DIFERENCIAS EN LA RESISTENCIA AL VIH ENTRE VACUNADOS EXPERIMENTALMENTE Y NO VACUNADOS

Transcripción

1 DIFERENCIAS EN LA RESISTENCIA AL VIH ENTRE VACUNADOS EXPERIMENTALMENTE Y NO VACUNADOS Silvio Arango - Jaramillo D.V.M., M. Sc., Ph.D. Departamento de Microbiología Molecular e Inmunología Universidad de Johns Hopkins, Baltimore, MD. U.S.A. La Universidad de Johns Hopkins, en conjunto con los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH), ha venido encabezando uno de los grupos de investigación para el ensayo de vacunas experimentales contra el VIH. En este programa multicéntrico vienen participando tanto universidades como institutos de la industria privada, tales como las universidades de Washington, Rochester, Vanderbilt, Duke, St. Louis Nueva York y las compañías EMMES Corporation, Bristol-Myers Squibb, Quiron-Biocine y Pasteur Merleux - Connaught - Virogenetics. Se han estudiado en fase I y II numerosas vacunas experimentales, con diversos resultados, desde el punto de vista de inmunogenicidad y en general con favorables perspectivas desde el ángulo de la inocuidad de estos productos. He tenido ocasión de participar por algo más de tres años en una porción importante de este estudio y vivir una experiencia muy enriquecedora al respecto. Sin embargo, como es sabido, la mayoría, por no decir el 100% de las vacunas experimentales contra el VIH, no ha pasado aún de la fase II a la III o prueba de eficacia protectiva en una masa poblacional a riesgo. Los motivos son muy variados e incluyen factores sociopolíticos, económicos, éticos, logísticos, etc. Por dichos motivos, la mayoría de publicaciones sobre vacunas VIH se concentran en la presentación de resultados parciales de las pruebas de inocuidad e inmunogenicidad, producidos en pequeños grupos de voluntarios, tanto no infectados como seropositivos. De forma somera recordemos que epidemiológicamente hablando las vacunas experimentales se evalúan escalonadamente en lo que se denominan fases I, II, III y IV. La Fase I comprende estudios de inocuidad o seguridad del producto y se realizan generalmente en un pequeño grupo de voluntarios, típicamente de 10 a 60 personas. En la fase II se expanden los estudios de inmunogenicidad e inocuidad, analizando principalmente la transmisibilidad y la estabilidad genética, si es del caso, y se utiliza una población voluntaria a riesgo de contraer la enfermedad, cuyo número usualmente fluctúa entre 60 y personas. En la fase III o denominada fase de la medición de la eficacia protectiva de la vacuna, se realizan ensayos de campo en una gran masa poblacional a riesgo de contraer la enfermedad, y los números pueden alcanzar usualmente las o más personas. La fase IV, que algunos definen, se caracteriza por ser una medición a gran escala o ensayo masivo, llegando a poblaciones que regularmente superan los vacunados y en donde se consideran si son del caso los fenómenos colaterales de inmunidad de rebaño.

2 En general se ha considerado que podrían producirse vacunas preventivas típicas para el uso de la población a riesgo no infectada. Así mismo, vacunas inmunoterapéuticas, que pudieran demorar el progreso hacia el Sida en personas seropositivas. Esto podría ocurrir, reduciendo de alguna forma la infectividad del virus o incrementando la resistencia de los tejidos, en particular de la maquinaria inmunológica. También se ha contemplado la posibilidad de una vacuna perinatal, para prevenir la transmisión al infante, demorar el progreso hacia el Sida y reducir la infectividad o aumentar la resistencia en los primeros meses de vida. Prácticamente todos estos desarrollos se han estancado en la Fase II, y el diseño de la Fase III ha encontrado muchos obstáculos de diverso orden. Debe, por ejemplo, tenerse en cuenta que las vacunas, principalmente las preventivas típicas, producen generalmente resultados invisibles para la población general y por consiguiente no llegan a impactar suficientemente la opinión pública. Ello disminuye la probabilidad de apoyo de todo orden para el despegue de tales iniciativas. Algunos de los principales tropiezos de orden logístico están dados por la diversidad genética del virus, la alta tasa de mutación de este agente, la producción del fenómeno de latencia, la transmisión célula-célula, el mecanismo de formación de sincicios celulares, la transmisión vertical, etc. Aparte de lo anterior, nos enfrentamos a una enorme dificultad para evaluar esta vacuna, por cuanto no se dispone de un sistema que permita determinar la existencia de protección. Tampoco existe un modelo animal lo suficientemente adecuado que permita su utilización alternativa. Se ha observado que los altos niveles de anticuerpos no correlacionan con el estado de protección o resistencia, y así sucesivamente se duda de la correlación, en el caso de la inmunidad celular mediada por linfocitos T citotóxicos o células CD8 positivas con actividad lítica para células que alberguen el virus. Para complicar el panorama, no se conoce a cabalidad cuál es el mejor sistema de presentar los antígenos del VIH a la maquinaria inmunológica, cuáles son los epítopes claves que pudieran inducir protección, ni qué sucede a ciencia cierta con la inmunidad a nivel de mucosas. Ante tal confusión y controversia, la opinión general es que las vacunas experimentales han sido un fiasco, y que el hecho que no figuraran en el podio del año anterior, con los avances en el uso de los inhibidores de proteasa, los co-receptores y las quimiocinas, da a entender del fracaso de la investigación en este campo. Para ser neutrales, la situación no debería llevarse hasta ese extremo, pero sí vale la pena reconsiderar estrategias de investigación y decisiones de acción en cuanto al campo de las vacunas contra el Sida. Ya se han tomado, en tal dirección, una serie de medidas, como la creación de la iniciativa internacional para la Vacuna del Sida (IAVI), coordinada por la Fundación Rockefeller, y la designación, por parte del NIH, del retrovirólogo y premio Nobel David Baltimore, para dirigir un comité con el objetivo del logro de una vacuna eficaz contra el Sida. Algunas de las críticas dirigidas contra el diseño de las vacunas VIH se han dirigido al limitado uso de los últimos avances. Esto a pesar de la frecuente utilización de la tecnología del DNA recombinante y el uso de vectores para la administración de los inmunógenos del virus. El debate sobre la falta de mayor creatividad se centra más que todo en la carencia de aplicación de conocimientos básicos de virología e inmunología moleculares. Toda esta crítica y preocupación, sin embargo, contrasta paradójicamente con la historia de las vacunas humanas. En particular con el éxito rotundo de la vacuna de la viruela, la cual logrará la erradicación del planeta de tal enfermedad, sin aún conocerse o aplicarse los detalles del conocimiento molecular disponibles hoy en día.

3 Una ventana de oportunidad reside en tres grupos: los sobrevivientes de largo período, las personas que continúan seronegativas luego de someterse a alto riesgo y aquellas infectadas con el VIH-2 que presentan resistencia al VIH-1. Si entendemos los mecanismos presentes en estas personas podríamos estar en capacidad de aplicar dichos conocimientos en favor del desarrollo de una vacuna. Por otra parte, el avance logrado por la medicina veterinaria, con la obtención de una vacuna eficaz contra la leucemia felina, ocasionada también por retrovirus, y la protección prolongada en macacos con virus atenuados de la inmunodeficiencia de los simios, abre prometedoras perspectivas para su extrapolación a la vacuna del Sida. Nuestros trabajos en la Universidad de Jonhs Hopkins han estado concentrados en el análisis de voluntarios VIH positivos sobrevivientes de largo término; también, en un grupo de recientemente infectados o seroconvertidores. En ambos casos hemos podido estudiar tanto a personas vacunadas experimentalmente con diversos esquemas e inmunógenos del VIH como a sus respectivos grupos controles. Además, estamos adelantando trabajos con un sector poblacional en algunas regiones de Africa, que representa una situación de marcado interés por cuanto son VIH-2 positivas y muestran resistencia al VIH-1. Nuestro diseño apunta hacia la búsqueda de un correlato de protección, o sea una prueba de laboratorio que permita juzgar si una persona es resistente o susceptible a la infección con VIH. Podría ser utilizada como herramienta para medir el estado de resistencia al virus, tanto antes como después de la infección. Consiste en el enfrentamiento in vitro de células mononucleares sanguíneas periféricas con diferentes cepas del VIH-1, y con tal reto, determinar la resistencia o susceptibilidad al virus en dichos cultivos. Inicialmente hemos buscado correlacionar la resistencia o susceptibilidad a este reto in vitro, con diversos parámetros comunes en el estudio de pacientes infectados con VIH, tales como niveles de viremia en plasma, recuentos CD4/CD8, presencia de anticuerpos neutralizantes, respuesta linfoproliferativa contra antígenos del virus, perfil de citocinas Th1 y Th2, y concentraciones de quimiocinas. El sistema de reto es simple y poco costoso y permite la caracterización de las células mononucleares sanguíneas periféricas como resistentes o susceptibles al VIH-1. Hasta el momento hemos analizado muestras provenientes principalmente de voluntarios infectados con VIH-1, tanto del tipo sobreviviendas de largo término como seroconvertidores recientes. Ambos casos comprenden tanto vacunados como no vacunados. El primer grupo recibió como vacuna una subunidad de VIH-1 III-B. Concretamente, la glicoproteína recombinante 160 (rgp160) obtenida en un vector híbrido, vaccinia-bacteriofago T7 y la coinfección de células VERO con dicho híbrido, seguido de la purificación por diálisis y cromatografía. El segundo grupo, o de los seroconvertidores recientes, recibió una subunidad del VIH-1 MN. Específicamente la rgp120 o, en su lugar, la misma glicoproteína obtenida a partir del VIH-1 SF-2. También observamos grupos vacunados con otro tipo de inmunógenos experimentales, tales como la rgp160 del VIH-1 MN administrada en un vector vivo de tipo poxvirus aviar (viruela de canario) y otra vacuna construida con un lipopéptido con secuencias del gen gag del VIH-1 III-B, el cual contiene epítopes VIH-1 CTL restringidos por moléculas MHC clase I. Este

4 lipopéptido permite el ingreso de los epítopes a la célula, a manera de lo que ocurre en la infección producida por virus vivos replicantes, y por tanto logra el estímulo de células T CD8 positivas o CTLs. Cuando analizamos la resistencia in vitro a la descarga viral con VIH-1 MN en voluntarios VIH positivos, el 100% de las muestras fueron resistentes al reto, en el caso de células que controlaban la multiplicación de su propio virus endógeno. Estos cultivos negativos eran, sin embrago, consistentemente positivos por la prueba de la reacción de la polimerasa en cadena (PCR) o por el clásico co-cultivo con células estimuladas con fitohemaglutinina (PHA) e interleukina 2 (IL-2). Siendo positivas en dicho sistema, eran negativas en nuestra prueba in vitro y además resistentes al virus adicional administrado como descarga. Vale decir que sólo aquellas muestras que, aunque positivas por PCR sean capaces de controlar o suprimir su propio virus endógeno, son adecuadas para la prueba de resistencia in vitro. Se presenta una buena correlación entre el fenotipo encontrado con este sistema y la viremia en plasma, factor que a su vez correlaciona fuertemente con el progreso hacia Sida. No hay correlación de la resistencia in vitro con anticuerpos neutralizantes, perfil de citocinas Th1/Th2 o linfoproliferación específica anti VIH-1. La resistencia parece correlacionar de manera directa con niveles de RANTES producidos in vitro, pero el bloqueo de las CC quemocinas, mediante anticuerpos monoclonales, no elimina el fenómeno. Ni la adición de ellas suprime consistentemente tanto al virus endógeno como al exógeno. Aunque las células T CD8 positivas pueden ser importante componente de la resistencia in vitro, no son absolutamente necesarias en cada caso. Entre los seroconvertidores recientes, al menos la mitad mostró el cambio de fenotipo: de susceptible antes de la infección a resistente luego de la seroconversión, sugiriendo que se trata de una resistencia adquirida durante el proceso de infección natural y no predeterminado genéticamente, como en el caso de la falta o expresión defectuosa de los co-receptores y los niveles constitutivos de citocinas y quimiocinas. Sin embargo, el sistema también puede servir para hallar el tipo de resistencia de tipo genéticamente predeterminado. Si llegamos a demostrar, sin lugar a dudas, que el método funciona como correlato de protección, podríamos concluir que ninguna de las vacunas experimentales analizadas indujo resistencia al VIH-1 endógeno en el caso de la infección natural o al virus exógeno que se administra como reto o descarga. Dicha resistencia debe atribuirse al proceso de la infección natural, ya que hubo diferencia significante entre el grupo de infectados y no infectados en cuanto a la presencia del fenotipo resistente. Finalmente puedo concluir señalando que a menos que algo fortuito e inesperado ocurra, sólo conociendo mejor el virus y la maquinaria inmunológica, así como las circunstancias que rodeen el proceso de infección y otros fenómenos patogéneticos, podremos estar en mejor posición para resolver este intrincado problema. Por tanto, es imperativa la acción conjunta, sincera y coordinada tanto entre investigadores, grupos académicos, instituciones, países y, en fin, todas aquellas personas y entidades que puedan participar en esta empresa para sacar adelante iniciativas de solución. Para ello deben dejarse a un lado todas las prácticas de egoísmo, intolerancia, prepotencia, falta de respeto mutuo y demás posiciones absurdas que puedan entorpecer este proceso.

5 REFERENCIAS HAYNES B.F. et al. Toward an understandin of the correlates of protective immunity to HIV infection. Science. Vol. 271: , 19 January HILL C.M. y LITTMAN D.R., Natural resistance to HIV?. Nature. Vol. 382: August SAMSON M. et al. Resistance to HIV-1 infection in caucasian individuals bearing mutant alleles of the CCR-5 chemokine receptor gene. Nature. Vol. 382: August HO D.D. Viral counts count in HIV infection. Science. Vol. 272: May PAUL W.E. Reexamining AIDS research priorities. Science. Vol. 267: Feb COHEN J. The changing of the guard. Science. Vol. 272: June WEISS R.A. HIV receptors and the pathogenesis of AIDS. Science. Vol. 272: June BLOOM B.R. A. perspective on AIDS vaccines. Science. Vol. 272: June SCHWARTZ D.H. et al. Resistance to in vitro challengue with HIV-1 MN as a potential system for vaccine evaluation. Presented at the Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Molecular Approaches to the Control of Infectious Diseases. Oct SCHWARTZ D.H. et al. In vitro resistance to HIV infection: A model for vaccine-induced immunity? Retroviruses of Human AIDS and Related Animal Diseases. Collaque des Cent Gardes. Manner-La Coquette. Paris SCHWARTZ D.H. et al. In vitro modeling of HIV-host immune interactions. Presented at the seventh B. Frank Polk Symposium. The Johns Hopkins University, School of Hygiene and Public Health. Baltimore, MD. April ARANGO-JARAMILLO S. et al. In vitro evaluation of resistance to HIV. Presented at the American Association for the Advancement of Science (AAAS) Meeting. Baltimore, M.D. Feb ARANGO-JARAMILLO S. et al. In vitro HIV challengue and resistance. Presented at the 96th General Meeting of the American Society for Microbiology (ASM). New Orleans, LA. May SCHWARTZ D.H. et al. In vitro resistance to HIV in PBMC cultures from recently infected participants in HIV vaccine trials is CD8 dependent. Presented at the XI International Conference on AIDS. Vancuver, Canadá ARANGO-JARAMILLO S. et al. Genetic determinante in resistance to HIV-1. Submitted to the 97th General Meeting of the American Society for Microbiology. Miami Beach, FLA. May BIRX D.L. et al. Summary of track A: Basic Science. AIDS 10 (Suppl 3): S85-S SCHWARTZ D.H. et al. Chemokine-independent in vitro resistance to HIV-1 correlating with low viremia in long-term and recently infected HIV+ INDIVIDUALS. Submitted for publication.