Ο ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV) Διάγνωση της λοίμωξης και AIDS ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑ ΔΙΑΛΕΞΗ 37, 9-01-2019 Π.Παπαζαφείρη Σύνδρομο επίκτητης ανοσολογικής ανεπάρκειας Ο ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV) Διάγνωση της λοίμωξης και AIDS Καταστροφή των CD4 T κυττάρων Ανοσολογικές αποκρίσεις Εμβόλιο;

Εισαγωγικά στοιχεία Το σύνδρομο επίκτητης ανοσολογικής ανεπάρκειας χαρακτηρίζεται από ευαισθησία σε λοίμωξη από διάφορα παθογόνα. Σε πολλές περιπτώσεις εμφανίζεται ένας επιθετικός τύπος σαρκώματος Kaposi ή λεμφώματος Β κυττάρων. Υπάρχουν δύο τύποι του ιού, HIV-1, HIV-2, που μοιάζουν σε ποσοστό 40%. Ο τύπος είναι HIV-2 επιδημικός στη Δυτική Αφρική και εξαπλώνεται στην Ινδία. Όμως, σε παγκόσμια κλίμακα, τα περισσότερα κρούσματα οφείλονται στον τύπο HIV-1. H λοίμωξη που ανταποκρίνεται μόνο για σύντομο χρονικό διάστημα στα αντι-ιϊκά φάρμακα που έχουν ελεγχθεί μέχρι σήμερα, ενώ φαίνεται πως η χρήση συνδυασμού φαρμάκων είναι περισσότερο αποτελεσματική

Καταγραφή των φορέων HIV

Δομή ιϊκών σωματιδίων Ηλεκτρονικές μικρογραφίες των ανθρώπινων ρετροϊών (HTLV : human T-cell leukemia-lymphoma virus) κατά την ώριμη εξωκυτταρική φάση. Οι ιοί HIV παρουσιάζουν περισσότερο συμπυκνωμένα καψίδια και μεγαλύτερους φακέλλους

Τα γονίδια του HIV

Ο κύκλος ζωής του HIV Το ιϊκό σωματίδιο συνδέεται με το CD4 των Τ κυττάρων Το περίβλημα του ιού συντήκεται με τη κυτταρική μεμβράνη επιτρέποντας στο γονιδίωμα του ιού να εισέλθει Η αντίστροφη μεταγραφάση αντιγράφει το ιϊκό γονιδίωμα σε DNA διπλής έλικας Τo ιϊκό cDNA μπαίνει στον πυρήνα και ενσωματώνεται στο DNA του ξενιστή

Υποδοχείς χημειοκινών είναι απαραίτητοι για την αναγνώριση και τη σύντηξη των ιϊκών σωματιδίων με τη κυτταρική μεμβράνη

Ο κύκλος ζωής του HIV Ενεργοποίηση του Τ κυττάρου επάγει μεταγραφή του προϊού με χαμηλό ρυθμό Τα μετάγραφα RNA συρράπτονται πολλαπλώς επιτρέποντας τη μετάφραση των πρώιμων γονιδίων tat και rev Η tat πολλαπλασιάζει τη μεταγραφή των ιϊκών RNA. Η rev αυξάνει τη μεταφορά των μη συρραμμένων ιϊκών RNA στο κυτταρόπλασμα Οι όψιμες πρωτεΐνες gag, pol και env μεταφράζονται και διαμορφώνονται στα ιϊκά σωματίδια που εκβλαστάνουν από το κύτταρο

Διάγνωση της λοίμωξης και AIDS Μετά τη λοίμωξη ο ιός πολλαπλασιάζεται γρήγορα και πρωτεΐνες του ιού (p24) ανιχνεύονται στον ορό για μερικές εβδομάδες. Στη συνέχεια αναπτύσσεται μια αντίδραση αντισώματος (ορομετατροπή) : εμφανίζονται παροδικά IgM και αργότερα IgG ειδικά για πολλές πρωτεΐνες του ιού (και για τη p24). Όσο παραμένουν τα αντισώματα δεν εκδηλώνονται συμπτώματα . Όταν ο τίτλος των αντισωμάτων μειωθεί σημαντικά, αρχίζει ο λυτικός κύκλος του ιού σε μεγάλη κλίμακα. διαγνωστικές δοκιμές : ELISA, Western, PCR. στις δύο πρώτες ανιχνεύονται τα αντισώματα που –πιθανόν- υπάρχουν στον ορό ενώ με τη μέθοδο PCR μπορούν να ανιχνευτούν λίγα μόνο αντίγραφα του ενσωματωμένου ιού

Κλινική διάγνωση, αριθμός CD4 κυττάρων Η κλινική διάγνωση περιλαμβάνει τρεις κατηγορίες (Α, Β,Γ) συμπτωμάτων γεγονός που υποδεικνύει την τεράστια ποικιλότητα των κλινικών εκδηλώσεων της ασθένειας. Κάθε μια από τις κατηγορίες υποδιαιρείται στη συνέχεια ανάλογα με τον αριθμό των CD4 κυττάρων : περισσότερα από 500/μl, 200-499μl και λιγότερα από 200μl. Κατηγορία Α: μονοπυρήνωση, λεμφαδενοπάθεια, αλλά και απουσία συμπτωμάτων Κατηγορία Β: μειωμένη κυτταρομεσολαβητική ανοσία Και στις δύο κατηγορίες, η διάγνωση είναι θετική όταν ο αριθμός των CD4 κυττάρων είναι μικρότερος από 200. Κατηγορία Γ: περιλαμβάνει τα πιο σοβαρά περιστατικά με θετική διάγνωση ανεξάρτητα από τον αριθμό των κυττάρων.

Κλινική διάγνωση, αριθμός CD4 κυττάρων

Χαρακτηριστικά στοιχεία στον ορό των φορέων κατά τη διάρκεια των φάσεων ανάπτυξης του AIDS Επίδραση του συνδυασμού φαρμάκων HAART (Highly Active Antiretroviral Therapy) στους δείκτες των φορέων. Η επίδρασή τους αναστέλλεται άμεσα όταν η χορήγηση των φαρμάκων διακοπεί.

Μερικά αντι-HIV φάρμακα AZT = azidothymidine

Μηχανισμοί καταστροφής των κυττάρων Κατά τη διάρκεια της εκβλάστησης των σωματιδίων του ιού από τη πλασματική μεμβράνη, η gp120 προσδένεται στα CD4. Στα κύτταρα που περιέχουν μεγάλες συγκεντρώσεις CD4 προκαλείται «αυτοσύντηξη» με αποτέλεσμα καταστροφή της μεμβράνης και λύση του κυττάρου. Συνήθως, το ποσοστό των κυττάρων που έχουν μολυνθεί είναι 1% περίπου του συνόλου των CD4 T. Επομένως, πρέπει να ενεργοποιούνται κάποιοι μηχανισμοί καταστροφής και των κυττάρων που δεν έχουν μολυνθεί.

Μηχανισμοί καταστροφής των κυττάρων Σχηματισμός συγκυτίων Επαγωγή της καταστροφής των κυττάρων από διαλυτή gp120: επειδή η πρωτεΐνη αυτή έχει μεγάλη συγγένεια προς τα CD4, όταν προσδένεται σε αυτά –σε φυσιολογικά κύτταρα- μπορεί να επάγει τη λύση τους μέσω κυτταροτοξικότητας που εξαρτάται από το αντίσωμα, λόγω ενεργοποίησης του συμπληρώματος, ή μέσω ενεργοποίησης άλλων CD4 Τ κυττάρων που έχουν κυτταροτοξική δράση Παρεμπόδιση ωρίμανσης Τ κυττάρων Επαγωγή προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου

Επαγωγή προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου Η φυσιολογική σειρά σημάτων είναι απαραίτητη για την ενεργοποίηση των CD4 T κυττάρων: 1)πρόσδεση ενός συμπλόκου στον υποδοχέα, 2) αλληλεπίδραση του CD4 με το μόριο MHC II. Όταν αλλάξει η σειρά αναγνώρισης των μορίων, τότε ενεργοποιείται ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος

Ανοσολογικές αποκρίσεις στο AIDS

Ανοσολογικές αποκρίσεις στο AIDS Ακόμα και κατά τη διάρκεια της ασυμπτωματικής φάσης, κατά την οποία ο αριθμός των κυττάρων είναι ακόμα μεγάλος, παρατηρούνται αλλοιώσεις της ανοσολογικής λειτουργίας Παθολογικές αλλοιώσεις σε λεμφαδένες (κυρίως σε δενδριτικά κύτταρα) Μειωμένη απόκριση των αντιγονο-ειδικών ΤΗ κυττάρων Αναποτελεσματική προστατευτική ανοσία Αλλαγή της ομοιόστασης κυτταροκινών Μείωση της απόκρισης καθυστερημένου τύπου Λανθασμένη δραστικότητα των κυτταροτοξικών κυττάρων Απορύθμιση πολλών ανοσολογικών λειτουργιών

Στόχοι για την αναστολή του κύκλου ζωής του ιού με φαρμακολογικούς παράγοντες Παρεμπόδιση της πρόσδεσης της gp120 στον υποδοχέα χημειοκινών αποτελεί τον πιο ελκυστικό τρόπο περιορισμού του ιού

Εμβόλιο Οι προσπάθειες ανάπτυξης ενός αποτελεσματικού εμβολίου κατά του ιού είναι πρωτοφανείς Σε πειραματικό επίπεδο έχουν σχεδιαστεί και δοκιμαστεί τα εξής: Απενεργοποιημένος ιός Κλωνοποιημένες πρωτεΐνες του περιβλήματος Ανασυνδυασμένος ιός της ευλογιάς (δαμαλίτιδας) με γονίδια πρωτεινών του περιβλήματος Συνθετικά πεπτίδια της αλληλουχίας 316-324 (κορυφή) της gp120 Διαλυτά CD4 και υβρίδια CD4-IgG1 Αντι-ιδιοτυπικά αντισώματα ειδικά για επίτοπους της gp120 ή για τη θέση πρόσδεσης του CD4

Εμβόλιο

Γιατί το AIDS δεν αποτελεί μια κλασσική περίπτωση για την ανάπτυξη εμβολίων Τα περισσότερα εμβόλια προστατεύουν από την ασθένεια και όχι από τη μόλυνση. Η μόλυνση από τον HIV μπορεί να παραμείνει λανθάνουσα για μεγάλα χρονικά διαστήματα Τα περισσότερα εμβόλια προστατεύουν από παθογόνα που μεταλλάσονται πολύ λίγο με το πέρασμα του χρόνου. Ο ιός του AIDS μεταλλάσεται πολύ και τελικά επιλέγονται στελέχη που διαφεύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα

Συνέχεια….. Τα περισσότερα εμβόλια είναι απενεργοποιημένοι ή θανατωμένοι ολόκληροι μικροοργανισμοί. Ο ιός HIV χάνει τελείως την αντιγονικότητά του και η χρήση ζωντανών ιών, εγείρει θέματα ασφάλειας Τα περισσότερα εμβόλια προστατεύουν από μολύνσεις που δεν γίνονται με μεγάλη συχνότητα. Τα άτομα υψηλού κινδύνου, πιθανόν να έρχονται σε επαφή με τον ιό καθημερινά Τα περισσότερα εμβόλια προστατεύουν από μολύνσεις των βλεννογόνων επιφανειών της αναπνευστικής οδού και του γαστρεντερικού σωλήνα. Η μόλυνση από τον HIV εντοπίζεται συνήθως στη γεννητική περιοχή Τα περισσότερα εμβόλια ελέγχονται σε πειραματόζωα για την αποτελεσματικότητά τους και την ασφάλειά τους πριν γίνουν οι πρώτες κλινικές δοκιμές στον άνθρωπο. Δεν υπάρχει ΑΚΟΜΑ αυτή η δυνατότητα για το AIDS

Περίληψη… τα περισσότερα άτομα που έχουν προσβληθεί από τον ιό HIV αναπτύσσουν AIDS Είναι ένας ρετροϊός που μολύνει τα CD4 T κύτταρα και τα μακροφάγα Η μεταγραφή του ιού HIV εξαρτάται από μεταγραφικούς παράγοντες του κυττάρου ξενιστή που επάγονται κατά την ενεργοποίηση των μολυσμένων κυττάρων Ο HIV συσσωρεύει μεταλλάξεις στην πορεία λοίμωξης στο ίδιο άτομο Η ανοσολογική απόκριση μπορεί να ελέγξει αλλά δεν απομακρύνει τον ιό Φάρμακα που εμποδίζουν την αντιγραφή του HIV οδηγούν σε γρήγορη πτώση του τίτλου του λοιμογόνου ιού και αύξηση των CD4 T κυττάρων, ακολουθεί όμως ταχεία ανάπτυξη μεταλλαγμένων ανθεκτικών μορφών του ιού

…..περίληψη Η μόλυνση από τον ιό HIV οδηγεί σε χαμηλά επίπεδα CD4 T κυττάρων, αυξημένη ευαισθησία σε ευκαιριακές λοιμώξεις και τελικά σε θάνατο Η παραγωγή ενός εμβολίου είναι ακόμα πολύ δύσκολη λόγω της αντιγονικής ποικιλότητας που παρουσιάζει ο ιός Η πρόληψη και η ενημέρωση είναι προς το παρόν ο πλέον αποτελεσματικός τρόπος με τον οποίο μπορεί να ελεγχθεί η εξάπλωση του ιού HIV και το AIDS