Post on 04-Aug-2015
Tema 24: Lentivirus y VIH
Lic. Liliana Gómez Gamboa (Mg.Sc.)
Familia Retroviridae Género Lentivirus
PROPIEDADES IMPORTANTES DE LOS LENTIVIRUS
VIRION: Esférico, 80-100 nm en diámetro, core cilíndrico.
GENOMA: ARN de cadena única, lineal, sentido positivo, 9-10 kb, diploide, más complejo que otros retrovirus oncogénicos, contiene hasta seis genes de replicación adicionales.
PROTEÍNAS: glicoproteína de la envoltura (variación antigénica), enzima transcriptasa reversa contenida dentro de los viriones, proteasa requerida para la producción de virus infecciosos.
ENVOLTURA: presente.
REPLICACIÓN: la transcriptasa reversa hace copias de ADN del ARN genómico formando un provirus de ADN. La variabilidad genética es común.
MADURACIÓN: las partículas brotan desde la membrana plasmática.
PROPIEDADES IMPORTANTES DE LOS LENTIVIRUS
CARACTERÍSTICAS SOBRESALIENTES: • Los miembros no son oncogénicos y pueden ser citocidas. • Infectan células del sistema inmunitario. • Los provirus permanecen asociados permanentemente con las células. • La expresión viral está restringida en algunas células in vivo. • Ocasionan enfermedades crónicas, lentamente progresivas. • La replicación es usualmente específica de especie.
La característica morfológica propia del VIH es
un nucleoide cilíndrico en el virión maduro.
Micrografía electrónica de linfocitos
infectados por el VIH, mostrando una gran
acumulación de virus producidos en la
superficie celular.
Virus recientemente formados brotando de la
membrana citoplasmática.
Dos viriones a punto de salir de la
superficie celular.
• El genoma de ARN de los lentivirus es más complejo que el de los
retrovirus transformadores.
• El virus contiene cuatro genes de replicación: gag, pro, pol y env.
• Se requieren hasta seis genes adicionales que regulan la
expresión viral y son importantes en la patogénesis de la
enfermedad in vivo.
• Proteína Tat: transactivación.
• Proteína Rev: expresión de proteínas estructurales virales.
• Proteína Nef: incrementa la infectividad viral.
• Proteína Vpr: incrementa el transporte de complejos de
preintegración viral en el núcleo.
• Proteína Vif: promueve la infectividad viral.
SECCIÓN TRANSVERSAL DEL VIRUS DE LA INMUNODEFICIENCIA HUMANA.
Los viriones con envoltura contienen dos cadenas de ARN idénticas, una polimerasa de ARN,
una integrasa y dos ARN de transferencia (ARNt) con las bases emparejadas con el genoma del
centro proteico.
Este está rodeado por proteínas y por
una doble capa de lípidos. Las
puntas de la envoltura son la
glucoproteína de adhesión/superficie
SU (gpl20) y la proteína de
fusión/transmembrana TM gp41.
gp120 Producto SU del gen env que contiene los dominios de
unión responsables de la fijación del virus a las moléculas
CD4 y correceptores.
Determina el tropismo por linfocitos y macrófagos.
Transporta los determinantes antigénicos principales que
inducen la formación de anticuerpos neutralizantes.
Tiene 5 regiones variables que divergen entre los aislados
con una región V3 importante en la neutralización.
gp41
Producto TM del env que contiene dos dominios: uno
transmembrana que ancla la glicoproteína viral de
envoltura y un dominio fusión que facilita la penetración
del virus dentro de la célula blanco.
La divergencia en la envoltura del VIH complica los
esfuerzos de desarrollar una vacuna efectiva para el SIDA.
Los lentivirus son virus completamente exógenos.
A diferencia de los retrovirus transformadores, el
genoma de los lentivirus no contiene ningún gen celular
conservado.
Los individuos se infectan mediante la introducción del
virus desde una fuente externa.
Tomado de Jawetz, Melnick y Adelberg Microbiología Médica 25ª edición, 2010.
VIH-1
GRUPOS M (A-J),
N y O
Secuencias
del gen env
Entre cada subtipo existe extensa variabilidad
SUBTIPOS DE VIH-2 (A-E)
El VIH en humanos se originó de infecciones cruzadas entre
especies, ocasionadas por virus de simios en África rural,
probablemente debido al contacto humano directo con sangre
de primates infectados.
La evidencia actual es que las contrapartes de primates del
VIH-1 y VIH-2 fueron transmitidas al humano en diferentes
ocasiones (al menos siete).
Según los análisis de evolución de secuencias, la introducción del
SIVcpz en los humanos, que dio origen a los Grupo M de VIH-1 tuvo
lugar cerca de 1930.
Presumiblemente, tales transmisiones ocurrieron repetidamente
a través del tiempo, pero los cambios particulares sociales,
económicos y de comportamiento que ocurrieron a mitad del siglo
20 originaron circunstancias que permitieron la expansión y
establecimiento de estas infecciones virales en humanos con
proporciones pandémicas.
El VIH es inactivado completamente (≥ 105
unidades de infectividad) por tratamiento
durante 10 min a T° ambiente con cualquiera
de los siguientes agentes:
Hipoclorito de sodio 10%
Etanol 50%
Isopropanol 35%
Paraformaldehido 0,5%
Peróxido de hidrógeno 0,3%
El virus es también inactivado por pH
extremos (1.0, 13.0).
Sin embargo cuando el VIH se encuentra en
sangre coagulada en una aguja o inyectadora,
se requiere para su inactivación al menos 30
seg. de exposición con desinfectantes no
diluidos.
El VIH es rápidamente inactivado en líquidos o suero al 10%
mediante calentamiento a 56°C por 10 min, pero el material
proteico seco ofrece marcada protección. Productos sanguíneos
liofilizados requieren calentamiento a 68°C durante 72 horas.
Los patrones de enfermedad natural de los
Lentivirus varían entre especies, pero se
reconocen ciertas características comunes:
1) Los virus son transmitidos por intercambio de fluidos corporales
2) Los virus
persisten
indefinidamente
en hospedadores
infectados,
presentes en muy
bajos niveles.
3
Los virus tienen altas tasas de mutación y se seleccionan diferentes mutantes bajo condiciones diferentes (factores del hospedador, respuesta inmunitaria, tipos de tejidos).
4
La infección viral progresa lentamente a través de fases específicas.
5
Lleva años para desarrollarse la enfermedad.
FACTORES DEL HOSPEDADOR QUE SON IMPORTANTES EN
LA PATOGÉNESIS DE LA ENFERMEDAD edad, stress,
genética e infecciones concurrentes.
Todos los Lentivirus primates utilizan
como receptor la molécula CD4, la
cual se expresa en macrófagos y
linfocitos T.
Molécula CD4 1
Tomado de Jawetz, Melnick y Adelberg Microbiología Médica 25ª edición, 2010.
Son requeridos para la fusión
del virus con la membrana
celular.
El virus primero se une a la
molécula CD4 y luego
entonces al co-receptor.
Receptores Quimiocinas
2
Estas interacciones ocasionan cambios
conformacionales en la envoltura viral,
activando la fusión del péptido de fusión
gp41 a la membrana.
UNIÓN DEL VIRUS DE LA INMUNODEFICIENCIA
HUMANA A SU CÉLULA DIANA
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
Los receptores quimiocinas utilizados por el VIH
para entrar en las células se encuentran en
linfocitos, macrófagos y timocitos, así como
también en neuronas y células de colon y cuello.
Receptores Quimiocinas
2
Los individuos que poseen deleción homocigota en CCR5 y
producen formas mutantes de la proteína pueden protegerse de la
infección por el VIH-1.
Mutaciones en el gen promotor CCR5 retrasan la progresión de la
enfermedad.
Coreceptores quimiocinas Blanco de estrategias terapeúticas
antivirales (2003).
Lecitina específica de células dendríticas (DC-SIGN) une el VIH-1 pero no
media la entrada en la célula facilitan el transporte del VIH por las células
dendríticas a los órganos linfoides e incrementa la infección de las células T.
Tomado de Introducción a la Microbiología de Tortora. 2010.
CICLO VITAL DEL VIRUS DE LA
INMUNODEFICIENCIA HUMANA (VIH).
El VIH se une a los receptores CD4 y
correceptores de quimiocina, y entra por
fusión. El genoma se somete a un proceso
de transcripción inversa para formar ADN
en el citoplasma y se integra en el ADN del
núcleo. La transcripción y la introducción
del genoma se realizan de forma similar a la
del virus linfotropoT humano (VLTH-1). El
virus se ensambla en la membrana
plasmática y madura después de salir por
gemación de la célula.
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
INFECCIONES POR VIH
EN HUMANOS
Patogénesis y patología
Hallazgos clínicos
Inmunidad
Diagnóstico de laboratorio
Epidemiología
Prevención, tratamiento
y control
Infecciones por VIH en humanos Patogénesis y
patología
CURSO DE LA INFECCIÓN POR VIH
1. Infección
primaria
2. Diseminación
del virus a los
órganos
linfoides
3. Latencia
clínica
4. Expresión
elevada del VIH
5. Enfermedad
clínica
6. Muerte Tomado de Jawetz, Melnick y Adelberg Microbiología Médica 25ª edición, 2010.
Infecciones por VIH en humanos Patogénesis y
patología
CURSO DE LA INFECCIÓN POR VIH
Infección primaria
Período de 4 a 11 días entre infección
de las mucosas y viremia inicial
(detectada entre 8-12 semanas)
Diseminación amplia del virus a través del
cuerpo
Síndrome mononucleosis 50-75% 3-6 semanas
después de la infección primaria
Latencia clínica 10 años con alto nivel de replicación viral
en curso
Infecciones por VIH en humanos Patogénesis y
patología
CURSO DE LA INFECCIÓN POR VIH
Se estima que 10 billones de partículas de VIH son
producidas y destruidas cada día
La vida media del virus en plasma es de 6 horas y el ciclo de vida viral (desde la infección de una célula a la producción de nueva progenie que infecta
a la nueva célula) es en promedio de 2,6 días
Síntomas constitucionales y enfermedad clínica aparente (infecciones oportunistas o
neoplasias)
Cepas más virulentas y citopáticas
Tras un período de latencia
clínica prolongado aparecen los
síntomas iniciales semejantes a
los de una mononucleosis. La
reducción progresiva del número
de linfocitos T CD4, incluso
durante el período de latencia,
permite que aparezcan
infecciones oportunistas. Los
estadios de la infección por VIH
están definidos por la
concentración de linfocitos T
CD4 y la aparición de
enfermedades oportunistas. ARC,
complejo relacionado con el
síndrome de inmunodeficiencia
adquirida.
EVOLUCIÓN CRONOLÓGICA Y ESTADIOS DE LA
ENFERMEDAD PRODUCIDA POR EL VIH
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
Tomado de Introducción a la Microbiología de Tortora, 2010.
Infecciones por VIH en humanos Patogénesis y
patología
LINFOCITOS T CD4 Y CÉLULAS DE MEMORIA
La característica principal de la infección por VIH es la disminución de
la cantidad de linfocitos T helper-inducer, resultado de la replicación
del VIH en esta población de linfocitos, así como también la muerte por
mecanismo indirecto de células T no infectadas. Las células T expresan
el CD4 en su superficie como receptor del VIH y como coreceptor del
virus el CXCR4.
Las consecuencias de la disfunción de células T CD4 ocasionada
por la infección del VIH son devastadoras, debido a que los
linfocitos T CD4 juegan un rol crítico en la respuesta inmunitaria
humana, ya que son responsables de la inducción directa o
indirecta de un amplio rango de funciones de células linfoides y
no linfoides.
Los linfocitos T CD4 tienen un papel crítico en la regulación de
la respuesta inmunitaria humana al mediar la secreción de
factores solubles y la respuesta de hipersensibilidad de tipo
retardado (DTH) frente a los patógenos intracelulares. La
pérdida de linfocitos T CD4 inducida por el virus de la
inmunodeficiencia humana provoca una pérdida de las
funciones mostradas, especialmente las respuestas DTH y el
control de la respuesta inmunitaria por parte de las linfocinas.
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
Infecciones por VIH en humanos Patogénesis y
patología
MONOCITOS Y MACRÓFAGOS
Los monocitos y macrófagos juegan un rol principal en la
diseminación y patogénesis de la infección por el VIH.
Ciertos monocitos expresan antígenos de superficie CD4, por lo
que se unen a la envoltura del VIH. El coreceptor del VIH en
monocitos y macrófagos es el receptor quimiocina CCR5.
Las cepas de VIH con tropismo por macrófagos predominan al
inicio de la infección y esas cepas son las responsables de las
infecciones iniciales.
Se cree que los monocitos y macrófagos sirven como reservorios
principales del VIH en el cuerpo.
Infecciones por VIH en humanos Patogénesis y
patología
Los órganos linfoides juegan un rol central en la infección
por el VIH.
Las anormalidades neurológicas son comunes en la fase
tardía de la infección y son una condición que define el
SIDA.
Coinfecciones virales: M. tuberculosis, EB virus, VHC, dos
cepas de VIH.
PATOGENIA DEL VIRUS DE LA
INMUNODEFICIENCIA HUMANA
(VIH).
El VIH provoca una infección
lítica y latente de los linfocitos T
CD4, una infección persistente
de las células de la familia de los
monocitos- macrófagos y
destruye las neuronas. Los
resultados de estas acciones son
inmunodeficiencia y demencia
asociada al síndrome de
inmunodeficiencia adquirida
(SIDA). DTH, hipersensibilidad de tipo
retardado.
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
Tomado de Introducción a la Microbiología de Tortora, 2010.
INFECCIÓN DEL VIH EN MACRÓFAGOS
Tomado de Introducción a la Microbiología de Tortora, 2010.
INFECCIÓN DEL VIH EN MACRÓFAGOS
Tomado de Introducción a la Microbiología de Tortora, 2010.
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
Carga viral plasmática
SIDA pediátrico
Enfermedad neurológica
Infecciones oportunistas
Cáncer
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
CARGA VIRAL PLASMÁTICA
La cantidad de VIH en sangre (carga viral) es de significativo
valor pronóstico .
Este nivel refleja el número total de células productivamente
infectadas.
Una única medición de la carga viral cerca de 6 meses
después de la infección es capaz de predecir el riesgo
subsecuente de desarrollo de SIDA en los hombres durante
varios años más tarde.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
CARGA VIRAL PLASMÁTICA
Sin embargo, en las mujeres la carga viral puede ser menos
predictiva de la progresión de SIDA.
El contaje de linfocitos CD4 es el mejor predictor de riesgo a
corto plazo de desarrollo de infecciones oportunistas.
La medición de la carga viral plasmática es un elemento
crítico en el aseguramiento de la efectividad de la terapia
antiretroviral.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
CARGA VIRAL PLASMÁTICA
VALOR PRONÓSTICO DE LOS
NIVELES DE ARN DEL VIH EN
PLASMA (CARGA VIRAL)
Tomado de Jawetz, Melnick y Adelberg Microbiología Médica 25ª edición, 2010.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
Las respuestas de neonatos infectados son diferentes de
aquellas observadas en adultos infectados por VIH.
En el SIDA pediátrico, adquirido de madres infectadas,
usualmente se presentan síntomas clínicos alrededor de los 2
años de edad y la muerte después de 2 años.
El neonato es susceptible a los efectos del VIH debido a que el
sistema inmunitario no se ha desarrollado al momento de la
infección primaria.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
Neumonitis intersticial linfoide.
Neumonía.
Candidiasis oral severa.
Encefalopatía
HALLAZGOS CLÍNICOS…..
Linfadenopatía generalizada Sepsis bacteriana Hepatoesplenomegalia Diarrea Retardo en el crecimiento
La carga de ARN viral es generalmente baja al nacimiento,
elevándose rápidamente los primeros dos meses de vida, con un
descenso lento hasta los 24 meses, sugiriendo que el sistema
inmunitario inmaduro tiene dificultad conteniendo la infección.
Un pequeño % de niños (≤ 5%) pueden eliminar el virus.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
ENFERMEDAD NEUROLÓGICA
o 40-90% de pacientes tiene síntomas neurológicos y anormalidad
neuropatológicas.
o Encefalitis, mielopatía vacuolar, meningitis aséptica y neuropatía
periférica.
o COMPLEJO DE DEMENCIA DEL SIDAmanifestación tardía (25-65%)
caracterizada por memoria pobre, falta de concentración, apatía, retardo
sicomotor y cambios de comportamiento.
o Otras enfermedades neurológicas Toxoplasmosis, cryptococosis,
linfoma primario del SNC.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
INFECCIONES OPORTUNISTAS
o Son la causa predominante de morbi-mortalidad entre pacientes con infección
en fase tardía por VIH, por ejm, infecciones severas inducidas por agentes que
rara vez ocasionan enfermedad en individuos inmuno competentes.
o Usualmente no ocurren en pacientes con VIH hasta que el contaje de linfocitos
TCD4 alcanza de su nivel normal ≈ 1000 células/µL a menos de 200 células/µL.
Protozoarios Toxoplasma gondii, Isospora belli, Cryptosporidium
Hongos Candida albicans, Cryptococcus, Coccidioides, Histoplasma, Pneumocystis.
Bacterias Mycobacterium, Listeria, Nocardia, Salmonella y Streptococcus.
Virus CMV, Herpes simplex virus, Varicella-zoster virus, Adenovirus, VHB y VHC.
Hallazgos clínicos
Infecciones por VIH en humanos
CÁNCER
o Los pacientes con SIDA exhiben una marcada
predisposición al desarrollo de cáncer, otra consecuencia
de la supresión inmunitaria.
o Ejm: linfoma no Hodgkin, Sarcoma de Kaposi, Cáncer
cervical y anogenital.
Inmunidad
Infecciones por VIH en humanos
Las personas infectadas con VIH desarrollan tanto respuesta
humoral como mediada por células frente a los antígenos del
VIH.
La mayoría de los individuos infectados forman anticuerpos
neutralizantes contra el VIH (frente a las glicoproteínas de la
envoltura), sin embargo el nivel de estos anticuerpos es bajo.
Inmunidad
Infecciones por VIH en humanos
PRINCIPALES PRODUCTOS
DE GENES DE VIH
UTILIZADOS EN EL
DIAGNÓSTICO DE LA
INFECCIÓN
Tomado de Jawetz, Melnick y Adelberg Microbiología Médica 25ª edición, 2010.
Diagnóstico de laboratorio
Aislamiento viral
Serología
Detección del ácido nucleíco viral o antígenos
Patrón de respuesta de
anticuerpos frente al VIH
durante el curso de la
infección
Tomado de Jawetz, Melnick y Adelberg Microbiología Médica 25ª edición, 2010.
Para el control habitual se utilizan inmunoanálisis de absorción
ligados a enzimas (ELISA) o pruebas de hemaglutinación. Sin embargo,
la prueba de ELISA puede dar resultados falsos positivos y no detectar
una infección reciente.
En consecuencia, para confirmar los resultados seropositivos se
utilizan procedimientos más específicos, como el análisis de
transferencia de Western, que determina la presencia de anticuerpos
frente a antígenos víricos (p24 y p31) y glucoproteínas (gp41 y
gpl20/160).
Los anticuerpos frente al VIH pueden desarrollarse lentamente,
tardando en la mayoría de pacientes de 4 a 8 semanas en aparecer; sin
embargo, hasta en el 5% de los infectados pueden llegar a tardar 6
meses.
Diagnóstico de laboratorio
Epidemiología RUTAS DE TRANSMISIÓN
La presencia del VIH en sangre, semen y secreciones vaginales de
los individuos infectados y el prolongado período de infección
asintomático son los factores que han favorecido la diseminación de
la enfermedad por contacto sexual y contagio con sangre y
hemoderivados.
El virus también se puede transmitir a nivel perinatal a los recién
nacidos.
Sin embargo, el VIH NO SE TRANSMITE por contacto casual, a
través de las manos, abrazos, besos, tos, estornudos, picaduras de
insectos, agua, alimentos, utensilios, retretes, piscinas o baños
públicos.
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
SIDA. Estadísticas de EE.UU. hasta diciembre de 2003. Los porcentajes de casos de SIDA se presentan por categoría de exposición: hombres, mujeres y niños menores de 13 años. En EE.UU., a diferencia de África y muchas otras partes del mundo, los homosexuales masculinos son la categoría de exposición más amplia. Sin embargo, los adictos a drogas por vía parenteral y las parejas heterosexuales son cada vez más frecuentes.
Tomado de Microbiología Médica de Murray, 2008.
Adultos y niños con VIH/SIDA por continentes o regiones (Diciembre 2007). Se ha calculado que a nivel mundial en ese año fallecieron 2 millones de personas por VIH/SIDA en 2007 (Datos obtenidos del Programa Conjunto de las Naciones Unidas sobre VIH/SIDA).
Tomado de Jawetz, Melnick y Adelberg Microbiología Médica 25ª edición, 2010.
• En todo el mundo se ha iniciado un intenso esfuerzo para
elaborar fármacos antivíricos y vacunas eficaces frente al VIH.
• MEDICAMENTOS: inhibidores nucleósidos y no nucleósidos de
la transcriptasa reversa e inhibidores de la proteasa del virus.
ANTIVIRALES
• Zidovudina (azidotimidina, AZT)
disminuye significativamente la
transmisión de VIH de la madre a su hijo
(65-75%). Sin embargo, la elevada de cifra
de transmisión del virus por el
amamantamiento puede anular los
beneficios de la farmacoterapia perinatal
de la madre.
Las vacunas hechas de virus típicamente son preventivas, se aplican a personas no infectadas para evitar la infección o la enfermedad. Sin embargo, todas las vacunas en evaluación contra VIH hasta 2009 resultaron ineficaces para tales fines.
VACUNAS CONTRA EL VIH
La obtención de la vacuna es difícil, porque el VIH muestra mutación rápida, no se expresa en todas las células infectadas y no es eliminado del todo por la respuesta inmunitaria del hospedador después de infección primaria.
Están en marcha intentos para sintetizar microbicidas tópicos seguros y eficaces para evitar la transmisión sexual del virus. Hasta la fecha, ninguno de los compuestos en estudio ha sido eficaz en investigaciones en seres humanos.
MICROBICIDAS TÓPICOS
La vía principal de control de la infección por VIH es la educación de la población respecto a los métodos de transmisión y las medidas que pueden impedir la transmisión del virus.
La única forma de evitar la propagación epidémica de VIH es seguir un modo de vida que lleve al mínimo o elimine los factores de alto riesgo. Hasta la fecha no se ha corroborado que surja la enfermedad por exposición común (estornudar, toser, compartir comidas u otros contactos casuales)
MEDIDAS DE CONTROL
Es importante utilizar preservativo como protección en todas las relaciones sexuales (fuera de relaciones monógamas en que no se detecten anticuerpos contra VIH). No se compartirán agujas o jeringas no estériles. Toda mujer que pudiera estar expuesta debe solicitar la identificación de anticuerpos contra VIH antes de embarazarse y si la prueba es positiva, evitar el embarazo.
ENSEÑANZA ORIENTADA A LA SALUD
Si se cuenta con otras posibilidades seguras de alimentación, las mujeres infectadas por VIH no amamantarán a su hijo para aminorar la transmisión del virus a su prole.
Gracias por su atención…