VIRUS DE LA INMUNODEFICIENCIA HUMANA

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1 VIRUS DE LA INMUNODEFICIENCIA HUMANA Héctor Chiparelli Elizabet Ingold Alicia del Monte INTRODUCCION El origen infeccioso del Síndrome de la Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) fue reconocido inmediatamente después de la identificación de la enfermedad en Los primeros casos diagnosticados en 1982 en hemofílicos, indicaban que los concentrados de factor VIII filtrado transmitían la enfermedad, causada por algún virus o pequeña bacteria que pasaban a través de membranas filtrantes. Efectivamente, un Retrovirus fue aislado a principios de 1983 por Luc Montagnier y colaboradores en el Instituto Pasteur, a partir del cultivo de linfocitos T activados provenientes de una biopsia de un nódulo linfático de un paciente homosexual con linfadenopatía. Otros aislamientos similares realizados por el mismo grupo de investigadores mostraron su tropismo por linfocitos CD4. Estos virus no están relacionados antigénicamente con los virus de la Leucemia de células T humanas, pero sí relacionados con los Lentivirus animales. El rol de este virus en el SIDA fue demostrado por estudios epidemiológicos, particularmente en los casos de transmisión sanguínea, donde el VIH fue el único factor común entre el donante y el receptor. TAXONOMIA Y CLASIFICACION Por características morfológicas, estructura genética y secuencia nucleotídica, el VIH pertenece a una subfamilia de Retrovirus, los Lentivirus. Dentro de esta subfamilia están incluidos los virus que producen virosis lentas en animales, como Anemia Infecciosa Equina, Virus de la Inmunodeficiencia Felina, etc. Los Lentivirus de los primates (Virus de la Inmunodeficiencia Simiana y el VIH) se caracterizan por tener un nuevo tropismo por linfocitos CD4, una propiedad no compartida por Lentivirus de ungulados. CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DEL VIRUS Los viriones maduros tienen un diámetro de nm, esféricos, con un core denso recubierto por una bicapa lipídica en donde se insertan espículas en número de 80. Cada espícula está constituida por varias moléculas de glicoproteína externa gp120, unida no covalentemente a un dímero proteico integral de la membrana, gp41. Figura 1 CARACTERISTICAS DEL GENOMA El genoma está constituido por 2 moléculas de ARN de cadena simple de 9400 pares de bases, unidas por uniones no covalentes. El genoma del VIH1 y del VIH2, contienen varios genes pequeños además de los clásicos genes estructurales retrovirales gag, pol y env. Algunos de estos genes tienen un papel crítico en la regulación viral, y de algunos otros no se conocen aún sus funciones de forma acabada. Además, el genoma del VIH es rico en secuencias cis y activos en diferentes pasos de la replicación, algunos de los cuales son sitios blanco para proteínas reguladoras de la expresión de los genes virales. Figura 2 El precursor del Gag es clivado en 4 proteínas: p17-18 para el VIH1 y p16 para el VIH2; la mayor proteína codificada por Gag es la p24-25 (p26 en VIH2) forma parte de la cápside viral del grupo de los virus VIH. La proteína p7, proteína de la nucleocápside, está fuertemente asociada con el ARN genómico; se ha visto que promueve la dimerización y encapsidación del ARN. Por último, la p6, cuya función no se conoce, pero las 1

2 mutantes que carecen de esta proteína tienen un defecto en la construcción de la partícula. La región Pol está dividida en 3 elementos funcionantes importantes: la proteasa, que actúa como dímero y cliva los productos de Gag y de Pol durante la maduración de las partículas; el elemento central es la transcriptasa reversa que actúa como heterodímero: el componente pequeño tiene actividad polimerasa y el componente mayor tiene actividad polimerasa y RNasaH. Las glicoproteínas de la envoltura son traducidas de una única especie de ARN. Son sintetizadas como un gran precursor glicosilado, que es clivado en un sitio específico, separando una proteína transmembrana. CARACTERISTICAS DE LAS PROTEINAS VIRALES M.A.L. FUNCION LOCALIZACION VIH-1 VIH-2 gag precursor matriz cápside nucleocápside desconocida capa externa core asociado a ARN virión p55 p17-18 p24-25 p7 p6 p16 p26 pol proteasa RT RT integrasa Virión p10 p66 p51 p34 p34 env precursor glicoprot. envoltura superficie virión receptor de unión glicoprot. transmem. fusión de membranas gp160 gp120 gp41 Gp140 Gp125 Gp36 vif Desconocida cel. Infectadas p23 vpr Desconocida Virión vpx Desconocida Virión --- tat Transactivador Transcripcional núcleo células infec. rev control de transporte y estabilidad del ARN núcleo y nucleolo de células infectadas vpu control de interacción entre envoltura CD4 Membrana células infectadas nef modula expresión de CD4 Membrana células infectadas p27 La molécula externa lleva consigo el dominio o sitio de unión para el receptor específico de la superficie celular, la molécula CD4. Varios sitios vecinos a este han sido involucrados en esta unión, sugiriendo que esta es una unión dependiente de la conformación. Esta glicoproteína externa tiene otros sitios con 2

3 importancia para la infectividad viral, no relacionados con la unión al CD4, y el mejor caracterizado, V3 loop o bucle de 35 a 37aa, principal epítope neutralizante y sitio propuesto para clivaje proteolítico que promueve eventos no bien definidos aún luego de la unión al receptor CD4. La glicoproteína de transmembrana fija el complejo glicoproteico a la membrana viral y tiene un sitio hidrofóbico el cual promueve la fusión de las membranas celulares y virales entre sí. El gen Vif codifica una proteína, cuya deleción reduce pero no bloquea la infectividad viral y se ha propuesto que su sitio de acción es a nivel de dominios intracitoplásmicos de la glicoproteína de transmembrana. El producto del gen Vpr es traducido a una clase de ARN muy similar al ARNm del Vif. La supresión del Vpr lleva a mínimos cambios en la replicación del VIH en cultivos celulares. El gen Vpx se ha encontrado sólo en el VIH-2 y en los virus simianos, de función desconocida, pero las mutantes de éste pierden la capacidad de replicar en cultivos primarios de linfocitos. Así como el Vpr, éste está presente en las partículas virales. El producto del gen Vpu es traducido de un ARNm que produce el gen Env. Las mutantes que carecen del Vpu muestran sus partículas débilmente construidas. Más recientemente, se ha observado que el gen Vpu podría interferir con la unión intracelular del precursor Env con CD4. El producto del gen Nef no es requerido para la replicación viral en cultivos celulares. Sin embargo, experimentos dirigidos con clonas moleculares patogénicas de virus simiano han permitido llegar a la conclusión de que Nef es necesario para llegar a una infección persistente in vivo en el camino hacia la enfermedad. Además se ha visto que la expresión de Nef puede alterar la normal expresión de la molécula CD4. SINTESIS E INTEGRACION DEL ADN Luego del ingreso al interior de la célula el genoma viral, representado por un dímero de 2 moléculas idénticas de ARN genómico, son transcriptas en forma reversa en una molécula lineal de ADN de doble cadena. Uno de los hechos interesantes es que la cadena positiva del ADN tiene 2 sitios de origen distintos para su síntesis en lugar de uno. La cadena positiva es determinada, en todos los Retrovirus, por una secuencia de polipurinas localizadas en 5' en la región U3 de regiones de regulación (Long Terminal Repeat o LTR). Los VIH tienen una segunda región con secuencia de polipurinas en el centro de su genoma la cual define una discontinuidad central en la cadena positiva, siendo usada como sitio de origen adicional. Este segundo origen aparece para mejorar la eficiencia del proceso de transcripción reversa, fundamentado esto en las observaciones realizadas en mutantes que carecen de aquella región central en las cuales estaba reducida la capacidad replicativa del virus. Durante el curso de una infección aguda se genera gran número de copias de moléculas de ADN viral no integrado, ya sea lineal, circular con un LTR, o circular con 2 LTRs. Luego de la síntesis citoplásmica el ADN viral es transportado al núcleo y se integra al genoma de la célula huésped. La reacción de integración, que puede ser reproducida in vitro, es mediada por una integrasa, codificada por la región lineal del ADN viral y con un sitio al azar del genoma de la célula huésped. Este proceso requiere activación y división celular, y luego de la integración comienzan a expresarse los genes virales. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA La región 5' LTR del genoma del VIH contiene promotores virales activos. La transcripción de esos promotores requiere la presencia de activadores celulares transcripcionales. El producto del gen Tat es requerido para la transcripción del LTR del VIH y para la infectividad viral. La proteína Tat producida por este gen se une a un elemento TAR dentro de la región R del LTR y, en conjunción con los activadores transcripcionales de origen celular (SPl y NFkB), aparecen promoviendo tanto la iniciación de la transcripción y de la elongación del transcripto. Durante la infección aguda se observan tres importantes clases de transcriptos: Moléculas de ARN de 9kb que producen proteínas Gag y Pol; moléculas de ARN de 4.3kb que codifican para las glicoproteínas de la envoltura; y moléculas de 1.8-2kb que codifican para proteínas regulatorias. La exportación citoplásmica y la estabilidad de los transcriptos que codifican para las proteínas estructurales están controladas por la proteína Rev. El sistema Rev parece promover la sincronización de la producción de partículas durante la infección aguda y retrasar la expresión de proteínas estructurales en células infectadas crónicamente, fenómeno este que favorecería la persistencia de la infección en el contexto de un sistema inmune vigilante. VARIABILIDAD GENETICA Una característica relevante de los VIH acerca de la secuencia nucleotídica de diferentes aislamientos fue la demostración de un alto grado de variabilidad genética. La región más variable del genoma es la que codifica para las glicoproteínas de la envoltura. La región más conservada es la de los genes Gag y Pol. La causa de tal variabilidad es la existencia de la transcriptasa reversa, la cual no tiene capacidad de corregir errores durante la retrotranscripción, pudiendo llegar a introducir errores aproximadamente por ciclo de replicación en 10 3 nucleótidos. Otra de las razones de la selección de variantes radica en 2

4 el hecho de que este virus replica dentro del sistema inmunitario por lo que necesita escapar de la respuesta inmune antiviral. Esto explicaría por qué las glicoproteínas de la envoltura evaden al sistema inmunitario gracias a originarse en regiones hipervariables. Se ha visto también que un mismo individuo infectado tiene una población viral heteróloga, hecho este al que se le ha dado el nombre de "cuasiespecies". Otro hecho característico en la biología de este virus son los cambios de los aislamientos durante el curso de la enfermedad: en general, los aislamientos realizados de linfocitos de pacientes asintomáticos crecen lentamente y tienen menos efecto citopático que los aislamientos provenientes de pacientes con SIDA. RELACIONES SEROLOGICAS A pesar del gran espectro de variabilidad genética, la cepa prototipo del VIH-1, LAV LAI sirve como fuente de antígeno para la detección de anticuerpos anti VIH-1 en todo el mundo, incluyendo anticuerpos contra la envoltura. En contraste, poca reactividad existe entre las glicoproteínas del VIH-2 y el VIH-1, mientras que la reactividad cruzada es importante entre las proteínas Gag y Pol de los virus. La disminución en la reactividad cruzada en el epítope mayor de la glicoproteína de transmembrana (gp41, gp36) ha sido usada para diferenciar entre infección por VIH-1 y VIH-2 o detectar infección doble. RANGO DE HOSPEDEROS Y PROPAGACION VIRAL El VIH-1 tiene un rango de hospederos limitado, siendo el hombre y el chimpancé las únicas especies conocidas en donde este virus produce infección crónica. RESPUESTA INMUNE La respuesta inmune es iniciada por la inmunidad mediada por células. La respuesta de anticuerpos contra las proteínas virales más importantes (Gag, Pol, Env) aparecen generalmente entre 3 semanas a 3 meses luego de la exposición viral. Una larga fase de infección activa inaparente, de 1 a 15 años de duración sigue a este inicio, donde los pacientes permanecen asintomáticos con una leve pero progresiva declinación del sistema inmune. Las funciones inmunes dependientes de las células T4 son las primeras en alterarse. El número de células T4 va declinando con algunas fluctuaciones. Figura 3 PATOGENIA DE LA INFECCION POR VIH 1. Entrada de la célula La infección se inicia típicamente cuando una partícula de HVI, conteniendo dos copias de RNA, encuentra una célula con receptor molecular llamado CD4. Las glicoproteínas gp120 se unen fuertemente al receptor CD4 y las membranas celular y viral se fusionan probablemente con la participación de un 2 co-receptor sobre la superficie celular. Cuando CD26 cliva la gp120 para exponerla al dominio fusogénico de gp41, la envoltura viral se fusiona con la membrana de la célula huésped. Los componentes virales, genoma, proteínas, enzimas, etc., son introducidos en el interior celular. Varios investigadores han identificado múltiples coreceptores para las diferentes cepas de HIV, los cuales pueden ser el blanco para las nuevas drogas anti VIH. Aunque los linfocitos CD4 parecen ser el blanco principal, otras células del sistema inmune con molécula CD4 en su superficie son también infectadas. Algunas de estas células tienen una larga vida como los monocitos y macrófagos, los cuales pueden contener grandes cantidades de virus sin ser lisadas, por lo que actuarían como reservorios de HIV. Figuras 4 y 5, foto1. 3

5 del PROVIRUS. Otras infecciones, por organismos tales como Mycobacterium tuberculosis, pueden acelerar el proceso de transcripción. 5. Traducción Después del ARNm es procesado en el núcleo, es transportado al citoplasma. Hay proteínas virales que son críticas en este proceso, como la codificada en el gen rev, que permite que el ARNm que codifica proteínas estructurales del VIH sea transferido del núcleo al citoplasma. Sin la proteína rev, no existirían proteínas estructurales. En el citoplasma el ARNm, utilizando la maquinaria de síntesis proteica celular, sirve de molde para sintetizar largas cadenas de proteínas y enzimas virales. 2. Retrotranscripción En el citoplasma celular, la enzima TRANSCRIPTASA REVERSA convierte el ARN viral en ADN. Muchas drogas como AZT, ddc, ddi, d4t, 3TC actúan en este nivel, interfiriendo con la retrotranscripción. 3. Integración El nuevo ADN viral formado migra hacia el núcleo donde es integrado el ADN celular con la ayuda de una enzima viral, la INTEGRASA. Este paso también podría ser interrumpido por la inactivación de la integrasa con el desarrollo de futuras drogas. Una vez incorporado en los genes celulares el ADN viral, este pasa a llamarse PROVIRUS. 4. Transcripción Para la producción de nuevos virus se necesita de ARN mensajero, sintetizado en el proceso de transcripción utilizando enzimas de origen celular. Los genes virales controlan este proceso a través, por ejemplo, de gen tat quien codifica una proteína que acelera el proceso de 6. Ensamble y Brotación Las proteínas del core, las enzimas y el ARN se ubican debajo de la membrana celular, mientras que las proteínas de la envoltura viral se agregan a la membrana celular. Esto da origen a formas virales inmaduras (no infecciosas aún) que surgen de la superficie celular adquiriendo una envoltura que incluye proteínas virales y celulares. Las largas cadenas proteicas y enzimáticas que transcripción. Las citoquinas, también regulan el proceso de transcripción, moléculas tales como el FACTOR DE NECROSIS TUMURAL alfa y la INTERLEUQUINA 6, secretadas a elevadas concentraciones por las células infectadas por el VIH, pueden colaborar en la activación conforman esta partícula viral inmadura son clivadas en pequeñas estructuras por una enzima llamada PROTEASA. De este paso resulta una partícula viral infecciosa. Foto 2. Las drogas llamadas Inhibidores de la proteasa como SAQUINAVIR, TITONAVIR, INDINAVIR, 4

6 NELFINAVIR, interfieren en este paso del ciclo viral. frecuente la transmisión por el uso de agujas y jeringas contaminadas con el virus. El riesgo de adquirir el VIH por transfusiones sanguíneas es ahora extremadamente pequeño, así como por el uso de hemoderivados, debido al estudio rutinario de las donaciones realizadas en los bancos de sangre. La tercer vía importante de transmisión es la vertical, de la madre al niño, antes y durante el parto. El riesgo de transmisión vertical se puede reducir con el estudio serológico de VIH durante los controles del embarazo y con el tratamiento oportuno de las madres infectadas por el virus. Foto 2. Proceso de brotación desde una célula infectada. TRANSMISION DEL VIH La transmisión sexual es la vía más común de infección. Durante las relaciones sexuales el virus puede atravesar la mucosa de vagina, vulva, pene, recto o, más raramente, la mucosa bucal. La eficacia de esta transmisión se ve favorecida por factores que pueden dañar la mucosa, especialmente otras enfermedades de transmisión sexual que causan úlceras o inflamación. Las investigaciones sugieren que las células del sistema inmune llamadas CELULAS DENDRITICAS que residen en la mucosa, comienzan el proceso de infección después de la exposición sexual uniéndose y transportando al virus desde el sitio de infección a los nódulos linfáticos donde otras células del sistema inmunitario son infectadas. Figura 6. Las ETS elevan la cantidad de leucocitos en el semen así como las lesiones abiertas comprometen la primera línea de defensa cutaneomucosa elevando la probabilidad de contraer HIV. Normalmente se estima que el riesgo de trasmitir HIV de hombre a mujer durante el acto sexual duplica el riesgo de trasmitir el virus de mujer a hombre. El VIH se transmite también por contacto con sangre infectada a través de la vía percutánea, siendo lo más La transmisión vertical (madre-hijo) ha venido incrementándose a lo largo del tiempo. Entre el 10-35% de los niños nacidos de madres infectadas NO TRATADAS desarrollan la infección, la cual puede ocurrir en forma bimodal. La infección puede ocurrir intraútero, y en este caso, el desarrollo de SIDA y la muerte ocurre generalmente en los primeros años de vida. La otra eventualidad es que la infección sea perinatal, llevando a retrasar la instalación del SIDA con un período de latencia similar a los casos de adultos. PRIMEROS EVENTOS EN LA INFECCION POR VIH Una vez ingresado al organismo, el VIH infecta a un gran número de células CD4+ y se replica rápidamente. Durante esta fase aguda o primaria de infección, la sangre contiene muchas partículas virales que se diseminan por todo el organismo, sembrando varios órganos, particularmente órganos linfoides como nódulos linfoides, bazo, amígdalas y adenoides. Durante la fase aguda de la infección, el número de CD4+ en la circulación decrece en 20 a 40%, quizás sea por muerte celular o por dejar la circulación y dirigirse a los órganos linfoides preparando y montando la respuesta inmune. Entre dos a cuatro semanas luego de la exposición al virus, cerca del 70% de las personas infectadas sufren síntomas similares a los síndromes gripales. El sistema inmunitario del paciente enfrenta a la infección mediante las células T "killer" y los anticuerpos producidos por las células B, logrando una reducción dramática de los niveles de VIH. Al mismo tiempo las células T CD4+ se recuperan en 80 a 90% de su nivel original y el paciente inicia un período libre de síntomas relacionados a la infección a pesar de que la replicación continúa en las células y órganos linfoides sembrados durante la fase aguda de la infección. A pesar de la respuesta agresiva del sistema inmunitario muchas partículas virales evaden el sistema de defensa. Esto es debido en gran parte a la alta tasa de mutación viral que ocurre durante el proceso de replicación y por otro lado a que una población de células inmunitarias 5

7 (ciertas subclases de células "killer"), muy estimuladas a continuación de la infección, son eliminadas rápidamente, permitiendo que el VIH escape y continúe su replicación. Cuando uno o más viriones HIV ingresan en un huésped, se produce típicamente una explosión de viremia, que es luego inhibida por la puesta en juego del sistema inmune. El nivel relativamente estable de carga viral plasmática a que se llega en ese momento es un reflejo del equilibrio entre el virus y el huésped después de la batalla inicial, y es generalmente mantenido por años. Este nivel (Setpoint) varía de individuo a individuo, y es predictivo de la evolución clínica a largo plazo. Figura 7. Durante este período de equilibrio, la velocidad de replicación viral equivale a la de destrucción de partículas virales. En promedio, viriones por día son producidos y liberados al ambiente extracelular, y, otros tantos son inactivados con intervención del sistema inmune. El tiempo de vida medio de las células infectadas y productivas es de 2 a 2.5 días, y su destrucción y reposición son continuas. FIGURA 7: Relación entre carga viral en período asintomático temprano (Setpoint) y pronóstico de los pacientes (SIDA a los 5 años). CURSO DE LA INFECCION El promedio de tiempo de aparición de los síntomas y desarrollo de SIDA es de aproximadamente años. Sin embargo, se ha observado en diferentes estudios grandes variaciones en la progresión hacia la enfermedad. Factores tales como la edad o diferencias genéticas entre los individuos, la virulencia de las diferentes cepas y la co-infección con otros microorganismos pueden influenciar la evolución hacia la enfermedad. Las drogas utilizadas para prevenir o tratar las infecciones asociadas con el SIDA han permitido mejorar y prolongar la vida de los pacientes infectados por el VIH, como es el caso de la prevención o tratamiento de la neumonía por Pneumcoystis carinii. La existencia de mutaciones en los genes de coreceptores pueden influenciar el curso evolutivo hacia la enfermedad. Un ejemplo de esta situación se observa con la molécula co-receptora CCR5. Una mutación específica en una de las copias del gen de este receptor, generalmente tiene como resultado un curso evolutivo más lento hacia la enfermedad que en individuos sin mutación en tales genes. Varios estudios han demostrado que los individuos con alta carga viral circulante desarrollan más rápidamente los síntomas de SIDA o mueren, que en aquellos con baja carga viral. Estos estudios han provisto de fundamentos para el uso de los regímenes agresivos de antiretrovirales, así como también el uso de nuevas generaciones de test para medir la carga viral, monitorizar y modificar la terapia. Las combinaciones de drogas, que en general incluyen un inhibidor de la proteasa con dos inhibidores de la transcriptasa reversa, reducen la carga viral a niveles muy bajos y, en muchos casos, retrasan la progresión de la enfermedad por períodos prolongados. Sin embargo, estos planes aún no han suprimido completa y permanentemente al virus en personas infectadas. Aunque los individuos infectados con VIH frecuentemente tienen extensos períodos de infección inaparente o asintomática la actividad viral nunca cesa. Así quedó demostrado en los nódulos linfáticos y órganos relacionados, donde grandes cantidades de virus se encuentran en replicación en células especializadas llamadas células dendríticas foliculares ubicadas en los centros germinales. Ayudando a las células B están las células T CD4+, blanco primario del VIH, que son infectadas al tomar contacto con las células dendríticas foliculares. Las investigaciones sugieren que las células dendríticas foliculares permanecen infectadas, aún cuando estén recubiertas por anticuerpos, siendo entonces un importante reservorio del virus. Una vez infectadas las células T CD4+ dejan los centros germinales e infectan otras células CD4+ alrededor de los centros germinales. Durante años se van acumulando significantes cantidades de virus en los centros germinales. Dentro y alrededor de los centros germinales, numerosas células T CD4+ son activadas por el aumento de la producción de citoquinas como TNF-alfa y la Interleuquina 6. La activación permite que células no infectadas sean más fácilmente infectadas y aumente la replicación del VIH en todas las células infectadas. Mientras mayores cantidades de ciertas citoquinas como TNF-alfa e IL-6 son secretadas durante la infección por VIH, otras con roles en la regulación de la función normal del sistema inmune son secretadas en cantidades 6

8 decrecientes. Por ejemplo, las células T CD4+ van perdiendo su capacidad de producir interleuquina 2, la cual estimula el crecimiento de otras células T y otras respuestas celulares frente a la invasión. Además, las células infectadas tienen bajos niveles de receptores para IL-2, por lo que se reduce la respuesta a esta señal. Tras años de lucha y equilibrio se produce el agotamiento del sistema inmune y la prevalencia de variantes virales de alta capacidad replicativa. Grandes cantidades de virus ingresan a la circulación y no son efectivamente eliminados. Esta situación devastadora marca el inicio de las infecciones oportunistas y de cáncer que caracterizan al SIDA. ROL DE CELULAS T CD8+ Las células T CD8+ son importantes en la respuesta inmune durante la fase aguda de la infección y el estadio de infección activa inaparente. Las células T CD8+ también secretan factores solubles que suprimen la replicación viral. Varias moléculas parecen bloquear la replicación ocupando co-receptores necesarios para el ingreso de muchas cepas del virus en las células blanco. TEORIAS SOBRE LA PERDIDA DE CELULAS DEL SISTEMA INMUNE DURANTE LA INFECCION POR VIH Son muchas las investigaciones en el mundo sobre la destrucción celular por VIH, y muchos piensan que varios mecanismos ocurren simultáneamente en el individuo infectado. Varios millones de CD4+ pueden ser destruidos cada día, y se postulan varios mecanismos que conducen a esta destrucción celular. a) Muerte celular directa - ocasionada por la producción de grandes cantidades de virus que, al ser eliminados de la célula infectada por el proceso de brotación, generan destrucción de la membrana celular producida por la acumulación de proteínas virales y ácido nucleicos que interfieren con la maquinaria celular. b) Formación de Sincicios - las células infectadas pueden fusionarse con otras células infectadas y con células no infectadas, formando células gigantes llamadas sincicios, siendo asociadas entonces con la muerte celular. La presencia de cepas virales llamadas "formadoras de sincicios" han sido correlacionadas con rápida progresión hacia la enfermedad. c) Apoptosis - durante la infección, las proteínas virales distorsionan la regulación celular y, probablemente, lleven el "suicidio" celular por un proceso conocido como muerte celular programada o apoptosis. Las células no infectadas pueden también sufrir este proceso de apoptosis recibiendo señales inapropiadas de las células infectadas. d) Observadores inocentes - las partículas virales pueden unirse a la superficie celular y darle la apariencia de células infectadas, con la consecuente destrucción por las células T killer. e) Anergia - se ha observado en cultivo de células CD4+ que alguna señal del VIH inhibe a las células T CD4+ impidiendo futuras respuestas a la estimulación inmunitaria. f) Súper antígenos - los investigadores han propuesto que la molécula conocida como súper antígeno, puede estimular cantidades enormes de T CD4+ al mismo tiempo, tornando a estas células muy susceptibles a la infección, y llevando a la muerte celular. g) Daño a los Precursores celulares - algunos estudios sugieren que el virus destruye precursores celulares con funciones inmunes especiales, así como también partes de médula ósea y de timo necesarias para el desarrollo de tales células. DAÑO DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Los monocitos y macrófagos infectados por el virus y relativamente resistentes a la muerte celular, viajan por todo cuerpo llevando al VIH a varios órganos, especialmente pulmones y cerebro. 40 a 50% de las personas infectadas con VIH frecuentemente tienen manifestaciones neurológicas y se hace responsable de éstas a la acumulación del VIH en el cerebro y células nerviosas, o a la liberación inapropiada de citoquinas o productos tóxicos por estas células. ROL DE LA ACTIVACION INMUNE EN LA ENFERMEDAD POR VIH Paradójicamente, aunque el VIH causa inmunodeficiencia, el curso de la enfermedad está caracterizado por la hiperactivación del sistema inmune con consecuencias negativas. La activación crónica del sistema inmune durante la enfermedad puede resultar en una estimulación masiva de las células B, perdiendo éstas la habilidad de producir anticuerpos contra otros patógenos. Esta activación crónica también lleva a la apoptosis, al aumento de producción de citoquinas que no sólo estimulan la replicación del VIH sino también tienen efectos perjudiciales. Por ejemplo, los niveles aumentados de TNF-alfa pueden ser en parte responsables de la severa pérdida de peso. La persistencia del VIH y su replicación probablemente juega un rol importante en la activación crónica del sistema inmune. Esta estimulación crónica debido a infecciones persistentes o por efectos acumulativos de múltiples episodios de activación inmunitarias y producción viral, contribuirían a la progresión hacia la enfermedad. CLINICA Cuando el paciente alcanza el estado clínico de SIDA, aparecen infecciones oportunistas características y neoplasmas asociados a dicha patología. Pneumocystis carinii es uno de los agentes más 7

9 frecuentes de infecciones oportunistas, causando infecciones pulmonares (neumonía); muy raramente se disemina fuera del parénquima pulmonar. Las infecciones de Mycobacterium tuberculosis han incrementado su frecuencia desde el inicio de la epidemia de SIDA, viéndose una evolución más acelerada y diseminación a otros parénquimas en comparación con lo que ocurre con los pacientes inmunocompetentes infectados por este microorganismo. Foto 3. Mycobacterium avium complex (MAC) es una infección más específica de los pacientes con SIDA, la que puede involucrar a casi todos los órganos del sistema fagocítico mononuclear (bazo, hígado, nódulos linfáticos, médula ósea). Las infecciones fúngicas también pueden complicar el curso de esta enfermedad. Una de las más frecuentes es la candidiasis oral (Candida albicans) que puede ser una de las primeras manifestaciones de la inmunosupresión severa y, ocasionalmente, producir infecciones invasivas en esófago, tracto respiratorio alto y bajo. Foto 4. Otros agentes fúngicos involucrados son: Cryptococcus neoformans, causante de meningitis y neumonía, e Histoplasma capsulatum responsable de diversos procesos respiratorios. En lo que respecta a las infecciones virales, el virus Herpes simple es causante de encefalitis; comprometiendo algunas veces el tracto gastrointestinal (esófago, región perianal). Fotos 5 y 6. Dentro de las infecciones por protozoarios podemos citar las lesiones cerebrales, usualmente múltiples y similares a un absceso, causadas por Toxoplasma gondii y diarreas acuosas abundantes, cuyo agente responsable es Cryptosporidium. Foto 7. Entre los procesos neoplásicos característicamente asociados al SIDA se encuentran el sarcoma de Kaposi y los linfomas malignos. Se considera que las neuropatías periféricas y la demencia asociada a daño cerebral serían consecuencia de la propia acción patogénica del virus. PREVENCION Y CONTROL No hay vacunas disponibles para inmunización activa. Estudios en chimpancés indican que es posible proteger a estos animales de la infección con la cepa prototipo de VHI-1, por inmunización con gp120 o gp160 o péptidos correspondientes al V3 loop. Sin embargo, tal inmunización es transitoria y no efectiva contra las variantes genómicas virales citadas anteriormente. Durante la última década 34 vacunas candidatas han entrado en ensayos clínicos de Fase I y tres preparados han entrado en ensayo Fase II. Las vacunas candidatas desarrolladas y testadas a la fecha han demostrado ser seguras y bien toleradas, y casi todas han producido respuesta inmune específica contra el HIV con diversos grados de éxito y fracaso. El conocimiento alcanzado en estos ensayos condujo al primer ensayo clínico Fase III que comenzó en EEUU en junio de Thailandia fue el primer país en desarrollo en implementar el ensayo Fase III en enero de 1999 de una vacuna "Bivalente" que utiliza la proteína gp120 de la superficie de 2 cepas diferentes de HIV. Sin embargo, en la actualidad, la posibilidad de obtener una vacuna efectiva parece todavía bastante alejada. En las últimas reuniones de expertos en el tema, se postula recurrir a inmunizar con cepas atenuadas, dada la gran variabilidad existente. Por ahora el único camino eficiente para la prevención es la educación acerca de las vías de transmisión, el uso sistemático del análisis de la sangre en los bancos de sangre y el uso de preservativo en las relaciones sexuales. DIAGNOSTICO El diagnóstico de la infección por VIH es de vital importancia dado que, es fundamental realizarlo antes del desarrollo de la enfermedad, por los avances en los regímenes terapéuticos y para prevenir la transmisión perinatal. Además la detección precoz y por técnicas sensibles es esencial para mantener la seguridad de los volúmenes de sangre y hemoderivados. Ensayos serológicos La producción de anticuerpos anti VIH puede ser detectada entre 2 a 8 semanas después de la infección, luego de que la viremia inicial comienza a declinar. Es así que los ensayos serológicos no son de utilidad para el diagnóstico de infección aguda o primaria por VIH. La seroconversión se inicia con la respuesta de IgM anti proteína Gag, para luego de un período variable de entre 1 a 41 semanas, se produce la respuesta de IgG. La mayoría de los estudios han demostrado que la respuesta IgG anti p24 y anti gp120 se desarrollan en primera instancia, seguida de respuesta anti gp41 y otras proteínas virales con peso molecular entre 50 y 65 KD. El nivel de detección de anticuerpos anti p24 coincide con la disminución del antígeno p24. La respuesta de IgG generalmente se eleva dentro de los primeros meses luego de la infección para luego mantenerse estable. En las últimas etapas de la infección, los niveles de anticuerpos anti p24 disminuyen correlacionándose con el aumento del antígeno p24 circulante. Ensayos Inmunoenzimáticos (EIE) Los test para detección de anticuerpos anti VIH son utilizados como técnicas de tamizaje para establecer la infección en adultos. En general, la sensibilidad de los EIE varía entre 93 a 100%. La determinación de resultados falsos negativos puede observarse durante la infección primaria, en individuos inmunosuprimidos y por error en el manejo 8

10 o rotulación de las muestras clínicas. La especificidad de estos ensayos es de aproximadamente 99%, teniendo como causa de falsos positivos, error humano, pacientes en hemodiálisis, embarazadas, patologías previas como desordenes autoinmunes, hemofilia, hepatitis alcohólica, etc. Debido a la implicancia clínica y social de un resultado falso positivo, el diagnostico serológico de infección por VIH debe ser repetido por un segundo EIE y confirmado por técnicas altamente específicas como Western Blot. Western Blot Este ensayo es utilizado para confirmar muestras clínicas repetidamente reactivas por EIE y se basa en la determinación serológica de anticuerpos frente a los distintos componentes antigénicos virales. El diagnóstico confirmatorio POSITIVO se realiza por la observación de por lo menos dos de las siguientes bandas: p24, gp41 y gp120. El diagnóstico confirmatorio NEGATIVO se realiza por la ausencia de bandas y existe la eventualidad de una tercer opción diagnóstica denominada INDETERMINADO cuando existen bandas visibles pero no dentro del criterio de positividad. En caso de determinar que un paciente tiene un diagnóstico INDETERMINADO, se requiere seguimiento clínico y serológico para determinar el estado de infección. DETECCIÓN DIRECTA DE VIH Dentro de esta clasificación se encuentran los test para detección de proteínas virales y aquellos que por medio de técnicas de biología molecular detectan ácidos nucleicos del VIH. especificidad sobrepasa el 98%. En niños menores de dos años la sensibilidad varia entre 75 a 97% en diferentes investigaciones y es menos en niños entre 1 y 6 meses de vida. La causa de falsos negativos puede ser debida a errores en la rotulación, manejo y procesamiento de la muestra, variación genética de la secuencia a amplificar y un bajo número de copias del ADN proviral. Una determinación positiva de ADN proviral debe ser confirmada con una segunda determinación distanciada temporalmente de la primera, y asi confirmar el diagnostico de niño infectado. Detección y Cuantificación de ARN viral En estas determinaciones también son empleadas técnicas moleculares con amplificación enzimática de las secuencias de ácidos nucleicos investigadas. Son los test más sensibles para la determinación de infección aguda, pero no tiene indicaciones para el diagnóstico en población adulta. Si adquiere relevante importancia para el inicio del tratamiento y el seguimiento durante la aplicación de regímenes terapéuticos. En el caso de los pacientes pediátricos, estas determinaciones son fundamentales al inicio del tratamiento El algoritmo o estrategia diagnóstica se basa actualmente en: 1. Efectuar un tamizaje con técnicas de alta sensibilidad, como son las técnicas de EIA y Técnicas de aglutinación. Detección de Antígeno p24 Este test se basa en la detección de antígeno de la cápside viral (p24) por EIE, durante la fase aguda de la infección y durante los últimos estadios sintomáticos de la infección. Solo en 4% de los adultos infectados se puede determinar la presencia de este antígeno. Esta proporción aumenta a más del 70% en la etapa de SIDA. El diagnóstico de infección en niños nacidos de madres infectadas puede hacerse con esta determinación, pero en esta población tiene una sensibilidad entre 50 a 75% y una especificidad mayor al 95%. La sensibilidad disminuye en los niños asintomáticos y en niños menores de 6 meses de edad, teniendo en el primer de vida una sensibilidad de entre 0 a 20%. Detección de ADN Proviral Esta determinación se realiza por medio de técnicas moleculares, como la REACCION EN CADENA DE LA POLIMERASA, que actualmente están disponibles en forma comercial. La sensibilidad para establecer diagnostico de infección es mayor a 95% y la 2. Proceder a validar los diagnósticos realizados con las técnicas de tamizaje con técnicas confirmatorias. Para ello se utiliza en primer lugar IF, de la cual puede surgir un resultado positivo, determinando ya aquí el diagnóstico. 9

11 Dada la eventualidad de un resultado negativo o dudoso o indeterminado por técnica de IF, se requiere el estudio del suero por técnica de WB. Aquí también nos podemos enfrentar a resultados positivos, sellando el diagnóstico, o podemos observar, no infrecuentemente, resultados indeterminados. El seguimiento posterior en esta última eventualidad nos permitirá llegar o no al diagnóstico con nuevas muestras de sangre del paciente. Esta metodología indirecta planteado no es útil para el diagnóstico de la infección en el recién nacido, ya que las IgG atraviesan la barrera placentaria durante la gestación. Los anticuerpos así transferidos pueden persistir hasta 18 meses luego del nacimiento dando entonces diagnósticos erróneos por estas técnicas. La inmunoglobulina M y la inmunoglobulina A no atraviesan la placenta. La IgM podría establecer el diagnóstico de infección en el recién nacido, pero debido a la escasa producción de dicha inmunoglobulina en estos pacientes, hace que dicho marcador serológico de infección por VIH no sea una técnica de rutina. La detección de IgA frente al VIH en suero es un método alternativo recientemente descripto para el diagnóstico de infección perinatal que se puede realizar por técnicas de EIA y por WB. TRATAMIENTO ANTI-RETROVIRAL DEL VIH/SIDA El tratamiento de esta enfermedad transcurrió por diferentes etapas, desde la monoterapia con AZT, hasta el advenimiento de nuevos tratamientos antiretrovirales, particularmente la triple terapia combinada que ha demostrado resultados a corto plazo, prolongando la vida, reduciendo las infecciones oportunistas y posibilitando que el resultado de esta infecciónenfermedad se transforme en una infección crónica que requiere cuidados y atención primaria de estos pacientes en consulta externa. Otro de los buenos resultados del tratamiento antiretroviral se ha demostrado en la mujer embarazada, reduciendo la transmisión de la madre al niño en aproximadamente 70%. Estos avances representan las primeras esperanzas reales para las personas que viven con VIH/SIDA, fundamentalmente en los países industrializados donde estos regímenes combinados son ampliamente usados, logrando reducir la hospitalización y la mortalidad. Figura 8. Estos resultados se deben manejar con cautela, ya que la efectividad a largo plazo no está aún demostrada, sumándose a esto el surgimiento de la resistencia a los anti-retrovirales. La combinación lograda en estos nuevos planes de tratamiento es lo más cercano que ha llegado la ciencia a una terapia efectiva. La llave para el éxito está en elegir la combinación de drogas que eliminen al VIH en diferentes etapas de su replicación. Los inhibidores de la transcriptasa reversa, usualmente dos, actúan controlando a dicha enzima en una etapa temprana de la duplicación del VIH. Los inhibidores de la proteasa actúan sobre otra enzima, la Proteasa, que funciona próximo a finalizar el ciclo de replicación del VIH. Figura 9. La primera droga aprobada por la Food & Drug Administration (FDA) fue en 1987, conocida como AZT (zidovudine), es un análogo nucleosídico que inhibe a la transcriptasa reversa. Otras drogas dentro de los análogos nucleosídicos son: ddi (didanosine), ddc (zalcitabine), D4T (stavudine), 3TC (lamivudine) y, más recientemente, Ziagen (abacavir). Otro grupo de drogas que actúan sobre la transcriptasa reversa, son los análogos no nucleosídicos. Dentro de este grupo, la primer droga aprobada fue Viramune (nevirapine) en Al año siguiente se aprobó una droga relacionada, Rescriptor (delavirdine), y en 1998 la tercer droga de este grupo fue Sustiva (efavirenz). El tercer grupo integrante de la terapia triple lo representan los inhibidores de la proteasa. El primero en aprobarse fue Invirase (saquinavir) en 1995 y le siguieron Norvir (ritonavir), Crixivan (indinavir), Viracept (nelfinavir) y Agenerase (amprenivir). Viracept fue el primero de este grupo destinado al tratamiento de adultos y niños. Actualmente se agregó Norvir y Agenerase al tratamiento de niños infectados. El uso de esta combinación de drogas ha tenido un drástico impacto en la salud de las personas infectadas y en los pacientes enfermos, logrando el objetivo de que la cantidad de virus en la sangre sea indetectable, lo que no significa su eliminación. Más aún, el virus se halla presente en nódulos linfáticos, cerebro y retina. La recuperación de la calidad de vida y la creencia de que una baja carga viral impide la transmisión del virus de un individuo a otro, ha llevado a que algunas comunidades pierdan sus prácticas preventivas. Esto puede ser peligroso porque las personas infectadas, aun con disminución de la carga viral, pueden transmitir el virus. Otra de las consideraciones importantes en el uso de la terapia combinada, es la adherencia del paciente al plan de tratamiento. El no cumplir estrictamente con el esquema y dosis recomendadas puede resultar en la emergencia de cepas de VIH resistentes al tratamiento. Numerosos estudios revelan que la carga viral 10

12 rápidamente se eleva a niveles altos si el paciente interrumpe parcial o totalmente la terapia triple. El control clínico, virológico, inmunológico, y los estudios de resistencia, permiten monitorizar la efectividad del tratamiento, la aparición de efectos adversos, la progresión de hacia la enfermedad y el desarrollo de cepas resistentes. TRATAMIENTO DEL VIH EN LA MUJER EMBARAZADA Y EN LOS NIÑOS El tratamiento con AZT de la mujer embarazada infectada se recomienda que lo inicie luego del primer trimestre del embarazo, minimizando cualquier efecto adverso sobre el desarrollo fetal, para lograr disminuir la posibilidad de tener un recién nacido infectado por VIH. Para el tratamiento de los niños toma vital importancia el cumplimiento riguroso, asi como para los adultos, de los posibles regímenes terapéuticos. Debemos considerar como dificultades la dependencia de los adultos responsables en la familia, las vais de administración pediátricas y el factor relacionado a la absorción de los fármacos por la frecuencia en las ingestas de los niños pequeños. Varios estudios ya han demostrado que las combinaciones son más efectivas que las drogas solas y por eso existen varios planes, algunos dentro de la biterapia como Zidovudine mas ddi o dentro de la terapia más agresiva como la triterapia con Zidovudine, ddi asociando un inhibidor de la transcriptasa no nucleosídico como el Nevirapine. El inicio de la terapia antiviral en niños esta marcado por varios hechos: 1) La aparición de sintamos de enfermedad por VIH 2) El nivel de inmunosupresión 2 y 3 según NIVELES DE LINFOCITOS T CD4 SEGÚN EDAD Y ESTADO INMUNITARIO Estado inmunitario < 12 meses 1 a 5 años 6 a 12 años 1) No supresión >1500 >1000 >500 2) Supresión moderada ) Supresión severa < 750 <500 <200 clasificación inmunológica(número de células/cc) 3) Se realiza terapia antiviral a todos los menores de 12 meses, independientemente del resto de los factores considerados. 4) En los niños mayores de 12 meses y asintomáticos con estado inmunitario aceptable, existen dos opciones: a) iniciar el tratamiento, independientemente de los hallazgos clínicos, virológicos e inmunológicos, o b) diferir el tratamiento, iniciando un seguimiento clínico, virológico e inmunológico con los cuales determinar el inicio del tratamiento. En nuestro país, se creo a inicio de la década de 1990, la Policlínica de VIH materno-infantil en el Centro Hospitalario Pereira Rossell, donde se realiza la captación de los niños nacidos de madres infectadas para realizar el diagnostico de niño infectado, niños expuesto y niño serorrevertido. Para llegar a estos diagnósticos es que se realizan los controles clínicos periódicos y los controles virológicos e inmunológicos cada tres meses. ACCIONES FUTURAS Si bien la tasa de muerte por SIDA ha disminuido drásticamente, el resto de las acciones educativas para disminuir el número de nuevos infectados ha tenido poco impacto. Los expertos adelantan que el centro de atención está dirigido a desarrollar vacunas preventivas y a crear nuevas terapias, sobre todo frente al surgimiento de cepas resistentes a los tratamientos actuales. 11

13 EPIDEMIOLOGIA La Organización Mundial de la Salud ha estimado que a fines de 1999, 33.6 millones de personas viven con la infección o enfermedad por el VIH. Se ha estimado también que durante 1999, 5.6 millones de personas se han infectado, de los cuales son niños menores de 15 años. Desde el inicio de la epidemia hasta fines de 1999 han muerto 16.3 millones de personas por esta causa y en 1999 aproximadamente 1/5 de esas muertes ocurren en niños y poco mas del 50% de los adultos corresponden al sexo femenino. En los países industrializados de América del Norte, Europa Occidental y en el Pacifico la disponibilidad de terapia antirretroviral ha permitido reducir la progresión hacia la enfermedad, las muertes y la transmisión vertical. Sin embargo, el numero de nuevas infecciones se ha mantenido relativamente constante en los últimos años, estimándose que existen a fin de 1999, 1.5 millones de personas afectadas por el VIH. En América Latina y el Caribe, se estima que existen 1.7 millones de personas con VIH entre adultos y niños. En suma, los casos de VIH/SIDA continúan diseminándose por todas las regiones del mundo en diferentes proporciones. En diferentes proporción también, se encuentra la disponibilidad y acceso a las terapias efectivas y controladas y a prevenir la transmisión vertical. Por otro lado, el suceso en reducir la mortalidad por SIDA y la transmisión vertical en países industrializados no enmascara la falla de los programas de prevención para reducir la tasa de nuevas infecciones. Características de la infección HIV en el Uruguay diciembre ( datos del MSP, Dirección General de la Salud, División Promoción de Salud, programa Nacional de SIDA) ha registrado un único caso de infección por accidente laboral en personal de salud expuesto. La distribución por sexo es la siguiente: 71,4% hombres y 28,6% mujeres. La faja etaria más afectada está entre los15 y 34 años de edad con un pico de incidencia entre los 15 y 34 años. Con respecto a la distribución geográfica de los infectados tenemos: 76.6%en Montevideo y 20.2% en el interior, con un 3.2% aún no precisada. A la fecha el total acumulado de pacientes HIV positivos alcanza a 3.268casos en todo el país, siendo el total de seropositivos (VIH más SIDA) de infectados. Durante el año 1999 se notificaron 420 nuevos casos HIV+ al Programa Nacional. Los últimos estudios centinela del HIV mostraron una reducción en la progresión geométrica de la epidemia, aunque el número de casos anuales es mayor cada año, alcanzando una prevalencia conocida de 0,27%. Patologías asociadas al SIDA para el período en Uruguay (MSP - Informe Epidemiológico 31/03/99). Afección asociada Nº de casos % Candidiasis orofaríngea ,3 Neumonia por Pn. carinii ,9 Infecciones respiratorias ,1 Tuberculosis ,4 Toxoplasmosis ,0 Enf. Neurológica- encefalitis ,0 Sarcoma de Kaposi 81 6,6 Sepsis 72 5,8 Shigellosis 67 5,4 Citomegalovirus 66 5,3 Criptococcosis 60 4,9 Polineuritis periférica 56 4,5 En la infección HIV predomina la trasmisión sexual (67%)sobre la sanguínea (23.5%), seguida por la trasmisión perinatal (1%) a lo que se agrega un 8.5% de casos cuya transmisión aun no ha sido precisada por no haberse concluido la investigación epidemiológica de dichos casos. Dentro de la transmisión sexual predominan los heterosexuales (59%) si entre ellos incluimos el 5,4% correspondiente a la prostitución femenina. Le siguen los homosexuales (24,1%) y luego los bisexuales (16,9%). El compromiso conjunto de homo/bisexuales es de 41% de los infectados por vía sexual. Dentro de la transmisión sanguínea predomina netamente entre usuarios de drogas intravenosas(98,3%) con compromiso decreciente en hemofílicos(0,8%) y en transfundidos (0,8%). Se 12

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