Cátedra de Inmunología Inmunopatología de la Infección ... · PDF...

Inmunopatología de la Infección por VIH-1

Prof. Edwin Escobar [email protected]

Universidad Central de Venezuela

Facultad de Medicina

Escuela de Medicina “José María Vargas”

Cátedra de Inmunología

Tema 24 2016

mailto:[email protected]

• Recuento Histórico •Primeros Reportes •Grupos de Riesgo •Vías de Transmisión •Aislamiento del Virus •Epidemiología

• Aspectos Clínicos •Curso Clínico de la Infección •Diagnóstico

•ELISA •Western Blot

•Seguimiento •Carga Viral •Subpoblaciones de Linfocitos T

• Inmunopatogénesis •Afección del Sistema Inmunitario •Resultados en Nuestros Pacientes

• El Virus •Proceso de Invasión Celular •Células Susceptibles a la Infección •Ciclo de Replicación •Tratamiento •Cuasiespecies

Inmunopatología de la

Infección por VIH-1 Contenido

RECUENTO HISTÓRICO Infección por VIH-1

1er. Reporte de la Inmunodeficiencia

5 de Junio de 1981

Gottlieb et al; Mor Mrt Wkly Rep 1981; 30(21): 250-252

Grupo de Riesgo

Pacientes Homosexuales Masculinos

Grupo de Riesgo

Adictos a Drogas Intravenosas

An outbreak of community-acquired Pneumocystis

carinii pneumonia:

initial manifestation of cellular immune dysfunction

Masur et al, N Engl J Med 1981 Dec 10; 305(24):1431-8

Grupo de Riesgo

Receptores de Transfusiones

Pneumocystis carinii Pneumonia among Persons

with Hemophilia A CDC, MMWR Morb Mortal Wkly Rep 1982 Jul 16; 31(27):365-7.

Possible Transfusion-Associated Acquired Immune

Deficiency Syndrome (AIDS) - California CDC, MMWR Morb Mortal Wkly Rep 1982 Dec 10; 31(48):652-4.

Grupo de Riesgo

Mujeres: Parejas Sexuales de Hombres en Riesgo

Opportunistic infection in previously healthy women. Initial

manifestations of a community-acquired cellular

immunodeficiency Masur H et al; Ann Intern Med 1982 Oct; 97(4):533-9

Immunodeficiency among Female Sexual Partners of Males

with Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) - New York CDC, MMWR Morb Mortal Wkly Rep 1983 Jan 7; 31(52):697-8

Unexplained Immunodeficiency and Opportunistic

Infections in Infants - New York, New Jersey, California CDC, MMWR Morb Mortal Wkly Rep 1982 Dec 17; 31(49):665-7

December 17, 1982 ; 31(49):665-667

Grupo de Riesgo

Recién Nacidos: Hijos de Madres en Grupos de Riesgo

Grupo de Riesgo

África: Población Heterosexual Promiscua

Adquired immune deficiency syndrome in Black Africans Clumeck et al, Lancet 1983 Mar 19; 1(8325):642

Adquired immune deficiency syndrome in a heterosexual

population in Zaire Piot et al, Lancet 1984 Jul 14; 2(8394):65-69

• Población Heterosexual Promiscua

• Pacientes Homosexuales Masculinos

• Mujeres, Parejas Sexuales de Hombres en Riesgo

• Receptores de Transfusiones

• Adictos a Drogas Intravenosas

• Recién Nacidos, Hijos de Madres en Grupos de Riesgo

Grupos de Riesgo y

Vías de Trasmisión

Relaciones

Sexuales

Vía Sexual

Trasmisión Vertical

De Madre a Feto

Vía Sanguínea

Productos

Sanguíneos

Isolation of a T-Lymphotropic Retrovirus from a Patient

at Risk for Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) Barré-Sinoussi et al, Science 1983; 220:868-871

20 de Mayo de 1983

1er. Reporte del

Aislamiento del Virus

Hallazgos confirmatorios

VIH-1: Agente Causal del SIDA

Frequent detection and isolation of cytopathic retroviruses

(HTLV-III) from patients with AIDS and at risk of AIDS Gallo et al, Science 1984; 224(4648):500-503

Isolation of lymphocytopathic retroviruses from San

Francisco patients with AIDS Hoffman et al, Science 1984; 225(4664):840-842

4 de Mayo de 1984

Determinación de Anticuerpos Específicos

Pruebas Diagnósticas (ELISA, Western Blot)

Antibodies reactive with Human T-Lymphotropic

Retroviruses (HTLV-III) in serum of patients with AIDS Sarngadharan et al, Science 1984; 224(4648):506-508

Serological analysis of a subgroup of Human T-

Lymphotropic Retroviruses (HTLV-III) associated with AIDS Shupbach et al, Science 1984; 224(4648):503-505

América Latina y El Caribe 2,0 millones

[1,7 – 2,3]

1,5 millones [1,4 – 1,7]

Europa Oriental & Asia Central

5,1 millones [4,4 – 5,9]

Asia & El Pacífico

[160.000 – 330.000] 230.000

Medio Oriente & África del Norte

[2,2 – 2,7] 2,4 millones

Norteamérica & Europa Centro-occidental

África Suroriental 19,0 millones

[5,3 – 7,8]

Año 2013

100.000 Venezuela

Personas Infectadas por el VIH-1

36,7 millones [34,0 – 39,8]

Año 2015 Nuevas Infecciones: 2,1 millones

Nuevas Infecciones: 6.300

Muertes: 1,1 millones

Muertes: 4.400 UNAIDS 2014, 2016

6,5 millones

[17,7 – 20,5]

África Centro-occidental

Nuevas Infecciones a Nivel Mundial Año 2015

UNAIDS 2016

Masculino Femenino

47% 53%

Homosexual Masculino

Sexual Trabajador

Drogas Inyectables

Transexual

Pareja de

Grupo en Riesgo

Población General

Distribución de las Infecciones por VIH-1 América Latina y El Caribe - Año 2014

UNAIDS 2016

Venezuela Epidemiología de la Infección por VIH-1

Año 2013

Niños de 0 a 14 años de edad infectados por el VIH

3.000 [1.500 – 5.100]

Mujeres de al menos 15 años infectadas por el VIH

35.000 [2.000 – 51.000]

Prevalencia en adultos de entre 15 y 49 años

0,6% [0,3 – 0,9]

Número de personas infectadas por el VIH

100.000 [57.000 – 150.000]

Muertes Asociadas al SIDA

4.400 [1.300 – 8.200]

EL VIRUS Infección por VIH-1

Estructura del VIH-1

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HIV_Virion-en.png

Familia: Retroviridae Subfamilia: Lentivirinae Género: Lentivirus

Organización Genética del VIH-1

Emerman M; Current Biology 1996; 6(9):1096-1103

Proteínas Estructurales •Gag: nucleocápside (p7), cápside (p24), matriz (p17)

•Pol: transcriptasa inversa, integrasa, proteasa

•Env: glicoproteínas de envoltura (gp120, gp41)

Proteínas Reguladoras •Tat: trans-activador viral de transcripción

•Rev: regulador de expresión de proteínas virales

Proteínas Accesorias •Nef: factor negativo

•Vif: factor viral de infectividad

•Vpr: proteína viral r

•Vpu: proteína viral u

Proceso de Invasión Viral

Membrana

Célula Blanco

Membrana

Viral

Receptor

CD4

Correceptores

CCR5, CXCR4

Infección por VIH-1

Células Susceptibles

• Interacción Virus-Célula Blanco

–Molécula Receptora: CD4

–Moléculas Co-receptoras: CCR5, CXCR4

• Células Susceptibles

–Linfocitos T CD4+

–Monocitos/Macrófagos

–Células Dendríticas

Ciclo de Replicación del VIH-1

Barré-Sinoussi F et al.; Nat Rev Microbiol 2013; 11:877–883

CD4

CCR5 CXCR4

Variabilidad Genética del VIH-1

Cuasiespecies

Secuencia Consenso

Ciclo de

Replicación

Secuencia Consenso

Ciclo de

Replicación

Secuencia Consenso

Microbio Mol Biol Rev 2012; 76(2):159-216

Microbio Mol Biol Rev 2012; 76(2):159-216

Variabilidad Genética del VIH-1

Cuasiespecies

Enorme Reto

• Sistema Inmunitario: Evasión de la respuesta

• Tratamiento Anti-Retroviral: Resistencia

Variante Viral

Predominante

(Fitness)

ASPECTOS CLÍNICOS Infección por VIH-1

Curso Clínico de la Infección por VIH-1

Modificado de: Fauci AS et al.: Harrison: Principios de Medicina Interna, 17ª Edición


Diagnóstico y Seguimiento • Diagnóstico: confirmar la infección por VIH-1

– Detección de Anticuerpos Específicos

• ELISA (1ra, 2da, 3ra y 4ta Generación)

• Western Blot (Prueba Confirmatoria, hacia el desuso)

• Seguimiento: evaluar la progresión de la infección

– Carga Viral: cantidad de virus en circulación (Cuantificación de ARN viral)

• PCR Cuantitativo (Reacción en Cadena de la Polimerasa)

• Cadena Ramificada de ADN (Branched Chain DNA)

• NASBA (Nucleid Acid Sequence Based Amplification)

– Subpoblaciones de Linfocitos T CD4+ y T CD8+ • Citometría de Flujo

– Clínica: evaluación general, signos y síntomas del paciente

ELISA Diagnóstico de la Infección por VIH-1


http://www.cdc.gov/hiv/pdf/hivtestingalgorithmrecommendation-final.pdf


p24 de VIH-1

ARN de VIH-1 Anticuerpos

anti-VIH-1

Días de Infección

Infección Aguda Infección Crónica

Ventana de

Seroconversión

Período de

Eclipse

Diagnóstico de Infección por VIH-1

ELISA de 1ra. Generación


Sensibilidad Limitada

Proteínas Celulares Contaminantes

Reactividad Cruzada

Fase de

Captura

Ag de VIH-1 Lisado Viral

(Cultivo Celular)

Marcador

Identificado

IgG anti-VIH-1 Anticuerpos en

Sangre del Paciente

Fase de

Detección

Anti-IgG Conjugados a

Enzima

Revelado

Reacción de Color Sustrato Apropiado


anti-VIH-1


p24 de VIH-1


anti-VIH-1

Días de Infección


Ventana de

Seroconversión

Período de

Eclipse

IgG anti-VIH-1 ELISA 1G

Diagnóstico de la Infección por VIH-1



ELISA de 2da. Generación


Fase de

Captura

Ag de VIH-1/VIH-2 Péptidos Sintéticos

Proteínas Recombinantes

Marcador

Identificado

IgG anti-VIH-1/VIH-2 Anticuerpos en

Sangre del Paciente

Fase de

Detección

Anti-IgG

Proteína A Conjugados a

Enzima

Revelado


VIH-1, VIH-2

Mejora Sensibilidad

No Proteínas Celulares Contaminantes

Mejora Especificidad


anti-VIH-1


p24 de VIH-1


anti-VIH-1

Días de Infección


Ventana de

Seroconversión

Período de

Eclipse


IgG anti-VIH-1 / VIH-2 ELISA 2G




ELISA de 3ra. Generación


Fase de

Captura



Marcador

Identificado

IgM e IgG

anti-VIH-1/VIH-2 Anticuerpos en

Sangre del Paciente

Fase de

Detección

Ag Virales Conjugados a

Enzima

Revelado


VIH-1, VIH-2

Detecta IgM e IgG

Detección más Temprana


anti-VIH-1


p24 de VIH-1


anti-VIH-1

Días de Infección


Ventana de

Seroconversión

Período de

Eclipse



IgM / IgG anti-VIH-1 / VIH-2 ELISA 3G




ELISA de 4ta. Generación


Revelado


Fase de

Captura

Anti-p24



Marcador

Identificado

Ag p24

IgM e IgG anti-VIH-1/VIH-2

VIH-1, VIH-2

Detecta Antígeno Viral (p24)

Detecta IgM e IgG

Detección más Temprana

Fase de

Detección

Anti-p24

Ag Virales Conjugados a Enzima

E


anti-VIH-1


p24 de VIH-1


anti-VIH-1

Días de Infección


Ventana de

Seroconversión

Período de

Eclipse



IgM / IgG anti-VIH-1 / VIH-2 ELISA 3G

IgM / IgG anti-VIH-1 / VIH-2

p24 de VIH-1

ELISA 4G

PCR Carga Viral



WESTERN BLOT Diagnóstico de la Infección por VIH-1

http://images.slideplayer.es/1/121053/slides/slide_53.jpg


Algoritmo Recomendado – CDC 2014


CARGA VIRAL

Seguimiento de la Infección por VIH-1

• Cuantificación del virus presente (Copias de ARN de VIH-1)

– PCR Cuantitativo (<2 x 102 – 1 x 106)

• Más sensible para bajos valores de Carga viral

• Requiere 200 ul de muestra

– ADN de Cadena Ramificada (<5 x 102 – 1 x 106)

• Más preciso para altos valores de Carga Viral

• Requiere 2 ul de muestra

– NASBA (Nucleic Acid Sequence Based Amplification) (<4 x 103 – 1 x 106)

• Interpretación Clínica – Tomar en cuenta el tipo de ensayo utilizado

– Diferencias inter-ensayo de hasta 0,5 Log


Determinación de la Carga Viral

SUBPOBLACIONES DE LINFOCITOS T CITOMETRÍA DE FLUJO


FSC

m

Población de Leucocitos Sangre Periférica

Granulocitos

Linfocitos

Monocitos

Monocito

Laser (Fuente de

Luz)

SSC

FSC

Citometría de Flujo

http://www.bdbiosciences.com

Dreamstime.com

Análisis de Datos Selección de Regiones

Histograma

CD3 Intensidad de Fluorescencia (FL1 Log)

Análisis de Datos Intensidad de Fluorescencia

72%

Células Positivas para FL-1 (CD3)

Linfocitos T

Análisis de Datos Intensidad de Fluorescencia

Histogramas de Dos Parámetros

CD4 Vs. CD3

CD8 Vs. CD3

Subpoblaciones de Linfocitos T

Porcentaje (%)

Recuento (Cél./µL)

Valores de Referencia

Leucocitos 7.400 4.100 – 10.900

Linfocitos Totales 25 1.850 2.200 – 4.200

Linfocitos T Totales 72 1.332 1.500 – 3.000

Linfocitos T CD4+ 12 222 800 – 1.900

Linfocitos T CD8+ 57 1.055 500 – 1.000

Relación CD4/CD8 0.21 1.5 – 2.4

INMUNOPATOGÉNESIS Infección por VIH-1

Cómo el Virus Causa la Inmunodeficiencia

VIH-1 afecta al Linfocito T

Activación Celular HLA-DR, CD38

Señales de Supervivencia IL-7Rα

Virgen / Memoria CD45RA / CD45RO

Funciones Efectoras Perforina

Coestimulación Negativa PD-1

Apoptosis CD95

Proliferación Celular Producción de Citoquinas

IFN-, IL-2

Linfocitos T Funcionalidad

• Destrucción de Células por Efectos Citopáticos • Destrucción Masiva de Linfocitos T CD4+ en Mucosas (CCR5+, Memoria Efectora)

• Disminución de la Vida Media de Linfocitos T (Turnover)

• Menor Producción de Linfocitos T (Timo, M.O., Ganglios)

• Aumento de Apoptosis (CD95)

• Menos Receptores de Supervivencia (IL-7, IL-7Rα)

• Aumento de Co-estimulación Negativa (PD-1)

• Activación Crónica (CD38, HLA-DR)

• Estimulación Antigénica Persistente • Daño a la mucosa intestinal – LPS Bacteriano

• Proteínas Virales (gp120, gp41)

• Agotamiento Funcional / Desacoplamiento Linf. T CD4 / T CD8

Inmunopatología de la Infección por VIH-1

Diferentes Respuestas a Infecciones Virales

Boasso & Shearer; Clin Immunol 2008; 126(3): 235–242

Fenotipo ex vivo

Estudio de la funcionalidad de los linfocitos T en pacientes infectados con el VIH-1

Funcionalidad de Linfocitos T

Sujetos de Estudio

Grupos Condición n

C: Grupo Control VIH-1 (-) 25

PA: Pacientes A VIH-1 (+); CD4>350/μL 26

PB: Pacientes B VIH-1 (+); CD4:200-350/μL 33

PC: Pacientes C VIH-1 (+); CD4<200/μL 21

PBMC

Fenotipo ex vivo

Estudio de la Funcionalidad de los Linfocitos T

en pacientes infectados con el VIH-1

Citometría de Flujo

Linfocitos T CD4+ Linfocitos T CD8+

HLA-DR Activación Celular

PD-1 Co-estimulación Negativa

IL-7Rα Señales de Supervivencia

CD95 Receptor de Apoptosis

Granulocitos

Monocitos

Linfocitos 24.6%

A

CD3-PerCP

CD

4-A

PC

Linfocitos T CD4+

11,7%

CD

8-A

PC

CD3-PerCP

Linfocitos T CD8+

57,3%

HLA-DR PD-1

IL-7Rα CD95

HLA-DR PD-1

IL-7Rα CD95

Linfocitos T CD4+ Linfocitos T CD8+

Recuento de Linfocitos T CD4+R

ecu

en

to (

célu

las/

l)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

p<0.05

C PA PB PC

Recuento de Linfocitos T CD8+R

ecu

en

to (

célu

las/

l)

0

500

1000

1500

2000

p<0.05

C PA PB PC

Carga Viral de VIH-1

Co

pia

s d

e A

RN

/ml

0

50x103

100x103

150x103

200x103

250x103

PA (VIH+; CD4>350/ul) (n=26)

PB (VIH+; CD4:200-350/ul) (n=30)

PC (VIH+; CD4<200/ul) (n=17)

p<0.05

PA PB PC

Linfocitos T CD4+

Exp

res

ión

de IL

-7R

(%

)

20

40

60

80

100

C PA PB PC

p<0.05

IL-7Rα

Linfocitos T CD4+

Exp

res

ión

de H

LA

-DR

(%

)

0

20

40

60

80

100

C PA PB PC

* p<0.05

HLA-DR Linfocitos T CD4+

Ex

pre

sió

n d

e P

D-1

(%

)

0

5

10

15

20

25

C PA PB PC

( p<0.05)

PD-1

Linfocitos T CD4+

Ex

pre

sió

n d

e C

D9

5 (

%)

0

10

20

30

p<0.05

C PA PB PC

CD95

Linfocitos T CD4+

Linfocitos T CD8+

Exp

resió

n d

e C

D95

(%

)

0

2

4

6

8

10

p<0.05

C PA PB PC

CD95 Linfocitos T CD8+

Ex

pre

sió

n d

e IL

-7R

(%

)

0

20

40

60

80

100

C PA PB PC

IL-7Rα

Linfocitos T CD8+

Exp

resió

n d

e P

D-1

(%

)

0

5

10

15

20

25

30

C PA PB PC

p<0.05

PD-1 Linfocitos T CD8+

Exp

resió

n d

e H

LA

-DR

(%

)

0

20

40

60

80

100

p<0.05

C PA PB PC

HLA-DR

Linfocitos T CD8+

Activación Celular HLA-DR

CD4: Aumenta con la progresión CD8 : Disminuye en la etapa final (¿Agotamiento? ¿Desacoplamiento?)

Co-estimulación Neg. PD-1

CD4: Aumenta con la progresión CD8: Aumenta con la progresión

Señales de Supervivencia IL-7R-

CD4: Disminución tardía CD8: Disminución temprana y progresiva

Susceptibilidad a Apoptosis CD95

CD4: Aumenta con la progresión CD8: Aumenta con la progresión


Efecto sobre Linfocitos T

Activación Celular Crónica Agotamiento Funcional / Desacoplamiento CD4/CD8

Más Co-estimulación Negativa Inhibición de la Respuesta

Menos Señales de Supervivencia Sobrevida Comprometida

Mayor Susceptibilidad a Sufrir Apoptosis Sobrevida Comprometida


Efecto sobre Linfocitos T

Papel Central del VIH-1 en la

Inmunopatogénesis

Annu Rev Med.2009;60:471-84

Progresión de la Infección

Funcionalidad del Linfocito T

Annu Rev Med.2009;60:471-84

Linfocitos T Polifuncionales

Mayor Control de la Infección

Actividad de PD-1 e Intervención Terapéutica

PD-1

Annu Rev Med.2009;60:471-84

Clin Microbiol Rev 2013 Jan;26(1):2-18

Inmunopatogénesis de la Infección por VIH-1

Traslación Microbiana

América Latina

1,7 millones [1,4 – 2,0]

Caribe 280.000

[210.000-340.000]

1,5 millones [1,3 – 1,8]

Europa Oriental & Asia Central

5,0 millones [4,5 – 5,6]

Asia & El Pacífico

[150.000 – 320.000] 240.000

Medio Oriente & África del Norte

[1,5 – 3,5] 2,4 millones

Norteamérica & Europa Centro-occidental

África Subsahariana 25,8 millones

[24 – 28,7]

Año 2013

100.000 Venezuela

Personas Infectadas por el VIH-1

36,9 millones [34,3 – 41,4]

Año 2014 Nuevas Infecciones: 2,0 millones

Nuevas Infecciones: 6.300

Muertes: 1,2 millones

Muertes: 4.400

UNAIDS 2014, 2015

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