VIH y SIDA

El VIH es un retrovirus no oncogénico, agente causal del SIDA. Se engloba dentro del grupo de los lentivirus.

A. PROPIEDADES DEL VIH.

1. ORIGEN DEL VIH. La comparación de las secuencias genómicas del VIH-1 y VIH-2 indican que difieren en un 55%, lo que indica un origen y evolución distinto Se cree que un lentivirus productor de inmunodeficiencias en simios (VIS) dio origen al VIH-1 y VIH-2 en momentos diferentes. Estos VIS no producen enfermedad en su hospedador natural, pero al pasar a otras especies cercanas, o incluso al hombre, si pueden producir inmunodeficiencias.

El origen del VIH como una nueva especie de virus se localiza en África. Posiblemente, surgió como consecuencia de que algún tipo de virus que infectaba a monos paso al hombre en algún pasado más o menos lejano.

El VIH-2 es un virus menos patógeno y contagioso que el VIH, predomina en África. El VIH-1 es el que predomina en el mundo occidental.

2. GENOMA DEL VIH. El genoma es más complejo que el de los retrovirus transformantes. El genoma contiene:

a) Los tres genes básicos requeridos para la replicación de los retrovirus: gag, pol, env.

b) Varios marcos de lectura abiertos adicionales. La parte no codificante es muy pequeña (10%), pero es esencial para la expresión de las proteínas víricas e integración del genoma.

c) Genes reguladores o accesorios.

Gen CARACTERÍSTICAS
“tat” Origina la proteína Tat o p14 que activa la expresión de proteínas virales a nivel transcripcional, post-transcripcional y traduccional. Tat se una a LTR y produce trans-activación muy eficiente que explica la naturaleza virulenta de las infecciones del VIH.
“nef” Origina la proteína Nef miristilada que se asocia a estructuras membranosas del citoplasma de la célula hospedadora. Tiene acción inhibidora de los sistemas de traducción de señales celulares. Se une a LTR y retarda la replicación e inhibe la transcripción de genes del VIH. La delección del gen nef inhibe la replicación viral.
“rev” Origina la proteína Rev que inhibe la producción de mRNAs de genes reguladores; y asegura el transporte y procesamiento del ARNm de genes estructurales, regulando así la expresión del virus (paso del programa temprano a tardío).
“vif” Codifica la proteína Vif (factor de infectividad viral) que participa en la morfogénesis de los nuevos viriones. Se asocia a la infecciosidad del virus. Aumenta la infectividad viral. La delección del gen vif origina partículas víricas aberrantes.
“vpu”(sólo VIH-1) Está implicada en el proceso de ensamblaje y/o liberación de los nuevos viriones (gemación). También impide el paso de CD4 a la superficie.
“vpr” codifica para la proteína Vpr que participa en el transporte del ARN viral al núcleo celular después de la entrada.
“vpx” Codifica una proteína que aumenta la infectividad viral.
“tev” Codifica la proteína Tev que activa los genes tat y rev.

d) Las regiones de mayor divergencia entre los diferentes virus aislados se localizan en el gen “env” que codifica para las proteínas de la cubierta. El genoma celular no contiene oncogenes.

e) El LTR del virus actúa como promotor (5’) o terminador (3’). Es indispensable para la replicación, transcripción y empaquetamiento del ARN vírico.

3. PROTEÍNAS ESTRUCTURALES.

GEN PRECURSOR PROTEÍNAS
“gag” p55 (proteína precursora de los Ag de grupo internos que está codificada por el gen “gag” y es procesada por la proteasa originada por el gen “pol”) p17: proteína miristilada de la matriz (MA).

p24: proteína de la cápsida (CA).

p15 (proteína precursora de las proteínas de la núcleo-cápsida. Procesada por la proteasa) p6: ribonucleoproteína unida al ácido nucleico que es esencial para la encapsidación (NC).

p9: proteína rica en prolina (NC).

“pol” gp190 (proteína precursora de enzimas) p11: proteasa (Pro) es un homodímero que es activa en forma de precursor, actuando en cis o trans. Pertenece a la familia de las aspártico proteasas, como la renina.

p66: es un heterodímero con actividad enzimática doble. En su forma p66 tiene actividad de transcriptasa inversa (RT) y ARNasa H. En su forma p51 solo tiene actividad de RT.

p34: integrasa (IN).

“env” gp160 (es procesada por las proteasas celulares del RE para liberar) a) VIH-1:

gp120: proteína de superficie que se une al CD4.

gp41: proteína transmembranal que participa en la fusión con la membrana plasmática.

b) VIH-2.

gp125: proteína de superficie equivalente a gp120.

gp36: proteína transmembranal equivalente a gp41.

B. SISTEMA INMUNE, BLANCO DEL VIH.

1. CÉLULAS DIANA DEL VIH. El VIH infecta distintos tipos de células de distintos tejidos humanos.

a) Tejido linfoide (células CD4+): linfocitos T CD4+, macrófagos, linfocitos B, monocitos, células NK, células stem, células dendríticas.

b) Tejido nervioso: células de microglia, neuronas.

c) Tejido epitelial (puerta de entrada del VIH): células mucosas de intestino grueso y epitelio vaginal; células de Langerhans.

La replicación del virus en el organismo generará distintos subtipos del VIH que pueden tener un tropismo celular diferente. Ej: el VIH aislado del SNC crece mejor en macrófagos que el VIH aislado de sangre periférica.

Las células en las que el VIH se replica mejor y que, además, constituyen el hospedador principal del VIH son los linfocitos T CD4+. Cuando el VIH infecta a otras células, la cantidad de virus producido es baja. Las células del sistema monocito-macrófago funcionan como reservorio y permite el paso de célula a célula.

La entrada del VIH es a través de la gp120, que se pone en contacto con CD4 y permite que la gp41 entre en contacto con un factor de fusión de la membrana celular. Después se produce la fusión de membranas celular y viral. Se han descrito otras rutas de entrada alternativas en las que la gp120 se une al fosfolípido galactosil-ceramida, la fuchina (proteína de membrana) y los Rc de quimioquinas.

2. EL VIH ATACA A LAS CÉLULAS EN SU ESTADO FUNCIONAL. El VIH sólo es capaz de replicarse en un determinado estadio del ciclo celular que varia según el tipo de célula:

– LT: cuando las células están proliferando.

– Monocito-Macrófago: sólo en la fase diferenciada de macrófago (no se divide).

La activación del provirus se produce por acción de factores de transcripción de origen celular que interacciona con secuencias reguladoras presentes en el LTR del provirus: NF-kB, AP1, SP1, NF-AT. La IL-2 y el TNF actúan vía NF-kB, estimulando a los linfocitos y al virus. El LT CD4+ infectado se activa, permitiendo su expansión y multiplicación, y expresión del virus, a partir de distintos estímulos antigénicos vehiculizados por CPA (presentación de Ag, citocinas) y mitógenos (PHA, ConA). Estos estímulos activan a la PLC, se produce DG e IP3, que conducen a la activación de la PKC y otras kinasas. Posteriormente, las proteínas de membrana e intracelulares se fosforilan y a través de factores nucleares, activan los genes de IL-2, Rc de IL-2, IFN-g, LTR del VIH integrado. El IFN-a y b inhiben la replicación del virus, al inhibir la retrotranscripción y bloquear la salida de nuevas partículas víricas.

También pueden influir estímulos no antigénicos como la coinfección con herpexvirus, que aumenta la expresión del provirus. Estos virus sintetizan factores de regulación que se unen al LTR y activan la transcripción.

Las infecciones oportunistas en pacientes de SIDA desencadenan la secreción de TNF, que activa a los LT y al provirus integrado.

3. AISLAMIENTO DEL VIH. Se aísla de:

a) Fluidos acelulares: plasma, suero, lágrimas, secreciones óticas, saliva, orina, vaginal/cervical, semen, leche, LCR.

b) Células infectadas: células mononucleares, saliva, líquido bronquial, líquido vaginal/cervical, semen.

4. FACTORES CLAVES DE LA PATOGENIA. Además de los estímulos antigénicos y los distintos factores que van a influir en la activación, existen tres características fundamentales asociadas al virus:

4.1. VARIABILIDAD ANTIGÉNICA ALTA. Esta variabilidad se debe a:

– Errores cometidos por la RT viral (104 bases/ciclo de replicación/virus).

– Mutaciones puntuales.

– Inserciones.

– Delecciones.

– Recombinaciones entre secuencias virales.

Esto hace que cada genoma sea único y la población de VIH, como una población de genomas muy estrechamente relacionados. La consecuencia fundamental es que los Ac neutralizantes no reconocen a otras estirpes virales presentes en el organismo y se van a seleccionar a lo largo de la epidemia. Está es la dificultad fundamental para conseguir una vacuna.

4.2. TROPISMO. Propiedad de un virus determinado para infectar un tipo determinado de células o tejidos. Estaría constituidos por dos funciones: unión al Rc y capacidad de penetración.Se ha comprobado que la mutación de un sólo aminoácido en la gp120 puede transformar, en un virus, la capacidad de infectar a monocitos y LT.

– Monocitos: virus procedentes del SNC

– LT: virus procedentes de sangre.

4.3. VIRUS DEFECTIVOS. Partículas con genoma incompleto que participan en la destrucción de células infectadas.

5. DESARROLLO DE LA INFECCIÓN.

5.1. INFECCIÓN AGUDA. Durante las primeras semanas aparecen los síntomas de la infección aguda, que duran 1-2 semanas, y desaparecen dejando al individuo asintomático. Aparece un cuadro pseudogripal o parecido a la mononucleosis infecciosa. El virus se replica activamente y está presente en sangre y LCR. El número de LT CD4+ en sangre periférica disminuye por destrucción directa o indirecta, o por quedar atrapados en los órganos linfoides.

Los órganos linfoides son los principales centros de replicación del VIH, y los que están liberando continuamente partículas víricas a sangre periférica.

5.2. PERÍODO VENTANA. En este período no se detectan Ag ni Ac relacionados con la infección. Dura unas 8 semanas.

5.3. PERÍODO ASINTOMÁTICO. Suele durar de 2 a 10 años.

– A las 3-6 semanas después de la infección aparece el Ag p24 y a las 8 semanas los Ac contra las proteínas víricas, que permanecen durante toda la vida. El virus desaparece de sangre periférica hasta fases más avanzadas de la infección.

– El título de Ac anti-gag y anti-pol disminuyen y después aumentan 1 año antes del comienzo de la sintomatología. Este modelo le sigue el 95% de los infectados.

– Un 5% de los infectados, tras un período de seropositividad se produce la perdida de Ac, pero se sigue detectando el virus en sangre (como provirus dentro de los LT CD4+) por PCR.

Estas variaciones son debidas a que la replicación puede ser suprimida gracias a mecanismos celulares, víricos e inmunológicos.

Durante este periodo los LT CD4+ permanecen constantes, aunque existe una tendencia a las disminución. La disminución de los LT CD4+ se correlaciona con el aumento de virus en sangre y la progresión a SIDA. Cuando la cantidad de LT CD4+ permanece constante, no aumenta la carga viral en sangre. En este periodo se van a producir y seleccionar virus cada vez más patogénicos que van a destruir con mayor eficacia los LT CD4+, aumentando la carga viral. Van a aparecer:

– Cepas con cinética de replicación rápida, que van a ser capaces de producir un gran número de partículas víricas en poco tiempo.

– Cepas sincitiales capaces de formar sincitios entre una célula infectada (gp120+) y no infectadas (CD4+). La funcionalidad del sincitio es virtualmente nula y la supervivencia muy baja.

– Cepas resistentes a los fármacos.

5.4. EXPANSIÓN DE LA INFECCIÓN. La progenie viral resultante de la replicación vírica en órganos linfoides se disemina por la corriente sanguínea para repetir su ciclo vital infectando otros LT CD4+. El número de LT CD4+ infectados en sangre periférica es muy bajo (1/1000) en pacientes asintomáticos; cifra que aumenta unas 100 veces en pacientes sintomáticos. Se ha comprobado que sólo el 10% de las células infectadas producen nuevos viriones. En el resto de las células, el provirus permanece inactivo.

A medida que la destrucción del sistema inmune se acentúa, progresa la enfermedad y disminuye el número de LT CD8+ que bloquean la replicación viral en las células infectadas.

6. RESPUESTA INMUNE FRENTE AL VIH.

6.1. RESPUESTA HUMORAL.

a) Secreción de IgA antiviral en mucosas y secreciones.

b) Formación de Ac séricos (IgM e IgG) que pueden ser:

– Ac neutralizantes de una cepa determinada que están dirigidos contra una región de la gp120 y bloquean la unión a CD4 y la fusión a los LT CD4+.

– Ac bloqueantes de la transmisión madre/hijo dirigidos contra otras regiones de la gp120.

– Ac potenciadores de la infecciosidad a través de mecanismos Fc dependientes. Infecta a monocitos, macrófagos, fibroblastos, etc.

Se puede producir hipergglobulinemia por activación de los LB. Esto puede conducir a síndromes autoinmunes porque los Ag víricos presentan analogía con Ag celulares presentes en la membrana plasmática (ej: MHC-II).

6.2. RESPUESTA CELULAR.

a) LT CD8+ reactivos contra las células infectadas, que tienen Ag víricos asociados al MHC. Estos LT tienen acción:

– Citotóxica: destruyen la célula infectada.

– Secretora: secretan una linfocina que inhibe la replicación vírica.

b) Las NK lisan células infectadas, mediado por Ac anti-gp120 dirigidos contra el Ag que hay sobre la membrana celular.

C. SIDA. El SIDA propiamente dicho se define como el desarrollo de infecciones oportunistas importantes que refleja una deficiencia subyacente en la inmunidad mediada por células y/o en el desarrollo de tumores oportunistas como el sarcoma de Kaposi, el linfoma no-Hodgkin o Hogdkin de células B. Hay pacientes que pueden llegar a más de 10 años sin que aparezcan síntomas.

Un problema adicional es la enfermedad neurológica debida a efectos directos del VIH sobre las células del SNC.

1. ALTERACIONES INMUNOLÓGICAS.

1.1. Linfopenia y disminución del cociente CD4/CD8. El VIH es citopático para los LT CD4+ (daño directo), produciendo formación de sincitios, inducción de apoptosis y lesiones celulares por la replicación y gemación vírica. Los LT CD4+ también se pueden destruir por un daño indirecto, como la destrucción de células no infectadas que tienen alguna proteína viral fijada en la membrana..

1.2. Alteraciones funcionales de las células T: anergia por deficiencia en la regulación de la respuesta inmune (falta de citocinas como IL-2, IFN-g y otras linfocinas activadoras de macrófagos) que ocasionaría un desequilibrio funcional. Esto va a permitir la aparición de algunos tipos de tumores raros como el sarcoma de Kaposi.

Las células infectadas liberan gp120 que producen bloqueo de los CD4 de las células no infectadas. Otro mecanismo es la inactivación de las moléculas del MHC-II de las CPA. También se cree que algunos antígenos víricos pueden funcionar como superantígenos y estimular la producción de linfocitos y de Ig de forma masiva, pero sin una selección clonal por un antígeno.

1.3. Alteración funcional de las células B: activación policlonal que da lugar a niveles elevados de Ig, inmunocomplejos y fenómenos autoinmunes. Se cree que es debida al VIH y a las infecciones oportunistas por CMV y VEB que provocan activación policlonal. Hay reacción deficiente a Ag nuevos (anergia).

1.4. Alteraciones en los monocitos: quimiotaxis y citotoxicidad disminuida o aumentada. Pueden estar infectados y extender la infección por todo el organismo, como el SNC. Estas células sirven de reserva principal del virus en el organismo, ya que puede vivir dentro y ser transportado a otros órganos.

También infecta a las células dendríticas (por expresar bajos niveles de CD4 o a partir del Rc de Fc). Estas células se destruyen con menos frecuencias que los LT CD4+. Parece ser que los efectos neurológicos están mediados por la infección de la microglia y otras células fagocíticas del SNC; sin embargo, parece que también infecta a las neuronas y células gliales.

2. CÁNCER. La frecuencia de cáncer es del 40%; el 90% de estos casos es el sarcoma de Kaposi (poco frecuente) y el 10% linfomas malignos.

a) Sarcoma de Kaposi (SK): No hay relación directa entre HIV y SK porque el HIV no es un virus transformante, y sí citopático. Se cree que los LT infectados por HIV liberan factores de crecimiento que estimulan el crecimiento de células mesenquimáticas, como las células endoteliales.

b) Linfomas no Hodgkins y Hodgkins: son más frecuentes de lo normal y más agresivos en pacientes infectados. Hay una incidencia preferencial de linfomas no Hodgkins de LB, como el linfoma de Burkitt.

3. INFECCIONES OPORTUNISTAS.

GRUPO AGENTES
Virus – CMV: retinitis, enteritis, cerebritis, neumonitis, esofagitis, adrenalitis.

– VEB: mononucleosis infecciosa, linfoma de Burkitt.

– VHS, VVZ: afectación mucocutanea grave.

Bacterias – Mycobacterium avium-intracellulare: infecciones diseminadas a médula ósea, pulmones, ganglio linfático, hígado.

– Mycobacterium tuberculosis: pulmonar y diseminada.

– Salmonella: septicemia, diarrea.

– Legionella, listeria, nocardia.

Parásitos – Neumocistis carinii: neumonia.

– Toxoplasma gondii: encefalitis.

– Criptosporidium e Isospora belli: diarrea grave y prolongada, desnutrición.

Hongos – Candida albicans: muguet oral, esofagitis, diseminada.

– Aspergillus: afectación pulmonar y ganglionar.

– Criptosporidium immitis e Histoplasma capsulatum: meningitis, afectación pulmonar.

F. DIAGNOSTICO DE LABORATORIO.

1. DETECCIÓN DEL VIRUS.

1.1. Ac ESPECÍFICOS CONTRA PROTEÍNAS VIRALES.

– Alta sensibilidad, reproducibilidad y disponibilidad.

– Detección posterior a seroconversión.

– La ventana de seroconversión es de 8-12 semanas después de la infección.

– Durante los 5 primeros meses de infección el 95% de los pacientes alcanzan niveles de Ac detectables.

1.1.1. ELISA: test de rutina en el screening de muestras de sangre en los bancos de sangre.

– Usan Ag recombinantes o peptidos sintéticos.

– Detectan IgM e IgG contra los Ag virales como p24 y gp120.

1.1.2. WESTERNA-BLOT: test confirmativo que elimina falsos positivos.

– Mayor sensibilidad que los ELISAs de 2ª generación, pero igual o menor que los de 3ª generación (tipo sandwich).

– Las primeras bandas que aparecen son los anti-p24 y/o anti-gp160.

– Algunos investigadores recomiendan los test de Ag del VIH para las muestras ELISA y WB positivos.

1.2. DETECCIÓN DE ANTÍGENOS O PARTÍCULAS VIRALES. Se usan cuando:

– Las pruebas de detección de Ac resultan contradictorias.

– Clara exposición a la infección y no hay evidencia de seroconversión.

1.2.1. TEST DE ANTIGENEMIA.

– Se usa un ELISA para detectar un Ag vírico.

– Como norma habitual, se examina la presencia del Ag p24 nuclear. La franja de detección del Ag comienza antes que la detección de Ac, siendo la que más se acerca al momento de la infección.

– La presencia comprobable de Ag en plasma suele terminar pocos días después de la serconversión, perdiendo su validez está prueba.

1.2.2. TEST DE CARGA VIRAL. Se hace una RT-PCR a partir de plasma. En la RT-PCR, primero se transforma el RNA vírico que hay en el plasma a cDNA, para después hacer una PCR específica sobre este cDNA.

1.2.3. COCULTIVO DE LINFOCITOS DE SANGRE PERIFÉRICA. Se ponen en cultivo linfocitos de sangre periférica del paciente y linfocitos de donante estimulados anteriormente con fitohemaglutinina durante 48h. Estos linfocitos se mantienen en un cultivo celular estimulados con IL-2 durante unos 14-30 idas, después de este tiempo:

– Se recoge el sobrenadaste y se hace un ELISA de Ag p24 para detectar la presencia de virus.

– Se lleva al microscopio de contraste de fase para observar la formación de sincitios y efecto citopático del virus..

1.3. DETECCIÓN DE ÁCIDOS NUCLÉICOS VIRALES.

– La técnica usada es la PCR, que tiene una alta sensibilidad ya que permite la amplificación y detección del DNA proviral o de los Das virales no integrados presentes en el citoplasma de las células infectadas.

– Obtienen resultados positivos antes de la seroconversión, aunque en estos casos se requiere la confirmación por WB o test de antigenemia.

– La PCR permite distinguir entre estados de latencia y actividad viral, mediante la detección de mRNAs virales transcritos en las células infectadas. La técnica consiste en extraer el RNA total de la célula, pasarlo a cDNA por acción de RT, realizar un ensayo de PCR con los cDNAs obtenidos utilizando primers específicos de genes virales.

– La PCR también es importante para la detección de la transmisión vertical (madre/feto) del virus. El análisis de LT del recién nacido discrimina entre la presencia de Ac anti-HIV procedentes de la madre o el feto (la IgG puede tener estos dos orígenes).

2. MARCADORES PRONOSTICO.

2.1. RECUENTO DE LT CD4+. Es la prueba de valor pronostico más evidente para identificar a las personas con mayor riego de progresión a SIDA (tiende a disminuir). La población de LT CD4+ disminuye progresivamente con el avance de la enfermedad. Se usan como marcadores del desarrollo de la infección:

– Número de LT CD4+: disminuye progresivamente.

– Relación CD4/CD8: pasa de 2:1 a 1:2.

2.2. OTROS MARCADORES INMUNOLÓGICOS.

– Aumento de la carga viral: se correlaciona con una disminución de LT CD4+ y progresión a SIDA

– Descenso de Ac anti-p24: marcador más temprano que la disminución de CD4+. La perdida o los títulos descendentes de Ac contra las proteínas p24 o p17 predicen el resultado precoz adverso.

– Ac neutralizante (Ac anti-gp120): descienden con la aparición de los síntomas.

– Marcadores serológicos: b-2-microglobulinas, neopterina, CD8 soluble (sCD8) y Rc soluble de IL2.

– Capacidad de estimulación por Ag soluble o la citotoxicidad: evolución de la respuesta celular. La prueba de anergia cutánea o la respuesta celular a Ag o mitógenos se emplean para medir la función linfocitaria. Estas respuestas están disminuidas en VIH que no progresan con rapidez.

– Inmunidad de la mucosa intestinal.

2.3. MARCADORES VIROLÓGICOS. La presencia del virus y sus componentes o productos en la sangre indican desarrollo de la infección. La persistencia de la antigenemia VIH más allá de la fase inicial de la infección está asociada con un alto riesgo de progresión a SIDA.

G. TRANSMISIÓN.

1. VÍAS DE TRANSMISIÓN.

– Vía sexual (depende del inoculo y el estado del huésped externo).

– Vía transplacentaria (50% de tasa de infección).

– Vía parenteral.

– Trasplante de órgano.

2. FACTORES QUE AFECTAN A LA ENFERMEDAD.

a) Enfermedad de transmisión sexual: la transmisión sexual en individuos homosexuales aumenta el riesgo de progresión.

b) Enfermedad transmitida por vía intravenosa: el empleo de drogas por vía intravenosa se relaciona con un riego aumentado de progresión.

c) Embarazo e infancia: el embarazo en mujeres infectadas por VIH que han dado a luz dos o más niños después de la infección parece aumentar el riesgo de infección.

d) Activación celular: la activación de linfocitos y macrófagos portadores de VIH promueve la replicación viral mediante la puesta en marcha del LTR del VIH. Herpes virus y HTLV pueden activar la replicación porque sus propios mecanismos de transactivación pueden actuar también directamente sobre el LTR. Esta activación conduciría a una mayor carga viral y a un mayor riesgo de progresión de la enfermedad.

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