Infecção pelo HIV-1 em Macrófagos

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Infecção pelo HIV-1 em Macrófagos
Dumith Chequer Bou-Habib e Rosangela Gomes de Lima
Laboratório de Imunologia Clínica
Departamento de Imunologia
Instituto Oswaldo Cruz - Fiocruz
Rio de Janeiro, RJ - Brasil
O vírus da Imunodeficiência Humana (HIV) é o agente etiológico da Síndrome da
Imunodeficiência Humana Adquirida (AIDS), que, desde os primeiros casos
notificados no início da década de 80, tem sido alvo de intenso estudo por parte de
vários grupos de pesquisa e órgãos de saúde em todo o mundo. Apenas em 2001,
5 milhões de novas infecções e 3 milhões de mortes foram notificadas (UNAIDS,
2002). Após 20 anos desde o reconhecimento dos primeiros casos, 40 milhões de
indivíduos se encontram infectados. Apesar de todos os progressos obtidos, o
caminho até a cura e a obtenção de uma vacina eficaz ainda é longo.
Para penetrar na célula-alvo, o HIV-1 liga-se à molécula CD4 e a um receptor de
quimiocina, que funciona como co-receptor, presentes na membrana da célula. O
HIV-1 apresenta diferentes padrões de replicação in vitro, permitindo a
identificação de diferentes fenótipos de acordo com suas propriedades em cultura
de células (Asjo et al, 1986). Assim, isolados virais com uma limitada capacidade
de replicação em macrófagos, mas capazes de infectar e induzir a formação de
sincícios em células tumorais T CD4+ (tais como MT-2 e H9), são conhecidos
como vírus indutores de sincício (IS) ou trópicos para células T de linhagem
(Conner e Ho, 1994; Berger et al, 1999). Por outro lado, isolados capazes de
infectar eficientemente macrófagos e que não são capazes de infectar ou formar
sincícios em células tumorais T CD4+ são designados como monocitotrópicos ou
vírus não indutores de sincício (NIS) (Schuitemaker et al, 1992).
Ultimamente, a identificação dos fenótipos virais é feita com base na ligação
preferencial ao receptor de quimiocina. Desse modo, os vírus que interagem
preferencialmente com o receptor de A-quimiocinas CCR5 são denominados
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isolados R5-trópicos. Aqueles que se ligam ao receptor de C-quimiocinas CXCR4
são denominados X4-trópicos, e os vírus capazes de usar ambos os co-receptores
são denominados vírus duplo-trópicos ou R5X4 (Berger et al, 1999)
Recentemente, nosso grupo avaliou as características fenotípicas de isolados
primários obtidos a partir de amostras de sangue de pacientes que vivem em
diferentes áreas do Brasil (Ferraro et al, 2001). Foram estudados 24 isolados
primários, os quais apresentaram propriedades biológicas semelhantes às dos
isolados prevalentes em outros países. Estas amostras eram oriundas de
indivíduos assintomáticos e, como esperado, apresentaram uma predominância
de vírus capazes de infectar macrófagos: 22 dos 24 isolados replicaram bem em
macrófagos e, dentre 18 estudados, 11 apresentaram tropismo restrito para CCR5
(R5-trópicos). Os vírus monocitotrópicos, ou R5-trópicos, têm sido associados com
o estado assintomático dos indivíduos infectados (Conner e Ho, 1994; Zhu et al,
1993; Richman e Bozzette, 1994). Além disso, este é o fenótipo preferencialmente
transmitido in vivo. Dos isolados analisados, três foram caracterizados como X4trópicos e, destes, somente um foi capaz de se replicar em macrófagos. Os outros
dois não induziram infecção produtiva em macrófagos, mesmo após serem
testados em células de três doadores diferentes. A incapacidade destes isolados
X4-trópicos de se replicarem em macrófagos pode se dever à incapacidade
específica destes isolados em usar a molécula CXCR4, ou para promover a
formação do complexo trimolecular gp120-CD4-CXCR4 (Yi et al, 1999; Dimitrov et
al, 1999). Além disso, devemos ressaltar a freqüente variação individual da
capacidade replicativa do HIV-1 entre macrófagos oriundos de diferentes doadores
sadios.
O HIV-1 induz apoptose em células T CD4+ infectadas e não infectadas, o que
deve contribuir para a perda progressiva de linfócitos T CD4+ em indivíduos
infectados (Herbein et al, 1998; Meyaard et al, 1992; Jaworowiski e Crowe, 1999).
Nos linfonodos de indivíduos infectados, o número de células CD4+ em apoptose é
significativamente maior do que em indivíduos não-infectados (Muro-Cacho et al,
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1995). Os macrófagos desempenham um papel central na patogênse da infecção
pelo HIV-1, funcionando como um reservatório viral, por sua capacidade de resistir
aos efeitos citopáticos mediados pelo vírus, podendo manter-se infectados por um
período relativamente longo (Embretson et al, 1993; Pantaleo et al, 1993; Aquaro
et al, 2002). A replicação do HIV-1 em macrófagos pode ser influenciada por um
conjunto de fatores atuando onde os macrófagos residem e exercem suas
atividades fisiológicas, entre elas a fagocitose de células apoptóticas. As células
em apoptose são rapidamente reconhecidas e fagocitadas pelos macrófagos, os
quais possuem uma variedade de receptores que reconhecem e se ligam às
moléculas expressas pelas células apoptóticas (Gregory, 2000). Como nos
linfonodos de indivíduos HIV-1-positivos macrófagos infectados estão cercados
por um grande número de células apoptóticas (Embretson et al, 1993; Pantaleo et
al, 1993; Muro-Cacho et al 1995), é natural que estas células sejam fagocitadas
pelos macrófagos infectados. A remoção de células apoptóticas por macrófagos
induz à secreção de citocinas anti-inflamatórias (Voll et al, 1997; Fadok et al,
1998), como o TGF-A, cujo papel sobre a replicação do HIV-1 é controverso
(Lazdins et al, 1991; Poli et al, 1991).
Visto que a fagocitose de células apoptóticas altera a secreção de várias citocinas
por macrófagos, as quais podem influenciar a replicação do HIV (Fauci, 1996), nós
investigamos se este evento é capaz de modular a replicação deste vírus. Nós
observamos que a exposição de macrófagos infectados a células apoptóticas, in
vitro, amplificou de maneira notável a replicação do HIV-1 (Lima et al, 2002),
resultando em um aumento do crescimento viral de 5 a 13 vezes após 7 dias de
infecção, e de 5 a 26 vezes após 14 dias, quando comparado com o crescimento
observado em macrófagos não expostos a células apoptóticas. A exposição de
macrófagos infectados a células fixadas não resultou em estímulo significativo da
replicação viral.
O reconhecimento e ligação das células apoptóticas por macrófagos envolve
vários receptores, incluindo a integrina CVA3 (CD51/61) (Devitt et al, 1998; Schlegel
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et al, 1999), a qual apresenta alta afinidade de ligação para proteínas e peptídeos
que contenham a seqüência RGD (Arg-Gly-Asp) (Zocchi et al, 1997). A adição
deste peptídeo aos macrófagos, que é capaz de inibir em aproximadamente 50%
a fagocitose de células apoptóticas (Stern et al, 1996; Lima et al, 2002), inibiu em
93% o estímulo da replicação viral induzido pela fagocitose de células apoptóticas
(Lima et al, 2002). Isto sugere que a sinalização mediada pela família de
receptores de integrina pode estimular a replicação do HIV-1 em macrófagos
infectados.
Alguns estudos mostram que a fagocitose de células apoptóticas reduz a ativação
dos macrófagos (Chen et al, 2001), resultando em bloqueio da destruição tumoral
mediada por estas células (Reiter et al, 1999), e permitindo o crescimento
exacerbado do parasita Trypanosoma cruzi em macrófagos murinos (Freire-deLima et al, 2000). A participação do TGF- A1 parece ser crucial neste último
fenômeno. O efeito desta citocina sobre a replicação do HIV-1 ainda não é muito
claro, pois alguns autores mostram que TGF-A1 estimula a replicação viral em
macrófagos primários (Lazdins et al, 1991), enquanto outros relatam um efeito
supressor sobre a infecção nestas células e sobre a linhagem promonocítica U1
cronicamente infectada pelo HIV-1 (Poli et al, 1991). Recentemente, foi
demonstrado que TGF-A1 poderia limitar a produção viral em linfócitos do sangue
periférico, como resultado de uma morte de células CD4+ induzida por TGF-A1
(Wang et al, 2001).
Em nosso estudo observamos que, em macrófagos infectados pelo HIV-1, a
neutralização da atividade de TGF-A1 resultou em uma forte diminuição da
replicação viral (Lima et al, 2002). Além disso, a inibição de TGF- A1 resultou
numa redução significativa do
crescimento viral em macrófagos infectados e
expostos a células apoptóticas. A adição exógena desta citocina a macrófagos
infectados estimulou a replicação do HIV-1 em células de doadores que,
espontaneamente, produzem baixos níveis de TGF-A1, enquanto que nenhum
efeito pode ser observado em células de doadores cuja produção espontânea
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desta citocina era elevada, o que poderia explicar as diferentes observações
comunicadas por outros autores (Lazdins et al, 1991; Poli et al, 1991)
Várias condições podem resultar na elevação da carga viral e persistência da
infecção em indivíduos infectados pelo HIV-1, tais como co-infecções (Toossi et al,
1993; Orestein et al, 1997; Wahl et al, 2000) e ativação do sistema imune (Stanley
et al, 1996; Ortigão-de-Sampaio et al, 1998). Foi proposto que a permissividade
dos macrófagos ao HIV-1 esteja aumentada em tais circunstâncias (Wahl et al,
2000). Também observamos que fagocitose de células apoptóticas, através de
receptores de integrina, estimula a replicação viral em macrófagos, sugerindo que
a sinalização mediada por esta família de receptores pode estimular a replicação
do HIV-1 em macrófagos infectados (Lima et al, 2002). Desse modo, a contínua
remoção de células apoptóticas, e a constante interação dos macrófagos
infectados com moléculas ou estruturas de seu ambiente, poderiam ser
responsáveis por pulsos de replicação viral, que contribuiriam para a persistente
viremia em pacientes infectados pelo HIV-1.
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Correspondência:
Dr. Dumith Chequer Bou-Habib
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