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17 Abril 2017

Una delatora proteica de la guarida del VIH

El desarrollo de terapias antirretrovirales, que suprimen la replicación del VIH en los linfocitos T CD4, es un gran logro de la medicina moderna. Sin embargo, una pequeña proporción de estas células retienen al virus a pesar del tratamiento en curso, originando un reservorio latente que puede ser reactivado si el tratamiento se detiene. Actualmente, hay un gran interés por encontrar maneras de erradicar estos reservorios, pero los esfuerzos han sido obstaculizados por la dificultad de analizar las células latentemente infectadas: en un individuo que recibe la terapia antirretroviral, solamente uno en un millón de linfocitos es infectado de forma latente. Además, se carece de marcadores efectivos para estas células. En un reciente estudio se identifica un marcador que puede ser utilizado para analizar aproximadamente a la mitad de los linfocitos T CD4 en la sangre, lo que constituye un gran paso para la lucha contra el VIH.


Reservorios latentes

Durante su ciclo de replicación, el VIH genera, mediante la transcripción inversa, una versión de ADN de su genoma de ARN el que se integra en un cromosoma de la célula. La replicación del genoma viral linfocitos T CD4 produce nuevos virus que causan la lisis de las células hospederas. Las usualmente raras que sobreviven a la infección, constituyen el reservorio latente. El ADN del VIH sigue integrado en sus genomas, pero no puede producir ARN viral sus proteínas.

Para analizar este reservorio, los investigadores desarrollaron un modelo in vitro de latencia del VIH utilizando células T CD4 infectadas con un constructo genético derivado del virus capaz de expresar la proteína fluorescente verde (GFP) como reportero de la infección. Un punto importante a tener en cuenta en este estudio es que las células utilizadas fueron en estado de reposo, no fueron activadas o proliferadas como lo son la mayoría de las células T CD4 que producen altos niveles de nuevas partículas virales. Una controversia sin resolver ha sido si la latencia resulta de una infección de células en reposo  o es una rara consecuencia de una célula que sobrevive a la replicación activa del VIH, y por lo tanto pasa a un estado de reposo.

Descours y colegas examinaron células infectadas que expresan GFP utilizando secuenciación ultra profunda del ARN para buscar transcritos que pudiesen estar incrementados en esta población, comparado con células no infectadas. Identificaron 103 genes expresados diferencialmente, incluyendo 16 que codifican proteínas transmembrana, que pueden ser utilizados como marcadores celulares para facilitar la identificación y clasificación de células. Dentro de estos biomarcadores, el más expresado fue FCGR2A, que codifica la proteína CD32a.

CD32a es un receptor de baja afinidad para el fragmento Fc de la inmunoglobulina G (IgG) y, al igual que otros receptores Fc, se expresa en la superficie de las células dendríticas y de macrófagos. Estas células inmunitarias internalizan receptores Fc junto con su IgG unida y las moléculas de antígeno específicas que se asocian con el anticuerpo, y para luego presentar el antígeno procesado a los linfocitos. Esto desencadena una respuesta inmunitaria especifica contra células que expresan ese antígeno. Los investigadores demostraron que CD32a es también expresado en aproximadamente el 50% de las células T CD4 infectadas de forma latente, pero no en aquellas libres del virus o en las que sufren de una infección activa por VIH. CD32a puede estar unido por un anticuerpo comercial, permitiendo a los autores separar células que expresan el marcador de otras.

Figura 1: La caza de una población de células evasivas.

Una persona infectada crónicamente con VIH y tratado con fármacos antirretrovirales tiene alrededor de 200 mil millones de células inmunitarias llamadas células T CD4, de las cuales una en un millón sigue infectada de una forma latente, en la que el virus es capaz de replicarse a pesar del tratamiento. Alrededor del 2% de las células T CD4 del cuerpo (alrededor de 4 mil millones) están presentes en los aproximadamente 5 litros de sangre en un adulto. Por lo tanto, los 100 mililitros, que pueden extraerse en una muestra de sangre en estudios en humanos, contienen aproximadamente 80 millones de linfocitos T CD4, de los cuales sólo unas 80 son células latentes. Descours y sus colegas (Nature. 2017 Mar 23;543(7646):564-567) identificaron la proteína CD32a como un marcador de aproximadamente el 50% de todas las células T CD4 infectadas de forma latente. Mediante una técnica de separación, se seleccionaron las células que expresan la proteína, las que posteriormente pueden ser selectivamente concentradas en más de 1.000 veces, permitiendo nuevos estudios experimentales con esta población celular.

Este marcador altamente selectivo para células T CD4 infectadas podrían permitir  al menos investigar los misteriosos mecanismos de latencia, sin necesidad de encontrar la célula de interés en un millón de posibilidades (figura 1). El marcador también podría ser útil para analizar el éxito de fármacos candidatos que son dirigidos contra el reservorio viral. El aislamiento de células T CD4 que expresan CD32a concentrarían la población de células infectadas latentemente un un factor de mil veces. Pero aunque este proceso podría eliminar la gran mayoría de las células irrelevantes, se necesitaría una gran cantidad de sangre para obtener suficientes células con infección latente para el análisis: 100 mililitros o más, dependiendo del tipo de investigación.

Como con cualquier avance, surgen nuevas interrogantes y nuevos experimentos se hacen factibles. En particular e relación a si CD32a puede ser utilizado selectivamente para dirigirse a estas células latentes. Esto podría ser una base para las estrategias destinadas a erradicar el reservorio latente. Un problema, sin embargo, es que CD32a es un marcador presente en solo el 50% del reservorio, mientras que la erradicación del VIH latente requeriría una reducción mucho mayor del número de células infectadas en el cuerpo. Además, dirigir CD32a también haría que las células presentadoras de antígeno que normalmente expresan CD32a, sean  vulnerables a la destrucción, lo que podría causar daños no deseados o nocivos efectos secundarios.

En segundo lugar, los autores estudiaron los linfocitos CD4 de la sangre, pero estas células representan el 2%, como máximo, de las células T CD4 en el cuerpo. Queda por ver si CD32a es un marcador apropiado para las infecciones latentes en los ganglios linfáticos, médula ósea, intestino y otros tejidos. Tal vez podrían ser identificados otros marcadores a partir de los 103 genes diferencialmente expresados que fueron encontrados por los investigadores. El análisis de estas hipotéticas nuevas proteínas, en combinación con CD32a, podría aumentar la proporción total de células latentes identificables.

En tercer lugar, ¿la presencia de CD32a varía entre los subconjuntos de linfocitos T CD4 infectados de forma latente? Las células T CD4 se diferencian en una variedad compleja de subconjuntos especializados, algunos de los cuales no presentan CD32a cuando están infectadas de forma latente. Sería también interesante caracterizar el mecanismo por el que el VIH latente puede aumentar la transcripción de FCGR2A y otros genes. Esto podría ayudar a revelar cómo se mantiene o se invierte la latencia del VIH. Otra pregunta que merece una cuidadosa investigación es si CD32a se expresa en linfocitos distintos de los infectados de forma latente.

Finalmente, el anticuerpo utilizado por los autores no reacciona con la proteína CD32a que se encuentra en macaco Rhesus, animal utilizado como modelo de estudio para la latencia del virus de la inmunodeficiencia en simios. Por lo tanto, se debe producir un anticuerpo alternativo si se pretenden explotar estos hallazgos en estudios en monos. Una buena comprensión de la latencia y de las intervenciones para manejarla seguramente proveerá beneficios notables, pero el campo aún ha progresado demasiado lento. Esta investigación potencialmente promete facilitar el estudio de la latencia del VIH y acelerar la generación de nuevos enfoques terapéuticos.

Fuente bibliográfica

HIV: Finding latent needles in a haystack

Douglas D. Richman

Center for AIDS Research, University of California San Diego, La Jolla, California.

doi:10.1038/nature21899


Ciencia y Medicina

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