Virusologie curs 9

Infectia cu HIV

Ciclul replicativ viral

- particular datorita reverstranscriptazei din interiorul virionului1. cuplarea glicoproteinei gp120 HIV la CD4( receptor) ulterior acestei cuplari rezulta modificari conformationale , mai bine de ½ din molecule sufera modificari conformationale rezultand epitopi mascati pana atunci care vor facilita legarea la un receptor/coreceptor initiind ciclul replicativ viral.HIV isi poate modula replicarea in functie in functie de coreceptori(CCR5). Daca virusul cupleaza coreceptori :

a. pentru B-chemochina μn/μO va elibera o cantitate mica de vironi.

b. Pentru CXCR4(α-chemochina) – LTR – va initia o infectie cu eliberare crescuta de virioni si cu rata crescuta a reverstranscrierii.

- in urma atasarii gp120 este expusa proteina transmembranara.2. gp 41( factor de fuziune) produce internalizarea,

patrunderea acidului nuclear viral in genomul celulei si decapsidarea acesteia. In citoplasma celulei ac. nucleici virali parentali ARNss prezenţi in 2 copii diferite se asociază cu reverstranscriptaza care va face ca replicarea sa fie aparte. ARN-ul decapsidat e reverstranscris intr-un AND complementar rezultând ADNc proviral care e transportat in nucleul celulei la nivelul căruia se integrează in AND-ul celular; integrarea si capetele lungi de acid nucleic viral(LTR) se realizează prin intermediul a 2 factori: INTEGRAZA şi LTR(long terminal repeats).În această fază de AND proviral virusul poate rămâne latent fără a porni ciclul replicativ viral pentru perioade lungi. Orice activare a AND-ului proviral va porni si ciclul replicativ; activarea poate fi diversă -

orice activare a sistemului imun duce la activarea ciclului replicativ viral. Orice fel de infecţie parazitară, virală, bacteriană determină stimularea sistemului imun şi deci activarea ciclului replicativ viral la fel ca şi orice fel de vaccin.Exista unele gene reglatoare(unice) - activatorii – REV

- negative - inhibă replicarea virusului - NEC

În funcţie de tipul de celulă infectată, virusurile decide

dacă vor activa una sau alta din gene. HIV - monocite, macrofage - genă negativăHIV - infectează fagocite, limfocite – activează gene activatoare Exista gene tat(gena transactivatorie) care activează transcrierea celulară in interiorul virusului prin factori NFKb.

Citochinele proinflamatorii factor important activator al ciclului replicativ viral; citochinele proinflamatorii secretate de limfocite Th 2 au ca funcţie stimularea răspunsului imun umoral. Replic. Active TNF2, IL 4,5,6,10.

Replicarea virusului HIV determină sinteza de citochine proinflamatorii care la randul lor determină reluarea replicarii virale => rata replicarii este enormă. În contrabalanţă cu citochinele proinflamatorii există chemokine sintetizate de Limfocitele T citotoxice care distrug celulele active viral şi distruge posibilitatea ca virionii să-şi găsească alte celule gazdă. Aceste chemochine se leagă de coreceptorii virusului HIV a.î. celulele nu mai au receptori pt virisul HIV.

Celulele infectate cu virusul HIV se menţin pe tot restul vieţii în sanctuare celulare in mucoasa genitală, in ggl. limfatici, SNC unde ciclul replicativ nu continuă. Acestea reprezintă rezervoare permanente de unde virusul HIV se poate replica oricând, chiar dacă pe moment el nu se replică.

În aceste rezervoare există variante virale rezistente la multe anti-retrovirale. Administrarea medicamentelor nu face decât să le selecţioneze. Tulpinile rezistente nu apar în

urma tratamentului, tratamentul le va selecta. Tulpinile apar in cursul mutaţiilor din timpul replicării celulare/virală. Aceşti mutanţi sunt păstraţi in rezervoare celulare.

Dacă virusul e scos din starea de latenţă se reia ciclul replicativ viral=>AND->transcris in ARNm. Proteinele sunt traduse în precursori lungi care suferă un proces de prelucrare efectuat de proteaza virală care clivează precursorii în fiecare proteină virală =>reverstranscriptaza (ARNv-ADNp), protează(clivare), integraza(integrează ADNp). Clivarea proteinelor virale în proteine virale finite care sunt ulterior maturate şi unite cu acizi nucleici nou formaţi => virioni progeni care se eliberează din celula ţintă prin înmugurire.

Celula ţintă scoate virionii la suprafaţă şi îi prezintă unor alte celule ţintă=>Limfocite T helper şi apoi ciclul se reia în noile celule ţintă. Limfocitele T-helper ar trebui sa le distrugă, dar tocmai ele sunt celule ţintă.

La nivel de macrofag infecţia are 4 etape:1. infecţia primară (sindrom retroviral activ) –

sunt infectate prevalent monocitele si macrofagele => realizarea infecţiei persistente cu ritm scăzut de replicare. Concentraţia de virus în această fază este crescută în sânge pt. că virusul e eliberat de macrofage şi ajunge în sânge unde nu găseşte altă gazdă. Concentraţia de virus în sânge este de 1010 virioni, cel puţin 107 copii ARN-HIV/ml de plasmă – încărcare virală (viral load) - după aceasta se monitorizează infecţia cu HIV -corespunde unui număr mult mai mare de viruşi în interiorul celulei.O suită de celule T-helper se infectează determinând o scădere a nr. De celule CD4 urmată de o revenire rapidă. Numărul normal de celule CD4 din organism este de 1000-1200 ml sange. În această fază nr. de celule CD4 poate scădea până la 600. Dar această pierdere este compensată de o producere excesivă de celule CD4 din măduva

hematogenă. Rolul esenţial în această fază revine macrofagelor(acestea sunt primele infectate cu HIV pentru că ele se găsesc la suprafaţa mucoaselor pe unde pătrunde virusul). Macrofage – cal troian.

În cazul în care o parte din virionii HIV sunt inperceptaţi de anticorpi => complexe Ag-Ac care vor fi din nou preluate de macrofage. Complexele Ag-Ac se pot internaliza şi pe căi alternative.

Aceste macrofage prezintă virioni pe suprafaţa lor. Limfocitele T-helper populează ggl. limfatici. Aceste celule de memorie sunt baza rezervoarelor de virus.

Toată această replicare a virusului nu durează mai mult de 3-7 zile. Clinic în acest moment nu se observă nimic. Semnele clinice sunt nespecifice, doar la 5% din infecţiile HIV se observă în această fază : febră scăzută 38-38,5 ºC asocită cu oboseală, semne identificate cel mai adesea ca gripa. În 40% din cazuri apare o erupţie cutanată nespecifică diagnosticată ca urticarie , apare pe suprafaţa membrelor superioare sub forma unor macule.

Alte semne(cu frecvenţă scăzută) : cefalee, faringită, adenopatie, vărsături, diaree; extrem de rar : ulcerare la nivelul cavităţii bucale sau mucoasei genitale. Există trombocitopenie, leucopenie – aceste semne trec în 3-4 zile, pacientul aparent îşi revine.

2. infecţie asimptomatică – răspuns imun puternic. Celule prezentatoare de antigen, limfocitele T-helper; Limfocitele T-citotoxice contribuie la distrugerea virusului, determinând o scădere marcată a concentraţiei de virus in sânge de la 107 la 103. Numărul de celule CD4 scade, dar nu atât cât să inducă imunosupresie,

scădere la 500-800 , treptată, dar permanentă. Numărul de limfocite distruse=nr de limfocite formate.

Organismul este incă echilibrat. Virusul rezistă în rezervoare celulare sub formă de celule de memorie în ggl. limfatici. Pe măsură ce virusul se replică numărul de celule CD4 începe să scadă.

3. ARC – AIDS related complex -> numărul de celule CD4 e de 200-300/ml sânge. Apare imunosupresie moderată. Primele semne clinice: infecţii oportuniste fără risc letal. Replicarea virusului creşte lent până la 105 copii/ml. Apare variabilitatea virală cu o populaţie virală heterogenă, apar mutaţii virale rezistente, neneutralizabile, care nu pot fi distruse. Se produce treptat inducţia completă a stării de imunosupresie prin distrugerea sistemului imun.

4. AIDS/SIDA – numărul de celule CD4 scade sub 200 => imunosupresie majoră, se produce distrugerea limfocitelor T CD8 => nu mai există citochinele secretate de limfocitele T-helper. Clinic această distrugere a sistemului imun determină apariţia infecţiilor oprtuniste cu risc crescut, infecţii/neoplasme oportuniste ca sarcomerul Kaposi, cancer de col uterin(Papiloma), acestea nu mai pot fi controlate. Apar semne chiar de citopatogenitate virală, manifestate printr-o serie de semne majore ale infecţiei:

a. febră prelungită >38ºCb. diaree cronică fără

legătură cu alimentaţiac. scădere masivă în

greutate - peste 10% din greutatea normală a corpului în 8 luni

Faza de SIDA – fază finală definită prin prezenţa a cel puţin 1 din speciile oportuniste cu prezenţa paraziţilor şi germenilor oportunişti.

Infecţie oportunistă: o Parotidită cronicăo Infecţie cu candidao Herpes facial

diseminato Zona Zostero Moluscum

contagiosumo Papilomatozăo Scabieo Sarcom Kaposio Encefalopatia HIVo Wosling – topire

masivă muscularăo Infectie EBV

Infecţia asimptomatică poate dura de la câteva luni până la câtiva ani; după aceea intră în stadiul de ARC în caţiva ani şi apoi fără tratament mor în stadiul de SIDA după maximum un an şi jumătate.

Parametrii- imunologic - grad de imunosupresie

-fără imunosupresie CD4>500/ml -imunosupresie moderată CD4 200-

500/ml -imunosupresie severă CD4<200/ml

- virusologic - exprimat prin încărcătura virală numărul de ml de ARN/ml plasmă dacă încărcătura virală e sub 5000 copii de

ARN doar 5% din pacienţi progresează spre SIDA la 5 ani.

dacă încărcarea virală e 5000-50000 atunci 20% din pacienţi progresează către SIDA la 5 ani.

dacă încărcarea virală e între 50000-90000 atunci 50% din pacienţi progresează către SIDA la 5 ani.

dacă încărcarea virală e >100000 atunci 60% din pacienţi progresează către SIDA la 5 ani.

Există o relaţie directă între nivelul iniţial al încărcării virale şi timpul mediu de in care progresează:

la 5000 timpul mediu e de 10 ani la 5000 – 50.000 timpul mediu e de 7,7 ani la 50000 – 90000 timpul mediu e de 5,3 ani la peste 100.000 timpul mediu e de 3.5 ani

Scopul tratamentului în infecţia cu HIV se asociază cu menţinerea parametrilor:

1. clinic – menţinerea pacientului în stadiul asimptomatic cât mai mult timp

2. virusologic – realizarea supresiei replicării virale. Se urmareşte scăderea încărcăturii virale sub pragul de detecţie al truselor actuale(ozi – sub 50 copii ARN/ml ; acum 5 ani era de sub 5000 de copii ARN/ml)

3. imunologic – păstrarea sau restaurarea funcţiei imunologice

Ţinte pentru inhibarea replicării HIV1. Se poate acţiona la nivelul internalizării virale – inhibă

structura factorului de fuziune2. Reverstranscrierea este inhibată prin inhibarea

reverstranscriptazei3. Clivarea precursorilor proteici(inhibă proteazele)

Clasele de medicamente

1. Analogi nucleozidici – inhibitori ai reverstranscriptazei virale (NRTI) (indirect). Substanţe cu structură chimică similară proteinelor normale şi care se încorporează în ADN-ul proviral împiedicând formarea structurii proteice => stopează elongarea lanţului proteic. Primul medicament descoperit: AZT(zidovudina). Virusul a devenit relativ rezistent, din această cauză acest

medicament nu se administrează decât pentru a preveni transmiterea fetală.

- lamivudona(Epivir) – medicament activ în infecţiile HIV2. Inhibitorii reverstranscriptazei non-nucleozidice NNRTI –

nu au structură similară a proteinelor. Intervin la nivelul reversscrierii blocând transcrierea ADN proviral. Medicament: Nevirapină

3. Analogi nucleozidici – inhibitorii reverstranscriptazei activă ca atare. Activi în interiorul celulei infectate prin fosforilare – NERT. Medicament: Tenofovir

Aceste 3 clase activează la nivelul reverstranscrierii, însă mecanismul lor de acţiune este distinct.4. Inhibitori ai proteazei HIV. Medicament: Nelfinovir5. Inhibitori ai internalizării virale – stabilizează structura

proteinelor transmembranare. Subunităţile se întrepătrund când se pealizează polul de difuziune. Medicament: fuseon – se interpune între cele două subunităţi inhibând internalizarea virusului.Fuseonul se administrează injectabil(subcutanat).Celelalte medicamente se adminstrează pe cale orală.

Tratamentul infecţiei HIV se face combinat.HAART – terapie combinată cu medicamente cu 2 mecanisme distincte de acţiune – asocierea cu un inhibitor de proteazeHEART – High Expensive(active) AntiRetoviral Therapy

- 2 nucleozide analog RT şi o non nucleozidăHIV e transformată într-o boală cronică

Costul tratamentului unui pacient cu HAART e de 12.000 dolari/an + costul monitorizării + tratamentul infecţii oportuniste + cost terapie profilaxică + profilaxie anti-Candida, anti-Pneumocistis Carinii.