replicación mas acelerada y aparecen las variantes citopáticas (formadoras de sincitios), quizá este comportamiento este relacionado con una lesión mayor en el sistema inmune y por las mutaciones virales acumuladas en el transcurso de la enfermedad.


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Factores inmunológicos asociados con el aumento en la replicación viral El factor clave en la progresión a SIDA es la depleción de células T CD4+. Existen varios factores que pueden relacionarse con este fenómeno e incluyen: citopatogenicidad inducida por el virus, eliminación de células infectadas, mecanismos homeostásicos y la liberación de citocinas. Se ha demostrado que la gp120 ejerce un efecto tóxico con daño de la membrana celular. A las proteínas gp41 y tat se les ha descrito un papel similar a las neurotoxinas. La proteína tat se le ha implicado en la aparición de neoplasias asociadas al SIDA y en la producción de citocinas. La formación de sincitios está relacionada con la expresión de gp120 en la superficie de células infectadas que les permite fusionarse con células sanas que expresan la proteína CD4+. La eliminación de células infectadas puede estar mediada por mecanismos de lisis celular con mediación de anticuerpos (ADCC) o por efectos de lisis mediada por linfocitos T citotóxicos (CTLs). En el curso de la infección por VIH se puede demostrar un estímulo crónico del sistema inmune con activación espontánea de los linfocitos B, aumento en los niveles de anticuerpos circulantes y aumento en la liberación de citocinas. En la tabla 3 se resume el efecto de algunas de estas citocinas en el curso de la infección VIH.

Citocina Efecto TNFα o caquectina Aumenta la replicación viral en células con infección latente TNFα o IL-1β Aumentan la transcripción de NFk beta GM-CSF Aumenta la expresión del genoma latente IL-1 Estimula la replicación del VIH in vitro IL-3 Aumenta la expresión del genoma latente

Tabla 3: Efecto de algunas citocinas en el curso de la infección por el virus VIH. Al parecer una serie de citocinas producidas por macrófagos, células monocucleares y linfocitos B pueden aumentar la expresión de VIH en células linfoides o macrofágicas de pacientes con infección aguda y crónica. Entre estas citocinas se incluyen TNFa, TNFb, GM-CSF, G-CSF, MO-CSF, IL-1, IL1-b, IL-3, IL-7, IL12, IL15, IL18, aumentan la expresión del VIH in vitro. Algunas de estas citocinas como la IL-6 se encuentran elevadas hasta 16 veces los niveles normales en el curso de la infección VIH. Las citocinas que se ha reportado que tienen un papel inhibidor o supresor de la replicación viral tenemos IFNa, IFNb. La IL-4, IL-6, IL-10, IL-13, IFNg y TGFb pueden aumentar o disminuir la replicación viral dependiendo del tipo celular infectado y de las condiciones de cultivo. El papel específico de una citocina dependerá de la presencia de otras citocinas presentes en el medio. Los linfocitos CD4+ de pacientes infectados muestran una reacción paradójica al estímulo antigénico que hace que estas células en lugar de presentar una


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respuesta proliferativa al ser estimuladas lleven a cabo procesos que conlleven a la muerte celular programada o apoptosis. Los mecanismos de disfunción de las células T helper no han sido claramente esclarecidos y pueden involucrar entre otros pérdida selectiva de linfocitos Th de memoria, defectos de presentación antigénica a las células de memoria, inducción de factores supresores o células T supresoras y alteración en la secreción de citocinas que conlleva a una respuesta de predominio Th2 (humoral). Las alteraciones en la función de los macrófagos pueden ser ocasionadas por la replicación viral o por disfunción en los linfocitos T. Los macrófagos pueden presentar alteración para la fagocitosis de Histoplasma capsulatum, Cryptococcus neoformans, Staphylococcus aureus, Candida pseudotropicalis y Mycobacterium avium, lo que explica en parte el origen de las infecciones oportunistas. Bibliografía y lecturas recomendadas Baron S, Poast J, Richardson J, Nguyen D, Cloyd M. Oral transmission of human immunodeficiency virus by infected seminal fluid and milk: a novel mechanism. J Infect Dis 2000;181:498-504. Bomsel M. Premières étapes de la transmission de VIH à travers les muqueuses. Virologie 2002;6:363-78. Cantin R, Tremblay MJ. Incorporation des molécules membranaires de la cellule hôte dans l’enveloppe du virus de la immunodéficience humain. Virologie 2003;7:17-24. Freed EO, Martin MA. HIVs and their replication. En Fields Virology. Knipe et al Ed. Lippincott Williams 2001.New York. pp 1971-2041. Guatelli JC, Siliciano RF, Kuritzkes DR, Richman DD. Human immunodeficiency virus. En: Richman DD, Whitley RJ, Hayden FG. Clinical Virology. Washington DC. ASM Press, 2002:685-729. Miller CJ, Shattock RJ. Target cells in vaginal HIV transmission. Microbes and Infection. 2003;5:59-67. O’Brien W, Pomerantz RJ. HIV infection and associated diseases. En: Nathanson N. Viral pathogenesis. Philadelphia. Lippincott-Raven, 1997:815-36. Peeters M, Mulanga-Kabeya C, Delaporte E. La diversité génétique du VIH1. Virologie 2000;4:371-81. www.cdc.gov/hiv/spanish/default.htm http://www.micro.msb.le.ac.uk/3035/3035Replication.html

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2.Agente Infeccioso Sida