Declaração de Conflitos de Interesseç

• Nada a declarar.

HIV / AIDSHIV / AIDS

PatogênesePatogênese e e mecanismosmecanismos de de progressãoprogressão

OrigemOrigem do HIV e do HIV e diversidadediversidadegggenéticagenética..

Ester SabinoFundação Pró-Sangue/Hemocentro de São PauloDep de Hematologia e Hemoterapia da FMUSPgAssesora Dignóstico Molecular DASA

ImunopatogêneseImunopatogêneseImunopatogêneseImunopatogênese

Ainda não sabemos porque o HIV leva a depleçãoAinda não sabemos porque o HIV leva a depleção de CD4.

Os conceitos no decorrer do tempo:p

• Período assintomáticoPeríodo assintomático• Replicação viral alta • Doença aguda destruição importante das• Doença aguda destruição importante das

células CD4 presentes no GI.

SintomasAIDS

)

MorteRNA-HIV

CD4

Progressão rápida

as /

ml)

éls.

/ m

m3 )

AIDSSintomas

p

RN

A (c

ópia

CD

4+ (c

é

RNA-HIV

CD4

Progressãointermediária

CD4H

IV-R

nfóc

itos

T CD4

Progressão lenta

RNA-HIV

LinProgressão lenta

ou ausência deprogressão

Meses apósa infecção

Anos após a infecçãoMMWR Recomm Rep. 47(RR-5);1-41, 1998

ImunopatogêneseImunopatogêneseImunopatogêneseImunopatogênese

• Processo multifatorial:Processo multifatorial:

– Fatores externos: Co-infecçõesFatores externos: Co infecções– Fatores virais– Fatores celulares– Fatores genéticos– Resposta imunológica– Ativação celular

CoinfecçãoCoinfecção

• Desfavorável • FavorávelDesfavorável

– HTLV-1

Favorável

– HTLV-2HTLV 1– Hepatite C– Doenças parasitarias

HTLV 2– Sarampo– Influenza

que levam a ativação celularM tuberculosis

– GB virus C– S mansoni

– M tuberculosis– M avium

Fatores viraisFatores virais

• HIV-1 vs HIV-2

• Virus defectivo = nef deletado

• Virus indutor de sincicio

• Carga viral se relaciona com evolução

Progressão para deficiência imunológica:É í !É o vírus!

100 < 22.300 cópias/ml

com

él

s/μl

m A

IDS 100

80

50

paci

ente

s c

D4+

>25

0 c

ient

es s

em 500-3.000 cópias/ml

3.000-10.000

80

60

40

0> 22.300 cópias/ml%

de

plin

f. T

CD

% d

e pa

c

10.000-30.000

>30.000

20

0

0 50 100 150 200

SemanasAnos

Kallas e cols. Coorte de 160 recém-infectados em São Paulo. Dados preliminares

Mellors et al. Science, 1996

Progressão da doença em relação oProgressão da doença em relação o CD4 e carga viral.

Viral Load1,000,

10,000

100

200

100,000300

1000 900 800 700 600 500

400

Adapted with permission from Coffin. AIDS. 1996;10(suppl 3):S75-S84.

CD4 COUNT+

O “set point” viral é determinado pelodeterminado pelo numero de vírus

produzidos por célulasproduzidos por células infectadas

Entrada do HIVEntrada do HIV

MIP-1β MIP-1αHIV M-trópico (R5) HIV T-trópico (X4)

RANTES

CXCR4CD4CCR5CCR2

SDF1

CD4 CD4

LinfócitoT CD4+Macrófago

MIP-1β MIP-1αHIV M-trópico (R5) HIV T-trópico (X4)

CCL3L1

RANTES

CXCR4CD4CCR5CCR2

SDF1

CD4 CD428G

LinfócitoT CD4+Macrófago

CCR5 Δ32 SDF1 3’UTR 801G ACCR5-Δ32

CCR2-64I, CCR5-59653T

SDF1-3’UTR-801G-A

P1-P1

Fatores genéticosFatores genéticos

• Receptores e seus respectivos ligantesReceptores e seus respectivos ligantes• HLA

– Progressão: A1-B8-DR3, C-D4, C-16, A-29Progressão: A1 B8 DR3, C D4, C 16, A 29– Proteção: B57, B27, C-14

• Outros:– Citocinas: IL-10, IFNy, TNF, IL4– Outros: APOBEC, TSG101

http://www.hiv-pharmacogenomics.org/

APOBEC3G is an innate antiAPOBEC3G is an innate anti--viral factor that inhibits viral factor that inhibits infection by HIVinfection by HIV--1 lacking the Vif protein1 lacking the Vif proteininfection by HIVinfection by HIV--1 lacking the Vif protein1 lacking the Vif protein

A3GA3G i ii i A3GA3G iiA3GA3G--positivepositive A3GA3G--negativenegative

Sheehy, A.M. & colleagues, 2002

As proteínas APOBEC3G quando incorporadas as partículas virais do HIV-1 induzem a deaminação das itidi idi (C U) t fit ticitidinas em uridinas (C→U) presentes na fita negativa

do vírus. Com isso, ocorrem substituições de guanosinas por adenosinas (G→A) na fita de

polaridade positiva do DNA viral, assim induzindo o surgimento de códons de terminação e perda de fase

de leitura dos genesde leitura dos genes.

A frequência de substituições de guanosinas por adeninas pode facilmente ultrapassar 25% do total deadeninas pode facilmente ultrapassar 25% do total de

guanosinas, esse mecanismo é chamado de hipermutação. Visto que o genoma dos vírus RNA é

extremamente compacto, uma decorrência do processo de hipermutação é a inativação de genes virais e

conseqüente perda da informação genômica viral q p ç g

Resposta imunológicaResposta imunológica

• HumoralHumoral– Ac neutralizante (cepa específica)– Auto anticorposp

• Celular– Citotóxica (linfócitos T CD8+)– Auxiliar (linfócitos T CD4+)– Ativação celular

• Inata– Células dendriticas– SNC

Cél l T CD8+Célula T CD8+peptídeo + MHC classe I

CTL APOPTOSE

TCRCD8

MHC I Citotoxinas

Granzima A

Receptoresde Membrana

Granzima AGranzima B

Perforina

Fas - FasLTNF-α - TNFR-IApo3 - Apo3L

CÉLULA INFECTADAPOR VÍRUS

Apo3 Apo3L

Célula infectada

Controles Depleção de CD8 (<21 dias) Depleção de CD8 (>28 dias)

âmer

osC

D8+

(□)

% T

etrâ

Linf

s. T

Schmitz et al. Science , 1999

Dias

Célula T CD4+

ATIVAÇÃO

peptídeo + MHC classe II

ATIVAÇÃOTH1

Moléculasativadoras deMacrófagos Outras

TCR

MHC II

CD4

Macrófagos

IFN-γGM CSF

Outras

IL-3TNF β

MHC II

GM-CSFTNF-α

CD40 ligand

TNF-βIL2

Fas ligandMacrófagoMacrófago

Resposta proliferativa celularResposta proliferativa celularResposta proliferativa celularResposta proliferativa celularpi

as/m

l)

as/m

l)

a vi

ral (

cóp

vira

l (có

pi

Car

ga

Car

ga

p24 (CPM)Índice de estimulação p24

Rosenberg et al. Science, 1997

Infecção crônica Infecção primária

Ativação celular: Ativação celular: não é só o vírus!não é só o vírus!

Mangabeu - SIVmac Resus - SIVmac

• Sem aumento da ativação celular • Aumento grande da ativação celular

mac

• Perda mínima de linfócitos T CD4+ • Perda grande de linfócitos T CD4+

Silvestri et al. Immunity, 2003

Ativação de linfócitos T CD8+ prediz a perda Ativação de linfócitos T CD8+ prediz a perda d li fó it T CD4d li fó it T CD4de linfócitos T CD4+de linfócitos T CD4+

0

0 8

1.0

D4

> 35

0D

4+ <

350

Baixa ativação celular

0.6

0.8

n w

ith C

Dm

linf

s. T

C

0.2

0.4

Prop

ortio

nor

ção

com

Alta ativação celular

0 24 48 72 960.0

PP

ropo

Deeks, UCSF

Semanas de acompanhamento

• O que causaria a ativação celular?O que causaria a ativação celular?– Antigenos bacterianos provenientes do intestino?

• Porque algumas espécies de macacos não teriam ativação celular?teriam ativação celular?– Diminuição na expressão do CCR5 na presença de

determinados antígenos.

PATHOGENESIS OF HIV INFECTION: Anatomic Compartments of HIV p

The Pathogenesis of HIV-1 Infection:The Pathogenesis of HIV 1 Infection:Compartments

Colon, Duodenum andRectum Chromaffin Cells

Brain Macrophagesand Glial Cells

Lymphocytes in Blood,Semen and Vaginal Fluid

Lymph Nodes

Bone MarrowThymus Gland

Skin Langerhans’ Cells Lung AlveolarMacrophages

Stages of Lymphocyte Depletion C fDuring Chronic HIV Infection

HIV budding

from CD4from CD4 cells

1Decreasing clinical lymphadenopathy

Reservatórios celulares da replicação do HIV-1

M. Stevenson, Nature Medicine. 2003

Origem do HIVOrigem do HIVOrigem do HIVOrigem do HIV

SIVsmSIVcpz

HIV-1 HIV-2

M ONKeele et al. Science, 2006

A caça de chimpanzés para alimentação é comum nestas regiõesalimentação é comum nestas regiões

Primeira onda de transmissãoPrimeira onda de transmissãoPrimeira onda de transmissão Primeira onda de transmissão

Eventos posteriores de Eventos posteriores de transmissãotransmissão

Distribuição global do HIVDistribuição global do HIVDi id d étiDi id d étiDiversidade genéticaDiversidade genética

EuropaBAmérica do Norte

B

A/B

S l d Á iBÁfrica

A/E

B

America LatinaSudeste da Ásia

CA/GO, N

A, B, C, D, F,

CB, C

Sul da Ásia

C Austráliae Nova Zelândia

B

B, C, F, B/F, , , , ,G, H, J, K

HIV-2

B

mosaic

REVIREDistribuição geral

dos subtipos,com as regiões

Nordeste - 7,9% B86,36%

mosaic9,09%F

4,55%

gPR/RT analisadas*

mosaic8,57%F

5,71%CCentro-Oeste/ Norte - 6 1%

Rio de Janeiro - 12,6%B

80,00%

,C

5,71%

São Paulo 11 1% i

Centro-Oeste/ Norte - 6,1%

B70,59%

mosaic5,88%

F23,53%

Rio Grande do Sul - 45,5%mosaic22,05% B

São Paulo - 11,1%

B

mosaic12,90%

C3,23%

Paraná -16,9%

mosaic2,13%F

4,26%

F3,15%

29,92% B83,87%

B63,83%

C29,79%

C44,88%

Brindeiro e cols AIDS 2003

EXTRAÇAO DO DNAEXTRAÇAO DO DNA

AMPLIFICAÇAO DO DNA PROVIRALAMPLIFICAÇAO DO DNA PROVIRAL

Fragmento Posição do HXB2

Tamanhobp

Proteínas

A 546-2598 2052 p17 p29 p7/p9 p6 Pr p51RTA 546-2598 2052 p17, p29, p7/p9, p6, Pr, p51RTBI 2157-3791 1634 Pr, p51RT BII 3236-5220 1984 p51RT, p15 RT, p31 Int, Vif C 4890-7808 2918 p31 Int, Vif, Vpr, Tat1, Rev1, Vpu, gp120,

gp41gpD 7719-9537 1818 gp120, gp41, Tat2, Rev2, Nef

F1

ARVORE FILOGENÉTICA DE AMOSTRAS BRASILEIRAS COM SEQUENCIAMENTO

COMPLETOF1C

B

RELACAO ENTRE ISOLADOS BRASILEIROS DO SUBTIPO C COM BRASILEIROS DO SUBTIPO C COM

OUTROS PAÍSES

RELACAO ENTRE ISOLADOS BRASILEIROS DO SUBTIPO F COM

OUTROS PAÍSES

RELACAO ENTRE ISOLADOS BRASILEIROS DO SUBTIPO B COM OUTROS PAÍSES

Subtipos de HIV em doadores de d FPSsangue da FPS

80 %100 %

B

N 41 91 92 90 21

40 %60 % Rec

FC

0 %20 %

Jul 1999 2000 2001 Mar

C

Jul1998

1999 2000 2001 Mar2002

HIVHIV--11 cladeclade distributiondistributionHIVHIV 1 1 cladeclade distributiondistribution

Clade Number PercentagegB 45 78,9%

B/F recombinant 8 14,0%,C 3 5,3%F 1 1,8%

gag RT INpol vif Sa Filho et al. ARHR, accepted

Fundação Pro-Sangue

Laboratório de Biologia MolecularLaboratório de Biologia Molecular

Anna NishiyaClaudia Barreto

Laboratório de RetrovirologiaRicardo Sobhie Diaz

Sabri SanabaniWalter Kleine Neto

Ricardo Sobhie DiazMaria Cecília A. SucupiraDercy Sá FilhoPatricia Munerato

Divisão de Sorologia

Nanci A Salles

Ana Carolina Sanches

Laboratório de Imunologia IIE K llNanci A Salles

Thelma Gonzalez.Esper KallasMaria Teresa MaidanaHugo Marcelo BarbosaCandida DantasCandida Dantas

FAPESP