EL VIRUS DE LA INMUNO DEFICIENCIA HUMANA
En los años 70, era creencia general que las enfermedades infecciosas habían dejado de ser una amenaza para la humanidad, solo representaban un desafío las cardiopatías, el cáncer y las enfermedades degenerativas.
A principios de los 80, tal creencia se vino a bajo, con la aparición del SIDA. Se trata de una enfermedad devastadora, causada por un tipo de agente infeccioso los retrovirus, encontrados en los humanos pocos años antes.
El “ virus de la inmunodeficiencia humana” VIH, fue definido en el año 84, como el responsable de la enfermedad, proponiéndose un análisis en sangre para demostrar su existencia.
Al igual que otros virus, los retrovirus no pueden replicarse sin usurpar el aparato biosintético de una célula, utilizándolo en su propio beneficio.
Es una capacidad exclusiva de los retrovirus el revertir el flujo normal de información del ADN al ARN, a la PROTEÍNA. El material genético de un retrovirus es ARN, portando además una enzima la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa, capaz de utilizar el ARN vírico como molde para sintetizar un ADN. Este ADN viral, puede integrarse por sí mismo en el genoma, de la célula hospedadora.
Como parte del genoma de la hospedadora, el ADN viral permanece inactivo, hasta que se activa y comienza la fabricación de nuevos virus. El ADN latente puede llegar a la fabricación de un tumor.
A principios de éste siglo varios investigadores descubrieron ciertos patógenos transmisibles, que eran capaces de producir leucemia y tumores. A lo largo de los años se fueron identificando retrovirus en muchas especies animales.
En el ciclo de virus del retrovirus aparece una forma intermedia de ADN al cual se llamó PROVIRUS.
Los primeros casos de VIH, se diagnosticaron en el año 1981, en la población de homosexuales jóvenes de EEUU, pudiéndose comprobar que todas las víctimas sufrían una disminución significativa de las células T4, por lo que eran atacados por las llamadas enfermedades oportunistas, las cuales en situación de normalidad, son controladas por el sistema inmunitario.
En 1983 un nódulo linfático hinchado de un joven homosexual, llegó al laboratorio de Montagnier, en Francia. Allí fue desmenuzado cultivado y estudiado buscando la presencia de la retrotranscriptasa. A las dos semanas se detectó la actividad enzimática.
Lo primero que se pudo determinar fue que el virus crecía en las células T y que en todos los países estudiados con pruebas epidemiológicas el SIDA va detrás del VIH. Más aún, el VIH infecta y mata a las mismas células T4 ya disminuidas en el organismo con SIDA.
Se ha podido demostrar que el VIH no solo infecta a las células T4, sino que ataca también a las poblaciones de macrófagos.
¿CÓMO INFECTA EL VIH? : el VIH entra en las células diana por medio de la interacción con la molécula CD4, que actúa como receptor importante para la interacción con los linfocitos T4. También actúa como marcador para este tipo celular.
Se comprobó que el VIH, se une al CD4, antes de infectar a la célula, por lo que solo las células con CD4 eran blanco de la infección. Este marcador también se encuentra en los macrófagos, haciéndolos suceptibles de infección.
Aparentemente existen varios mecanismos indirectos de para que afecte a las células involucradas, por ejemplo el VIH hace que las células infectadas y las no infectadas se fusionen en sincitios, formando células gigantes que no son funcionales, facilitando que el sistema autoinmune ataque a los propios tejidos.
El VIH es frágil, cuando las partículas víricas abandonan las células hospedadoras, de la cubierta externa viral se desprende con frecuencia una partícula la gp120.
Esta gp120 puede unirse a las moléculas de CD4 de células sin infectar, cuando el sistema inmunológico reconoce este complejo lo destruye.
BIOLOGÍA MOLECULAR DEL SIDA
La infección por el virus del SIDA, transcurre en varias etapas, en la primera el VIH suele replicarse ordenadamente, apareciendo partículas víricas libres en los fluidos que envuelven el cerebro y la médula espinal, tanto como en el torrente sanguíneo.
Fiebre, sarpullido, malestar general como en un cuadro gripal, incluso síntomas neurológicos aparecen durante la primera etapa de replicación viral. En cuestión de pocas semanas los síntomas remiten y la cantidad de virus en el sistema circulatorio y en el líquido cefaloraquídeo disminuyen considerablemente. Pero el virus sigue presente y se distingue en los linfocitos T4, así como en otros tipos celulares como las células del sistema nervioso, del intestino e incluso en la médula ósea.
Entre 2 a 10 años después del inicio, se reanuda la replicación del agente y la infección entra en su etapa final.
El virus se comporta en forma diferente en función del tipo celular hospedador y su nivel de actividad. En las células T4 puede permanecer en estado latente indefinidamente, inseparable y a resguardo del sistema inmunitario.
En los macrófagos o en sus precursores los monocitos, el virus crece en forma constante pero lentamente, respetando la integridad celular aunque alterando parcialmente la función celular.
El ciclo del VIH, coincide con el ciclo de los retrovirus. Los genes de los retrovirus están codificados por ARN, pero antes de su expresión el ARN debe ser convertido en ADN, sólo entonces se transcriben los genes víricos y se traducen en proteínas siguiendo la secuencia normal.
CICLO DEL VIH
El ciclo comienza cuando una partícula de VIH se une a la superficie externa de la célula e inyecta en ésta su nucleocápside (estructura constituida por dos cadenas de ARN idénticas, con proteínas estructurales y enzimas que llevan a cabo los pasos posteriores del ciclo de vida). Una de las enzimas se ocupa de transformar la información genética viral en ADN, la polimerasa del ADN fabrica primero una copia de ADN de cadena sencilla del ARN viral; una enzima emparentada con la ribonucleasa destruye el ARN original y en ese momento la polimerasa sintetiza la cadena complementaria. El complejo enzimático que forman la polimerasa y la ribonucleasa es la transcriptasa inversa.
Este ADN bicatenario migra hacia el núcleo celular, una tercera enzima vírica la integrasa, inserta el genoma viral en el ADN de la célula hospedadora.
El provirus (ADN viral), se duplica conjuntamente con los genes de la célula hospedadora en cada ciclo, una vez finalizada esta etapa, la infección es permanente.
La otra parte del ciclo ocurre esporádicamente y solo en algunas células infectadas, se inicia por mediación de las enzimas celulares, ciertas regiones del genoma celular caracterizadas por ser repeticiones largas, localizadas en los extremos del genoma vírico, inducen la síntesis de ARN m, a partir del ADN viral.
Parte de ese ARN vírico constituirá el ARN viral, parte inducirá la síntesis de proteínas estructurales de las partículas virales y de las enzimas necesarias.
En los años 70, era creencia general que las enfermedades infecciosas habían dejado de ser una amenaza para la humanidad, solo representaban un desafío las cardiopatías, el cáncer y las enfermedades degenerativas.
A principios de los 80, tal creencia se vino a bajo, con la aparición del SIDA. Se trata de una enfermedad devastadora, causada por un tipo de agente infeccioso los retrovirus, encontrados en los humanos pocos años antes.
El “ virus de la inmunodeficiencia humana” VIH, fue definido en el año 84, como el responsable de la enfermedad, proponiéndose un análisis en sangre para demostrar su existencia.
Al igual que otros virus, los retrovirus no pueden replicarse sin usurpar el aparato biosintético de una célula, utilizándolo en su propio beneficio.
Es una capacidad exclusiva de los retrovirus el revertir el flujo normal de información del ADN al ARN, a la PROTEÍNA. El material genético de un retrovirus es ARN, portando además una enzima la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa, capaz de utilizar el ARN vírico como molde para sintetizar un ADN. Este ADN viral, puede integrarse por sí mismo en el genoma, de la célula hospedadora.
Como parte del genoma de la hospedadora, el ADN viral permanece inactivo, hasta que se activa y comienza la fabricación de nuevos virus. El ADN latente puede llegar a la fabricación de un tumor.
A principios de éste siglo varios investigadores descubrieron ciertos patógenos transmisibles, que eran capaces de producir leucemia y tumores. A lo largo de los años se fueron identificando retrovirus en muchas especies animales.
En el ciclo de virus del retrovirus aparece una forma intermedia de ADN al cual se llamó PROVIRUS.
Los primeros casos de VIH, se diagnosticaron en el año 1981, en la población de homosexuales jóvenes de EEUU, pudiéndose comprobar que todas las víctimas sufrían una disminución significativa de las células T4, por lo que eran atacados por las llamadas enfermedades oportunistas, las cuales en situación de normalidad, son controladas por el sistema inmunitario.
En 1983 un nódulo linfático hinchado de un joven homosexual, llegó al laboratorio de Montagnier, en Francia. Allí fue desmenuzado cultivado y estudiado buscando la presencia de la retrotranscriptasa. A las dos semanas se detectó la actividad enzimática.
Lo primero que se pudo determinar fue que el virus crecía en las células T y que en todos los países estudiados con pruebas epidemiológicas el SIDA va detrás del VIH. Más aún, el VIH infecta y mata a las mismas células T4 ya disminuidas en el organismo con SIDA.
Se ha podido demostrar que el VIH no solo infecta a las células T4, sino que ataca también a las poblaciones de macrófagos.
¿CÓMO INFECTA EL VIH? : el VIH entra en las células diana por medio de la interacción con la molécula CD4, que actúa como receptor importante para la interacción con los linfocitos T4. También actúa como marcador para este tipo celular.
Se comprobó que el VIH, se une al CD4, antes de infectar a la célula, por lo que solo las células con CD4 eran blanco de la infección. Este marcador también se encuentra en los macrófagos, haciéndolos suceptibles de infección.
Aparentemente existen varios mecanismos indirectos de para que afecte a las células involucradas, por ejemplo el VIH hace que las células infectadas y las no infectadas se fusionen en sincitios, formando células gigantes que no son funcionales, facilitando que el sistema autoinmune ataque a los propios tejidos.
El VIH es frágil, cuando las partículas víricas abandonan las células hospedadoras, de la cubierta externa viral se desprende con frecuencia una partícula la gp120.
Esta gp120 puede unirse a las moléculas de CD4 de células sin infectar, cuando el sistema inmunológico reconoce este complejo lo destruye.
BIOLOGÍA MOLECULAR DEL SIDA
La infección por el virus del SIDA, transcurre en varias etapas, en la primera el VIH suele replicarse ordenadamente, apareciendo partículas víricas libres en los fluidos que envuelven el cerebro y la médula espinal, tanto como en el torrente sanguíneo.
Fiebre, sarpullido, malestar general como en un cuadro gripal, incluso síntomas neurológicos aparecen durante la primera etapa de replicación viral. En cuestión de pocas semanas los síntomas remiten y la cantidad de virus en el sistema circulatorio y en el líquido cefaloraquídeo disminuyen considerablemente. Pero el virus sigue presente y se distingue en los linfocitos T4, así como en otros tipos celulares como las células del sistema nervioso, del intestino e incluso en la médula ósea.
Entre 2 a 10 años después del inicio, se reanuda la replicación del agente y la infección entra en su etapa final.
El virus se comporta en forma diferente en función del tipo celular hospedador y su nivel de actividad. En las células T4 puede permanecer en estado latente indefinidamente, inseparable y a resguardo del sistema inmunitario.
En los macrófagos o en sus precursores los monocitos, el virus crece en forma constante pero lentamente, respetando la integridad celular aunque alterando parcialmente la función celular.
El ciclo del VIH, coincide con el ciclo de los retrovirus. Los genes de los retrovirus están codificados por ARN, pero antes de su expresión el ARN debe ser convertido en ADN, sólo entonces se transcriben los genes víricos y se traducen en proteínas siguiendo la secuencia normal.
CICLO DEL VIH
El ciclo comienza cuando una partícula de VIH se une a la superficie externa de la célula e inyecta en ésta su nucleocápside (estructura constituida por dos cadenas de ARN idénticas, con proteínas estructurales y enzimas que llevan a cabo los pasos posteriores del ciclo de vida). Una de las enzimas se ocupa de transformar la información genética viral en ADN, la polimerasa del ADN fabrica primero una copia de ADN de cadena sencilla del ARN viral; una enzima emparentada con la ribonucleasa destruye el ARN original y en ese momento la polimerasa sintetiza la cadena complementaria. El complejo enzimático que forman la polimerasa y la ribonucleasa es la transcriptasa inversa.
Este ADN bicatenario migra hacia el núcleo celular, una tercera enzima vírica la integrasa, inserta el genoma viral en el ADN de la célula hospedadora.
El provirus (ADN viral), se duplica conjuntamente con los genes de la célula hospedadora en cada ciclo, una vez finalizada esta etapa, la infección es permanente.
La otra parte del ciclo ocurre esporádicamente y solo en algunas células infectadas, se inicia por mediación de las enzimas celulares, ciertas regiones del genoma celular caracterizadas por ser repeticiones largas, localizadas en los extremos del genoma vírico, inducen la síntesis de ARN m, a partir del ADN viral.
Parte de ese ARN vírico constituirá el ARN viral, parte inducirá la síntesis de proteínas estructurales de las partículas virales y de las enzimas necesarias.
Como se puede observar en el cuadro, el genoma viral incorporado en la célula dispara la síntesis de proteínas por ejemplo las proteínas de la nucleocápside (b). Estas proteínas migran hacia la periferia de la célula, se unen a un ácido graso y por allí a la cara interna de la membrana. Cuando finalmente las moléculas precursoras se agregan, configuran una estructura esférica que abandona la célula por medio de un proceso similar a la gemación (c), a su vez dos cadenas de ARN viral se introducen en el virión cuando éste se forma.
Una vez que se completa el cierre de la nucleocápside y a medida que brota de la célula, se va envolviendo con un fragmento de la membrana celular. Esta cubierta lleva el elemento estructural final del VIH, la proteína de la envoltura que sobresale de la membrana como si fuera una espícula constituida por dos elementos: el gp 120 ( gp =gluco proteína ) elemento esferoidal que permanece fuera de la membrana, y el otro elemento es el gp 41, que permanece embebido en la membrana, ambos elementos de suma importancia al momento de la infección de nuevas células por el VIH.
El crecimiento controlado le permite al virus reproducirse durante años sin matar a las células hospedadoras.
Las propiedades de la proteína de la envoltura vírica, explican en gran medida la mortandad celular, ya que produce la muerte celular directamente por dos vías como mínimo.
Cuando las partículas salen de la célula por gemación, las proteínas del virus se unen a la CD4 de la membrana celular que rodea el punto por el que el virión ha emergido, generando un agujero, en esas condiciones la célula se hincha y muere. Para que se cumpla esto, se necesitan una elevada concentración de elementos virales y una alta concentración de CD4, situación que se da en el caso de los linfocitos T4; los macrófagos, monocitos y células gliales por el contrario poseen una discreta concentración de CD4 en su superficie, por lo que escapan a la destrucción por éste mecanismo.
Otro mecanismo que produce la muerte celular es durante el proceso mismo de fusión celular, responsable de la transmisión misma del virus de célula a célula.
La fusión mediada por la proteína gp120 y la molécula CD4 persiste hasta afectar aproximadamente 500 células, que forman una gigantesca masa moribunda.
Un tercer mecanismo de muerte celular es a través del complemento (serie de proteínas séricas), que incita a la lisis o ruptura de las células revestidas de anticuerpos.
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