El virus de la Hepatitis C

VIRUS DE LA HEPATITIS C

El Virus de la Hepatitis C (VHC) fue inicialmente reconocido como agente productor de la hepatitis no-A, no-B, y clonado posteriormente por Choo et al. en 1989 [1]. La infección por VHC es una de las principales causas de hepatopatía crónica y puede producir cirrosis, enfermedad hepática terminal y hepatocarcinoma. Además es la primera causa de transplante hepático y de muerte asociada a enfermedad hepática. De acuerdo a las últimas estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, el 3% de la población mundial (aproximadamente entre 170 y 200 millones de personas) está infectada, correspondiendo 4 millones a USA y unos 5 millones a Europa. La prevalencia varía según los distintos países, su grado de desarrollo o, incluso, las diferentes zonas y circunstancias sanitarias dentro del mismo país. En España se considera que la población infectada oscila entre el 2,5% [2-3]. Alrededor del 80% de los infectados evolucionan a la cronicidad, entre un 10-20% desarrollan una cirrosis en un plazo de unos 20 años y anualmente el 2% de los pacientes desarrollan un hepatocarcinoma [4].

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Características virales

Estructura genómica del VHC

El VHC es un virus RNA, de polaridad positiva, con un genoma de 9,5 Kb, y un tamaño que oscila entre 55 y 65 nm (Figura 1). Tiene una cápsida proteica y una envuelta. Taxonómicamente se encuentra encuadrado en los Flavivirus y presenta una serie de genotipos, subtipos y cuasiespecies [5]

Figura 1. Estructura del Virus de la Hepatitis C.

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El genoma (Figura 2) contiene un marco abierto de lectura único de, aproximadamente, 3000 aminoácidos, flanqueado por regiones no traducidas altamente conservadas, denominadas 5´ y 3´UTR. De las dos, la región 5´ es la mejor conservada, la que menos varía, con analogías superiores al 98%, y cuya principal función es permitir la unión del ribosoma de las células hospedadoras al RNA vírico en la estructura conocida como IRES (internal ribosome entry sites). Contiene tres proteínas estructurales (core, E1, E2) y siete proteínas no estructurales o NS (p7, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A y NS5B).

Figura 2. Estructura del genoma del virus de Hepatitis C.

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El marco de lectura presenta dos regiones: una estructural y otra no estructural. La primera es capaz de codificar las proteínas de la cápsida (C) y las gp31 y gp70 (E1 y E2) de la envuelta. Los primeros 191 aminoácidos del extremo N-terminal de la región estructural codifican las proteínas de la cápside. Estas proteínas tienen capacidad de unirse al ARN viral, son inmunógenas y presentan una secuencia de aminoácidos altamente conservados entre los diferentes aislados víricos y las gp31 y gp70 (E1 y E2) de la envuelta [6]. A continuación, se encuentra la región HVR2. E1 y E2 se relacionan físicamente entre sí para desempeñar un papel importante en la fijación del virus y su entrada en las células diana.

La segunda región, no estructural, codifica para toda una serie de enzimas con acción proteasa, helicasa, RNA-polimerasa dependiente de RNA, etc. Dentro de esa región, es importante reseñar el papel de NS3 y, sobre todo, NS5 por presentar ésta el sitio de unión a la PKR (protein-kinasa) y la zona ISDR (región determinante de la sensibilidad al interferón), ambas implicadas en los fenómenos de variabilidad y resistencia al tratamiento [6, 7]. Es importante la enorme variabilidad en la secuencia de aminoácidos de regiones HVR de E2 o NS5A. Esta variabilidad puede generarse a través de mecanismos de selección específicos que operan en el virus y que están asociados con escape del sistema inmune. Por ejemplo, la región HVR en E2 puede ser blanco de anticuerpos neutralizantes y la persistencia entonces requiere variaciones continuas de la secuencia viral para evadir la respuesta de células B.

Variabilidad genética del VHC.

De entre los virus de interés en patología humana, el Virus de la Hepatitis C es uno de los virus con un mayor grado de diversidad genética que se han estudiado hasta el momento. La heterogeneidad genética es una de las características biológicas más relevantes del VHC [8]. La heterogeneidad genética que presenta puede ser intragenoma, dando lugar a las cuasiespecies víricas, e intergenómica, que da lugar a los genotipos y subtipos [9]. Se identifican 6 genotipos principales denominados del 1-6 y los subtipos que son más de 100 determinados con las letras “a” a la “k”.

La poliproteína de cepas correspondientes a diferentes genotipos puede variar hasta un 30%, llegando a ser las diferencias de hasta un 50% en zonas más variables como las proteínas de envoltura (E1 y E2). La variabilidad genética es especialmente elevada en la porción aminoterminal de la proteina E2 ó región hipervariable 1 (HVR1). En cada genotipo se ha identificado un número variable de subtipos, que se denominan 1a, 1b, 2a, 2b, et… Algunos genotipos como el 1a, 2a y 2b están ampliamente distribuidos por todo el mundo mientras que otros, como 5a y 6a, están restringidos a determinadas áreas geográficas (Figura 3). En Estados Unidos, Japón y Europa Occidental los genotipos más frecuentes son el 1a, 1b, 2a y 3a, aunque la frecuencia relativa de cada uno de ellos es variable entre distintos países e incluso entre distintas regiones de un mismo país. El genotipo 1a predomina en Norteamérica y en el Norte de Europa, mientras que el 1b predomina en Japón y en el Sur y el Este de Europa. El genotipo más frecuente en España es el 1b [10].

La elevada cinética de replicación viral y la baja fidelidad de la enzima responsable de la replicación (la RNA polimerasa dependiente de RNA) son los dos principales factores que explican la elevada variabilidad genética de este virus. El virus tiene una vida media de 2,5 h en sangre y existe una alta producción diaria de partículas virales (1012) en los pacientes con infección crónica; la cinética de replicación viral es, por lo tanto, superior incluso a la del VIH. En segundo lugar, la enzima que se encarga de la replicación tiene una tasa de error aproximada de 10-4 [11]. De este modo, será fácil comprender que la población que infecta a un individuo es una mezcla muy heterogénea de genomas muy relacionados entre sí, con una homología superior al 98%, y que se denominan cuasiespecies, siendo responsables de la variabilidad intragenoma [5]. La cuasiespecie predominante sería aquella que contara con mayor capacidad replicativa en el huésped. Durante la infección, el número y la composición de mutantes en la población viral cambian constantemente en relación con los cambios de su entorno, lo que constituye una gran ventaja adaptativa para el virus. Cuando el conjunto replicativo esta bien adaptado a su entorno, las mutaciones nuevas tienden a ser deletéreas y a disminuir la capacidad general de replicación de los genomas que lo portan. Cuando, por el contrario, el conjunto replicativo no está bien adaptado, las nuevas mutaciones pueden ser  ocasionalmente ventajosas, empujando a la selección a una nueva distribución en el espacio de secuencias virales.

Figura 3. Nomenclatura de las variantes del VHC y distribución mayoritaria de los distintos genotipos del VHC

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Sin embargo, la variabilidad genética no parece ser igual en todas las áreas del genoma, hay unas partes del genoma que están bien conservadas, mientras que otras muestran distintos grados de variabilidad. En la región codificadora, los genes de envoltura E1 y E2, sobre todo la secuencia de este último, conocida como región hipervariable 1 (HVR-1), muestran la mayor variación genética, por lo que ha sido utilizada para la identificación de las distintas variantes virales o cuasiespecies de lo individuos infectados con el VHC, mientras que el gen de la proteína core es el mas altamente conservado. La región 5’-NTR y porciones de 3’-NTR también están conservadas.

La región HVR-1 es, probablemente, el mayor epítopo de neutralización del VHC y las mutaciones que se acumulan en esta región permiten al virus evitar la neutralización contribuyendo al establecimiento de infecciones persistentes, y en la respuesta deficiente al tratamiento con IFN. La aparición de anticuerpos contra la secuencia predominante de la HVR1 se sigue con la aparición de una nueva cuasiespecie con una secuencia en HVR1 que no es reconocida por los anticuerpos previos [12]. También hay datos que apoyan la aparición de mutantes de escape frente a la respuesta inmune celular ejercida por linfocitos T citotóxicos (CTL) frente a epítopos localizados en regiones conservadas como la proteina NS3 [13].Así, la diversidad de las cuasiespecies del VHC puede, por tanto, contribuir al desarrollo de cronicidad durante la infección debido a los rapidos cambios que suceden en las proteínas de la envoltura viral como mecanismo de escape a la presión inmune ejercida por el huésped. Sin embargo, el escape inmunitario no parece ser el único mecanismo que utiliza el virus para persistir del huésped.

Existen pacientes infectados por más de un genotipo o subtipo, lo que se denomina infección mixta. En un mismo paciente sólo se han descrito por el momento variantes intragenoma, y no variantes intergenoma, lo que quiere decir que no se ha demostrado el cambio de genotipo o de subtipo [14]. Según esto, si tenemos en cuenta la tasa de mutación anual del VHC, podemos deducir que para que en un mismo hospedador se pudiera originar el cambio de subtipo desde el virus parental deberían pasar al menos 50-60 años. Todo esto puede cambiar en el futuro, si se confirman los datos recientes que describen el primer caso de recombinación intergenotipo en el VHC [11].

Ciclo vital del virus de la Hepatitis C.

El VHC se replica preferentemente en el citoplasma de los hepatocitos, pero también es capaz de infectar a otras células como las células dendríticas [15] y células B [16]. En el suero el VHC se puede encontrar libre, unido a inmunoglobulinas o asociado a lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y lipoproteínas de baja densidad (LDL) siendo esta última la forma infectiva más plausible. Las glicoproteínas de la envuelta viral son capaces de unirse a múltiples proteínas de membrana que podrían servir como receptores. Entre estas proteínas se encuentra el receptor de LDL, el receptor scanvenger de clase B tipo I (SR-BI) [17], la molécula de adhesión intercelular 3 no integrina específica de células dendríticas (Dc-SING, CD209) [18] y la tetraspanina (CD81) [19]. Tras la posible endocitosis mediada por receptor se produciría la fusión de la envuelta viral con la membrana de los endosomas en un proceso mediado por glucoproteínas de la envuelta y dependiente del PH [20]. Esto indica que la entrada se produce pasando por vesícula que, probablemente, maduraran a endosomas donde se producirá la fusión de la envuelta viral con la  membrana endosomal y liberación del genoma viral al citoplasma, en donde se traducirá y replicará, cerrando así su ciclo vital.

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Una vez en el citoplasma, el genoma viral se traduce generando la poliproteína viral en un proceso independiente de Cap y que requiere de la unión de 40S del ribosoma al sitio IRES en la región 5´UTR, proceso que en la región 3´UTR podría tener un papel regulador. El procesamiento de la lipoproteína viral por proteasas celulares y del propio virus, genera las proteínas virales maduras que junto al RNA viral y factores celulares forman un complejo membranoso de replicación perinuclear. La formación de nuevas partículas virales comienza presumiblemente con la interacción del RNA genómico y las proteínas de la cápsida para formar la nucleocápsida. Esta unión parece que, de alguna forma, es un mecanismo que funcionaría como un interruptor: apagando el proceso de traducción/replicación y encendido en el de ensamblaje. La nucleocápsida adquiere la envuelta mediante gemación al salir del retículo endoplásmico. Finalmente, el virión es liberado mediante la ruta de secreción mediada por el aparato de Golgi. Luego estas se exportan por exocitosis (Figura 4).

Figura 4. Replicación viral del VHC.

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Inmunopatogenia de la Infección por el virus de la Hepatitis C.

La importancia del sistema inmune en el control del VHC es bien conocida. Hasta un 20% de los pacientes que se infectan por primera vez por dicho virus, este es eliminado por el sistema inmunológico sin necesidad de ningún tratamiento farmacológico [21]. En cuanto a la inmunidad humoral, la aparición precoz de anticuerpos neutralizantes frente al VHC, especialmente en dominios conservados, podría jugar un papel importante en la eliminación del VHC. El aumento de la avidez de los anticuerpos frente al VHC se correlaciona con la eliminación del VHC [22]. También hay datos que sugieren que la HVR1 contiene un dominio de neutralización relevante porque anticuerpos frente a este dominio pueden hacer la infección del VHC autolimitada [23].

En cuanto a la inmunidad celular frente al VHC (Figura 5) durante la infección se produce una respuesta policlonal poco intensa. Una función cooperadora específica para el VHC deficiente junto a una citotoxicidad de linfocitos T CD8+ ineficaz tiene como resultado la persistencia de viremia y la evolución a cronicidad [11]. Sin embargo, si se aprecia que las respuestas proliferativas CD4+ son más intensas, tienen un perfil de citocinas Th1 y hay CTL dirigidos contra antígenos del VHC en individuos que resuelven la infección [21]. Todo esto sugiere que en aquellos pacientes con una infección por VHC que se autolimita, la respuesta inmune frente al virus es más vigorosa, mientras que en aquellos en los que el virus persiste la respuesta inmune es más débil. Desgraciadamente, no sabemos si estas diferencias son la causa o la consecuencia de la diferente evolución de la infección.

Figura 5. Respuesta inmune frente al Virus de la Hepatitis C.

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Evolución aguda y crónica de la infección vertical por el virus de la hepatitis C

El seguimiento prospectivo de niños infectados indica que la hepatitis C vertical no se acompaña de síntomas, no hay ningún caso de ictericia o malestar atribuible a ella. Sin embargo, la mayoría presenta disfunción hepática (elevación de transaminasas) a lo largo del primer año de vida. En un 30% de casos se alcanzan cifras de alanina amino transferasa (ALT) superiores a 250 U/l (hasta 1.000 U/l) mientras que el resto tiene alteraciones poco llamativas. La alteración máxima puede ocurrir en el primer o en el segundo semestre. La viremia se detecta desde el primer control (entre el primer y tercer mes) mientras que la disfunción en la mitad de los niños no existe todavía a esa edad [24].

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En el seguimiento, la alteración de ALT tiende a ser menor a partir del año, y en muchos oscila con valores normales. El anticuerpo anti-VHC es positivo de forma permanente y la determinación de RNA-VHC permite establecer si hay eliminación o no de la infección. Al año de edad solamente el 10% han aclarado el virus, al final del segundo año el 20-30%, y es raro observar curación más tardía. En conjunto, el 70-80% de los infectados por vía vertical continúan como infectados crónicos. No hay datos fiables predictivos de eliminación, pero una cifra de ALT muy alta en algún momento durante el primer año se ha asociado a curación posterior [25].

La infección crónica por el VHC tiene el riesgo de progresión de fibrosis portal hasta llegar a establecer cirrosis, tras la cual el sujeto desarrolla insuficiencia hepática y/o hepatocarcinoma. Estos hechos suceden en una parte de sujetos infectados, y tras un tiempo largo de infección. Los factores de alto riesgo identificados en adultos son el sexo masculino, la ingesta de alcohol, las sobreinfecciones por otros virus (VIH, VHB), edad mayor de 40 años y una duración de la infección mayor de 20 años. La progresión de la fibrosis es la norma para todos los individuos, más lenta en los primeros 10 años, pero más rápida en los siguientes 10 años, y mucho más rápida en los siguientes 20 años. El pronóstico individual es muy difícil de establecer, pero globalmente el 20% de los adultos tienen cirrosis tras 10 años de infección.

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