SIDA - Faculdade de Medicina da Universidade do Porto
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Síndrome da Imunodeficiência Adquirida Jennifer Mâncio Mariana Rodrigues Rui Ferreira de Almeida Vasco Miranda Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Imunologia 2004 Imunodeficiências Primárias Imunodeficiências Ausência ou falha do normal funcionamento de um mais elementos do Sistema Imune Defeitos intrínsecos do Sistema Imune, na sua maior parte geneticamente determinados - Células B - Células T - Complemento - Fagócitos Secundárias - Drogas imunomoduladoras - Esteróides - Malnutrição (proteínas, Fe, Zn, Se, Cu, vitaminas A, B6, C, E...) - SIDA EPIDEMIOLOGIA Epidemiologia Mundial • 36 milhões de pessoas vivem actualmente infectadas pelo HIV • 20 milhões de pessoas já morreram com SIDA • Total cumulativo de 56 milhões de pessoas infectadas por HIV • 25.3 milhões na África sub-sahariana estão infectados com HIV - cerca de 2/3 do total de infectados • 3/4 das mortes por SIDA na África Sub-sahariana Estimativas OMS Número de pessoas infectadas no final de 2003 Número estimado de novos casos em 2003 Número estimado de disfunções provocados pelo vírus, em 2003 Epidemiologia Mundial Estimativa de mortes em crianças durante 2002 Epidemiologia Mundial Países de elevado rendimento • 1.46 milhões de pessoas infectadas no Oeste da Europa e na América do Norte • Prevalência está a aumentar modestamente - Prevenção • Diminuição da taxa de mortalidade - Terapia anti-retrovirica • Terapia anti-retrovirica - maior número de comportamentos de risco sobretudo em relações homossexuais – optimismo acerca dos tratamentos e práticas de risco •HIV/SIDA nas minorias étnicas e populações mais pobres - a incidência aumenta mais rapidamente América do Norte 920,000 Oeste da Europa 540,000 HIV/SIDA 2000 Australia e Nova Zelandia 15,000 Epidemiologia Mundial África Sub-Sahariana • Prevalência na população adulta (15 - 49 anos) - 8,8% • 7 países do Sul - prevalência na população adulta de 20% ou mais • Botswana - prevalência de 36% • Principais causas da epidemia no Sul - Mobilidade - meios de transporte - e Migração em trabalho (mineiros) • Oeste de África ligeiramente menos afectada • Forma de transmissão principal: relações heterosexuais • Nível muito significativo de transmissão mãe-filho África Sub-Sahariana 25.3 milhões HIV/SIDA 2000 • Final de 2000: 1.1 milhões de crianças (<15 a.) infectadas pelo HIV. 90% adquiriram a infecção das mães Epidemiologia em Portugal Epidemiologia em Portugal SIDA – Situação em Portugal a 31 de Dezembro de 2002 Categorias de Transmissão 1994 1995 1996 Ano do Diagnóstico 1997 1998 1999 Homo ou Bissexuais 795 Toxicodependentes 893 Homo/Toxicodependentes 38 Hemofílicos 46 Transfusionados 86 Heterossexuais 696 Mãe/Filho 39 Nosocomial 0 Ignorada 93 TOTAL 2686 115 423 10 2 15 188 11 0 26 790 116 542 10 1 7 253 9 0 21 959 98 570 6 2 7 243 2 0 27 955 68 583 9 2 1 273 2 0 16 954 77 578 8 1 1 298 4 0 22 989 2000 2001 2002 Ignorada 66 500 2 3 1 284 1 0 20 877 51 463 10 0 2 313 1 0 31 871 39 262 1 1 4 227 3 0 5 542 20 49 3 1 1 32 0 0 6 112 Distribuição dos casos por categorias de transmissão e ano de diagnóstico 01/01/1983 – 31/12/2002 Total Nº % 1445 4863 97 59 125 2807 72 0 267 9735 14.8 50 1 0.6 1.3 28.8 0.7 0 2.7 100 Epidemiologia em Portugal Toxicodependentes: • 50% do total de casos notificados em 2002. • Categoria com maior número de casos notificados. • A proporção de casos tem diminuído desde 1998. Heterossexuais: • 28.8% do total de casos notificados em 2002. • A proporção de casos tem vindo a aumentar desde 1998. Homossexuais: • 14.8% do total dos casos notificados em 2002. Total: • Decréscimo do número de casos diagnosticados desde 1996 até 2002. Epidemiologia em Portugal SIDA – Situação em Portugal a 31 de Dezembro de 2002 ANO 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Ignorado TOTAL Número de Casos Homens Mulheres TOTAL 1 0 1 3 1 4 28 1 29 34 5 39 66 12 78 122 11 133 169 31 200 226 28 254 250 50 301 346 67 413 456 97 553 564 117 681 658 131 790 788 170 959 804 151 955 790 164 954 811 178 989 728 149 877 730 141 871 456 86 542 87 24 112 8117 1614 9735 Número de Casos Vivos Homens Mulheres TOTAL 1 0 1 1 0 1 7 1 8 2 1 3 13 4 17 26 3 29 35 8 43 30 10 40 38 9 47 70 17 87 107 30 137 169 46 215 213 52 265 327 86 414 383 85 468 425 90 515 461 103 564 433 105 538 465 103 568 342 66 408 35 11 47 3583 830 4415 Número De Casos Mortos Homens Mulheres TOTAL 0 0 0 2 1 3 21 0 21 32 4 36 53 8 61 96 8 104 134 23 157 196 18 214 212 41 254 276 50 326 349 67 416 395 71 466 445 79 525 461 84 545 421 66 487 365 74 439 350 75 425 295 44 339 265 38 303 114 20 134 52 13 65 4534 Distribuição dos casos por ano de diagnóstico, estado vital e sexo 01/01/1983 – 31/12/2002 784 5320 Epidemiologia em Portugal Número de casos: • Até 1999 aumento do número de casos notificados em ambos os sexos, diminuindo a partir desse ano. Número de casos vivos: • Até 2001 aumentaram progressivamente em ambos os sexos. • Em 2002 há um decréscimo do número de casos diagnosticados . Número de casos mortos: • No sexo masculino, queda do número de mortes a partir do ano de 1998. • No sexo feminino há diminuição do número de mortes a partir de 2000. Total: • Os indivíduos de sexo masculino constituem cerca de 83.4 % do número de casos notificados • O número total de casos mortos é superior ao de casos vivos, verificando-se uma relação de aproximadamente 4:1 quando comparamos indivíduos do sexo masculino com indivíduos do sexo feminino em ambos os estados vitais. Distribuição por idades, da infecção Portugal, fim de 2001 Prevalência HIV na UE e Noruega (entre CDI) Transmissão Transmissão Sexual - Heterossexual - modo mais comum de infecção no mundo (sobretudo nos países em desenvolvimento) - Homossexual Transmissão por sangue e Hemoderivados - Hemotransfusões (Hemofílicos: menos de 1% dos casos) - Hemoderivados (+/- 1% dos casos) - Transplantes - Compartilhar utensílios de injecção - Toxicodependentes (+/- 25% dos casos) Transmissão Materno - Fetal/Infantil - in utero - via transplacentária - durante o parto - ingestão de leite materno contaminado + comuns Risco de transmissão Causa Exposição Percutânea ( picadas...) Exposição mucocutâneas Contágio Perinatal Contagio condicionado no parto Contagio condicionado na gestação Aleitamento Contagio por partilha de agulhas inf. Risco probabilistico 0,3 % 0.09% 30% 65%/ 30% 35%/30% Risco acrescido de 7 a 22% 40% BIOLOGIA DO HIV SIDA - Definições O Síndrome da Imunodeficiência Humana é uma doença causada pelo Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV) e é caracterizada por um profunda imunossupressão levando a infecções oportunísticas, neoplasias secundárias e manifestações neurológias. A SIDA foi pela primeira vez descrita nos EUA em 1981 e actualmente já foi descrita em praticamente todos os países do Mundo. Biologia do HIV • Membro da família dos retrovírus humanos e do género dos lentivírus • Transferência do HIV dos símios para os humanos alteração na virulência - mais relacionada com a resposta imune do hospedeiro do que com as propriedades do vírus. • HIV-1 - Causa mais comum de doença pelo HIV em todo o Mundo - Compreende vários subtipos Biologia do HIV • HIV-2 - Originalmente restringido à África Oriental. - Mais relacionado, filogeneticamente, com o SIV (vírus da Imunodeficiência Símia). - Parece ser menos patogénico - Síndrome mais brando e com evolução mais lenta - Causa mais frequentemente Encefalopatias Diversidade O GRAU DE DIVERSIDADE GENOMICA QUE O HIV ORIGINA NUM ÚNICO INDIVÍDUO PODE SER MAIOR QUE A DIVERSADE MUNDIAL DO VÍRUS INFLUENZA DURANTE UMA EPIDEMIA. Diversidade HIV-1 - Grupo M (major) - Responsável pela maioria das infecções no Mundo - Grupo O (outlier) - Raro. Encontrado originalmente na República dos Camarões, Gabão e França. - Grupo N - Identificado pela primeira vez numa mulher oriunda da República dos Camarões. Diversidade HIV-1 8 subtipos ou clades Grupo M ( A, B, C, D, F, G, H e J) • B - Predominante nos EUA, Canadá, América do Sul e Europa Ocidental e Austrália. • C - Mais comum no mundo inteiro. Predominante em África e na Índia. • E- Predomina no Sudeste Asiático 4 formas circulantes recombinantes (CRF) (principais) • AE - Sudoeste Asiático • AG - África Oriental e Central • AGI - Chipre e Grécia • AB - Rússia Diversidade HIV-1 → necessidade do uso de co-receptores para a infecção da cél. alvo diferentes estirpes Coreceptor (citocinas) Tropismo Indução de sincícios Designações Fase da infecção em que predomina CCR5 Macrófagos Não R5 M-tropic Inicial CXCR4 Céls T CD4+ Sim X4 T-tropic Final Diversidade Passagem do HIV para novos terrenos do corpo humano e da população humana Diversidade Genética Selecção Natural quando MUTAÇÃO em resposta a Drogas anti-retrovíricas Resposta Imune Problema do desenvolvimento de uma vacina USO DE NOVOS CO-RECEPTORES ALTERAÇÃO DO TROPISMO DA CÉLULA ESCAPE À NEUTRALIZAÇÃO Diversidade QUÃO CONSERVATIVO É O FENÓTIPO DO HIV? QUE NOVOS “TRUQUES” PODE ELE ENCONTRAR? ? ALTERAÇÃO DO MODO DE TRANSMISSÃO Estrutura do Vírus • 2 cópias de RNA • 3 enzimas: - Protease - Transcriptase reversa - Integrase • p7/p9 - nucleocápside •p24 - capsídeo - Ag mais facilmente detectado: diagnóstico • p17 - proteína da matriz que rodeia o core • gp120 (externa) e gp 41 (transmembranar) - invólucro fundamentais para a infecção. Genoma do Vírus 3 genes que codificam proteínas de estrutura do vírus: • gag - Codifica Proteínas do capsídeo e do core • pol - Polimerases: transcriptase reversa, integrase e protease • env - Codifica as glicoproteínas do invólucro 6 genes que codificam proteínas da regulação da expressão de genes. Acredita-se que vários tem papel na patogenia da doença. São: •tat, nef, ver, vif, vpr, vpu (o HIV-2 tem vpx em vez de vpu) Estes genes são flanqueados por repetições terminais longas: LTR (Long Terminal Repeat) - elementos reguladores envolvidos na expressão dos genes. Ciclo de Replicação Provírus integrado pode permanecer em infecção latente durante meses a anos. Para completar o ciclo de vida é necessário que ocorra: activação celular por LINFÓCITOS T CD4+ MACRÓFAGOS estimulação antigénica citoquinas citoquinas TRANSCRIÇÃO DO DNA PROVIRAL FUNÇÃO T DIMINUÍDA LISE DAS CÉLULAS T PRODUÇÃO DE VIRIÕES Ciclo de Replicação Células CD4+ Linfócitos T-helper Monócitos/ Macrófagos Células Dendríticas após activação Extensa replicação viral Lise Infecções oportunísticas e neoplasias Extensa replicação viral Reservatório Transporte para o cérebro As celulas de Langerhans capturam o vírus e transportam-no para os gg linfáticos onde infectam as células T CD4+ Reservatório Ciclo de Replicação Ciclo de Vida FILME Ciclo de Replicação HIV DC-SIGN Ligam o HIV pelos receptores DC-SIGN MIGRAÇÃO PARA OS GANGLIOS LINFÁTICOS Célula Dendritica Levam dos pontos de entrada das mucosas para os gg linfáticos infecção de linfócitos Expansão no organismo Celula dendrítica na apresentação do vírus às céls. T CD4+ Expansão no organismo - Imunodeficência - Reservatório Apresentação clínica e laboratorial [ Perspectivas terapêuticas ] Apresentação clínica • Fase aguda • Fase crónica – assintomática prolongada • Fase de crise – doença sintomática Fase aguda • Ocorre 3 a 6 semanas após a infecção primária • Síndrome típica de um síndrome viral agudo: – Gerais • Febre • Faringite • Linfadenopatia • Cefaleias • Letargia • Anorexia • Vómitos/náuseas/ diarreia – Neurológicos • Meningite • Encefalite • Neuropatia periférica – Cutâneos • Exantema maculopapuloso • Úlceras cutâneo-mucosas Fase aguda • Pico de viremia • Anormalidades imunológicas: – Diminuição do nº de linfócitos CD4+ – Inversão da razão CD4+/CD8+ por elevação de CD8+ e manutenção da depressão CD4+. • 3/17 semanas após a exposição: – seroconversão – produção de céls T CD8+ específicas que vão “conter” a infecção e diminuir HIV plasmático Fase crónica • Estado assintomático prolongado - latência – 7 a 10 anos em doentes sem tratamento • Diminuição da viremia – Continuação da replicação do HIV nos macrófagos e céls T CD4+ (níveis de RNA-HIV por PCR – implicação no prognóstico) – Perda contínua de céls T CD4+ compensada por regeneração manutenção dos níveis plasmáticos periféricos (50/µl por ano) • Até ao aparecimento dos 1ºs sintomas constitutivos... Fase de crise • Descompensação do sistema imune: – Diminuição do nº de céls T CD4+ – Aumento da proporção de céls T CD4+ infectadas que sobrevivem – Aumento da viremia • Linfadenopatia persistente • Sintomas constitutivos significativos • SIDA - o espectro das doenças observadas muda à medida que a contagem de células T CD4+ cai. Fase de crise • Diagnóstico de SIDA: – Infecção por HIV – Células T CD4+ <200/µl – Alteração nas reacções de hipersensibilidade – Neoplasias secundárias – Ocorrência de infecções oportunistas • Candida albicans • Pneumocystis carinii • Cytomegalovirus • Cryptococcus • Mycobacterium tuberculosis • Mycobacterium avium-intracelulare Diagnóstico da infecção • Pesquisa de anticorpos anti-HIV • Detecção directa do HIV, ou de um dos seus componentes Diagnóstico da infecção • ELISA ou EIA • Western Blotting • Teste da captura do antigénio p24 • Detecção directa do RNA do HIV: – PCR-TR – b-DNA ELISA • Exame convencional de triagem para infecção por HIV • Capacidade de detectar os 2 antigénios (HIV-1 e HIV-2) • Elevado grau de sensibilidade e especificidade – Falsos negativos – antes da seroconversão (≈ 3 meses) • Resultados possíveis − Positivo (altamente reactivo) − Negativo (não reactivo) − Indeterminado (parcial/ reactivo) ELISA Positive control Negative control Patient A Patient B Patient C Assay control 1,689 0,153 0,055 0,412 1,999 0,123 • Densidade óptica a 450 nm • > 0.500 → positivos • 0.300 to 0.499 → indeterminado → fazer novamente o teste • < 0.300 → negativos • Quando positivo → fazer novamente o teste → se positivo novamente → western blotting Western Blotting • Exame de confirmação do diagnóstico mais comummente utilizado • Mais específico do que ELISA - mede a totalidade dos anticorpos anti-HIV • Detecção dos anticorpos contra os múltiplos antigénios do HIV (com diferentes pesos moleculares) e sua visualização como bandas distintas Western Blotting Resultados possíveis: – Positivo • existência de anticorpos contra 2 ou 3 proteínas do HIV: p24, gp41 e gp120/160 – Negativo • ausência de qualquer tipo de banda nos pesos moleculares correspondentes aos produtos genéticos do HIV – Indeterminado – indivíduo de baixo risco • explicação mais provável é que este apresente anticorpos que fazem reacção cruzada com uma das proteínas do HIV: p24 e/ou p55; • explicação menos provável é que o indivíduo está infectado pelo HIV e a desenvolver uma resposta humoral clássica Western Blotting ELISA/Western Blotting Diagnóstico da infecção • A detecção do HIV ou de um dos seus componentes pode ser útil na: – Determinação do diagnóstico da infecção pelo HIV quando o resultado de Western Blot é indeterminado – Determinação do prognóstico da infecção pelo HIV – Avaliação da resposta aos tratamentos antiretrovirais Teste de captura do atg p24 • Tipo ELISA • Medição dos níveis do antigénio p24 do HIV após dissociação dos complexos antigénioanticorpo por um ácido fraco. • Uso mais frequente: teste de triagem de infecção pelo HIV nos pacientes suspeitos de terem síndrome agudo pelo HIV. PCR/TR e bDNA • Testes de detecção directa de RNA-HIV • Recurso de diagnóstico: – infecção aguda e neonatal – quando os resultados dos exames serológicos convencionais são indeterminados • Determinação de prognóstico e monitorização dos efeitos do tratamento anti-HIV PCR/TR e bDNA • PCR-TR usado para estudos de diversidade de sequências e resistências do vírus aos antiretrovirais. • Elevada sensibilidade – PCR-TR positivo em mais de 98% dos doentes – bDNA positivo em mais de 90% dos doentes Monitorização laboratorial • Contagens de células T CD4+ • Medições dos níveis de RNA-HIV • Resistência do HIV Contagem de células T CD4+ • Exame de rotina na avaliação dos indivíduos infectados pelo HIV. • Melhor indicador do estado de imunocompetência imediata. • Contagens realizadas no momento do diagnóstico e cada 3 a 6 meses em diante. • Medições: – <500/µl Início da terapia anti-retroviral – <200/µl Profilaxia contra P.Carinii e Toxoplasma – <50/µl Profilaxia contra CMV e micobactérias do complexo M. avium (MAC). Níveis de RNA/HIV • Informação importante acerca do prognóstico • Alterações nos níveis de RNA-HIV revestemse de grande importância para delinear: – relação entre níveis de vírus e taxas de progressão da doença – taxas de turnover viral – relação entre activação do sistema imune e replicação viral e tempo para o desenvolvimento da resistência aos fármacos Níveis de RNA/HIV • Devem ser medidos no momento do diagnóstico de HIV e a seguir a cada 3 a 4 meses em pacientes não tratados. • Medições: – >10.000 cópias de RNA-HIV por mL de sangue → Início do tratamento – <50 cópias de RNA-HIV por mL de sangue → Tratamento eficaz Testes de resistência do HIV • Medição da sensibilidade do vírus HIV de um indivíduo a diferentes anti-retrovirais • Recurso a testes de: – Teste de genótipo - comparação do genoma do vírus do paciente com vírus que possuem perfis de resistência anti-retroviral – Teste de fenótipo - comparação do crescimento in vivo de isolados virais obtidos do paciente com estirpes de referência do vírus com e sem diferentes anti-retrovirais Perspectivas Terapêuticas Perspectivas Terapêuticas Perspectivas Terapêuticas IMMUNE-BASED INTERVENTIONS FOR HIV INFECTION Immunoglobulins Monoclonal antibodies Thymic hormones Cytokine treatment Interleukin-2 Tumor necrosis factor-α inhibitor Interferon-γ Interleukin-12 Adoptive cellular therapy Therapeutic vaccination Perspectivas Terapêuticas OBSTACLES TO HIV VACCINE DEVELOPMENT 1. Genomic diversity of the viral genome 2. Type specificity of immune responses 3. Potential generation of enhancing antibodies 4. Lack of animal models of HIV infection and AIDS 5. Field trials to demonstrate efficacy 6. Transmission of HIV by cell fusion as well as by cellfree virus Mecanismos de deplecção T-CD4+ Diminuição súbita e acentuada do nº de linfócitos T CD4+ Há uma proliferação de linfócitos que procura compensar a sua destruição aumentada O nº de linfócitos T CD4+ atinge valores <200 células /µL Possíveis causas para a deplecção de células T CD4+ Deplecção de células T CD4+ Produção deficiente Destruição aumentada HIV Directamente indirectamente Redistribuição do espaço intravascular para os orgãos linfóides Diminuição de células T CD4+ circulantes Inversão da razão CD4+/CD8+ no sangue: de 2 passa para <0,5 nos doentes com SIDA Possíveis causas para a deplecção de células T CD4+ 4 Mecanismos: • Destruição acelerada de células T-CD4+ maduras • Movimentação alterada de células T-CD4+ que leva a uma perda aparente • Activação crónica e morte de células T • Produção deficitária de novas células T 1. Destruição acelerada de células T CD4+ maduras Segundo este modelo, a deplecção das células T CD4+ resultaria da destruição directa das células infectadas pelo HIV: • por apoptose mediada pelo envelope viral • por perda de integridade da membrana celular / formação de sincícios • por acumulação intracelular de DNA viral não integrado Ou da indução indirecta da morte nas células não infectadas: • por citólise via células T citolíticas HIV-específicas, ou via células NK • por incorporação em sincícios de células infectadas vizinhas • por potenciação da apoptose e/ou transmissão do HIV após interacção com APCs infectados. 2. Movimentação alterada que leva a uma perda aparente Ligados por uma rede de vasos sanguíneos e linfáticos, os orgãos linfóides constituem a residência da maioria das células T APCs activam Linfócitos CD8+ Linfócitos CD4+ Orgão linfóide Sangue Linfocitose CD8+ ; Inversão da razão CD4+/CD8+ Não há alteração do número total de células T CD4+ mas sim do número e proporção das subpopulações de células T A terapia anti-retroviral tem um efeito oposto 2. Movimentação alterada que leva a uma perda aparente A contagem de linfócitos T CD4+ no sangue constitui, apesar dos seus defeitos, um dos melhores marcadores para se fazer um prognóstico, para avaliar o risco de desenvolver infecções oportunistas e tumores malignos, e para se escolher adequada. uma terapêutica de intervenção 3. Activação crónica e morte de células T A infecção por HIV caracteriza-se por um estado de activação crónica devido a: • estímulos antigénicos pelo HIV • estímulos por mecanismos independentes de antigénios: • citocinas libertadas pelos APCs • células T activadas > nº de células T CD4+ e CD8+ activadas aumento da apoptose de células T diminuição da proliferação em resposta a antigénios 4. Produção deficitária de células T CD4+ Células hematopoiéticas progenitoras Células CD4+ maduras - HIV Evidências da supressão hematopoiética 1. Pacientes com SIDA apresentam: • Linfopenia • Anemia • Neutropenia • Trombocitopenia 4. Produção deficitária de células T CD4+ 2. Exame histológico à medula óssea revela: • Hiper ou hipocelularidade • Plasmocitose • Displasia mielóide ou eritróide • outras alterações patológicas 3. Exame histológico ao timo revela: • deplecção de timócitos • perda da demarcação corticomedular • presença de proteínas estruturais do HIV no interior dos timócitos • desenvolvimento dos folículos de células B da medula tímica 4. Produção deficitária de células T CD4+ 4. Nos orgãos linfóides periféricos verifica-se: • acumulação do vírus com eventual destruição das células dendríticas • descompartimentalização • deplecção das células T CD4+ e CD8+ Assim, a infecção por HIV leva ao aparecimento de alterações profundas na medula óssea, timo, e orgãos linfóides periféricos defeitos quantitativos e qualitativos em células T progenitoras 4. Produção deficitária de células T CD4+ Efeitos directos do HIV: • morte das células progenitoras mediada pela infecção • destruição da rede estromal de suporte necessária para uma hematopoiese eficiente Efeitos indirectos do HIV: • disfunção de citocinas • infecções oportunistas da medula óssea • aparecimento de tumores malignos invasivos • efeitos mielotóxicos de drogas • deficiências de vitaminas e outros factores essenciais Juntando os 4 mecanismos de deplecção... Existe um mecanismo predominante? Cada um destes modelos foi fundamentado com argumentos lógicos e fortes dados experimentais; Não há um único mecanismo explicativo embora, por vezes, um possa ser dominante em relação aos outros: ex: fetos produção deficitária de novas células T idosos destruição acelerada de células T CD4+ maduras No entanto, como a maioria dos indivíduos com SIDA são adultos jovens, considera-se que ocorre justaposição sequencial dos múltiplos mecanismos de deplecção de células T CD4+ Resposta imune celular – Linfócitos CD8+ Infecção aguda por HIV • Resposta celular aguda exuberante: 10% das CTL CD8+ envolvidas • Viremia diminui assim que a resposta CTL CD8+ atinge o seu máximo • Resposta oligoclonal • Dependência antigénica Infecção crónica por HIV • CTL HIV-específicas mantêm-se em elevadas concentrações • 1-2% das CTL CD8+ circulantes e dos gânglios são específicas para o epítopo dominante • Dependência antigénica • Sem tratamento anti-retroviral grande parte das CTL CD8+ persistem em fases tardias da infecção podendo ser detectadas no estado de SIDA Influência do tipo de HLA-I na taxa de progressão da infecção por HIV para SIDA As CTL reconhecem os peptídeos do vírus ligados a moléculas HLA-I. Diferentes tipos de HLA-I apresentam diferentes peptídeos o que condiciona respostas celulares imunes diferentes. •Indivíduos HLA-B27 e HLA-B57 – Estimulam resposta celular mais eficaz Progressão lenta da infecção •Indivíduos HLA-B35 – Estimulam resposta celular menos eficaz Maior susceptibilidade à infecção Progressão acelerada da infecção Influência do tipo de HLA-I na taxa de progressão da infecção por HIV para SIDA • Infecção aguda - CTL CD8+ Viremia • Infecção crónica - manutenção de níveis elevados de CTL e baixos de viremia • Variabilidade HLA-I diferente susceptibilidade à infecção As CTL HIV-específicas parecem ter um papel importante no controlo da infecção Dinâmica da resposta celular CD8+ – Células diferenciadas terminais: As células CD8+ naive HIVespecíficas quando activadas antigenicamente podem originar dois tipos celulares: São células efectoras: têm actividade antiviral directa e indirecta mas não têm capacidade mitótica – Células de memória: Com capacidade mitótica, quando estimuladas podem diferenciar em células efectoras Função das CTL CD8+ HIV-específicas 1. Lise das células infectadas • Perforinas • Granzimas • CD95/CD95-Ligando 2. Produção de citoquinas • INF- - Inibição da replicação vírica • TNF- 3. Quimoquinas MIP-1, MIP-1, RANTES – Suprimem a replicação vírica por competição ou down-regulation do co-receptor CCR5 CAF ( CD8+ T-cell Antiviral Factor) - Possui capacidade de bloquear todos os tipos de HIV. (Contrariamente ao RANTES, que apenas bloqueia os vírus que usam o co-receptor CCR5). Função das CTL CD8+ HIV-específicas Resposta celular imune ao HIV A resposta celular imune ao HIV é exuberante mas falha completamente o controlo da infecção. Porque é que a resposta celular imune ao HIV falha? % CTL CD8+ que contem perforina Menos de 15% das CTL HIV- específicas 50% das CTL CMVespecíficas Baixos níveis de perforina Menor actividade citotóxica As CTL CD8+ HIV-específicas têm menor actividade citotóxica que as CTL CMV-específicas! Marcadores de maturidade/ diferenciação das CTL CD8+ • Perda da expressão das glicoproteínas CD28 (CD28-) • Perda da expressão das glicoproteínas CD27 (CD27-) • Expressão das glicoproteínas CCR7/CD45RA CTL HIV- específicas CTL CMV- específicas • CD28• CD27+ • CCR7-/CD45RA- • CD28• CD27• CCR7+/CD45RA+ Será a imaturidade a causa da menor actividade citotóxica das CTL HIV-específicas? De que é que depende a maturação e regulação da resposta celular CD8+? Função das células T Helper CD4+ HIV-específicas a) Papel das células T Helper CD4+ HIV-específicas na resposta celular T CD8+ 1. Iniciação da resposta celular T CD8+ 2. Manutenção da memória T CD8+ 3. Maturação da resposta celular T CD8+ b) Outras funções das células CD4+ Efeitos antivirais directos - Lise de células infectadas - Células CD4+ infectadas - Macrófagos Efeitos antivirais indirectos - Libertam IFN- - Secreção de citoquinas e quimoquinas Papel das células T Helper CD4+ HIVespecíficas na resposta celular T CD8+ Papel das células T Helper CD4+ HIVespecíficas na resposta celular T CD8+ • A perda das células T Helper CD4+ é fulcral na patogénese da infecção por HIV e parece ser determinante no insucesso da resposta celular T CD8+ • Doentes com níveis elevados de células T Helper CD4+ apresentam baixa carga viral o que revela uma resposta celular mais eficaz e melhor controlo imune da infecção por HIV Tratamento anti-retroviral (HAART- Highly Active Antiretroviral Therapy) permite a manutenção de níveis mais elevados de células T Helper CD4+. Tratamento anti-retroviral (HAART) A produção de novas partículas víricas pode ser bloqueada pela combinação de inibidores da protease e da transcriptase reversa. 1ª Fase: Nas primeiras duas semanas após iniciação do tratamento verifica-se uma diminuição exponencial da viremia. 2ª Fase: Nos seis meses seguintes verifica-se ausência de produção em quase todas as células T CD4+ infectadas, o vírus é libertado a partir dos macrófagos infectados e algumas células T CD4+ infectadas. 3ª Fase: A taxa de diminuição de viremia é baixa. As partículas víricas libertadas resultam da re-activação do provirus integrado nas células de memória T. Tratamento anti-retroviral (HAART) A diminuição de viremia é acompanhada por um aumento de células T CD4+ Qual a origem das células T CD4+ que aparecem após início do tratamento? • Células com origem no timo como consequência da estimulação antigénica prévia. • Libertação das células T CD4+ dos locais de sequestração. • Replicação de células T CD4+ maduras como compensação da continua perda de células T CD4+ infectadas. Mecanismos de escape do HIV à resposta celular CD8+ Mecanismos de escape do HIV à resposta celular CD8+ Mutação do epitopo Não reconhecimento Antagonismo das células T Downregulation HLA classe I Downregulation HLA classe II Upregulation do Fas-Ligando Céls. infectadas invisíveis ás CTLCD8+ Céls. infectadas invisíveis ás TH CD4+ Apoptose das células T Latência do provirus Sequestração Substituição do co-receptor CCR5 para CXCR4 Não há expressão antigénica Antigénios invisíveis Insensibilidade ás quimoquinas CC Mecanismos de escape do HIV à resposta celular CD8+ 1. Mutação do epitopo CTLs LISE HIV HIV Tentativa de controlo da infecção HIV MUTAÇÃO do epítopo Imunodominante • Taxa de replicação vírica: geração de 109-1010 viriões por dia. • Taxa de mutação: 3x10-5/ nucleótido/ ciclo de replicação. Epítopo mutado não é reconhecido pela molécula HLA-I Não há apresentação antigénica ás CTL HIV mutante Progressão da infecção Mecanismos de escape do HIV à resposta celular CD8+ 2. Down-regulation HLA classe I A expressão do gene nef causa diminuição das moléculas HLA-I na membrana das células infectadas dirigindo as vesículas do Golgi para o sistema de degradação endossomal. 3. Down-regulation HLA classe II Não há reconhecimento das células infectadas pelas células T Helper CD4+. 4. Up-Regulation do Fas-Ligando (CD95-L) Resulta da expressão do gene nef. A maioria das CTL CD8+ HIV-específicas expressa Fas (CD95) pelo que as células infectadas podem induzir apoptose das CTL CD8+ HIV-específicas. Mecanismos de escape do HIV à resposta celular CD8+ 5. Latência do provirus O provirus está integrada no genoma da célula infectada, pode haver replicação vírica mas não há apresentação antigénica. 6. Sequestro Sequestro das células infectadas no SNC onde as CTL CD8+ não têm acesso. 7. Substituição do co-receptor CCR5 para CXCR4 Permite a transição do vírus do tipo R5 para tipo X4, o que o torna insensível ás quimoquinas CC libertadas pelas CTL CD8+, cujo receptor natural é CCR5. Implicações da função das CTL HIVespecíficas na vacinação • Estimulação das cél. T CD8+ naive permite criar pool de cél.TCD8+ efectoras e de memória Capacidade de eliminar o vírus. Vacina (DNA viral + IL-2) • Esta vacina NÃO previne a infecção! + + Exposição ao vírus Resposta imune secundária Activação das cél.memória CD8+ Taxa de replicação 100-1000 x superior ás cel.Tnaive • Maior selecção dos HIV mutantes pode tornar a vacina ineficaz! • Introdução de vacinas que estimulem a resposta CD4+ e CD8+ talvez possam ser capazes de controlar a infecção na fase aguda! Conclusão Infecção das cél. CD4+ Deplecção das cél.TH CD4+ Desregulação da resposta celular < actividade citotóxicas das CTL Selecção dos HIV mutantes Latência vírica Replicação virica Imunodeficicência progressiva Infecções oportunistas SIDA
