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Retroviridae: VIH

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) es una especie de Lentivirus, un género de la familia Retroviridae, que causa infecciones por VIH y síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA). El virus tiene una alta variabilidad genética y se divide en 2 tipos principales, VIH tipo 1 (VIH-1) y VIH tipo 2 (VIH-2). El virus de la inmunodeficiencia humana es un virus de ARN monocatenario, de sentido positivo y envuelto, que ataca y destruye los glóbulos blancos, generando frecuentes infecciones oportunistas y, finalmente, la muerte.

Responsabilidad editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Índice de contenidos

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Clasificación y subtipos

Clasificación

Diagrama de flujo de la clasificación de los virus de arn

Identificación de los virus ARN:
Los virus pueden clasificarse de muchas maneras. Sin embargo, la mayoría de los virus tienen un genoma formado por ADN o ARN. Los virus con genoma ARN pueden caracterizarse además por tener ARN monocatenario o bicatenario. Los virus «envueltos» están cubiertos por una fina capa de membrana celular (normalmente tomada de la célula huésped). Si la envoltura está ausente, los virus se denominan «desnudos». Los virus con genomas monocatenarios son positivos si el genoma se emplea directamente como ARN mensajero (ARNm), que se traduce en proteínas. Los virus monocatenarios negativos emplean la ARN polimerasa, una enzima viral, para transcribir su genoma en ARN mensajero.

Imagen por Lecturio. Licencia: CC BY-NC-SA 4.0
  • Familia Retroviridae: Los virus utilizan enzimas de transcriptasa reversa para producir ácido desoxirribonucleico (ADN) a partir de su genoma de ácido ribonucleico (ARN) (reverso del patrón habitual = «retro»).
  • Género Lentivirus:
    • Causa enfermedades crónicas mortales
    • Períodos de incubación prolongados
    • Integra el ADNc viral en el ADN del hospedador, infectando las células que no se dividen.

Dos subtipos de virus de inmunodeficiencia humana (VIH)

  • VIH-1 (descubierto primero, más virulento y más infeccioso que el VIH-2):
    • Grupo M: significa «mayor»; más del 90% de los casos de VIH / SIDA, varios subtipos o formas recombinantes
    • Grupo N: significa «no M, no O»
    • Grupo O: significa «valor atípico»; aislado en África centro-occidental
    • Grupo P: significa «pendiente de la identificación de más casos humanos»; descubierto en agosto de 2009, aislado en Camerún
  • VIH-2:
    • Baja infectividad, menos virulento
    • En gran parte confinado a África occidental
    • 8 subgrupos conocidos (A a H)

Estructura y genoma

Virión del VIH

  • Esférico en su gran mayoria
  • Aproximadamente 110 nm de diámetro
  • Estructura:
    • La envoltura de virión contiene 2 glicoproteínas de membrana:
      • Gp41 (transmembrana)
      • Gp120 (proteína de superficie / de acoplamiento)
    • Proteína de matriz p17: rodea el núcleo del virus
    • Núcleo del virus:
      • Proteína de la cápside p24
      • 2 ácidos ribonucleicos de sentido positivo (ARN) monocatenarios envueltos, recubierto con proteína nucleocápsida
      • Enzimas (transcriptasa inversa, integrasa, proteasa)

Genoma del VIH (9 genes que codifican 15 proteínas virales)

  • El gen Env codifica gp160, que se escinde para formar glicoproteínas de la envoltura:
    • gp120: unión a la célula T CD4+ del huésped
    • gp41: fusión y entrada a la célula huésped
  • El gen Gag codifica p24 y p17, proteínas de la cápside y de la matriz, respectivamente.
  • El gen Pol codifica las enzimas transcriptasa inversa, integrasa y proteasa.
  • Elementos regulatorios: tat, rev, vpr, vif, nef y vpu

Variabilidad genética (muy alta)

  • Recombinación entre 2 copias de ARN en cada partícula
  • Replicación rápida
  • Alta tasa de mutación
Virión del vih

Diagrama del virión del VIH con la estructura de su genoma y sus principales enzimas y glicoproteínas (gp120 y gp41)

Imagen : “Representación esquemática del VIH” por el Instituto Nacional de Salud de EE. UU. Licencia: Public Domain

Ciclo vital

Tropismo

  • El VIH puede infectar células T CD4+, macrófagos y células microgliales.
  • Glicoproteína de superficie del VIH gp160 (compuesta por gp120 y gp41): clave para la unión viral a las moléculas de superficie CD4 y a los correceptores de quimiocinas
  • CD4: expresado en la superficie de las células T colaboradoras, células T reguladoras, monocitos, macrófagos y células dendríticas
  • CCR5: expresado en células T (memoria y linfocitos CD4 activados), tejidos linfoides asociados al intestino (GALT), macrófagos, células dendríticas y microglía
  • CXCR4: expresado en células T (linfocitos CD4 sin tratamiento previo y en reposo, así como células CD8), células B, neutrófilos y eosinófilos
  • Cepas de VIH: pueden expresar tropismo CCR5 (R5 o M), tropismo CXCR4 (X4 o T) o tropismo dual (X4R5)

Ciclo de replicación del VIH

  • Células objetivo: células T CD4+, macrófagos y células dendríticas
  • Entrada del VIH a las células:
    • El virión entra primero a través de una ruptura en la membrana mucosa.
    • El virión atraviesa la barrera de la mucosa y busca células objetivo.
  • Replicación del VIH:
    1. Fusión de membranas y unión de receptores (entrada): el virión (que transporta ARN viral, transcriptasa inversa, integrasa y otras proteínas) inicia la entrada en la célula huésped.
      • El virión se une al receptor CD4 y a un receptor de quimiocinas ( CCR5 en macrófagos, CXCR4 en células T).
        • Virus trópicos de macrófagos: cepas R5
        • Virus trópicos de células T: cepas X4
      • La unión de gp120 con CD4 y los receptores de quimiocinas conduce a un cambio conformacional, exponiendo el dominio de fusión en gp41 .
      • El cambio conformacional une la membrana viral y celular, fusionándolas.
    2. La capa de proteína de la cápside (que rodea el ARN viral y las proteínas) es descubierta cuando el virión atraviesa el citoplasma.
    3. Transcripción inversa: se produce la síntesis de ADN proviral (del ARN viral) mediada por transcriptasa inversa.
    4. Integración: el ADN viral se transporta a través del núcleo y se integra en el ADN del huésped, facilitado por la integrasa.
    5. Replicación: se transcribe el ADN viral; se forman y transportan múltiples copias del nuevo ARN del VIH al citoplasma.
      • El nuevo ARN del VIH se convierte en el genoma de un nuevo virus.
      • Otras copias del ARN se utilizan para producir nuevas proteínas del VIH.
    6. Ensamblaje: Nuevo ARN viral + proteínas + enzimas se mueven a la superficie celular y forman una partícula no infecciosa.
    7. Gemanción y maduración:
      • Las partículas (ARN viral + proteínas) eventualmente geman de la célula huésped con el VIH inmaduro.
      • La proteasa proteica viral luego escinde las poliproteínas recién sintetizadas, produciendo VIH maduro.
Ciclo de replicación del vih

Ciclo de replicación del VIH:
1. El virión se une al receptor CD4 y un receptor de quimiocina, seguido de un cambio conformacional que facilita la fusión del virión y la célula huésped.
2. Una capa de proteína de la cápside (que rodea el ARN y las proteínas virales) se descubre cuando el virión atraviesa el citoplasma.
3. Se produce la síntesis de ADN proviral mediada por transcriptasa inversa.
4. El ADN viral se transporta a través del núcleo y se integra en el ADN del huésped, facilitado por la integrasa.
5. Se transcribe el ADN viral y se forman y transportan múltiples copias del nuevo ARN del VIH al citoplasma. El nuevo ARN del VIH se convierte en el genoma de un nuevo virus. También se produce la activación de citocinas de la célula.
6. El nuevo ARN viral + proteínas + enzimas se mueven a la superficie celular y forman una partícula no infecciosa.
7. Las partículas (ARN viral + proteínas) eventualmente brotan de la célula huésped con el VIH inmaduro. La proteasa proteasa viral (enzima) luego escinde poliproteínas recién sintetizadas produciendo un VIH maduro.

Imagen por Lecturio. Licencia: CC BY-NC-SA 4.0

Infección por VIH

Transmisión

  • Sexual:
    • > 80% a nivel mundial a través del contacto heterosexual
    • El riesgo aumenta:
      • En presencia de otras enfermedades de transmisión sexual.
      • Con relaciones sexuales repetidas con una pareja infectada.
      • En caso de carga viral elevada
    • La terapia antirretroviral reduce el riesgo de transmisión.
  • Parenteral:
    • Usuarios de drogas intravenosas
    • Transfusión de sangre
    • Pinchazos de agujas en profesionales médicos
  • Vertical (madre a hijo):
    • Durante el embarazo
    • Durante el nacimiento
    • A través de la lactancia
    • Riesgo disminuido por la terapia antirretroviral

Fisiopatología

  • La entrada inicial se da comúnmente a través de la mucosa anogenital.
  • Las células dendríticas intersticiales pueden servir como objetivo inicial.
  • La nueva infección se propaga con mayor frecuencia por virus con tropismo por macrófagos.
  • Luego, las células infectadas se fusionan con las células T CD4 + y la infección se propaga.
  • El rápido aumento inicial del ARN viral corresponde con la seroconversión (fase aguda).
  • Los niveles de ARN viral luego disminuyen en respuesta a la aparición de células T CD8+ específicas del VIH.
  • Finalmente, el nivel de ARN alcanza un «punto de ajuste» (más de 6 meses).
  • Disminución lenta y progresiva de las células CD4 +:
    • Efectos citopáticos directos del virus.
    • citotoxicidad mediada por gp120
    • Muerte celular apoptótica inducida por activación
    • Eliminación de células CD4+ infectadas por células CD8+
  • El síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) se desarrolla cuando las células T CD4+ <200 células / μL.

Presentación Clínica

  • Fase temprana / aguda:
    • El 60% son asintomáticos.
    • Si es una enfermedad sintomática, es similar a la mononucleosis:
      • Fiebre
      • Dolor de garganta
      • Cefalea, erupción cutánea, diarrea
      • Mialgia / artralgia
    • Si los síntomas duran> 14 días, progresión más rápida al SIDA
  • Infección crónica (sin SIDA):
    • Generalmente dura de 8 a 10 años.
    • Mayormente asintomática
    • Acompañado de fatiga, sudores y pérdida de peso.
    • Linfadenopatía generalizada
    • Puede tener candidiasis recurrente, foliculitis y presentaciones graves de herpes, papiloma o herpes zóster.
  • SIDA : definido por el recuento de CD4 +< 200 células / μL y presencia de condiciones definitorias de SIDA (enfermedades oportunistas secundarias a inmunosupresión)

Identificación

  • Anticuerpo contra VIH (ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA))
  • Antígeno y anticuerpo del VIH
  • Antígeno del VIH
  • ARN del VIH

Referencias

  1. Cloyd MW (1996). Human Retroviruses. Consultado el 8 de enero de 2021 en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7934/
  2. Quinn TC (2019). Global epidemiology of HIV infection. Consultado el 9 de enero de 2021 en https://www.uptodate.com/contents/global-epidemiology-of-hiv-infection
  3. Sax PE (2020). Acute and early HIV infection: Pathogenesis and epidemiology. Consultado el 10 de enero de 2021 en https://www.uptodate.com/contents/acute-and-early-hiv-infection-clinical-manifestations-and-diagnosis
  4. Sax PE (2020). Acute and early HIV infection: Clinical manifestations and diagnosis. Consultado el 10 de enero de 2021 en https://www.uptodate.com/contents/acute-and-early-hiv-infection-clinical-manifestations-and-diagnosis
  5. Sax PE, Madera BR (2019). The natural history and clinical features of HIV infection in adults and adolescents. Consultado el 8 de enero de 2021 en https://www.uptodate.com/contents/the-natural-history-and-clinical-features-of-hiv-infection-in-adults-and-adolescents

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