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Biomédica

versão impressa ISSN 0120-4157

Biomédica v.26 n.3 Bogotá set. 2006

 

 

Factores solubles con actividad inhibitoria contra el virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1

Wildeman Zapata, Carlos Julio Montoya, María Teresa Rugeles

Grupo de Inmunovirología-Biogénesis, Facultad de Medicina, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia.

La patogénesis de la infección por el VIH-1 es un proceso complejo que depende de múltiples factores, incluyendo los de origen viral, la respuesta inmune y los factores genéticos del hospedero. Debido a esto, se observa que en los individuos infectados por el VIH-1 existen diferentes patrones de progresión de la enfermedad, mientras que algunos individuos que se exponen repetidamente al virus permanecen sanos y seronegativos. Esta variabilidad luego de la exposición al VIH-1 sugiere que existen mecanismos de resistencia natural contra esta infección. Si bien en algunos individuos expuestos seronegativos y en infectados no progresores a largo término, se ha podido determinar que la resistencia se da por mecanismos genéticos o inmunológicos, existe un porcentaje importante de casos de resistencia para los cuales no ha sido posible establecer el mecanismo protector. Varios factores solubles, como las defensinas, las quimiocinas, los interferones y las ribonucleasas, entre otros, producidos por células del sistema inmune y por células de varios tejidos epiteliales, tienen una reconocida actividad antiviral que podría estar involucrada en la protección del hospedero durante la exposición al VIH-1. Conocer adecuadamente los mecanismos de acción de estos factores y su papel en la resistencia natural a la infección por el VIH-1 puede ser útil al momento de diseñar nuevas estrategias terapéuticas para combatir la morbilidad y mortalidad asociadas con la pandemia por el VIH-1.

Palabras clave: VIH-1, resistencia natural, ribonucleasas, interferones, defensinas, quimiocinas.

Soluble factors with inhibitory activity against type 1 Human Immunodeficiency Virus

The pathogenesis of HIV-1 infection is a complex process that depends on multiple factors, including viral and host immune and genetic characteristics. This leads to a variable pattern of disease progression among those HIV-1-exposed individuals who become infected, while there are a number of individuals who remain healthy and HIV-1 seronegative despite being serially exposed to HIV-1. These variable outcomes of HIV-1 exposure suggest that there are mechanisms of natural resistance to HIV-1 infection. Although several genetic and adaptive immune mechanisms of resistance have been reported in some exposed seronegative and long-term non-progressor individuals, the mechanisms involved in controlling the establishment and progression of HIV-1 infection are not fully understood. Several soluble factors, such as defensins, chemokines, interferons and ribonucleases, among others, produced by cells of the immune system and epithelial tissues, have a broad anti-viral activity that might play a role as protective mechanisms during HIV-1 exposure. A better understanding of the mechanisms and role of these soluble factors during the natural resistance to HIV-1 infection may have important implications for the design of novel therapeutic strategies to combat the morbidity and mortality associated with the HIV-1 pandemic.

Key words: HIV-1, immunity, natural, ribonucleases, interferons, defensins, chemokines.

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) fue descubierto en 1983 y un año más tarde se identificó como la causa del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida) (1). En la actualidad, 40,3 millones de personas están infectadas con el VIH alrededor del mundo y anualmente ocurren 4,9 millones de nuevas infecciones, de las cuales casi el 50% corresponde a infecciones en mujeres (2). En Colombia se estima que el número de individuos infectados con el VIH es de 190.000, para una prevalencia de la infección del 0,4 al 1,2% (3).

La infección por el VIH-1 se caracteriza por la disminución progresiva en el número y función de linfocitos T CD4+, células fundamentales en la inducción de una respuesta inmune humoral y celular; estas células son el principal blanco del virus y su disminución induce una grave inmunodeficiencia que se asocia con la aparición de infecciones oportunistas que, en última instancia, conducen a la muerte (4).

El VIH-1 se transmite por contacto sexual no protegido con un individuo seropositivo (SP), por la exposición a sangre infectada o sus derivados, durante el embarazo, en el nacimiento, o por medio de la alimentación materna (2,5). Sin embargo, a pesar de que la transmisión sexual es de las menos eficientes, se estima que más del 80% de las infecciones por VIH-1 se adquieren por esta vía (6).

La patogénesis de la infección por el VIH-1 es un proceso complejo y variable. Los individuos infectados exhiben diferentes velocidades de progresión hacia el sida; el 10% desarrolla sida en menos de cinco años, mientras que el 80% desarrolla la inmunodeficiencia en un promedio de 8 a 10 años. De otro lado, entre 8 y 10% de los individuos infectados se consideran progresores lentos o no progresores (LTNP, del inglés Long Term Non-Progressors) y se caracterizan porque en ausencia de antirretrovirales permanecen asintomáticos por más de 10 años, sin deterioro inmunológico y con cargas virales bajas o indetectables (7,8). Adicionalmente, existen individuos que a pesar de haber estado expuestos en múltiples ocasiones sin protección al VIH-1 no muestran evidencia clínica ni serológica de la infección; estas personas se conocen como expuestos seronegativos (ESN) (9). La existencia del grupo de ESN, así como de LTNP, hace evidente la existencia de mecanismos de resistencia natural a la infección y a su progreso.

Los mecanismos de resistencia dependen tanto del virus como del hospedero; las cepas virales defectuosas o atenuadas (10) y la exposición a inóculos virales muy bajos reducen la posibilidad de infección (11). En el hospedero, el principal mecanismo que confiere un alto grado de resistencia a la infección por el VIH es la mutación D32 en el gen que codifica para el correceptor viral CCR5 (12,13). Sin embargo, el genotipo D32/D32 está presente únicamente en 2 a 4% de las personas caucasoides y ESN (14-16). Otras mutaciones en genes del sistema de las quimiocinas se relacionan con una progresión lenta de la infección más que con resistencia a la misma (17,18). El grado de concordancia del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) clase I entre la madre y el feto es un factor determinante de la incidencia de la transmisión vertical (19), al igual que la presencia de ciertos alelos del CMH I y II (10). La respuesta inmune celular adaptativa es el principal mecanismo antiviral mediante la actividad citotóxica de células T CD8+ (CTL), las cuales son más efectivas en el control de la replicación viral que los anticuerpos específicos para el VIH-1 (4). Recientemente han cobrado importancia factores solubles que son secretados por diferentes células durante el proceso de respuesta inmune y que muestran gran capacidad antiviral, bien sea como función primaria o por efecto "accidental". Esto ha llevado a proponer un nuevo modelo de inmunidad antiviral que implica la supresión de la replicación viral sin eliminar la célula infectada y que podría potenciar los meca-nismos celulares específicos anti-VIH-1. Entre los factores solubles con actividad antiviral reportada se destacan las b-quimiocinas, como CCL5 (RANTES), CCL3 (MIP1-a) y CCL4 (MIP1-b) (20), la CXCL12 o factor 1 derivado de células estromales (SDF-1) (18), el factor antiviral de linfocitos T CD8+ (CAF) (21), los interferones (IFN) (22), el factor inhibidor de leucemia (LIF) (23), lisozimas y RNasas asociadas a la gonadotropina coriónica humana (24,25), un factor estimulado por aloantígenos (ASF) (26), las defensinas (27,28), el inhibidor de proteasas secretado por leucocitos (SLPI) (29) y otros más recientemente definidos como las proteínas con motivos TRIM (30).

Esta revisión se centrará en los factores solubles con actividad antiviral mejor caracterizados y hará especial énfasis en aquellos que demuestran una clara actividad anti-VIH, describiendo los mecanismos antivirales que se han propuesto y las evidencias reportadas hasta el momento. En la figura 1 se señalan los sitios potenciales de acción de los diferentes factores solubles.

Defensinas

Las defensinas son péptidos pequeños de 18 a 42 aminoácidos y de 3 a 5 kDa, catiónicos, anfipáticos y con actividad microbicida contra un amplio grupo de microorganismos, incluidas bacterias gram-positivas, gram-negativas, protozoos, hongos y virus (31,32). Las defensinas son péptidos ricos en cisteina que se unen mediante tres enlaces disulfuro intramoleculares; son producidas principalmente por células epiteliales en diferentes mucosas, así como por células del sistema inmune, ya sea en forma constitutiva o en respuesta a productos microbia-nos o citocinas proinflamatorias (31,33,34). Con base en su tamaño y su secuencia de aminoácidos y en la distribución de los puentes disulfuro entre cisteínas, las defensinas en mamíferos se clasifican en tres grupos: a, b y q (31); en humanos sólo se ha descrito la presencia de las defensinas a y b (35).

Mecanismos inhibitorios

La actividad microbicida de las defensinas está dada por la capacidad de unirse a los componentes cargados negativamente de la membrana de los microorganismos, como el lipopolisacarido (LPS), el ácido teicoico y el fosfatidil-glicerol, entre otros (36). Esta interacción altera la integridad de la membrana o crea poros que llevan a la muerte del microorganismo (36).

Adicionalmente, las defensinas cumplen otra función importante, diferente a su acción microbicida directa, y es su capacidad quimiotáctica reportada ya hace 17 años (37); esto indica que las defensinas potencian la respuesta inmune innata y adaptativa (38).

Las evidencias mostradas hasta el momento de los posibles mecanismos de acción antiviral de las defensinas, y específicamente anti-VIH-1, son variadas y dependen del tipo de defensina; a continuación se describirán las principales características de las a y b defensinas humanas, incluyendo su papel antiviral.

a defensinas

Hasta el momento hay 6 a defensinas humanas identificadas: las HNP-1-4 son abundantes en neutrófilos y macrófagos, pero también son producidas por células NK, linfocitos B y células T gd activadas por citocinas (39). Las a defensinas humanas 5 y 6 (HD-5 y HD-6) son producidas principalmente por las células Paneth del intestino delgado (36).

Mecanismos inhibitorios

En 1993 se reportó por primera vez la inhibición in vitro de la replicación del VIH-1 por a defensinas, lo que sugiere su papel protector durante la infección in vivo (39-42). En esos estudios se observó que estos péptidos inhiben la infección por el VIH-1 después de la entrada viral, y que esta actividad no se ve afectada por la presencia de suero (40). Posteriormente se demostró que las HNP-1-3 purificadas de neutrófilos humanos, así como las HNP recombinantes, bloquean la infección por el VIH-1 después de la entrada viral (36). Adicionalmente, el tratamiento previo de células con HNP-1 y lavado posterior antes de la infección con VIH-1 bloqueó la infección por el VIH-1, indicando que no es necesario un efecto directo sobre el virus para inhibir la replicación viral (39); en este estudio los autores proponen que el efecto de las a defensinas sobre el ciclo viral ocurre después de la entrada del virus y probablemente después de la integración del ADN viral (39). Otros estudios demostraron un mecanismo dual para la acción de las a defensinas, con el cual éstas pueden inhibir la infección por un mecanismo directo sobre el virus o por un mecanismo sobre la célula que va a ser infectada (43-45). Chang y colaboradores reportaron un efecto directo de HNP-1 sobre el VIH-1 a un bajo título viral y en ausencia de suero (28). Además, encontraron que HNP-1 inhibe varios pasos después de la transcripción reversa y de la integración del virus, así como la actividad de la proteína cinasa C (PKC) en células T CD4+ (28). Teniendo en cuenta que PKC participa en el proceso de la transcripción viral (36, 46), la inhibición de su activación puede ser uno de los principales mecanismos de regulación de la infección ejercida por las a defensinas sobre la célula infectada (28). De otro lado, el efecto directo sobre el virión podría ser mediado por la unión de alta afinidad entre a defensinas y gp120 viral o el receptor viral CD4, ya que se ha reportado que las a defensinas pueden actuar como lectinas (44). Otro mecanismo antiviral puede ser el aumento en la expresión de CC quimiocinas en macrófagos infectados con VIH-1 previamente tratados con a defensinas 1 y 2. Los altos niveles de CCL3 (MIP-1a) y CCL4 (MIP-1b) pueden prevenir la infección de nuevas células al ocupar los receptores de quimiocinas necesarios para la entrada del virus (47).

Evidencias epidemiológicas

Las primeras evidencias epidemiológicas del papel antiviral de las a defensinas fueron obtenidas por Trabattoni y colaboradores, quienes evaluaron la expresión de las a defensinas en mononucleares de sangre periférica (MNSP) y células mono-nucleares cervicovaginales de individuos expuestos sexualmente al VIH-1 pero no infectados, en SP y en controles sanos (48). Este estudio señaló que la producción de HNP-1-3 por células T CD8+ fue 10 veces mayor en ESN que en controles sanos, y que esas mismas células contenían dos veces más RNAm de a defensinas (48). Toda esta evidencia sugiere que las a defensinas juegan un papel muy importante en la inmunidad innata contra el VIH-1 y que podría mediar el efecto protector en algunos de los individuos ESN.

b defensinas

Hasta la fecha sólo se han caracterizado bien seis. Las b defensinas humanas HBD (49), pero con base en estudios genómicos se conocen por lo menos 28 HBD (50). Las HBD se expresan en varios tejidos, tales como músculo esquelético, tracto respiratorio, esófago, lengua, intestino y piel (35). HBD-1 se expresa constitutivamente, mientras HBD-2 y 3 son inducidas por productos virales y bacterianos, así como por citocinas como la IL-1b o el TNF-a (34, 51-55). HBD-4 se expresa constitutivamente en el testículo, aunque puede ser inducida por una infección bacteriana y su producción parece no verse influenciada por citocinas proinflamatorias (34,56). Por último, las HBD más recientemente caracterizadas son la 5 y 6, las cuales se expresan en el epidídimo y en las vías aéreas (53,57).

Mecanismos inhibitorios

La primera evidencia del mecanismo anti-VIH-1 ejercido por las HBD fue reportada por Quiñones y colaboradores (27); ellos encontraron que la infección por el VIH-1 induce la expresión, en células de epitelio oral humano, del RNAm y de proteínas de HBD-2 y 3, pero no de HBD-1, y que las HBD-2 y 3 recombinantes, pero no la HBD-1, inhiben la replicación del virus dependiendo de la concentración incluso después de cinco días de infección y sin inducir efecto citotóxico visible (27). La inhibición de la replicación viral fue irreversible y dependió en parte de la unión directa de la HBD a la partícula viral. Adicionalmente, las HBD inducen la regulación negativa del correceptor viral CXCR4, pero no de CCR5, en células mononucleares y en linfocitos T (27). El mecanismo de interacción entre las HBD y la partícula viral no se ha establecido; una posibilidad es que este proceso sea similar al de las a defensinas, en el cual el péptido tiene actividad tipo lectina e interactuaría con la gp120 o el CD4 en forma similar a lo reportado para compuestos polianiónicos que son capaces de unirse a los sitios cargados positivamente del asa V3 de gp120 bloqueando la unión del virus con su receptor (58,59).

La evidencia más reciente de actividad antiviral presentada por Sun y colaboradores sugiere que las HBD-2 y 3 inhiben la infección de MNSP por cepas R5 y X4 del VIH-1 dependiendo de la dosis; es interesante que la dosis utilizada en los experimentos (100ug/ml) es similar a la encontrada en la mucosa oral de individuos sanos (60). En el trabajo citado se mostró que la HBD-2 tiene un efecto directo sobre el virión, con acumulación de productos virales tempranos de la transcripción reversa, y no se observó modulación de la expresión de correceptores virales (60).

Evidencia epidemiológica

Estudios epidemiológicos que estamos realizando en colaboración con Miguel E. Quiñones (Center for AIDS Research, Cleveland, Estados Unidos), indican que la expresión del RNAm de HBD-2 y 3 en mucosa endocervical de individuos ESN presenta aumento en comparación con individuos SP y controles sanos (resultados sin publicar). Adicionalmente, estamos trabajando en la búsqueda de polimorfismos en el gen DEFB-1, que codifica para HBD-1, asociados con resistencia/susceptibilidad; los reportes previos de Braida y colaboradores sugieren que el SNP (del inglés Single-Nucleotide Polymorphism) -44 C/G en una región altamente conservada entre especies en este mismo gen se asoció significativamente con susceptibilidad a la infección por el VIH-1 en niños italianos nacidos de madres VIH-1 positivas (61). Nuestros resultados muestran una frecuencia significativamente mayor de otros polimorfismos en esta misma región entre los individuos ESN, lo que sugiere la asociación de este gen con el fenómeno de resistencia/susceptibilidad a la infección por el VIH-1 (resultados sin publicar). Todas estas evidencias resaltan el posible papel de las HBD en la protección de la mucosa oral y de otras superficies mucosas durante la exposición al VIH-1.

Quimiocinas

Éstas son citocinas de bajo peso molecular (8-17 Kd) con actividad quimiotáctica, que participan activamente en los procesos inflamatorios y de reparación tisular (62). Las quimiocinas se clasifican en cuatro subgrupos, CL (g), CCL (b), CXCL (a) y CX3CL (d), con base en la secuencia de aminoácidos y especialmente en la posición de los dos residuos de cisteina en el extremo amino terminal (63).

Algunos miembros de las quimiocinas CCL (RANTES, MIP-1a y MIP-1b) y las CXCL (SDF-1) juegan un papel crucial durante la patogénesis de la infección por el VIH-1 (64), dado que para entrar en la célula blanco el virus necesita no sólo de su receptor, la molécula CD4, si no de un correceptor que corresponde a las moléculas CCR5 o CXCR4, receptores fisiológicos de estas quimiocinas b y a, respectivamente (65). El mecanismo por el cual estas quimiocinas inhiben la infección viral es el bloqueo del correceptor y por la regulación negativa inducida por la unión de los respectivos ligandos (66).

Factor 1 derivado del estroma (SDF-1)

Esta a quimiocina, conocida actualmente como CXCL12, es el ligando natural de CXCR4, uno de los correceptores virales; es secretada por células estromales de médula ósea, células epiteliales, monocitos y por células T vírgenes (64); tiene actividad quimiotáctica principalmente sobre neutrófilos y linfocitos (67). Esta quimiocina es esencial para mantener la viabilidad del embrión, para realizar una adecuada linfopoyesis de células B, la hematopoyesis de médula ósea y durante la cardiogénesis (68).

In vitro esta citocina une y regula negativamente la expresión de CXCR4 en la membrana celular (69), inhibiendo la fusión y la entrada del virus, lo cual ha llevado a sugerir su papel protector in vivo durante la infección por el VIH-1 (1).

Evidencia epidemiológica

Las células epiteliales de la mucosa rectal y cervicovaginal expresan constitutivamente altas concentraciones de CXL12 (SDF-1) y niveles fácilmente detectables de RNAm que pueden bloquear la unión del virus al correceptor CXCR4, pero no a CCR5, lo que explicaría parcialmente la mayor incidencia de transmisión de cepas R5 a través del contacto sexual (70, 71) y el bajo riesgo de adquirir la infección en un solo acto sexual (72). Un estudio reciente evaluó la concentración de quimiocinas en la leche materna de madres VIH-1 positivas y madres control sanas, encontrando un incremento en la producción de CXCL12 (SDF-1) que se asoció con un menor riesgo de transmisión vertical del VIH-1 (73).

CCL5 (RANTES), CCL3 (MIP-1a) y CCL4 (MIP-1b)

Son b quimiocinas producidas por células tanto de la inmunidad innata como adquirida: macrófagos, células dendríticas, células NK, células T gd, y linfocitos T CD8+ (66). Son los ligandos naturales de CCR5, correceptor de cepas R5 del VIH-1, que corresponden a la forma de transmisión primaria del virus (66). Estas quimiocinas cumplen varias funciones biológicas; la principal es su actividad quimiotáctica sobre linfocitos, mastocitos, eosinófilos y monocitos (67). Adicionalmente, estimulan la migración transendotelial, la liberación de elastasas por neutrófilos, de la ribonucleasa EDN por eosinófilos y de histamina por basófilos; así mismo, induce la polimerización de actina, incrementa el calcio intracelular y la actividad citotóxica de las células NK (67, 74).

La actividad anti-VIH de las b quimiocinas radica en bloquear la unión viral con el CCR5 y en regular negativamente la expresión de esta molécula en la superficie celular (20). In vitro se demostró que a través de estos mecanismos las CC quimiocinas inhiben la infección, lo que se traduce en una menor tasa de replicación viral (75).

Evidencia epidemiológica

La mayoría de estudios en individuos adultos VIH-1 positivos sugieren que el aumento en los niveles de b quimiocinas retrasa el desarrollo del sida (76). En forma similar, en pacientes pediátricos también se ha observado una correlación positiva entre los niveles de CC quimiocinas y una progresión lenta de la infección por VIH-1 (77). Adicional-mente, estudios recientes demuestran que, comparadas con trabajadoras sexuales infectadas, las trabajadoras sexuales resistentes al VIH-1 expresan recuentos elevados de linfocitos T CD4+ y CD8+, así como cantidades elevadas de RANTES en mucosa cervical (78).

Interferones

Los IFN se dividen en dos clases según las células que los secretan: los IFN tipo I, que pueden ser a,b u w, secretados por cualquier célula nucleada infectada por virus y por las CD plasmacitoides en respuesta al reconocimiento de PAMP por varios receptores tipo Toll (TLR) (79), y el tipo II o IFN g, que es secretado por las células del sistema inmune (80). Existe solo un gen miembro de la familia de IFN-b o IFN-w, pero se han reportado un gran número de genes para IFN-a (79). Los IFN tipo I poseen un receptor común, IFNAR (del inglés IFN-a/b Receptor) (22). A pesar de que la infección viral es la causa biológica más común de inducción de IFN tipo I, otros agentes como bacterias, micoplasmas y protozoos, o algunos de sus componentes, pueden inducir su síntesis (81).

Mecanismos inhibitorios

Los IFN tipo I tienen diversas funciones inmunomoduladoras como la activación de las células NK y NKT invariantes, la inducción de iNOS (del inglés inducible nitric oxide synthase) y de moléculas del CMH-I y II que favorecen la presentación antigénica (82, 83). Los IFN tipo I suprimen la replicación viral por varios mecanismos (82): inducen la expresión de proteínas como la 2'-5' oligoadenilato sintasa y la RNasa L, las cuales degradan el ARN viral y celular; activan la proteína cinasa dependiente de ARN de doble cadena (PKR) que inhibe la traducción del RNAm; estimulan la producción de la proteína MxA, proteína unidora de guanilato que inhibe la síntesis de ARN, e inducen la deaminasa adenosina específica de ARN (ADAR) que edita el ARN. A través de todas estas proteínas impiden la diseminación de la infección (84).

Adicionalmente, los IFN tipo I regulan la producción de anticuerpos in vivo e in vitro, inhiben las células T supresoras/reguladoras, tienen actividad antitumoral (85, 86) y promueven la respuesta de citocinas del patrón Th1 (84).

El IFN-a ha mostrado actividad anti-VIH in vitro, inhibiendo varios pasos del ciclo de vida del virus (66). Inicialmente se sugirió que podía inhibir el ensamblaje viral (87) y reportes posteriores señalan su actividad sobre pasos previos a la transcripción reversa (88) y sobre la transcripción reversa, la expresión del provirus y la liberación de viriones a partir de células infectadas crónicamente (22).

Evidencias epidemiológicas

Diferentes estudios clínicos señalan que la pérdida de células productoras de IFN-a durante la infección por el VIH-1 se asocia con altas cargas virales y con una rápida progresión a sida (89). De otro lado, y en apoyo al papel antiviral de esta citocina, se ha descrito una mayor capacidad en la producción de IFN-a en individuos VIH-1 positivos que exhiben una progresión lenta de la infección (22). En individuos SP tratados con terapia HAART (del inglés Highly Active Antiretroviral Therapy), la disminución significativa de la carga viral se ha asociado con un aumento en el número de células dendríticas plasmaci-toides productoras de IFN-a (90, 91). Otros estudios señalan que el uso de esta citocina en pacientes con sida y procesos oncogénicos como el sarcoma de Kaposi disminuye la carga viral y potencia la respuesta antitumoral (92,93). Adicionalmente, se ha reportado que el uso de esta citocina mejora la actividad lítica e incrementa las concentraciones de granzimas y perforinas en las células NK (94, 95) y potencia la respuesta de las células dendríticas plasmacitoides contra antígenos virales (96). De los 21 subtipos de IFN-a descritos hasta el momento, el subtipo a2 se expresa en forma dominante (97), y probablemente sea el tipo de IFN responsable de la mayoría de los efectos antivirales antes mencionados.

Con respecto al IFN-g, estudios en macacos infectados con el virus de la inmunodeficiencia simiana (SIV) sugieren que esta citocina disminuye la replicación viral; adicionalmente, se ha encontrado una asociación entre niveles altos de RNAm de IFN-g en MNSP, nódulos linfoides y linfocitos de lámina propia intestinal, y el control de la replicación viral (22). A pesar de que la mayoría de las evidencias respalda el papel antiviral del IFN-g, también se ha sugerido que esta citocina, conjuntamente con la IL-10, induce la replicación viral durante la interacción entre CD y células T infectadas, favoreciendo la diseminación de la infección (98).

Factor antiviral de linfocitos T CD8 (CAF)

CAF es un factor soluble con actividad antiviral producido por los linfocitos T CD8+ en respuesta a la infección por el VIH-1; no es citotóxico para células T CD4+ (21) y tiene la capacidad de inhibir la replicación de cepas X4 y R5 del VIH-1 (66). Hasta el momento no está claramente identificada la naturaleza del CAF, pero se sabe que el componente activo es estable al calor, resistente a altas temperaturas (86°C, 10 min), a pH ácido (hasta 2,0) y es resistente a la tripsina pero sensible a la proteasa V8 de Staphylococcus (99).

Esta actividad antiviral no citotóxica de los linfocitos T CD8+ se comprobó mediante el cocultivo de estas células con linfocitos T CD4+ infectados, separados físicamente mediante membranas semipermeables; en estos cultivos, la replicación viral disminuyó significativamente y se mantuvo la viabilidad de las células T CD4+ (43, 66). Buscando determinar la o las moléculas responsables de la actividad del CAF, diferentes estudios han sugerido la homología entre el CAF y distintas moléculas antivirales. Las b quimiocinas CCL5 (RANTES), CCL3 (MIP-1a) y CCL4 (MIP-1b) se han propuesto como las moléculas responsables de la actividad anti-VIH-1 del CAF (20); sin embargo, la capacidad de inhibir cepas X4 y R5 exhibida por el CAF descarta la posibilidad de que estas proteínas sean sus componentes activos, ya que las las b quimiocinas sólo tienen capacidad de inhibir cepas R5 (20). Estudios recientes afirman que el componente activo del CAF corresponde a una forma modificada por proteasas celulares de la antitrombina III bovina (ATIII), presente en el suero fetal bovino utilizado en cultivos celulares en los cuales se ha reportado la actividad del CAF (100). Aunque estudios posteriores confirmaron la actividad antiviral de ATIII, se reportó que la actividad del CAF se mantiene en condiciones libres de proteínas del suero fetal bovino (101). Inicialmente, se postuló a las a defensinas como las moléculas responsables de la actividad del CAF (102); sin embargo, los mismo autores se retractaron posteriormente de esta afirmación (103). Adicionalmente, se determinó que las a defensinas ejercen su actividad antiviral en un paso del ciclo viral diferente a aquel en que actúa el CAF (39), y los anticuerpos contra las a defensinas fueron incapaces de bloquear la actividad anti-VIH-1 del CAF (43).

El CAF inhibe un paso de la transcripción viral conducido por el LTR (del inglés Long-Terminal Repeat) (104); se ha propuesto que esta inhibición involucra la unión de un ligando a un receptor en la superficie celular y la activación de una vía de transducción de señales en la cual participan la proteína STAT1 (del inglés Signal Transducer and Activator of Transcription 1) y los factores de transcripción nuclear NF-kB y NFAT (del inglés Nuclear Factor of Activated T cells), así como el IRF-1 (del inglés Interferon Regulatory Factor 1) (105-107). Estudios recientes señalan que las células T CD8+ producen un precursor del CAF que necesita ser cortado por una proteasa celular para ser activo, ya que en presencia de inhibidores de proteasas como la leucopeptina se bloquea la actividad no citotóxica de los linfocitos T CD8+ (108). Se ha sugerido que este precursor es activo en la superficie celular, aunque no se descarta su entrada a la célula para generar el estado antiviral en las células T CD4+ (101).

Evidencias epidemiológicas

En 1986 se demostró que individuos infectados con el VIH-1 eran capaces de controlar la infección mediante una fuerte respuesta inmune celular (21, 101); estos estudios revelaron que las células T CD8+ tenían la capacidad de inhibir la replicación viral, sin necesidad de eliminar la célula infectada, por medio de un factor soluble que más tarde se conoció como CAF (21). Estudios posteriores encontraron esta misma actividad en linfocitos T CD8+ de sangre periférica y de nódulos linfoides en individuos VIH-1 positivos (109). Investiga-ciones recientes realizadas en individuos VIH-2 positivos demuestran que esta actividad antiviral no citotóxica se mantiene e inhibe de manera similar a cepas R5 de ambos virus, VIH-1 y 2, pero parece ser más fuerte para las cepas X4 del VIH-2 que del VIH-1 (110). Una de las mayores evidencias del papel antiviral del CAF fue hallar que la replicación viral in vitro del VIH-1 en MNSP de individuos ESN era significativamente menor, y que dicho efecto antiviral estaba mediado por la actividad no citotóxica de los linfocitos T CD8+ (111). Además, la actividad antiviral no citotóxica de los linfocitos T CD8+ en individuos SP se ha correlacionado negativamente con la progresión hacia el sida (112).

RNasas

Las ribonucleasas son enzimas reguladoras que participan en varios procesos fisiológicos, que van desde el procesamiento alternativo del ARN hasta la muerte celular (113). Son proteínas expresadas por diferentes tejidos, que exhiben especificidades variables contra diferentes substratos de ARN; están compuestas de un péptido señal de aproximadamente 25 aminoácidos y un péptido maduro de 130 aminoácidos (114). Las ribonu-cleasas están divididas en tres grandes familias: la superfamilia A, la familia T1 y la familia T2. La superfamilia de ribonucleasas A incluye las 13 RNasas humanas hasta el momento descubiertas (114). El potencial terapéutico de las RNasas se ha sugerido en procesos oncogénicos y en infecciones virales (115).

Mecanismos inhibitorios

Se ha postulado que las RNasas tienen actividad antiviral directa y, además, se encontró que algunas de ellas son capaces de estimular las células dendríticas para la producción de varios factores solubles e inducir su maduración in vitro (116) potenciando la respuesta inmune contra diferentes patógenos. Algunos autores proponen que las RNasas tienen la capacidad de unirse a la membrana celular, penetrar al interior de la célula utilizando vesículas acídicas y degradar el RNA, causando la muerte celular (117, 118). La capacidad antiviral de las RNasas está ampliamente reportada en la literatura: la RNasa 2 (EDN, neurotoxina derivada de eosinófilos) y la RNasa 3 (ECP, proteína catiónica derivada de eosinófilos) inhiben la replicación del virus respiratorio sincitial y de otros paramixovirus (119). También se ha encontrado que la EDN y otras RNasas inhiben la replicación del VIH-1 en líneas celulares crónicamente infectadas (120). Nuestro laboratorio, en colaboración con el laboratorio de Gene Shearer en el NCI (National Cancer Institutes, Nacional Institutes of Health, Estados Unidos), encontró que la EDN es la molécula responsable de la actividad anti-VIH-1 de un factor soluble que se produce en respuesta a los aloantígenos (ASF), el cual se obtiene in vitro durante el cultivo mixto de linfocitos (26) y cuya actividad supresora parece darse sobre un paso previo a la transcripción reversa (121). El uso de un conjugado de RNasa pancreática y albúmina de suero humano inyectado en ratones infectados con virus influenza A e influenza B mostró alta actividad antiviral (122). Nosotros también observamos recientemente que cuatro RNasas recombinantes inhiben la replicación del VIH-1 en un cultivo primario de linfocitos T activados (Bedoya VI BA, Hardy A, Rybak SM, Shearer GM, Rugeles MT. Ribonucleases in HIV- 1 inhibition: effect of recombinant RNases on infection of primary T cells and immune activation-induced RNase gene and protein expression. AIDS Res Hum Retroviruses 2006;in press), lo que refuerza el potencial antiviral de estas enzimas.

Inhibidor de proteasas secretado por leucocitos (SLPI)

SLPI es una proteína de 11,7 kDa, no-glicosilada, altamente básica y estable en medio ácido (123), lo que le permite ser funcional en ambientes como el de las mucosas (29). Fue originalmente caracterizada en parótidas humanas (124) y es secretada por células epiteliales no ciliadas que recubren las superficies mucosas (123), por la piel (125), por neutrófilos (126) y por macrófagos estimulados con LPS (127). El blanco fisiológico de SLPI son las proteasas que actúan sobre residuos de serina, como la elastasa del neutrófilo y la catepsina G liberadas durante la respuesta inflamatoria (128). De esta manera, SLPI contribuye en la defensa de las mucosas mediante la regulación de la inflamación (129). Además, posee una amplia actividad antimicrobiana inhibiendo bacterias, hongos y virus (130). Otras funciones incluyen la promoción de la fecundación protegiendo a los espermatozoides para que no sufran la reacción acrosomal por la acción de las elastasas (131) y la reparación tisular en la piel (132).

Mecanismos inhibitorios

McNeely y colaboradores reportaron la primera actividad inhibitoria de la SLPI, recombinante o derivada de saliva, contra diferentes cepas del VIH-1 en monocitos humanos, en cultivo primario de linfocitos y en líneas de células T transformadas (133,134). En estos estudios se observó que el efecto inhibitorio se produce en las etapas tempranas de la infección, ya que la SLPI inhibió la replicación viral sólo cuando se adicionó simultáneamente con el virus al cultivo de células (133). Estudios posteriores señalan que la SLPI no afecta la unión del virión a la molécula CD4, ni los pasos posteriores a la transcripción reversa (29,134), lo que sugiere que su actividad se da en un paso intermedio (134). Investigaciones recientes demuestran que el efecto inhibidor de la la SLPI se da por medio de la interacción de alta afinidad con una molécula de superficie celular conocida como anexina II; esta unión no permite la interacción de residuos de fosfatidilserina presentes en la envoltura viral con la proteína unidora anexina II en la membrana celular de macrófagos susceptibles (135). Existen evidencias que indican que el VIH-1 induce la producción de RNAm y proteína de la SLPI en queratinocitos orales humanos inmortalizados por medio de la interacción con gp120 en ausencia de infección (136).

Evidencias epidemiológicas

Investigaciones de Pillay y colaboradores señalan que madres VIH-1 positivas que no transmitieron el virus a sus hijos expresaban mayores cantida-des de la proteína SLPI en fluidos vaginales que las madres VIH-1 positivas transmisoras (137). Farquhar y colaboradores evaluaron el papel de la SLPI en la transmisión del VIH-1 a través de la leche materna, encontrando mayores niveles de SLPI en la saliva de bebés que recibieron alimentación materna y no fueron infectados que en los bebés que adquirieron la infección (138). Otros estudios evaluaron la expresión de la SLPI en saliva de parótida, glándula sublingual y submandibular de individuos SP y controles sanos, encontrando una mayor expresión de la SLPI en la saliva de individuos SP; adicionalmente, los individuos SP que recibían terapia HAART presentaban un aumento en los niveles de SLPI comparados con individuos sin tratamiento, lo que podría reducir el riesgo de transmisión oral del VIH-1 (130).

Conclusiones

Los elementos claves para resistir a la infección por el VIH y al progreso posterior hacia sida residen principalmente en el sistema inmune del hospedero. Tanto el sistema inmune innato como el adaptativo participan en forma coordinada en la respuesta a los procesos infecciosos por medio de componen-tes celulares y de factores solubles con actividad microbicida. Diversos factores solubles se han postulado como elementos importantes de la respuesta antiviral. Estos factores ejercen su actividad por medio de mecanismos no citolíticos, lo que los hace un blanco importante de investigación y destaca su potencial terapéutico, particularmente como complemento de la terapia antirretroviral actualmente en uso. Aunque se ha comprobado la actividad antiviral in vitro de estos factores solubles y existe evidencia epidemioló-gica que respalda su papel protector in vivo durante la infección por VIH-1, hasta el momento no se tiene claramente identificado el mecanismo exacto por medio del cual muchos de estos factores ejercen su acción antiviral. Tampoco existen estudios controlados y en modelos animales que evalúen su actividad in vivo, y que permitan establecer las condiciones óptimas para su uso terapéutico. La intensa investigación en esta área muy posiblemente logrará la identificación de nuevos factores solubles con actividad anti-VIH-1 y sus mecanismos de acción, lo que permitirá establecer nuevas estrategias terapéuticas para pacientes VIH-1 positivos.

Agradecimientos

Al Comité para el Desarrollo de la Investigación (CODI) de la Universidad de Antioquia por su apoyo económico; al personal de salud de la Institución Prestadora de Salud (IPS), HERES Salud, Empresa Unipersonal de la ciudad de Santa Marta, por su participación y colaboración, y al estudiante de medicina de la Universidad de Antioquia Mario Archila Duarte por el diseño de la figura.

Conflicto de intereses

Las autores de esta revisión manifestamos que no existe ningún conflicto de intereses en la realización de este trabajo.

Financiación

Este trabajo fue financiado por el Comité para el Desarrollo de la Investigación (CODI) de la Universidad de Antioquia.

Correspondencia:

María Teresa Rugeles, Grupo de Inmunovirologia-Biogénesis, Facultad de Medicina, Universidad de Antioquia, Calle 62 # 52-59, Laboratorio 532, Medellín, Colombia.

Teléfono: (4) 2106551, fax: (4) 2106481.

mtrugel@catios.udea.edu.co

Recibido: 28/03/06; aceptado: 16/08/06

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