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HIV Medicine 2006

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Tradução:

Carolina Palma
Catarina Pinheiro
Daniela Lobão
Joana C. Silva
Helena Barroso
Inês Bártolo
Patrícia Carvalho
Paula Matoso
Sheila Rocha
Victor Bezerra

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Patogénese da Infecção pelo VIH-1

Andrea Rubbert, Georg Behrens and Mario Ostrowski

 

Desde da discrição inicial dos Vírus da Imunodeficiência Humana do tipo 1 (VIH-1) em 1983 (1, 2) e do VIH-2 em 1986 (3), estes dois vírus foram identificados à quase 20 anos como a causa principal do Síndroma da Imunodeficiência Adquirida (SIDA). Como o VIH-1 é a causa maioritária de SIDA no mundo, a nossa discussão será primeiramente limitada ao VIH-1. Em todo o mundo, o número de pessoas infectadas por VIH-1 excede os 40 milhões, a maioria destas vivem em países subdesenvolvidos da Ásia, África Subsariana e África do Sul.

A introdução dos inibidores da protease e dos inibidores da transcriptase reversa não nucleósidos (NNRTI) nos regimes terapêuticos anti-retrovirais em 1995, iniciou a era da terapia anti-retroviral altamente activa (HAART), e resultou em melhoramentos dramáticos na mortalidade e morbilidade da doença por VIH, determinados por um decréscimo da incidência de infecções oportunistas, tumores e mortes. Apesar de todas as vantagens terapêuticas conseguidas na última década, incluindo o desenvolvimento da terapia anti-retroviral altamente activa, uma vez um indivíduo infectado a erradicação do vírus torna-se impossível.

Em adição, estão a emergir novos problemas relacionados com a toxicidade dos fármacos a curto ou a longo prazo e a ocorrência de mutações de resistência tanto nos vírus em circulação como nos transmitidos. Na maioria dos países do Sudeste Asiático e de África, a incidência e a prevalência da infecção VIH-1 continua a aumentar e ultrapassa a Europa e a América do Norte. No entanto devido aos elevados custos da terapia anti-retroviral e a falta de infra-estruturas de saúde nestes países subdesenvolvidos, a utilização daHAARTainda não é possível. O curso da pandemia pelo VIH-1 depende essencialmente da capacidade dos países subdesenvolvidos com elevadas prevalências de VIH-1 tirarem vantagem do progresso médico conseguido na Europa e na América do Norte, e do desenvolvimento de uma vacina profilática efectiva num futuro próximo.

O compreender da imunopatogénese da infecção pelo VIH-1 é um pré-requisito major para o melhoramento racional das estratégias terapêuticas, desenvolvendo imunoterapêuticos e vacinas profiláticas. Tal como noutras infecções virais, o curso da infecção por VIH-1 depende do hospedeiro e dos factores virais.

O curso da infecção em indivíduos infectados por VIH-1 pode variar dramaticamente, mesmo que a infecção primária tenha origem na mesma fonte (4). Em alguns indivíduos com infecções por VIH-1 não progressivas a longo-termo (i.e. sem declínio nas contagens de CD4, ou infecção crónica pelo menos durante 7 anos sem desenvolver SIDA), foi identificado um virião defectivo (5). As infecções com vírus defectivos, ou com um vírus com pouca capacidade replicativa, podem prolongar o curso clínico da infecção por VIH-1. No entanto, na maioria dos indivíduos a infecção por VIH-1 é caracterizada por um vírus com replicação competente com produção de um elevado número de viriões por dia.

Os factores do  hospedeiro podem também determinar se um indivíduo infectado por VIH-1 pode desenvolver ou não sintomas clínicos de imunodeficiência ou se este indivíduo pode pertencer ao grupo dos não progressores a longo-termo, que representa cerca de 5% de todos os doentes infectados. A identificação  e a caracterização dos factores do hospedeiro que contribuem para o curso da infecção, incluem mecanismos de defesa imunológica e factores genéticos, serão cruciais para a compreensão da imunopatogénese da infecção por VIH-1 e para o desenvolvimento de imunoterapêuticos e estratégias profiláticas.

1. A estrutura do VIH-1

O VIH-1 é um retrovírus que pertence à família dos lentivírus. As infecções por lentivírus mostram tipicamente um curso crónico da doença, um longo período de latência clínica, replicação viral persistente e envolvimento do sistema nervoso central. Infecções Visna em ovelhas, o vírus da imunodeficiência símia (SIV) nos macacos, ou infecções pelo vírus da imunodeficiência felina (FIV) nos gatos são exemplos típicos de infecções por lentivírus.

Usando a microscopia electrónica, verificou-se que o VIH-1 e o VIH-2 são muito semelhantes. No entanto, diferem no peso molecular das suas proteínas, e têm diferenças nos seus genes acessórios. O VIH-2 é mais relacionado geneticamente com o SIV encontrado nos sootey mangabeys (SIVsm) do que o VIH-1 que parece ter sido introduzido na população humana por macacos. Tanto o VIH-1 como o VIH-2 replicam-se nas células T CD4+ e são patogénicos para os indivíduos infectados apesar da imunodeficiência ser menos severa nos indivíduos infectados por VIH-2.

 

1.1. Estrutura morfológica do VIH-1

As partículas virais de VIH-1 têm um diâmetro de 100 nm e estão rodeadas por uma membrana lipoproteica. Cada partícula contém 72 complexos glicoproteicos que estão integrados nesta membrana lipídica e cada um é composto por trímeros de uma glicoproteina externa a gp120 e por uma proteína transmembranar a gp41. A ligação entre a gp120 e a gp41 não é definitiva pelo que a gp120 pode mudar espontaneamente com o ambiente local. A glicoproteina gp120 pode também ser detectada no soro (6) bem como no tecido linfático de doentes infectados por VIH-1 (7). Durante o processo de formação das vesículas, o vírus pode também incorporar a partir da membrana da célula hospedeira na sua camada lipoproteica, diferentes proteínas do hospedeiro, como as proteínas HLA de classe I e II, ou proteínas de adesão, como a ICAM-1 que podem facilitar a adesão a outras células alvo. A proteína de matriz p17 é ancorada ao interior da membrana lipoproteica viral. O antigénio p24 do núcleo contém duas cópias de ARN de VIH-1. O ARN de VIH-1 faz parte de um complexo proteína-ácido, que é composto pela nucleoproteina p7 e pela transcriptase reversa p66 (RT). A partícula viral contém todo o equipamento enzimático necessário à replicação: uma transcriptase reversa (RT), uma integrase p32 e uma protease p11 (revisto em: 8) (Fig. 1).

 

1.2. A organização do genoma viral

A maioria dos retrovírus com replicação competente depende de 3 genes gag, pol e env: gag significa "groupo-antigénico", pol representa "polimerase" e env é para "envelope" (revisto em: 9) (Fig. 2). O esquema da estrutura "clássica" de um genoma retroviral é: 5' LTR-gag-pol-env-LTR 3'. As regiões LTR ("longo terminal repetido") representam as duas extremidades do genoma viral que estão ligadas ao ADN celular da célula hospedeira após integração e que não codificam para nenhuma proteína viral. Os genes gag e env codificam para a nucleocápside e para as glicoproteinas da membrana viral; o gene pol codifica para a  transcriptase reversa e para outras enzimas. Em adição, o VIH-1 contém no seu ARN de 9kB seis genes (vif, vpu, vpr, tat, rev e nef) que contribuem para a sua complexidade genética. nef, vif, vpr e vpu foram classificados no passado como genes acessórios, e não são absolutamente necessários para a replicação in vitro. No entanto, a regulação e a função destes genes acessórios e das suas proteínas têm sido estudadas e caracterizadas em mais detalhe nos últimos anos. Os genes acessórios, nef, tat e rev, são produzidos precocemente no ciclo de replicação viral.

Tat e Rev são proteínas reguladoras que se acumulam no núcleo e ligam-se a regiões definidas do ARN viral: o TAR (elemento de resposta à trans-activação), encontra-se no LTR; e o RRE (elemento resposta rev), encontra-se no gene env, respectivamente. A proteína TAT é um potente activador pós-transcricional da região promotora LTR e é essencial para a replicação viral na maioria dos sistemas de cultura in vitro. A ciclina T1 é um co-factor celular necessário para a TAT (10). A Tat e a  Rev estimulam a transcrição do ADN proviral de VIH-1 em ARN, promovem a elongação do ARN, estimulam o transporte de ARN de VIH-1 do núcleo para o citoplasma e são essenciais para a tradução. A Rev é também um factor nuclear de exportação importante na troca da expressão precoce das proteínas reguladoras  pelas proteínas estruturais que são sintetizadas mais tardiamente.

Figura 1: Estrutura da partícula viral. Para detalhes veja o texto.

 

Figure 2: O HIV e os seus genes. Para detalhes veja o texto.

 

Mostrou-se que a Nef tem várias funções. A Nef pode induzir a sub-regulação dos CD4 (11) e das moléculas HLA de classe I e II (12) a partir da superfície das células infectadas com VIH-1, o que pode representar um mecanismo de escape importante do vírus a um ataque imediato por células T CD8+ citotóxicas e para evitar reconhecimento pelas células T CD4+. A Nef pode também interferir com a activação das células T por ligação a várias proteínas que estão envolvidas nas vias intracelulares de transdução de sinal (revisto em:13).

Em macacos rhesus infectados com SIV, um gene nef intacto era essencial para uma elevada taxa de produção de vírus e progressão para a doença. Foi identificado num coorte Australiano de não-progressores a longo-termo, um VIH-1 com delecções no nef (5). No entanto, artigos mais recentes indicam que alguns destes doentes estão a desenvolver agora sinais de progressão para a doença juntamente com um declínio de células T CD4+. Assim, apesar das delecções do gene nef poderem atrasar a replicação viral, nem sempre evitam o desenvolvimento de SIDA.

A Vpr parece ser essencial para a replicação viral em células como os macrófagos. A Vpr pode estimular o LTR juntamente com uma variedade de promotores virais e celulares. Mais recentemente, verificou-se que a Vpr é importante para o transporte do complexo de pré-integração viral para o núcleo (revisto em: 14) e pode reter as células na fase G2 do ciclo celular.

A Vpu é importante para o processo de formação de vesículas, uma vez que mutações no vpu estão associadas com a persistência das partículas virais na superfície da célula hospedeira. A Vpu é também envolvida quando os complexos CD4-gp160 são degradados no retículo endoplasmático e por isso permite a reciclagem da gp160 para a formação de novos viriões  (15).

A Vif é importante para os mecanismos intracelulares de transporte dos componentes virais. Foi demonstrada a co-localização da vif juntamente com a  vimentina, uma proteína pertencente ao citoesqueleto celular. Os viriões deficientes em vif podem ser transmitidos célula a célula, mas não a partir de um meio livre de células. A Vif parece também afectar a morfogénese viral (revisto em:16).

Algumas publicações recentes salientaram um novo e importante papel para a vif no apoio à replicação viral (16). Os isolados VIH-1 defectivos em vif não se replicam em células T CD4, nalgumas linhas celulares T ("células não permissivas") ou em macrófagos. Os isolados defectivos em vif são capazes de entrar na célula alvo e iniciar a transcrição reversa, mas a síntese de provírus mantém-se incompleta. A fusão in vitro de células "permissivas" com "não permissivas" origina um fenótipo "não permissivo", sugerindo que a replicação do VIH depende da presença ou ausência de um inibidor celular. Este factor inibidor endógeno foi recentemente identificado como APOBEC3G (17). A APOBEC3G ("apolipoprotein B mRNA editing enzyme catalytic polypeptide-like 3G") pertence a uma família de enzimas intracelulares que desaminam especificamente a citosina em uracilo no ARNm ou no ADN resultando numa acumulação de mutações G-para-A que levam à degradação do ADN viral. Ao formar um complexo com a APOBEC3G, a vif bloqueia a actividade inibitória da APOBEC3G (Fig. 3a).

3a

3b

Figura 3: infecção por VIH nativo: a vif interage com a APOBEC3G, liga-se à APOBEC3G e previne a sua incorporação nos novos vírus formados (Fig 3a). Isolados VIH defectivos em vif não são capazes de inibir a APOBEC3G intracelular, que é posteriormente incorporada nos novos vírus formados e interfere com a transcrição reversa na célula alvo.

De salientar, a actividade antiviral da APOBEC3G é altamente conservada entre várias espécies, enquanto que o bloqueio da APOBEC3G pela vif é altamente específico do VIH. A vif do VIH-1 não forma complexos com a APOBEC3G dos murganhos ou dos macacos. Na ausência de vif, a APOBEC3G é incorporada nas novas partículas virais formadas e nas células alvo subsequentemente infectadas, e a síntese de ADN proviral é bloqueada (Fig 3b). Em contraste, na presença de vif, a APOBEC3G é complexada, degradada e não é incorporada nos novos viriões formados. A APOBEC3G é expressa em linfócitos e macrófagos que representam as células alvo primárias da infecção VIH.

Actualmente, ainda existem muitas questões em aberto no que respeita à regulação intracelular da APOBEC3G: por exemplo, se existe uma concentração intracelular crítica de APOBEC3G que restringe a infecção VIH na presença de vif, ou se existem polimorfismos genéticos da APOBEC3G que podem potencialmente afectar o curso da doença.Por outro lado, a actividade enzimática intracelular  APOBEC3G nos linfócitos pode depender do nível de activação celular (18). Entretanto, os epítopos através dos quais a vif e a APOBEC3G interagem entre si foram caracterizados e foi explorada a via de degradação intracelular do complexo APOBEC3G-vif. De notar que inibidores específicos que bloqueiem a interacção entre vif e APOBEC3G ou que interfiram com a degradação intracelular da APOBEC3G podem representar tratamentos futuros promissores. Em princípio, o bloqueio de estruturas celulares estará provavelmente associado a um risco mínimo de o desenvolvimento de resistências vir a comprometer a eficácia de um agente antiviral. Assim sendo, usar a vif e a APOBEC3G como alvos representa uma abordagem terapêutica interessante.

Em suma, estes dados explicam não só porque é que a vif é essencial para a replicação do VIH mas também dão uma razão para a replicação do VIH ser específica da espécie. Foi também descoberto outro factor celular (ver abaixo) que explica a especificidade da replicação do VIH para a espécie.

O papel fundamental da APOBEC3G ou outras desaminases das citidinas pode não ser restrito para o VIH-1. A acumulação de mutações G-para-A foi também demonstrada em vários isolados de HBV. In vitro, a acumulação de ADN de HBV é dramaticamente reduzida na presença de APOBEC3G mas a co-infecção com vif pode reverter esta inibição. (19).

 

2. O Ciclo de replicação do VIH

2.1. A Entrada do VIH

2.1.1. O CD4 como receptor primário do VIH

O CD4 é uma glicoproteina monomérica de 58 kDa que pode ser detectada na superfície celular de cerca de 60% dos linfócitos T, dos percursores das células T na medula óssea e timo, nos monócitos e macrófagos, eosinófilos, células dendríticas e células da microglia do sistema nervoso central. O domínio extracelular dos CD4 nas células T é composto por 370 aminoácidos; o domínio transmembranar hidrofílico e a parte citoplasmática dos CD4 nas células T consistem em 25 e 38 aminoácidos, respectivamente. Foram caracterizadas, na zona extracelular dos CD4, 4 regiões, D1-D4, que representam domínios tipo hemoglobina. Os resíduos da região V2 do CD4 (aminoácidos 40-55) são importantes para a ligação da gp120  ao CD4 e esta região sobrepõe-se à zona do CD4 onde os seus ligandos naturais, as moléculas HLA de classe II, se ligam.

A identificação do local de ligação da gp120 ao CD4 em células T CD4+ estimuladas  permitiu a tentativa de uso de CD4 solúvel (sCD4) para neutralizar os vírus em circulação nos doentes, sendo o objectivo a inibição da dispersão viral. No entanto tornou-se evidente que apesar de em laboratório os isolados virais serem facilmente neutralizáveis pelo sCD4, a neutralização de isolados primários derivados de doentes não foi conseguida.

Em contraste, o sCD4 era capaz de induzir alterações conformacionais no invólucro viral que promoviam a infecção das células alvo (20).

O CD4 liga-se ao complexo receptor das células T (TCR) nas células T CD4+ e liga-se às moléculas HLA de classe II nas células apresentadoras de antigénio. A ligação da gp120 ao CD4  não é apenas um passo crucial para a entrada do vírus, mas também interfere com as vias intracelulares de transdução de sinal e promove a apoptose das células T CD4+ (20). Nos últimos anos a ideia de bloquear os receptores celulares primários nos Cd4 ganhou novo interesse. O PRO542 representa a proteina de fusão tetravalente modificada genéticamente CD4-IgG2 que não só inibe a replicação in vitro mas também manifesta eficácia antiviral em doentes com carga viral elevada que foram incluídos em ensaios clínicos (21).

O CD4, já tinha sido caracterizado em 1984 como um receptor primário e necessário para o VIH-1, VIH-2 e SIV (22,23). No entanto, experiências com linhas de células não-humanas transfectadas com CD4 humano mostraram que a expressão do CD4 humano na superfície das células de uma linha celular não humana não era suficiente para permitir a entrada do VIH. Deste modo foi postulada a necessidade de um co-receptor humano adicional para a entrada viral. Por outro lado, alguns isolados laboratoriais de VIH-1 bem como de VIH-2 e SIV são capazes de infectar células humanas independentemente do CD4. Interessantemente, anticorpos monoclonais contra o CD4 induzem epitopos conformacionais (CD4I) que se ligam a gp120 de vírus independentes de CD4. Estas observações sugerem que a gp120 de vírus independentes de CD4 expõem  as regiões que são necessárias para o reconhecimento e ligação do co-receptor e consequentemente a ligação ao CD4 não é um pré-requisito para a entrada destes vírus. Vírus independentes de CD4 são fáceis de neutralizar usando soro de doentes infectados com VIH, sugerindo que a resposta imunitária é seleccionada contra vírus independentes de CD4 (24).

 

2.1.2. Receptores das quimiocinas com co-receptores para a entrada do VIH

Uma observação de Cocchi e colaboradores em 1995, foi um acontecimento importante para a caracterização dos eventos precoces que levam à entrada do VIH-1 Células T CD8+ de doentes infectados com VIH são capazes de suprimir a replicação viral em co-culturas com células T CD4+ autólogas ou alogénicas  infectadas com VIH e isto é independente da sua actividade citotóxica (25). Cocchi identificou em sobrenadantes de células T CD8+ derivadas de doentes infectados com VIH, as quimiocinas MIP-1α, MIP-1β e Rantes, e foi capaz de demonstrar que estas eram capazes de suprimir a replicação dependente da dose em alguns isolados virais, mas não em todos os isolados testados (26). MIP-1α, MIP-1β e Rantes são ligandos para o receptor das quimiocinas CCR5, e poucos meses depois vários grupos foram capazes de mostrar que o CCR5 é um co-receptor necessário para isolados monocitotrópicos (M-trópicos) de VIH-1 (27,28,29). Isolados monocitotrópicos (M-trópicos) de VIH-1 são classicamente aqueles que mais facilmente se propagam em culturas de macrófagos, são incapazes de infectar linhas de células T (i.e., Células T imortalizadas), mas são capazes de infectar facilmente células T primárias de amostras de sangue periférico (30). De modo oposto, isolados de VIH-1 com tropismo para células T foram classicamente identificados como sendo aqueles que se propagavam facilmente em linhas de células T, e cresciam pouco em macrófagos, mas eram também capazes de infectar facilmente células T primárias de amostras de sangue periférico. Assim, é de notar que tanto as variantes de VIH-1 M-trópicas como as T-trópicas podem facilmente infectar in vitro Células T primárias humanas não imortalizadas.

As quimiocinas ("Citoquinas quimiotáticas") e os seus receptores foram previamente caracterizados tendo em atenção o seu papel na promoção da migração ("quimiotaxia") dos leucócitos e da sua actividade pró-inflamatória. As quimiocinas são proteínas de 68-120 aminoácidos que dependem da estrutura do seu motivo comum de cisteínas, e que se podem subdividir em C-X-C (α-quimiocinas), C-C (β- quimiocinas) e C- quimiocinas. As quimiocinas mostram tipicamente um elevado grau de homologia estrutural umas com as outras e podem partilhar os receptores a que se ligam. Os receptores das quimiocinas pertencem ao grupo dos receptores com 7 regiões transmembranares ("7- receptores transmembranares"), que estão ligados intracelularmente a proteínas G.

O SDF-1 ("factor 1 derivado de células do estroma") foi identificado como o ligando natural do CXCR4 e é capaz de inibir a entrada de isolados T-trópicos de VIH-1 em células T CD4+ activadas. Rantes, MIP-1α ("proteína inibidora de macrófagos") e MIP-1β representam os ligandos naturais do CCR5 e são capazes de inibir a entrada de isolados M-trópicos em células T. Um modelo esquemático é mostrado na Figura 3: isolados T-trópicos de VIH-1 infectam principalmente células T CD4+ activadas do sangue periférico e linhas celulares e usam o CXCR4 para a entrada em células alvo positivas-CD4+. Isolados M-trópicos são capazes de infectar células T CD4+, monócitos, e macrófagos e dependem do uso do CCR5 e do CD4 para a entrada viral.

A interacção da gp120 e dos receptores celulares é agora conhecida em maior detalhe. A gp120 Liga-se em 1º lugar a certos epitopos do CD4. A ligação ao CD4 induz alterações conformacionais na gp120 promovendo uma interacção mais eficiente da V3 loop da gp120 com o respectivo co-receptor. A fusão membranar é dependente da ligação gp120-co-receptor. A gp41, como zona transmembranar da proteína do invólucro gp160, é crucial para a fusão do vírus à membrana da célula hospedeira. De modo semelhante à hemaglutinina do Influenza, postulou-se que após a ligação da gp120 ao CD4, é também induzida uma alteração conformacional na gp41 que lhe permite inserir o seu terminal-NH2 hidrofóbico na membrana da célula hospedeira. A gp41 foi comparada a uma "ratoeira" e a análise de cristalografia da sua estrutura parece confirmar essa hipótese (31). A identificação  das sequências de aminoácidos importantes neste processo foram utilizadas para sintetizar péptidos que se possam ligar à gp41 nos seus domínios que são críticos para a indução de alterações conformacionais e podem inibir a fusão membranar.

O T20 é o primeiro de vários péptidos que se liga à gp41 e foi testado em ensaios clínicos de supressão da replicação viral (32). Actualmente, o T20 está disponível como opção terapêutica para doentes seleccionados. Uma desvantagem do T20 é que tem que ser tomado por via sub-cutânea em vez de um comprimido.

Além do CCR5 e CXCR4, foram identificados outros receptores das quimiocinas, como o CCR3, CCR2, CCR8, CCR9, STRL33 ("Bonzo"), Gpr 15 ("Bob"), Gpr 1, APJ e ChemR23, usando linhas celulares transfectadas, e mostrou-se que são utilizados para a entrada de certos isolados de VIH (33,34). O APJ pode representar um co-receptor relevante no sistema nervoso central. Apesar deste leque de potenciais co-receptores, o CCR5 e CXCR4 parecem representar os co-receptores mais relevantes para o VIH-1 in vivo.

Figura 4: Inibição da entrada do vírus de isolados VIH utilizadores de CCR5 (tropismo para monócitos) e CXCR4 (tropismo para células T) pelos ligandos naturais das quimiocinas dos co-receptores CCR5 e CXCR4.

A importância do CCR5 como co-receptor dominante para isolados de VIH M-trópicos é sublinhada por outras observações. A maioria dos indivíduos com alterações genéticas no CCR5 é resistente à infecção por VIH-1 (33). Experiências in vitro mostraram que linfócitos derivados destes doentes são resistentes à infecção por VIH-1 usando isolados M-trópicos mas não a infecções com isolados T-trópicos. Os linfócitos destes indivíduos não expressam CCR5 na sua superfície celular e têm geneticamente uma delecção de 32 pares de bases no gene do CCR5. Em todo o mundo, foram identificados poucos doentes que adquiriram a infecção por VIH-1 apesar de serem homozigóticos para a delecção no CCR5. Todos eles são infectados com isolados de VIH-1 que usam o CXCR4, tal como esperado (34). Em estudos epidemiológicos, a frequência alélica da delecção no gene CCR5 é de 10-20% nos Caucasianos, particularmente em descendentes de Europeus do Norte. A frequência de indivíduos homozigóticos é de cerca de 1% nos Caucasianos (35). Estudos conduzidos nas populações Africanas e Asiáticas, não encontraram esta delecção de 32 pares de bases no CCR5, sugerindo que esta mutação surgiu após a separação destas raças na história evolutiva.

Indivíduos que são heterozigóticos para a delecção de 32 pares de bases no CCR5  mostram uma expressão diminuída de CCR5 na superfície celular e são mais frequentemente encontrados nos coortes de não progressores a longo termo comparados com doentes que tem uma progressão rápida para a doença (37).

Foram descritos outros polimorfismos genéticos para os receptores das quimiocinas  (CCR2) e para os seus promotores (CCR5) para além da delecção de 32 pares de bases no CCR5. Com base na ocorrência destes polimorfismos em doentes definidos do coorte, esses polimorfismos foram associados com uma progressão para a doença mais rápida ou mais favorável, dependendo do polimorfismo particular (38,39).

Em doentes que têm uma progressão rápida para a doença (declínio rápido das contagens de células T CD4+), são frequentemente isolados das suas células vírus que utilizam o CXCR4 como co-receptor predominante, em comparação com doentes que têm contagens estáveis de células T CD4+.

A expressão de co-receptores nos linfócitos T CD4+ depende do seu nível de activação.

O CXCR4 é expresso principalmente em células T não activadas, enquanto o CCR5 está presente em células T efectoras/memória activadas. Isolados de VIH-1 M-trópicos são detectados principalmente no início da infecção por VIH-1. Interessantemente, isolados de VIH-1 M-trópicos são preferencialmente transmitidos independentemente do "dador" ter ou não predominantemente isolados T-trópicos. Permanece por esclarecer se esta preferência pelos isolados de VIH-1 M-trópicos in vivo é determinada por um transporte selectivo desses isolados por células dendríticas localizadas submucosamente ou se as citoquinas/quimiocinas locais favorecem a replicação de vírus M-trópicos. Estudos recentes de Cheng Meyer e colaboradores sugerem que vírus VIH-1 M-trópicos conseguem mais facilmente escapar ao sistema imunitário replicando-se nos macrófagos, em comparação com os vírus T-trópicos, dando-lhes vantagens de sobrevivência nos indivíduos infectados.

O bloqueamento do CCR5 poderá representar um potencial alvo de intervenção terapêutica. Anticorpos monoclonais para o CCR5 (2D7 e outros) são capazes de bloquear in vitro a entrada de isolados virais que utilizam o CCR5 em células T CD4+ e em macrófagos. Foram desenhadas pequenas moléculas inibidoras do CCR5 e em ensaios clínicos preliminares mostraram uma significativa redução da virémia em doentes infectados (40). Estudos in vitro, bem como experiências usando ratos SCID sugerem, no entanto, que o bloqueamento de isolados que utilizam o CCR5 pode alterar o seu tropismo aumentando o uso do CXCR4.

Pequenas moléculas inibidoras tipo T22, ALX40-4C e AMD3100 são capazes de inibir o CXCR4 (41,42) e são alvo de ensaios pré-clínicos e ensaios clínicos. Outros inibidores dos CCR5 estão a ser usados como microbicidas em macacos e podem vir a ter um papel preventivo no futuro (43).

Actualmente estão a desenvolver-se estratégias para modular a expressão de receptores das quimiocinas. Intracinas são quimiocinas que permanecem no citoplasma e são capazes de capturar e ligarem-se ao seu receptor correspondente a caminho da superfície da célula (44). O "ARN de interferência" (ARNi) representa uma nova ferramenta molecular que é capaz de inactivar selectivamente genes alvo. O ARN de cadeia dupla é cortado em pequenos fragmentos pelo enzima dicer-1 ("21-23nucleótidos"). Estes nucleótidos podem ligar-se por complementaridade a sequências mais longas de ARN que são subsequentemente degradadas. Esta estratégia é empregue actualmente em plantas e usada pela sua actividade antiviral. O uso de ARNi contra CCR5 pode prevenir a expressão de CCR5 in vitro.

Apesar do uso terapêutico dos bloqueadores dos receptores das quimiocinas ser prometedor, muitas questões permanecem sem resposta. Análogos das quimiocinas como o AOP-Rantes não inibem apenas, mas mostram também actividade agonista e podem não se ligar exclusivamente ao CCR5. Demonstrou-se usando ratinhos knockout que a ausência do CXCR4 ou SDF-1 está associada com defeitos severos na hematopoiese e no desenvolvimento cerebral (45). Continua por esclarecer se o bloqueamento em indivíduos pós-natal ou adultos pode também afectar outros sistemas de órgãos.

2.2. Eventos Pós-Fusão

Após a fusão com a membrana o vírus sofre descapsidação para o citoplasma da célula alvo. Estes eventos foram recentemente estudados em detalhe. O VIH pode entrar em linfócitos de macaco mas a replicação para antes ou durante a transcrição reversa inicial. Este bloqueio intracelular é mediado por um factor celular, TRIM5α, que é um componente dos corpos citoplasmáticos e cuja função primária é ainda desconhecida. O TRIM5a de várias espécies exibe inibição diferencial em vários retrovírus. Por exemplo, o TRIM5α de macacos resus, TRIM5α rh, inibe mais profundamente a replicação do VIH que o TRIM5α humano, enquanto que o VIS (vírus da imunodeficiência símia) que infecta naturalmente os macacos do Velho Mundo, é menos susceptível a qualquer das formas de TRIM5α explicando em parte a especificidade do VIH para as células humanas (46). O TRIM5α de células humanas ou de primatas não humanos é capaz de inibir a replicação de outros lentivírus e representa um novo factor de resistência celular cujo significado biológico definitivo ainda está por caracterizar. Não é exactamente clara a forma como o TRIM5α bloqueia a transcrição reversa e já se propôs a hipótese de o TRIM5a interferir com a proteína da cápside do vírus marcando-a para ubiquinação e degradação proteolítica.

 

A entrada do VIH-1 em células T quiescentes é comparável à entrada do VIH-1 em células T activadas, mas a síntese de ADN de VIH-1 permanece incompleta nas células quiescentes (47). A conversão do ARN viral em ADN proviral, mediada pela enzima viral transcriptase reversa (RT), ocorre no citoplasma da célula hospedeira e é um passo crucial no ciclo de replicação viral (ver Fig. 4). O bloqueamento da RT por um inibidor de nucleósidos, a zidovudina, foi a 1ª tentativa de inibir a replicação viral em doentes infectados com VIH-1. Hoje em dia estão disponíveis inúmeros inibidores da RT, nucleósidos, nucleotídicos e não-nucleósidos para uso clínico e o arsenal terapêutico tem aumentado substancialmente desde meados dos anos 80.

A transcrição reversa ocorre em múltiplos passos. Após a ligação dos primers de tARN, ocorre a síntese de ADN proviral como uma polimerização de cadeia negativa com início no PBS ("local de ligação do primer") acima da região repetida 5' como um curto ADN R/U5. O próximo passo inclui a degradação do ARN por cima do PBS pela enzima viral RNAase H e uma troca de cadeia do ADN R/U5 com hibridação da sequência R na extremidade 3' do ARN. A polimerização total do DNA proviral com degradação do tARN está agora completa. A transcrição reversa resulta num ADN de cadeia dupla de VIH com regiões LTR ("longo terminal repetido") em cada extremidade.

O VIH-1 entra em células T quiescentes e a transcrição reversa pode resultar na acumulação de ADN proviral de VIH não integrado. No entanto, a activação celular é necessária para a integração do ADN proviral de VIH no genoma da célula hospedeira após o transporte do complexo de pré-integração para o núcleo. A activação celular pode ocorrer in vitro após estimulação com antigénios ou mitogénios, a activação do sistema imunitário in vivo é observado após contacto com o antigénio ou vacinação ou durante uma infecção oportunista. Em adição, estão a surgir evidências que a gp120 do VIH-1 pode activar as células infectadas para estimular a integração. Para além dos monócitos, macrófagos e células da microglia, as células T CD4+ quiescentes infectadas, em latência, que contêm DNA proviral não integrado, representam importantes reservatórios celulares de vida longa para o VIH (48). Uma vez que a infecção natural por VIH-1 é caracterizada por ciclos contínuos de replicação viral em células T CD4+ activadas, a latência viral nestas células representa um fenómeno acidental e não parece ser importante na patogénese desta doença. Este pequeno reservatório de provírus latentes em células T CD4+ quiescentes ganha importância, no entanto, em indivíduos tratados com a HAART, uma vez que os antivirais são incapazes de afectar provírus não replicantes, o vírus persistirá nessas células e será replicativo-competente originando novos ciclos de infecção, se a terapêutica for parada. Assim, a existência de um reservatório latente não permite que a HAART erradique totalmente os vírus dos indivíduos infectados.

Até muito recentemente não era claro o porquê do VIH ter fraca replicação em células T CD4 não activadas. A proteína celular Murr1, que participa no metabolismo do cobre, é capaz de inibir a replicação do VIH em células T CD4 não activadas. A Murr1 foi detectada em células T CD4 primárias não activadas e interfere com a activação do factor de transcrição NFkB por inibição da degradação de IkBα. A IkBα previne que o NFkB migre para o núcleo, especialmente após estimulação por quimicinas (ex. TNFα). Uma vez que a região LYR do VIH tem múltiplos locais de ligação para o NFkB, a prevenção da migração do NFkB para o núcleo deveria inibir a replicação do VIH. A inibição da murr-1 por ARNi está associada à replicação do VIH em células T CD4 não activadas (49). A persistência do VIH em células T CD4 não activadas e noutros reservatórios celulares parece ser uma das principais razões para a impossibilidade de erradicação do VIH. Se alguma vez poder ser realizado, é extremamente importante um conhecimento detalhado sobre como e quando se estabelecem os reservatórios celulares de VIH e como podem ser alvos para o desenvolvimento de estratégias para erradicação do VIH.

Os factores de transcrição celular como o NF-kB podem também ligar-se às regiões LTR. Após estimulação com mitogénios ou citoquinas, o NF-kB é translocado para o núcleo onde se liga à região LTR do VIH, iniciando assim a transcrição dos genes do VIH. A transcrição inicial resulta na síntese precoce de proteínas reguladoras do VIH-1 como a Tat ou a  Rev. A Tat liga-se ao local TAR ("elemento de resposta à trans-activação") no início do ARN de VIH-1 no núcleo e estimula a transcrição e a formação de transcritos de ARN longos. A Rev activa a expressão de genes estruturais e enzimáticos e inibe a produção de proteínas reguladoras, promovendo por isso a formação de partículas virais maduras. As proteínas codificadas pelo pol e pelo gag formam o núcleo da partícula madura; os produtos codificados pelo gene env formam as espículas da gp120 do invólucro viral. As espículas da gp120 do invólucro são sintetizadas como moléculas percursoras longas, a gp160, e são clivadas pela protease do VIH-1 na gp120 e gp41. As proteínas gag são também derivadas de uma molécula percursora longa de 53 kD, que a protease do VIH cliva nas proteínas p24, p17, p9 e p7. A clivagem das moléculas percursoras pela protease do VIH-1 é necessária para a geração de partículas virais infecciosas, e deste modo a protease representa outro alvo terapêutico importante (50). A formação de novas partículas virais é um processo de vários passos: o núcleo do novo vírus é formado por ARN de VIH-1, proteínas Gag e várias enzimas Pol que se movem para a superfície celular. As moléculas percursoras longas são clivadas pela protease de VIH-1, o que resulta na formação de vesículas com partículas virais infecciosas na membrana da célula hospedeira. Durante o processo de formação das vesículas, as membranas lipídicas do vírus podem incorporar várias proteínas da célula hospedeira e tornar-se enriquecidas com certos fosfolípidos e colesterol. Em contraste com as células T, onde a formação de vesículas ocorre na superfície celular os viriões são libertados no espaço extracelular, o processo de formação de vesículas nos monócitos e macrófagos resulta na acumulação de viriões nos vacúolos celulares.

A replicação dos retrovírus é propensa a erros e é caracterizada por uma taxa de mutação espontânea elevada. Em média, a transcrição reversa resulta em 1-10 erros por genoma e por ciclo de replicação. As mutações podem levar a formação de espécies virais não replicativas, mas mutações que causam resistência a drogas podem também acumular-se, o que faz com que haja uma pressão selectiva sobre algumas drogas anti-retrovirais e uma supressão incompleta da replicação viral pode aumentar

Em adição, a replicação viral é dinâmica e muda rapidamente nos indivíduos infectados a uma taxa de 109 novas partículas virais produzidas e subsequentemente libertadas por dia. Assim, em qualquer indivíduo, devido à replicação viral intensa e taxas de mutação, existe uma acumulação de variantes virais relacionadas na população de vírus, conhecidas como "quasispecies" virais. A pressão selectiva na maioria das mutações pré-existentes pode não ser só exercida por certas drogas, mas também por componentes do sistema imunitário, como anticorpos neutralizantes ou células T citotóxicas (CTL).

 

3. O HIV e o Sistema Imunitário

3.1 O Papel das Células Apresentadoras de Antigénio na Patogénese da Infecção pelo HIV

3.1.1. As Células Dendríticas como protótipo das Células Apresentadoras de Antigénio

As células dendríticas, macrófagos e células B representam as principais células apresentadoras de antigénio do sistema imunitário. As células dendríticas (CD) são  as mais potentes indutoras das repostas imunitárias específicas e são consideradas essenciais para iniciar as reacções primárias antigénio-específicas. Os precursores das CD migram da medula óssea para os órgãos linfóides primários e para a submucosa do tracto intestinal, genito-urinário e respiratório. Elas são capazes de recolher e processar os antigénios solúveis e de migrar para os órgãos linfóides secundários, onde activam as células T antigénio-específicas.  Dado que as (CD) desempenham um papel crucial na adaptação imunitária, há um crescente interesse no uso de células dendríticas para induzir ou aumentar as células T específicas. As DC de pessoas infectadas pelo VIH foram purificadas, incubadas com particulas de VIH inactivadas e não infecciosas e usadas depois para vacinação (51).

As CD representam uma família heterogénea de células com diferentes capacidades funcionais e expressão de marcadores fenotípicos, dependendo do microambiente onde se encontram e do seu estadio maturativo. As CD imaturas têm a capacidade de recolher e de processar os antigénios estranhos ao organismo mas não têm grande capacidade para estimular as células T. No entanto, as CD maduras demonstram uma capacidade predominantemente imuno-estimuladora. As CD nos tecidos e as células de Langerhans, as quais são CD especializadas na pele e nas áreas mucosas, representam um fenótipo mais imaturo e podem recolher o antigénio. Logo que as CD recolhem o antigénio, elas migram para os tecidos linfóides onde desenvolvem um fenótipo maduro.. Os virus podem induzir as Cd plasmocitóides para a produção de INF alfa com actividade antiviral por estimulação dos Toll-like receptores (TLR) (52) antes de se ligarem ao sistema imune.

A estimulação dos linfócitos T CD8+ e a formação das células T citotóxicas (CTLs) antigénio-específicas, dependem da apresentação de um péptido no contexto dos antigénios do complexo major de histocompatibilidade (MHC) de classe I. As CD podem ficar infectadas com virus, por exemplo influenza. As proteínas virais são então produzidas no citoplasma da célula, de forma idêntica às proteínas da célula, sendo depois degradadas para péptidos virais e translocados do citosol para o retículo endoplasmático, onde se ligam aos antigénios do MHC de classe I. Estes complexos peptido-MHC de classe I migram para a superfície da CD. Curiosamente, a eficácia da apresentação dos antigénios virais é comparável quer em relação às CD quer estejam ou não infectadas.

O número de complexos MHC de classe I - antigénio específicos é habitualmente limitado e pode eventualmente vir a ser reconhecido por clones raros de células T, numa razão de 1:100.000 ou menos. O receptor de células T (TCR) pode apresentar apenas uma baixa afinidade de ligação (1 mM ou menos). A alta densidade de moléculas de co-estimulação na superfície das CD, no entanto, aumenta a interacção do TCR-MHC:péptido, permitindo gerar um sinal eficiente na célula T, resultando na sua proliferação (expansão clonal). As células infectadas por virus ou as células tumorais frequentemente não expressam moléculas de co-estimulação e portanto podem não ser capazes de induzir a expansão clonal das células efectoras. Este facto minimiza a importância de ter um sistema altamente especializado de células apresentadoras de antigénio, isto é CD, em acção, com o objectivo de desencadear a expansão e proliferação inicial das células T.3.1.2. A Interacção das Células Dendríticas e Células B/T

Os linfócitos B e T podem ser encarados como as principais células efectoras das respostas imunitárias específicas. No entanto, a sua função está sob o controlo das células dendríticas. As CD são capazes de recolher antigénios na periferia. Estes antigénios são processados e expressos na superfície da célula, em conjunto com as moléculas de co-estimulação que iniciam a activação das células T. As células B podem reconhecer o antigénio após a ligação ao receptor das células B. O reconhecimento do antigénio pelas células T requer o processamento  e a apresentação prévios dos péptidos antigénicos pelas CD. As células T expressam diferentes receptores de célula T (TCR), os quais podem ligar-se ao complexo péptido:MHC de classe I na superfície das células dendríticas para permitirem a activação das células T CD8+, ou do péptido:moléculas de MHC de classe II para activar as células T CD4+ T. A capacidade das CD para activar as células T também depende da secreção de citocinas estimuladoras tal como a IL-12, a qual é uma citocina chave para a geração e activação de células TH1 e natural killer (NK).

Poucas CD e pequenas quantidades de antigénio são suficientes para induzir uma potente resposta antigénio-específica de célula T, demonstrando o potencial estimulador das CD. A expressão de moléculas de adesão e lectinas, tal como DC-SIGN, suportam a agregação das CD e células T e promovem a ligação ao receptor de célula T (TCR). O DC-SIGN é uma lectina de tipo C que também se demonstrou que se liga a lentivirus como SIV e HIV-1 e 2 por interacção da gp120 com carbohidratos (53). As micobactérias e o vírus Dengue podem também ligar-se ao DC-SIGN. Os estudos imunohistoquímicos in vivo, mostram expressão de DC-SIGN nas CD submucosas e intradérmicas, sugerindo uma implicação do DC-SIGN na transmissão vertical e mucosa do HIV. Foi demonstrado que a expressão de DC-SIGN aumenta a transmissão do HIV às células T e permite a utilização de co-receptores se a sua expressão é limitada. Logo o DC-SIGN pode ser um mecanismo através do qual o HIV-1 é recolhido pelas CD das mucosas. É então transportado pelas CD para os órgãos linfóides, onde o HIV-1 pode infectar todas as células T CD4+ residentes.3.2. O Tecido Linfático como Local de Replicação Viral

A replicação viral no tecido linfático é já extensa nas fases precoces da doença (54,55).

Na fase inicial da infecção HIV-1, há uma explosão de vírus para o plasma, seguida de um declínio relativo na virémia. Neste período, gera-se uma forte resposta das células T citotóxicas específica para o HIV-1, a qual coincide com a supressão precoce da virémia plasmática na maioria dos pacientes. Os viriões ficam presos na rede das células foliculares dendríticas (CFD) no tecido linfóide. Os macrófagos e células T CD4+ em repouso e activadas são os principais alvos da infecção. Os reservatórios permanents de virus sobretudo nos macrófagos e nos CD4 infectados em estado de latência estabelecem-se nos estadios precoces da infecção e, provavelmente, representam o maior obstáculo à irradicação com sucesso do VIH. No decurso da infecção pelo VIH-1, o tecido linfóide representa o principal local de replicação do VIH-1. A frequência de células que contêm DNA proviral é 5-10x superior no tecido linfóide do que nas células mononucleadas que circulam no sangue periférico, e a diferença na replicação no tecido linfóide excede a do sangue periférico em cerca de 10-100 vezes

Após a entrada do  HIV-1 para uma célula T CD4+ em repouso e após se completar a transcrição reversa, o genoma viral está representado como DNA não-integrado do HIV-1.As experiências in vitro mostraram que o VIH 1 se integra preferencialmente em genes activos (“hot spots”) (56). A activação das células T CD4+ é necessária para a integração do DNA do HIV no genoma da célula hospedeira e é portanto um pré-requisito para a síntese de novos viriões. Em relação a este aspecto o micromilieu do tecido linfóide representa o ambiente óptimo para a replicação viral. O contacto estreito célula-célula entre as células T CD4+  e as células apresentadoras de antigénio, a presença de viriões infecciosos na superfície das CFD e uma produção abundante de citocinas pró-inflamatórias como a IL-1, IL-6 ou o TNF-b, promove a indução da replicação viral nas células infectadas e aumenta a replicação viral nas células que já estão a produzir vírus. Deve ter-se em conta que tanto a IL-1 como o TNFb induzem NF-kb, o qual se liga ao LTR do HIV-1 para promover a transcrição viral. A importância de uma activação da células T CD4+ induzida pelo antigénio é sublinhada por vários estudos in vivo e in vitro que demonstram um aumento da replicação viral em associação com as vacinas do tétano ou da gripe ou ainda com a infecção por Mycobacterium tuberculosis (57). Embora o benefício clínico da vacinação contra agentes patogénicos comuns (por exemplo, influenza e tétano) em indivíduos infectados por HIV-1 seja mais importante do que o potencial risco de um aumento temporário da carga viral, estes estudos indicam que em cada situação em que o sistema imunitário é activado também pode ocorrer um incremento da replicação viral.

Os doentes que estão a fazer terapêutica anti-retroviral (HAART) apresentam um decréscimo dramático do número de células T CD4+ infectadas de forma produtiva no tecido linfóide (58). No entanto, em todos os pacientes examinados até agora, persiste uma pool de células T em repouso, infectadas de forma latente apesar da supressão eficaz da virémia plasmática (46). São estas células infectadas de forma latente que podem dar lugar a outros ciclos de replicação viral, se se parar as drogas anti-retrovirais.

Durante o curso natural da infecção pelo HIV-1, o número de células T CD4+ vai decrescendo progressivamente enquanto que a virémia plasmática aumenta na maioria dos pacientes. Se se fizer a análise sequencial do tecido linfóide, a progressão da doença reflecte-se na destruição da arquitectura tecidular e uma diminuição do aprovisionamento dos vírus. Vários estudos imuno-histológicos indicam que o para-cortex dos gânglios linfáticos representa o local primário onde se inicia a replicação do HIV (54,55). A infecção das células T CD4+ circundantes, bem como a iniciação da activação das células T pelas CD, contribuem para o alastrar do VIH-1 no tecido linfóide.À semelhança da infecção por VIS em macacos rhesus, a infecção por VIH, em todas as etapas da doença, está associada à replicação preferencial e destruição das células T CD4 na lâmina própria e submucosa dos intestinos em vez dos nódulos linfáticos (59, 60, 61). Isto é provavelmente devido aos intestinos serem predominantemente popularizados por células efectoras T CD4 de memória que expressam CCR5, que são alvos ideais para a replicação do VIH quando comparadas com as populações mistas de células T CD4 encontradas nos nódulos linfáticos. Vários estudos demonstraram que, durante a infecção aguda, a deplecção das células memória dentro do tecido linfático da mucosa é idêntico na infecção pelo VIH e no SIV. Na fase precoce da infecção pelo SIV cerca de 60% das células CD4 na mucosa intestinal mostram expressão viral ARN. A maior parte destas células são destruídas em poucos dias por mecanismos directos e indirectos. A progressão porterior da doença parece depender largamente da capacidade do hospedeiro de reconstituir a existência de células memória no tecido linfático associado à mucosa. Em face destes dados alguns investigadores argumentam que a inibição da HAART durante a infecção aguda é crucial no sentido a limitar as lesões do sistema imune. Estudos recentes também avaliaram o efeito da infecção VIH no timo e o seu papel na depleção e homeostase das células T CD4. Trabalhos recentes sugerem que a libertação de células T CD4 do timo diminui durante a infecção VIH, particularmente em idades avançadas, e que esta diminuição é devida a anormalidades na proliferação das células T no timo, cujo mecanismo ainda não está definido, uma vez que os timócitos não expressam CCR5 e não deveriam necessariamente ser alvos para o VIH (62, 63).

3.3. O Sistema  HLA e a resposta Imunitária ao HIV

As células T CD8+ reconhecem o "seu" antigénio (péptido) no contexto das moléculas HLA de classe I nas células apresentadoras de antigénio, enquanto que  as células T CD4+ necessitam que a apresentação dos péptidos se faça no contexto das moléculas HLA de classe II. A criação de uma resposta imunitária específica para o HIV é portanto dependente do padrão individual do HLA.

As células apresentadoras de antigénio podem ligar os péptidos HIV de diferentes formas nas "fendas" das moléculas HLA de classe I. Logo, as células T CD8+ podem ser activadas de uma forma optimizada ou sub-optimizada ou podem nem chegar a ser activadas. Usando grandes grupos de doentes infectados pelo HIV-1, dos quais se conhece a história natural da doença (progressão rápida versus lenta), identificaram-se padrões de HLA que se associaram com a progressão lenta versus rápida da doença. Estes estudos sugerem que o tipo de HLA pode ser responsável pelo curso benigno da doença em cerca de 40% dos doentes com um curso não progressivo a longo prazo. A homozigotia para HLA Bw4 é encarada como sendo protectora. Os doentes que apresentam heterozigotia nos loci do HLA de classe I caracterizam-se por uma progressão mais lenta da imunodeficiência do que os doentes com homozigotia nestes loci (64).

Um estudo inicial por Kaslow em 1996 demonstrou que HLA B14, B27, B51, B57 e C8 estão associados com uma progressão mais lenta da doença; em contraste, a presença de HLA A23, B37 e B49 foi associada com o desenvolvimento rápido da imunodeficiência (65).

Todos os doentes com HLA B35 já tinham desenvolvido sintomas de SIDA após 8 anos de infecção.

Estudos mais recentes sugerem que casais discordantes com um "mismatch" ao nível do HLA de classe I tem um efeito protector na transmissão heterossexual (66).

Estudos in vitro em doentes HLA B57 positivos demonstram que estes doentes têm CTL restritos ao HLA B57, dirigidos contra péptidos HIV-1. No entanto, é possível que a identificação de alelos HLA protectores ou péptidos restritos ao HLA em pacientes infectados com o HIV-1 com um curso benigno da doença, não signifique necessariamente que os mesmos alelos ou péptidos sejam cruciais para o desenho de uma vacina protectora. Kaul e colaboradores conseguiram demonstrar que as células T CD8+ de mulheres africanas expostas mas não infectadas pelo HIV-1 reconheciam epitopos diferentes dos reconhecidos pelas células T CD8+ de mulheres africanas infectadas pelo HIV-1 (67). Isto sugere que os epitopos contra os quais o sistema imunitário se dirige no decurso de uma infecção natural possam ser diferentes daqueles que são protectores contra a infecção.

In vitro studies in HLA B57-positive patients demonstrate that these patients display HLA B57-restricted CTL directed against HIV-1 peptides. However, it is possible that the identification of protective HLA alleles or HLA-restricted peptides in HIV-1-infected patients with a benign course of disease does not necessarily indicate that the same alleles or peptides are crucial for the design of a protective vaccine. Kaul and co-workers were able to show that CD8 T cells from HIV-1-exposed but uninfected African women recognize different epitopes than CD8 T cells from HIV-1-infected African women (67). This suggests that the epitopes, that the immune system is directed against during a natural infection, might be different from those that are protective against infection. Por outro lado, o padrão individual HLA pode afectar o mecanismo de adaptação imunológica e a evolução das mutações virais de escape (68, 69). As CTL de doentes HLA B57 e B58 podem “forçar” o virus a desenvolver certas mutações no gag que torna o vírus capaz de escapar à resposta CTL contudo, estas mutações resultam numa competência replicativa reduzida. Sendo assim, se o virus é transmitido para uma pessoa com um diferente padrão HLA, o vírus pode voltar a mutar para o genótipo original e voltar a ganhar capacidade replicativa.

Os antigénios HLA de classe II são cruciais para o desenvolvimento de uma resposta das células T CD4+ específica para o HIV-1. Rosenberg (1997) foi o primeiro a demonstrar que os doentes infectados pelo HIV-1 desde há longa data com um curso não progressivo da doença, tinham células T CD4+ específicas que conseguiam proliferar contra antigénios HIV-1 (70). A identificação de alelos HLA de classe II protectores ou desfavoráveis está menos desenvolvida do que o conhecimento acerca dos alelos HLA protectores de classe I. Grupos de crianças infectadas por via vertical e adultos infectados pelo HIV demonstram um efeito protector do HLA DR13 (71).

Os receptores KIR ("Killer cell immunoglobulin like receptors") representam ligandos que se ligam a antigénios HLA de classe I e ao inibirem ou activarem os receptores regulam o estado de activação das células NK. Demonstrou-se que os polimorfismos nos genes KIR estão relacionados com uma rápida ou lenta progressão para a doença, especialmente quando a análise inclui polimorfismos conhecidos no HLA de classe I (72).

Durante a infecção pelo VIH as células NK podem não só diminuir mas também mostrar um redução da sua actividade citolítica. Estudos preliminares sugerem que a descida de células NK estão associadas a uma mais rápida progressão para a doença.

Em suma, foram identificados vários polimorfismos genéticos que têm impacto no curso da doença por VIH. No entanto, não existem actualmente motivos para recomendar testes de rotina para pacientes individuais ou para basear as decisões terapêuticas em testes genéticos.

3.4. A Resposta Imunitária Celular Específica para o HIV

As células T citotóxicas (CTL) são capazes de reconhecer e eliminar células infectadas com o vírus. Vários estudos demonstram claramente que as CTL são cruciais para o controlo da replicação do VIH e têm um impacto substancial na progressão da doença uma vez estabelecida a infecção. No entanto, há poucas evidências para assumir que as CTL desempenham um papel fundamental na protecção primária.

Em comparação com os doentes infectados pelo HIV-1 com um declínio rápido das células T  CD4+, os doentes com uma longa duração e um curso não progressivo da doença ("LTNP" = long-term non-progressors), têm precursores CTL específicos para o  HIV-1 em grande quantidade e com uma especificidade alargada a várias proteínas do HIV-1. As diferentes capacidades de alguns alelos HLA para apresentar as partículas virais de forma mais ou menos eficiente e de induzir uma resposta imunitária mais ou menos potente pode explicar que certos alelos HLA estejam associados com um curso mais rápido ou mais lento da doença (ver acima).

Foram descritos indivíduos que desenvolveram mutantes de "escape" aos CTL após anos de doença estável e a presença de uma resposta CTL forte. A evolução de mutantes de "escape" aos CTL estava associada a um declínio rápido das células T  CD4+ nestes pacientes, indicando o papel protector das CTL (73).

Foram detectadas respostas das CTL específicas par a VIH em indivíduos expostos ao VIH-1 mas não infectados. Foram identificadas CTL específicas para Nef em heterossexuais VIH-1 negativos parceiros de doentes infectados com VIH-1 e foram encontradas CTL específicas para env em trabalhadores de saúde seronegativos após exposição a material contaminado com VIH-1 (agulhas) (71). Infelizmente doentes com uma resposta CTL mais forte e alargada não parecem estar protegidos contra uma superinfecção por isolados de VIH diferentes mas fortemente relacionados (75).

A presença de reposta CTL não está apenas correlacionada com a supressão da virémia no plasma durante a fase inicial da infecção VIH. Em doentes que se submeteram a interrupções controladas da terapêutica, especialmente quando a HAART foi iniciada logo após a infecção, detectou-se o aparecimento de CTL específicas para VIH durante as pausas.

No entanto, ainda não está esclarecido na maioria dos doentes que exibem uma resposta CTL potente temporária, porque é que esta resposta CTL diminui mais tarde. O aparecimento de mutantes de "escape" virais pode explicar porque é que epitopos previamente reconhecidos já não são imuno-dominantes.

A proteína nef pode diminuir a expressão de antigénios HLA de classe I e portanto contrariar o reconhecimento pelos CTL das células infectadas. Além disso, a maioria dos indivíduos infectados apresentam respostas CTL detectáveis. Não é evidente porque é que são incapazes de controlar o vírus. Curiosamente, os CTL dos doentes infectados mostram falta de perforina e um fenotipo imaturo, embora a sua capacidade para segregarem quimiocinas e citocinas não esteja comprometida (69). Um estudo recente sugere que as capacidades líticas específicas CTL estejam associadas à capacidade de produção simultânea de interferão-γ and TNFα (77).

As células T CD8+ podem também ser infectadas pelo HIV, (78) embora tal não tenha sido demonstrado para as células T CD8+ específicas do HIV. Não está esclarecido se as células T CD8+ podem temporariamente expressar CD4 e quais os co-receptores das quimiocinas que medeiam a infecção dessas células T CD8+.

A proliferação e activação das CTL são dependentes da ajuda específica das células T. Rosenberg e colaboradores foram capazes de demonstrar que a iniciação de HAART durante a infecção primária por VIH está associada com a persistência da respostas das células T CD4 específicas para VIH, que não foi detectada em doentes avaliados durante a fase crónica da doença (70). O VIH infecta preferencialmente células T CD4 activadas e como as células T CD4 específicas para VIH estão entre as primeiras células que são activadas durante a infecção VIH, a infecção preferencial foi demonstrada por Douek e colaboradores (79). Assim sendo, actualmente não é claro se a perda de actividade das CTL específicas para VIH durante o curso da doença reflecte um defeito intrínseco das CTL ou adquirido devido a perda das células T CD4 auxiliadoras.

Durante os últimos anos desenvolveram-se várias estratégias de vacinas terapêuticas testadas principalmente em macacos rhesus infectados com VIS, com o objectivo de induzir uma resposta CTL específica para VIS que pode alterar o curso natural da doença. Recentemente foi publicada uma estratégia promissora por Lu e colaboradores, que estudaram um ensaio clínico de vacinas usando células dendríticas autólogas em macacos rhesus infectados com VIS que eram estimuladas com VIS inactivos (80). Em contraste com o grupo controlo não vacinado, os macacos vacinados apresentaram um decréscimo dramático na carga viral, e no desenvolvimento de resposta humoral e resposta celular direccionadas para VIS. Entretanto, iniciou-se um ensaio piloto num estudo com 18 doentes infectados com VIH sem terapêutica anti-retroviral com carga viral estável. Os doentes foram vacinados com células dendríticas autólogas derivadas de monócitos que eram estimuladas que vírus autólogos inactivados. Durante os 112 dias seguintes, observou-se um decréscimo médio de 80% na carga viral e manutenção por mais de um ano em 8 doentes. Em paralelo, detectaram-se células T CD8 específicas para gag e células T CD4 específicas para VIH produtoras de IFNγ e/ou interleucina-2 (81). A vacinação terapêutica usando células dendríticas autólogas tem potencial para ser uma boa imunoterapia, mas definitivamente são necessários mais ensaios clínicos controlados.

Além da actividade citotóxica contra células infectadas com VIH, as células T CD8 de doentes infectados com VIH-1 exibem uma espantosa actividade inibitória contra a replicação do VIH-1 em culturas de células autólogas e alogénicas (82). Apesar de múltiplos estudos, a identidade desta actividade inibitória ("CAF") ainda não foi clarificada, embora as quimiocinas, como MIP-1α, MIP-1ß, RANTES (26), IL-16 (83), MDC (84), e defencinas (85), poderem ser responsáveis por pelo menos alguma desta inibição.

3.5. A Resposta Imunitária TH1/TH2

Dependendo do padrão de secreção das citocinas, as células T CD4+ podem ser diferenciadas em células TH1 e TH2. As células T CD4+ TH1 produzem principalmente interleucina-2 (IL-2) e IFNγ, as quais representam as citocinas que apoiam as funções efectoras do sistema imunitário (CTL, células NK, macrófagos). As células TH2 produzem predominantemente IL-4, IL-10, IL-5 e IL-6, as quais representam as citocinas que favorecem o desenvolvimento de uma resposta imunitária humoral. Uma vez que as citocinas TH1 são críticas para gerar CTLs, uma resposta TH1 específica para o HIV-1 é encarada como sendo uma resposta imunitária protectora. Estudos em indivíduos expostos mas não infectados demonstraram que após estimulação in vitro com antigénios env de HIV-1 (gp120/gp160) e péptidos, as células T destes indivíduos segregam IL-2 em contraste com um grupo controlo de pessoas não expostas (86). Estudos idênticos foram efectuados com trabalhadores da saúde após lesão com picada de agulha e em recém-nascidos de mães infectadas pelo HIV. Embora essas observações possam indicar que uma resposta imunitária tipo TH1 seja potencialmente protectora, dever-se-á considerar que respostas imunitárias semelhantes possam também ter sido geradas após contacto com partículas virais não infecciosas e portanto, não implicarem necessariamente um meio de protecção contra um vírus competente para se replicar.

3.6. Respostas Imunitárias Humorais Específicas para o HIV-1

A associação entre a resposta imunitária humoral específica para o HIV-1 e o curso da doença está menos bem caracterizada.

Num modelo VIS, a injecção de um cocktail de anticorpos constituído por vários anticorpos neutralizantes é capaz de prevenir a infecção por VIS após exposição das mucosas ao vírus (87), indicando que a protecção primária é principalmente dependente de uma resposta imune humoral alargada. Estes dados sugerem que os anticorpos específicos para o VIH são necessários para criar uma vacina preventiva. Em contraste, a depleção de células B por anticorpos monoclonais dirigidos contra células B em macacos com infecção VIS anteriormente estabelecida, não afecta o curso da virémia no plasma (88).

A progressão lenta da imunodeficiência foi observada em doentes com títulos altos de anticorpos anti-p24 (89), persistência de anticorpos neutralizantes contra vírus primitivos e autólogos (90) e ausência de anticorpos contra certos epitopos da gp120 (91).

 Os doentes com uma longa duração da infecção HIV e um curso não progressivo da doença ("LTNP" = long-term non-progressors) tendem a apresentar uma actividade neutralizadora mais abrangente em relação a uma variedade de isolados primários e mostram persistência de anticorpos neutralizantes contra vírus autólogos. Actualmente, é pouco claro se a presença de anticorpos neutralizantes nos LTNP representa parte da protecção ou se reflecte simplesmente a integridade de um sistema imunitário relativamente preservado. Os indivíduos com um risco substancial para a infecção HIV-1, mas que são considerados "expostos mas não infectados", por definição representam indivíduos com ausência de resposta de anticorpos anti-HIV-1. Esta definição implica que uma resposta humoral sistémica pode não representar um mecanismo protector crucial. Tem sido demonstrado que estes indivíduos podem demonstrar uma resposta IgA local (mucosa) contra as proteínas do HIV-1 que não são detectadas pelos métodos habituais para testar anticorpos (92). Logo, a IgA local, em vez da IgG sistémica, pode estar associada com a protecção contra a infecção HIV-1. Também existe alguma evidência de que alguns anticorpos anti-HIV-1 podem promover a infecção das células T CD4+.

Alguns estudos antigos e mais recentes demonstraram que existem, de facto, anticorpos neutralizantes nos indivíduos infectados pelo HIV-1; no entanto, eles parecem desfasados no tempo. Isto é, os indivíduos desenvolvem anticorpos contra os seus próprios vírus ao longo do tempo, no entanto quando isso chega a acontecer, os novos vírus em circulação no plasma da pessoa tornar-se-ão resistentes à neutralização, mesmo que os vírus mais antigos sejam então sensíveis aos anticorpos que circulam no soro do doente. Logo, a resposta dos anticorpos parece estar a atingir um alvo "em movimento", permitindo aos vírus escapar continuamente. O desenvolvimento do conhecimento na compreensão dos mecanismos de escape humoral levará, provavelmente, a potenciais novas terapêuticas.

Há alguns anos certos doentes seleccionados foram tratados com plasma de doentes com infecção avançada pelo VIH numa fase precoce da sua doença. Não foram notados efeitos significativos no decurso da doença (93). As aplicações terapêuticas dos anticorpos neutralizantes com especificidade definida parece ser mais promissora, uma vez alguns doentes agudos e crónicos serão capazes de controlar a sua virémia pelo menos temporariamente após suspender a terapêutica ARV(94).

Uma vacina contra o VIH?

A melhoria dos conhecimentos e da compreensão dos mecanismos fisiopatológicos no decurso da infecção pelo HIV-1 contribuíram não só para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas anti-retrovirais, mas também deram origem a novas abordagens como as terapêuticas com citocinas, isto é, IL-2 e vacinações terapêuticas. No entanto, o desafio mais importante e daí, a procura de um melhor conhecimento da imunopatogénese da infecção pelo HIV-1, continua a ser o desenvolvimento de uma vacina protectora, a qual é necessária com extrema urgência para interromper a epidemia, sobretudo em países da África SubSahariana e do Sudoeste Asiático.

A documentação acumulada por pessoas não infectadas e os achados nos não progressores LTNP sugerem que, além da predisposição genética os mecanismos imunes protectores específicos conferem um potencial protector e mesmo imunidade preventiva.  Os resultados de estudos animais sugerem que o resposta protectora immune pode ser gerada quando o sisteme immune é estimulado no local certo.  A indução de uma resposta específica para o VIH nos CD8em primates é capaz de melhorar o curso da doença. Por outro lado a deplecção de células CD8 T in vivo em primates por anticorpos monoclonais leva a um aumento da carga viral.  Os imunogénios que induzem anticorpos nos primates previnem a infecção de vírus de espécies homólogas. A transferência de anticorpos neutralizantes de primatas não infectados ou de SCID humano no rato é capaz de prevenir a infecção de uma espécie homóloga de vírus.

O espectro das estratégias vacinais contra o VIH incluem os derivados peptídeos ou proteicos, o uso de bactérias vectotes, DNA “naked”, pseudoviriões ou o uso de estirpes vivas atenuadas de VIH. A discussão sobre se a vacina deve ser primariamente indutora de uma resposta humoral ou cellular baseada numa resposta protectora immune resultou em se acreditar que tanto os mecanismos humorais como os celulares têm um efeito protector.

Muitos anticorpos neutralizantes mostram pouco ou nada de poder inibitório se isolados. Um grande problema reside na grande varabilidade da glicoproteina gp120 por si só. Além disso os epitopos gp120 podem ser altamente glicosilados e certas estruturas ficam vazias, pelo menos temporariamente pelo que os epitopos imunodominantes podem não ser reconhecidos. (95). Por outro lado não é evidente que a resposta das células T citotóxicas possam prevenir uma pessoa não infectada de uma infecção exógena de VIH. Um estudo de Altfeld (2002) é interessante neste aspecto. Diz respeito a um doente infectado pelo VIH que começou HAART durante a infecção primária. O doente desenvolveu uma resposta importante anti-VIH mediada pelos Cd8 que foi monitorizada e documentada por experiências in vitro. Apesar desta forte resposta das CTL ocorreu uma super-infecção com uma segunda estirpe viral apesar da reacção cruzada dos epitopos CTL.

A discussão acerca da melhor monitorização da indução da resposta imune protectora continua controversa. Deve a resposta CTL ser medida pela sua actividade citolítica ou a produção de citoquinas in vitro correlaciona-se com a protecção? Como ligar os testes in vitro com a protecção in vivo?Apesar dos esforços desenvolvidos para o efeito o caminho para uma eficaz e de aplicação universal vacina preventiva ainda parece estar muito longe.

 

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