Virus de la inmunodeficiencia humana
El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) es un
lentivirus (de la familia Retroviridae), causante del síndrome de
inmunodeficiencia adquirida (sida). Fue descubierto y considerado como el
agente de la naciente epidemia de sida por el equipo de Luc Montagnier en
Francia en 1983. El virión es esférico, dotado de una envoltura y con una cápside
proteica. Su genoma es una cadena de ARN monocatenario que debe copiarse
provisionalmente al ADN para poder multiplicarse e integrarse en el genoma de
la célula que infecta. Los antígenos proteicos de la envoltura exterior se
acoplan de forma específica con proteínas de la membrana de las células
infectables, especialmente de los linfocitos T CD4.
El proceso de conversión de ARN en ADN es una
característica principal de los retrovirus y se lleva a cabo mediante acciones
enzimáticas de transcriptasa inversa. Con la demostración de la existencia de
la transcriptasa inversa, se inició en la década de 1970 la búsqueda de los
retrovirus humanos, que permitió el aislamiento en 1980 del virus de la
leucemia de células T del adulto, HTLV-I (R. Gallo y cols.)
El VIH tiene un diámetro de aproximadamente 100 nanómetros.
Su parte exterior es la "cubierta", una membrana que originalmente
pertenecía a la célula de donde el virus emergió. En la cubierta se encuentra
una proteína del virus, la gp41, o "glicoproteína transmembrana".
Conectada a la gp41 está la gp120, la cual puede unirse al receptor CD4
localizado en la superficie de los linfocitos T para penetrar en ellos. El
núcleo tiene la "cápside", compuesta por la proteína p24. En su
interior está el ARN, la forma de información genética del VIH.
En diciembre de 2006, de acuerdo con la
Organización Mundial de la Salud, había 39,5 millones de personas con VIH en el
mundo, de las cuales 24,7 millones vivían en África Subsahariana.
Clasificación
El virus de inmunodeficiencia
humana forma parte del género Lentivirus.1 Estos constituyen un grupo dentro de
la familia Retroviridae.2 Los virus de este grupo poseen propiedades
morfológicas y biológicas comunes. Varias especies son atacadas por los
lentivirus, cuya característica principal consiste en un período de incubación
prolongado que desemboca en enfermedad después de varios años.3
Desde su ingreso a la célula hospedadora, la cadena simple de ácido ribonucleico (ARN) viral comienza su transformación en una doble cadena de ácido desoxirribonucleico (ADN) por acción de la enzima transcriptasa inversa que forma parte del virus. La integrasa y otros cofactores actúan para que el ADN del virus se fusione con el ADN de la célula hospedadora4 a través de la transcripción en el genoma de la célula que aloja al virus. De esta manera, la célula queda infectada por el virus. Después de este proceso, los lentivirus reaccionan de dos maneras posibles: puede ocurrir que el virus entre en latencia mientras la célula infectada continúa en funciones, o bien, que el virus comience a replicarse activamente y libere viriones capaces de infectar otras células.
Desde su ingreso a la célula hospedadora, la cadena simple de ácido ribonucleico (ARN) viral comienza su transformación en una doble cadena de ácido desoxirribonucleico (ADN) por acción de la enzima transcriptasa inversa que forma parte del virus. La integrasa y otros cofactores actúan para que el ADN del virus se fusione con el ADN de la célula hospedadora4 a través de la transcripción en el genoma de la célula que aloja al virus. De esta manera, la célula queda infectada por el virus. Después de este proceso, los lentivirus reaccionan de dos maneras posibles: puede ocurrir que el virus entre en latencia mientras la célula infectada continúa en funciones, o bien, que el virus comience a replicarse activamente y libere viriones capaces de infectar otras células.
Existen
dos tipos del VIH, llamados VIH-1 y VIH-2. El primero de ellos corresponde al
virus descubierto originalmente, que recibió los nombres de LAV y HTLV-III por
parte de los dos equipos que estaban investigando el agente etiológico del sida
durante la primera mitad de la década de 1980. El VIH-1 es más virulento e
infeccioso que el VIH-25 y es el causante de la mayoría de infecciones por VIH
en el mundo. El VIH-2 es menos contagioso y por ello se encuentra confinado
casi exclusivamente a los países de África occidental.
Estructura y genoma del VIH
El VIH comparte con los retrovirus las
características esenciales de esa familia. El virión contiene información
genética bajo la forma de ácido ribonucléico (ARN), protegido por una envoltura
de membrana. Los retrovirus insertan su información genética en las células
hospedadora por acción de la transcriptasa inversa.7
Un virión del VIH tiene una forma aproximadamente
esférica con un diámetro de 80-100 nm. Está constituido por tres capas. La
exterior es una bicapa lipídica. Posee 72 prolongaciones formadas por las
glicoproteínas gp120 y gp41 que actúan en el momento de la unión del virus a la
célula hospedadora. La capa intermedia está constituida por la nucleocápside
icosaédrica. La capa interior tiene forma de un cono truncado. Está constituida
por el ARN viral y la nucleoproteína. La cadena genética del VIH está
constituida por un ARN de cadena simple compuesto por dos filamentos idénticos.
El ARN contiene varios genes, cada uno de los cuales codifica las diversas
proteínas que el VIH necesita para reproducirse también puede ser eucariota.
Genoma y composición
Los genomas del VIH-1 y VIH-2 son muy
similares. Ambos están compuestos por los tres genes básicos de la familia de
los retrovirus. Se trata de los genes gag, pol y env. Cada uno de estos genes
codifica proteínas que ayudan a la reproducción del virus. El genoma del VIH posee
otros seis genes adicionales: tat, rev, vpu (vpx en el caso del VIH-2), vif y
nef
Ciclo de replicación
La replicación del virus se
desarrolla en las siguientes etapas:
La
fijación: representa la primera etapa en la invasión de una célula. Se basa en
el reconocimiento mutuo y acoplamiento de proteínas de la envoltura del virión,
las gp120 y gp41, y los receptores de la célula blanca, los CD4. Este
reconocimiento no es posible sin ayuda de correceptores propios de las células
susceptibles de ser invadidas; en el caso de los macrófagos son los CCR5 y en
el caso de los LT4, los CXCR4, que interactúan con la proteína superficial.
Macrófagos y LT4 tienen en común su principal receptor: el receptor CD4. Este
reconocimiento es condición obligada para que el virus llegue a penetrar en la
célula y continuar con el proceso de infección.
La
penetración: es el segundo paso, una vez reconocido el virión por los
receptores de superficie, se vacía dentro de la célula fusionándose la
envoltura lipídica del virión con la membrana plasmática de la célula.
Protegidos por la cápside y las nucleocápsides, los dos ARN mensajeros que
forman el genoma viral y sus proteínas asociadas se encuentran ahora en el
citoplasma.luego ocurre la eliminación de las cubiertas proteicas, cápside y
nucleocápsides, quedando el ARN vírico libre en el citoplasma y listo para ser
procesado.
La
transcripción inversa del ARN vírico para formar ADNc (ADN complementario,
monocatenario) con la misma información: Cada una de las dos moléculas de ARN
llega desde el virión asociada a una molécula de transcriptasa inversa que se
ocupa del proceso. Las dos moléculas de ADNc se asocian para formar una
molécula de ADN, que es la forma química de guardar la información que una
célula eucariota es capaz de procesar.
Integración
del genoma vírico en el genoma de la célula huésped: Para ello penetra en el
núcleo y se inserta en el ADN celular con ayuda de una integrasa, que procede
del virión infectante.
La
transcripción del ADN vírico por los mecanismos normales de la célula:. El
resultado de la transcripción es un ARNm (ARN mensajero).El ARNm obtenido es
complejo, constituido por una sucesión de intrones (partes no informativas) y
exones (partes informativas). Debe ser procesado por cortes y reempalmes antes
de que la información que contiene pueda servir para fabricar las proteínas
correspondientes. Una vez procesado, el ARNm puede salir del núcleo a través de
los poros nucleares.
Traducción:Una
vez en el citoplasma el ARNm proporciona la información para la traducción, es
decir, la síntesis de proteínas, que es realizada a través del aparato
molecular correspondiente, del que forman la parte fundamental los ribosomas.
El resultado de la traducción no consiste inmediatamente en proteínas
funcionales, sino en poliproteínas que aún deben ser cortadas en fragmentos.
Por acción de proteasas específicas del VIH, las poliproteínas producto de la
traducción son procesadas, cortándolas, para formar las proteínas constitutivas
del virus.Las proteínas víricas fabricadas se ensamblan, junto con ARN
provirales, para formar los componentes internos de la estructura del virión,
los que constituyen la cápside y su contenido.
Gemación:El último paso, ocurre
cuando los nucleoides víricos se aproximan a la membrana plasmática y se hacen
envolver en una verruga que termina por desprenderse, formando un nuevo virión
o partícula infectante. En cada célula infectada se ensamblan varios miles de
nuevos viriones, aunque muchos son incompletos y no pueden infectar.
Vías de transmisión del virus
El
VIH sólo se puede transmitir a través del contacto entre fluidos corporales que
poseen una alta concentración viral. El virus no se transmite de manera casual.
De acuerdo con los CDC de Estados Unidos, no se han encontrado casos en que
abrazos, besos secos o saludos con las manos hayan sido causantes de
infección.19 El virus ha sido aislado en la saliva, las lágrimas, la orina, el
semen, el líquido preseminal, los fluidos vaginales, el líquido amniótico, la
leche materna, el líquido cefalorraquídeo y la sangre, entre otros fluidos
corporales humanos.
Las
tres principales formas de transmisión son:
Sexual (acto sexual sin protección).
(infección de transmisión sexual). La transmisión se produce por el contacto de
secreciones infectadas con la mucosa genital, rectal u oral de la otra persona.
Parenteral (por sangre). Es una forma de
transmisión a través de jeringuillas contaminadas que se da por la utilización
de drogas intravenosas o a través de los servicios sanitarios, como ha ocurrido
a veces en países pobres, no usan las mejores medidas de higiene; también en
personas, como hemofílicos, que han recibido una transfusión de sangre
contaminada o productos contaminados derivados de la sangre; y en menor grado
trabajadores de salud que estén expuestos a la infección en un accidente de
trabajo como puede ocurrir si una herida entra en contacto con sangre
contaminada; también durante la realización de piercings, tatuajes y
escarificaciones.
Vertical (de madre a hijo). La transmisión
puede ocurrir durante las últimas semanas del embarazo, durante el parto, o al
amamantar al bebé. De estas situaciones, el parto es la más problemática.
Actualmente en países desarrollados la transmisión vertical del VIH está
totalmente controlada (siempre que la madre sepa que es portadora del virus) ya
que desde el inicio del embarazo (y en ciertos casos con anterioridad incluso)
se le da a la embarazada un Tratamiento Anti-Retroviral de Gran Actividad
(TARGA) especialmente indicado para estas situaciones, el parto se realiza por
cesárea generalmente, se suprime la producción de leche, y con ello la
lactancia, e incluso se da tratamiento antiviral al recién nacido.
Origen y evolución
Como otros agentes causantes de enfermedades infecciosas emergentes, el VIH pasó a los seres humanos por zoonosis, es decir por contagio desde otras especies. La emergencia del sida y la identificación del VIH estimularon investigaciones que han permitido determinar que las variantes del VIH forman parte de un amplio grupo de lentivirus. El VIH es sumamente parecido a un virus que ataca a otros primates. Se trata del virus de inmunodeficiencia de los simios (Simian immunodeficiency virus, SIV), del que se conocen diversas cepas se transmiten por vía sexual.32 A diferencia del VIH, el virus de los primates no causa inmunodeficiencia en los organismos que lo hospedan, salvo en el caso del salto de una especie a otra.
El
VIH-1, responsable de la actual pandemia, ha resultado estar estrechamente
relacionado con el SIVcpz, que infecta a poblaciones de la subespecie
centroafricana del chimpancé común (Pan troglodytes troglodytes). El SIVcpz, a
su vez, parece derivar por recombinación (un fenómeno que se produce fácilmente
cuando infectan al mismo individuo dos cepas víricas diferentes) del SIVrcm,
propio del mangabey de collar (Cercocebus torquatus), y del SIVgsn, propio del
avoem (Cercopithecus nictitans)33 Esta hipótesis es sostenida por el hecho de
que tanto el VIH como las diversas cepas del SIV poseen el gen vpu, además de
que se han reportado contagios por SIV entre humanos en África ecuatorial.34
Las distribuciones actuales de las especies implicadas se solapan, y de los
chimpancés se sabe que cazan monos pequeños para comerlos, lo que habría
facilitado la coinfección por cepas diversas de SIV. La subespecie oriental del
chimpancé, Pan troglodytes schweinfurthi, presenta también infección con una
cepa propia del SIVcpz, pero genéticamente alejada del clado formado por el
VIH-1 y las cepas de P.t.troglodytes. No se ha encontrado presencia del SIVcpz
en la subespecie occidental, P. t. verus, aunque se observó el contagio en
cautividad de un individuo de esta subespecie.
El
salto de la barrera de especie desde P. t. troglodytes a Homo sapiens sapiens
se ha producido al menos tres veces, con variantes del VIH-1 que demuestran
parentesco con distintas cepas, geográficamente más o menos localizadas, del
SIVcpz. Así pues, el VIH-1 es un virus polifilético. El grupo M del VIH-1,
responsable de la pandemia actual, debió pasar a los seres humanos en la
primera mitad del siglo XX. Los grupos O y N del VIH-1 están restringidos a
África Occidental ecuatorial, con el grupo N presente sólo en Camerún. Con los
datos actuales, parece claro que Pan troglodytes troglodytes es el reservorio
desde el que se han producido repetidamente las infecciones humanas por los
virus de cuya evolución procede el VIH-132
A
su vez el VIH-2, extendido en África Occidental, procede del SIVsm, propio del
mangabeye fuliginoso (Cercocebus atys atys), que habita las selvas costeras
desde Senegal hasta Costa de Marfil. El análisis filogenético muestra que el
paso a los seres humanos ha ocurrido también varias veces.35
Epidemiología
El
VIH se ha convertido en una epidemia de dimensiones mundiales. El Programa
Conjunto de Naciones Unidas sobre el VIH/sida (Onusida) coordina esfuerzos
internacionales de científicos, gobiernos, iniciativa privada y organizaciones
civiles dirigidos a actuar sobre la epidemia del VIH y sus efectos.37 Onusida
observa el desarrollo epidemiológico de la infección por VIH en todo el mundo y
emite un reporte sobre la situación de la epidemia cada dos años. Los informes
de Onusida recopilan los datos provenientes de todos los países y dan una
visión general de la evolución de la pandemia, sus efectos sociales, las
estrategias adoptadas para controlarla.
Mundialmente,
el modo mas común de propagación del VIH sigue siendo la transmisión
heterosexual.38 Entre 1981 y 2007, el sida había causado la muerte de
aproximadamente 25 millones de personas alrededor de todo el mundo.39 En ese
mismo año, 33 millones [30-36 millones] de personas estaban contagiadas con
VIH. La epidemia se ha estabilizado en cuanto que no ha aumentado la proporción
de personas infectadas respecto a la población total. Además se ha observado
una reducción del total mundial de nuevos casos de infección por VIH, de 3
millones [2,6-3,5 millones] en 2002 a 2,7 millones [2,2-3,2 millones] en
2007.40
La
región más afectada por la pandemia es África subsahariana, donde radican 21,5
millones [20,5-23,6 millones] de seropositivos. Esta cifra representa casi tres
cuartos del total de casos calculados para todo el mundo. Esta región del mundo
también presenta los índices más altos de mortalidad por sida y concentra el
mayor número de nuevos contagios
Fármacos contra el VIH
Existen numerosos fármacos
dirigidos a evitar tanto la infección, como la progresión del ciclo vital del
virus. Dichos fármacos se clasifican según la proteína a la que van dirigidos
(esto es, el paso replicativo que inhiben en su uso). En general, y dada la
alta tasa de resistencias, está indicado el uso combinado de fármacos de
diferentes grupos (politerapia), en lo que se viene llamando TARGA: Terapia
AntirRetroviral de Gran Actividad.
Ninguno de estos fármacos ha
mostrado ser efectivo por separado y, de hecho, uno de los más comunes, el
llamado AZT, es altamente tóxico.[cita requerida] El AZT por sí solo no puede
destruir directamente el virus; lo que hace este fármaco es inhibir la enzima
transcriptasa inversa, con lo que impide que el RNA del Virus se copie hacia
cDNA bicatenario y, por consiguiente, evitar que se genere un provirus (el
provirus es el cDNA que se integra al genoma de la célula huésped, en este caso
es el linfocito T CD4+). Administrado de forma aislada, es decir, sin ser
combinado con los otros medicamentos que componen el TARGA, puede incrementar
las mutaciones en el virus que lo hagan más resistente y agresivo, anulando su
eficacia terapéutica y acelerando el progreso de la enfermedad. Este riesgo
disminuye notablemente cuando se combina con los otros medicamentos de la
politerapia. También disminuye sensiblemente su toxicidad al reducirse y
ajustarse con mejor precisión sus mínimas dosis efectivas en combinación con
los otros componentes del TARGA.
Detección del VIH
Debido a que no existe ninguna
manifestación clínica característica de la infección de VIH, la prueba para
detectar esta enfermedad ha de llevarse a cabo mediante pruebas de diagnóstico
molecular en un laboratorio. La prueba más habitual para detectar la presencia
de VIH es la prueba de inmunodetección denominada ELISA. Con esta técnica se
pretende detectar los anticuerpos específicos que el organismo produce como
respuesta a la presencia del virus. Cabe destacar que,en países donde la
prevalencia de la enfermedad es baja, ante un resultado positivo mediante un
ELISA, no se debe informar al paciente de la presencia de VIH sin haber
confirmado antes la prueba mediante un western blot. Sin embargo, en países o
determinados grupos sociales donde el VIH presenta una alta prevalencia, no
será necesaria la confirmación con western blot. Por lo tanto, en la mayoría de
los casos la seropositividad frente al VIH se detecta a partir de una
extracción sanguínea del sujeto con la que se realizará la determinación de
anticuerpos anti-VIH por alguna técnica de cribado como la ya nombrada ELISA u
otras parecidas. La prueba diagnóstica dirigida al VIH tiene una especificidad
del 99% y una sensibilidad del 99%.
Otra prueba para detectar la presencia del VIH es la PCR nested o anidada
(amplificón de un amplicón contenido dentro de otro producto de una
amplificación previa), que posee muy alta especificidad y sensibilidad pero no
cuantifica. Para detectar el virus insertado en el genoma, el ADN proviral, se
utiliza una PCR anidada. Para detectar el ARN viral, se usa RT-PCR anidada.
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