monografía ciclo de

conferencias y debates en

ciencias

FUNDACIÓN RAMÓN ARECES NATURE PUBLISHING GROUP

Enfermedades infecciosas emergentes

EMERGING Infectious diseases Las nuevas pandemias del siglo THE NEW pandemics in the 21

st

xxi

century

LEHURDPpULFD

monografía ciclo de

conferencias y debates en

ciencias

FUNDACIÓN RAMÓN ARECES NATURE PUBLISHING GROUP

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES AUTOIMMUNE INFECTIOUS DISEASES Las nuevas pandemias del siglo xxi The new pandemics in the 21st century Madrid, 7 de febrero de 2013 FUNDACIÓN RAMÓN ARECES C/ Vitruvio, 5 • 28006 Madrid

LEHURDPpULFD

© 2013 Nature Publishing Group Iberoamérica, S. L. C/ Capitán Haya 1, edificio Eurocentro, 9º 28010 Madrid (España) Tel.: (+34) 91 447 46 43 www.npgiberoamerica.com

Depósito legal: M-9765-2013 Impreso en España – Printed in Spain

ÍNDICE Enfermedades infecciosas emergentes Presentación Raimundo Pérez-Hernández y Torra_ ___________________________________________________ 7 Federico Mayor Zaragoza____________________________________________________________ 8 Javier Cazaña Aguilar______________________________________________________________ 10 introducción Juan Carlos López ________________________________________________________________ 13 conferencias Virus emergentes y estrategias de intervención Albert Osterhaus_ ________________________________________________________________ 17 Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH Michael Malim_ _________________________________________________________________ 27 ¿Es realista la cura funcional del VIH? Giuseppe Pantaleo________________________________________________________________ 35 Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica Javier Martínez-Picado_____________________________________________________________ 41 debate Juan Carlos López, Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado________ 49

Emerging infectious diseases presentation Raimundo Pérez-Hernández y Torra_ __________________________________________________ 57 Federico Mayor Zaragoza___________________________________________________________ 58 Javier Cazaña Aguilar______________________________________________________________ 60 introduction Juan Carlos López ________________________________________________________________ 63 lectures Emerging viruses and intervention strategies Albert Osterhaus_ ________________________________________________________________ 67 Novel therapeutic opportunities for HIV infection Michael Malim_ _________________________________________________________________ 77 s HIV functional cure a realistic cure? Giuseppe Pantaleo________________________________________________________________ 85 Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation Javier Martínez-Picado_____________________________________________________________ 91 discussion Juan Carlos López, Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado________ 99

3

Federico Mayor Zaragoza Presidente del Consejo Científico de la Fundación Ramón Areces Javier Cazaña Aguilar Director General de Nature Publishing Group Iberoamérica Enfermedades infecciosas emergentes

presentación

Raimundo Pérez-Hernández y Torra Director de la Fundación Ramón Areces

5

Presentación L

a presente Monografía “Enfermedades infecciosas emergentes: las nuevas pan­ demias del siglo xxi”, recoge las intervenciones de los expertos reunidos en la 5.ª edición del Ciclo de conferencias y debates en Ciencias, organizada conjun­

tamente con Nature Publishing Group Iberoamérica (NPGI).

En las cuatro ediciones anteriores se ha hablado y debatido sobre enfermedades auto­ inmunes, medicina personalizada, la revolución nanotecnológica y pruebas genéticas, temas todos que a juicio de nuestro Consejo Científico y de NPGI debían ser abordados ampliamente y de una manera monográfica por su interés académico, de vanguardia y de enorme actualidad. Las cinco jornadas celebradas son fruto de la colaboración iniciada en 2008 con NPGI con el objetivo de difundir el saber y el conocimiento científicos, uno de los prin­ cipales fines de la Fundación, junto con la promoción de la investigación científica y la formación de capital humano. Esta colaboración se ha consolidado ya como una verdadera alianza estratégica similar a las que mantenemos con institutos, universidades, centros y fundaciones de excelencia y estamos convencidos de que seguirá dando sus frutos en beneficio de la sociedad.

❙

Raimundo Pérez-Hernández y Torra Director de la Fundación Ramón Areces

7

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

S

in duda, esta colaboración con el grupo Nature está siendo muy fructífera, sobre todo si se tiene en cuenta la importancia de las publicaciones de esta editorial. Desde un punto de vista histórico, sus artículos van señalando cuáles son las

prioridades que, sobre todo en el campo de la biomedicina, merecen una jornada dedi­ cada especialmente a ellas. En esta ocasión se aborda el interesante y siempre actual tema de las infecciones emergentes. Nos damos cuenta de que se repite la historia, siempre implicados en la lucha contra los agentes patógenos. Es una batalla inacabable: aunque en un momento deter­ minado logremos vencerlos, ellos “buscan” a su vez nuevas formas mediante mutaciones que les permitan adoptar imprevistas estrategias patogénicas, que hacen que este ataque y contraataque sea incesante. Debemos tener muy presente que en todo lo relacionado con los microorganismos (bacterias, virus…) no podemos bajar la guardia, puesto que estamos continuamente en riesgo de encontrarnos con desagradables novedades, ya sea porque cambian los pacientes o porque varía la naturaleza de los patógenos, por adapta­ ciones sucesivas. Ésta es y debe ser una lucha permanente. Son muchos los distintos factores que concurren en la importancia de las infecciones emergentes en estos momentos. En primer lugar, hoy en día contamos con una extraordi­ naria capacidad para movernos por el mundo, sobre todo por las facilidades que ofrecen los nuevos medios de transporte. Esto hace que ya forme parte del pasado la idea de que cualquier infección localizada en un lugar determinado de la Tierra deje de tener tras­ cendencia para el resto. Además, la longevidad ha hecho que los pacientes cambien muy rápidamente de na­ turaleza. En España se ha registrado en los últimos cuarenta y cinco años un aumento de más de veinte años de vida media, lo que origina un nuevo espectro en la atención sanitaria, provocando cambios radicales en el tipo de enfermedades a evitar o tratar y en los recursos a utilizar. Esta mayor longevidad se logra en buena medida gracias a lo que podríamos llamar “andamiajes terapéuticos”. Hace cincuenta años, la persona que llegaba a los ochenta años tenía una salud de roble. En la actualidad, son los tratamientos polifa­ céticos los que hacen posible no sólo que podamos disfrutar de más años de vida, sino de “más vida” durante varios años. Por lo tanto, hay cambio de estrategias en los agentes patógenos, hay cambios de es­ trategia en la manera de combatirlos, pero también tenemos que tener en cuenta este cambio en la naturaleza de los pacientes. Antes había muchas enfermedades, sobre todo

Presentación

estas enfermedades que ahora son emergentes, o que vuelven a emerger, que solían afec­ tar a poblaciones en edades tempranas; sin embargo, ahora tenemos progresivamente una mayor población de la “tercera edad”, que muestra una especial vulnerabilidad a este tipo de trastornos. En este contexto, adquiere aún mayor relevancia la acción preventiva. La profilaxis ha sido de una importancia crucial y guarda una estrecha relación con esta mayor longevi­ dad poblacional. Hemos sido capaces de poner en práctica una verdadera estrategia pre­ ventiva frente a las enfermedades, sobre todo a través de vacunas, algunas muy efectivas y, a veces, prácticamente permanentes, como en el caso de la fiebre amarilla. En definitiva, debemos luchar en dos grandes frentes: por un lado, el frente de lo paliativo, del tratamiento terapéutico que cura pero que puede después reproducir una situación patológica igual o similar; y, por otro, contamos con el frente preventivo, donde en los últimos años hemos acumulado grandes victorias. Pero ya sea desde la perspectiva preventiva o curativa, lo cierto es que hoy tenemos un nuevo campo de acción muy preocupante: las infecciones emergentes. Sobre todo debido a la velocidad y facilidad de traslación de muchas de estas infecciones (como el Ébola o el dengue), con mención aparte para el sida, nos encontramos en la sociedad actual con la amenaza de una serie de enfermedades que hasta hace unos años se sabía que existían pero que en realidad no preocupaban, al menos al mundo más próspero. Por todo ello, creo que en estos momentos es una decisión muy acertada por parte de NPGI proponer el abordaje científico de las novedades que se plantean para hacer frente adecuadamente a estas enfermedades infecciosas. Este tema, además, encaja muy bien en una de las principales líneas de acción de la Fundación Ramón Areces, que es precisamente la biomedicina y, dentro de ésta, en aquella que puede servir para “paliar o evitar el sufrimiento humano”, porque ésta era una máxima de D. Ramón Areces, quien decía siempre que era nuestra función atraer a los científicos jóvenes para que contribuyesen al alargamiento de la vida en las mejores condiciones posibles. Es evidente que esta jornada es ya un éxito y espero que el año que viene se continúe con el mismo enfoque, quizá abordando otros temas de gran actualidad, como la diabetes adquirida.

❙

Federico Mayor Zaragoza Presidente del Consejo Científico de la Fundación Ramón Areces

9

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

B

uenas tardes y gracias por asistir a esta nueva conferencia debate organizada por la Fundación Ramón Areces y NPGI, dedicada en esta ocasión a las enfermedades infecciosas emergentes.

La buena acogida y el interés despertado en años anteriores han permitido que sea

éste el quinto año de colaboración continuada entre ambas instituciones. A lo largo de estos años, y siguiendo el mismo formato, hemos abordado temas de gran actualidad y repercusión científica, como las enfermedades autoinmunes, la medicina personali­ zada o la nanotecnología aplicada a la medicina. Quiero agradecer, por tanto, en nombre de NPGI a la Fundación Ramón Areces, re­ presentada por el Sr. Pérez-Hernández y Torra y el profesor Mayor Zaragoza, el acuerdo de colaboración entre ambas instituciones. Una Fundación que continúa financiando más de 100 proyectos de investigación y que además hace posible la celebración de ac­ tividades como ésta; un mecenazgo que adquiere todavía más valor en unos momentos en los que los recortes han pasado a ser parte del día a día de nuestro entorno. Quiero dar las gracias también a los profesores Malim, Pantaleo, Osterhaus y Martínez-Picado, todos ellos reconocidos expertos en cada uno de sus campos, por participar como ponentes en este evento Por último, agradecer también al Dr. López, editor de la revista Nature Medicine, revista que un año más vuelve a ser número uno en la categoría de Medicine, Research and Experimental con un Factor de Impacto de 22,462. Y ahora es momento de dar paso al Dr. López. Espero que disfruten del evento. ❙

Javier Cazaña Aguilar Director General de Nature Publishing Group Iberoamérica

Licenciado en Investigación biomédica por la Universidad Nacional Autónoma de México, obtuvo el doctorado en neurobiología y conducta en Columbia University (Nueva York), donde se dedicó al estudio de los mecanismos celulares y moleculares de formas simples de memoria, en el laboratorio de Eric Kandel. Antes de introducirse en el mundo editorial, Juan Carlos trabajó en el Instituto Cajal (CSIC, Madrid), estudiando aspectos funcionales de la neurotransmisión inhibitoria. En noviembre de 1999 fue galardonado con el premio europeo de divulgación científica “Estudi General” por su libro El Taller de la Memoria. Actualmente es editor jefe de la revista Nature Medicine y previamente lo fue de Nature Reviews Neuroscience.

Enfermedades infecciosas emergentes

introducción

Juan Carlos López Editor de Nature Medicine

11

Introducción

E

s indispensable agradecer a la Fundación su apoyo y su interés para el desarrollo de estas conferencias. Igualmente, es necesario agra­

decer a los ponentes que han sacado tiempo de sus agendas para pasar esta tarde con nosotros, con el obje­ tivo de contarnos algunas de las interesantes investiga­ ciones que realizan. Las enfermedades infecciosas emergentes son un

“2.000 millones de personas se trasladan anualmente por vía aérea, un brote epidémico en una parte del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de cualquier otro lugar.”

tema muy interesante. Cuando me dijeron que era el tema elegido para la edición de este año, empecé a dar­

muertes en el mundo que cualquier otra causa única. La

le vueltas sobre cómo se podía abordar; y es que, desde

Organización Mundial de la Salud (OMS) ha advertido

luego, hay muchas enfermedades infecciosas emergen­

que las enfermedades infecciosas se están esparciendo

tes (como el dengue o el Ébola), pero existen otras en­

al ritmo más acelerado de la historia. En este momento,

fermedades que no podríamos llamar emergentes pero

dado que 2.000 millones de personas se trasladan anual­

que todo el tiempo están en la mente de la gente, que

mente por vía aérea, un brote epidémico en una parte

también son importantes y de las que hay que hablar.

del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de

Al elaborar el programa, al final decidimos dirigir­

cualquier otro lugar.

nos a temas específicos en los que se estaba producien­

De esta manera, si emergiera un virus pandémico cla­

do el mejor y mayor avance científico, de ahí el interés

ramente transmisible, no se podría evitar la propagación

por aproximarnos con especial hincapié a la gripe y al

y ésta afectaría aproximadamente al 25% de la población

virus del sida.

mundial. Además del sida, la gripe o la hepatitis C, desde

Es un honor contar con los ponentes que participan

1970 aparece al menos una nueva enfermedad infeccio­

en esta conferencia, puesto que se trata de científicos

sa al año. Y en los últimos cinco años, los expertos de

fantásticos y a los que conozco personalmente desde

la OMS han detectado 1.100 epidemias. ¿Se mantendrá

hace muchos años.

esta tendencia en el futuro? ¿Existe alguna manera de

Las enfermedades infecciosas emergentes, causa­

detener la propagación de una nueva enfermedad? ¿Son

das por microorganismos, como virus, bacterias, hon­

realmente efectivas las medidas que se están adoptando

gos y protozoos, son actualmente una de las amenazas

actualmente? Las ponencias de esta tarde nos ayudarán

más graves para la salud pública, ya que provocan más

a esclarecer algunas de estas preguntas.

❙

13

Albert Osterhaus Jefe del Departamento de Virología, Universidad de Rotterdam, Países Bajos

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH Michael Malim Catedrático de Enfermedades Infecciosas, Facultad de Medicina, King’s College, Londres, Reino Unido

¿Es realista la cura funcional del VIH? Giuseppe Pantaleo Catedrático de Medicina y Director del Departamento de Inmunología y Alergia, Centro Hospitalario Universitario Vaudois (CHUV), Universidad de Lausanne, Suiza

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica Javier Martínez-Picado Profesor de Investigación ICREA, Instituto de Investigación del Sida, IrsiCaixa y Universitad Autónoma de Barcelona, Barcelona, España Enfermedades infecciosas emergentes

conferencias

Virus emergentes y estrategias de intervención

15

Virus emergentes y estrategias de intervención Albert Osterhaus Jefe del Departamento de Virología, Universidad de Rotterdam, Países Bajos

A

unque existe la sensación generalizada de que en el último siglo, y especialmente en los países occidentales, se ha conseguido con­

trolar gran parte de las enfermedades infecciosas, aún quedan muchas infecciones emergentes que tienen un difícil y deficitario abordaje. Los humanos arrastramos clásicamente, y desde nuestro origen, una importante carga viral, en muchos casos dependiente de la interrelación con el mundo ani­ mal. Desde la época de los homínidos hasta el momento actual se ha heredado una importante cantidad y varie­ dad de virus, muchos de los cuales son fruto de la convi­

Reseña biográfica El Dr. Albert Osterhaus es uno de los virólogos más importantes del mundo y su grupo fue el primero en identificar la infección humana de la cepa H5N1 de la gripe aviar. Después de su licenciatura en veterinaria, realizó un doctorado en virología. Su primer gran descuAlbert Osterhaus brimiento fue la identificación del morbilivirus que causó la muerte masiva de focas en la Europa Nororiental. En la actualidad dirige un grupo de más de 100 virólogos en la Universidad de Rotterdam y es cofundador de dos empresas biotecnológicas.

vencia y relación con los animales. Una rápida revisión

En las últimas décadas parece haberse producido

de la evolución experimentada por la especie humana

un aumento drástico en la aparición o reaparición de

a lo largo de miles y miles de años revela, entre otras

virus que amenazan a la población humana o animal

cosas, los extraordinarios y bruscos cambios que ha su­

a escala mundial. Una larga lista de nombres exóticos

frido el hombre, que le han llevado de su vida de depre­

como Ébola, Lassa, Valle del Rift, Crimea Congo, Hen­

dador y nómada hasta la colonización, la domesticación

dra, Nipah o Nilo occidental proporciona una clara

de animales, el desarrollo de la agricultura y, finalmente,

idea, según Osterhaus, de algunos de los lugares aso­

la urbanización e industrialización, todos ellos procesos

ciados con el origen de virus que pasaron a los huma­

que se han acompañado con virus emergentes.

nos con graves consecuencias sólo en la última década.

Con todo, y según aclaró el Dr. Albert Ostehaus, “en

Los cambios que se están produciendo en la sociedad

el momento actual se congrega una serie de factores

moderna, según Albert Osterhaus, crean nuevas opor­

que interactúan y predisponen a nuevas infecciones,

tunidades para el surgimiento de infecciones víricas.

la mayor parte de ellas de carácter viral y procedentes

“El conjunto de cambios complejos que están teniendo

del mundo animal”. A su juicio, “la sociedad moderna

lugar en los entornos sociales, las tecnologías médicas

está expuesta a enfermedades infecciosas causadas por

y agrícolas y los ecosistemas sigue creando nuevos ni­

virus que no han dado aún el salto de la especie animal

chos para que los virus salten a nuevas especies y se

a la humana”.

adapten rápidamente a ellas”, afirmó.

17

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

“La sociedad moderna está expuesta a enfermedades infecciosas causadas por virus que no han dado aún el salto de la especie animal a la humana.”

Se debe asumir, por lo tanto, que en la sociedad moderna realmente estamos predispuestos a sufrir infecciones víricas emergentes. Y aunque se cuenta también con numerosos ejemplos de infecciones de este tipo que se han erradicado (como la viruela), se detectan algunas infecciones que son secuelas de éstas y que resultan más fácilmente manejables (como su­ cede con el virus de la viruela bovina o cowpox, o el

Virus de procedencia animal

de los monos).

Los animales son virtualmente la fuente de todas las

El cowpox se encuentra en Europa y principalmente

nuevas infecciones emergentes en humanos. Entre los

en el Reino Unido. Los infecciones humanas son muy

ejemplos más paradigmáticos y recientes, el ponente

raras actualmente y la mayoría de las veces contraídas

citó el caso del virus del Nilo Occidental (provocado

de gatos domésticos. El virus no se encuentra común­

por pájaros salvajes y mosquitos), el coronavirus SARS

mente en las vacas; los reservorios del virus son los

(que se origina en murciélagos) y el virus de la gripe A

roedores de los bosques, en particular Cricetidae. Los

(derivado de patos en libertad). En general, todas es­

gatos domésticos contraen el virus de estos roedores. Se

tas infecciones emergentes tienen un enorme impacto,

trata de un virus que causa una enfermedad de la piel

tanto a nivel de salud pública como en la salud animal,

que se manifiesta en forma de ampollas rojas y que se

los suplementos alimenticios, la economía o la biodi­

transmite por contacto de animales infectados a los se­

versidad ambiental.

res humanos. Está relacionado con el virus vacuna (Va-

Sin duda, el sida es el ejemplo más sobresaliente y

ccinia virus) y con el virus de la viruela (Variola virus).

conocido de este tipo de infecciones emergentes, una

Cuando se ha curado, la persona es inmune a la viruela.

enfermedad que se detectó hace ya 30 años y que se

La enfermedad era frecuente entre las lecheras, que se

ha convertido en una verdadera pandemia, con más

infectaban al tocar las ubres de las vacas.

de 55 millones de personas infectadas por el VIH-1

De especial interés y trascendencia para el experto

y que provoca más de dos millones de fallecimientos

del Departamento de Virología de la Universidad de

anualmente. Como detalló el Dr. Ostehaus, se trata

Rotterdam es el denominado Morbillivirus, un género de

de un virus que ha estado presente en los chimpacés

la familia de los Paramyxoviridae. Muchos miembros de

durante cientos de miles de años y que recientemen­

este género causan enfermedades, como peste bovina y

te ha atravesado la barrera de las especies”. Esto se ha

sarampión, que son altamente infecciosas. En los huma­

desencadenado ahora, fundamentalmente porque se

nos, el único virus de esta familia es el del sarampión, por

han concitado en el mismo tiempo distintos factores:

lo que a veces se los toma como sinónimos.

cambios en la conducta humana (cambio de tabúes,

En los últimos años se ha procedido a identificar

abuso de drogas intravenosas…), modificaciones en

nuevos virus en distintas especies animales, observándo­

los contactos con animales (consumo de ciertas car­

se la presencia de Morbillivirus en varias especies y docu­

nes…), pobreza, masificación demográfica, creciente

mentándose el traspaso de la barrera de las especies. En

urbanización, prácticas médicas de riesgo (transmi­

la década de los ochenta se registró un importante brote

sión iatrogénica), adaptación del virus (mutación, re­

de la enfermedad de las focas provocado por el Morbi-

combinación...), etc.

livirus, que posteriormente se reprodujo (a principios

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

del siglo xxi). Similar fenómeno se ha observado en el

dos subtipos de cada uno. MPVh es un virus de ARN,

moquillo canino (CDV), que también causó estragos en

de hebra simple y polaridad negativa. Afecta exclusi­

la población de focas del Caspio en 1997, 2000 y 2001. A

vamente a humanos y de ahí su denominación como

partir de estos ejemplos, se ha debatido sobre la necesi­

Metapneumovirus humano. La evidencia acumulada

dad o no de continuar con las medidas de vacunación

desde su descubrimiento sugiere que el MPVh es uno

del sarampión para siempre, a pesar de haber controla­

de los mayores agentes etiológicos de infección respi­

do satisfactoriamente el virus. Y es que, como advirtió

ratoria baja en niños. Tiene una distribución temporal

el ponente, “cabe la posibilidad de que otro Morbillivirus

similar al virus respiratorio sincitial (VRS), presentán­

atraviese la barrera de las especies, como ha sucedido re­

dose principalmente en invierno, pero hay trabajos que

cientemente en los macacos en China”.

lo muestran también durante toda la primavera. Los es­ tudios realizados por nuestro grupo han mostrado una

Descubriendo nuevos virus

distribución estacional con predominio de finales de

En cualquier caso, lo cierto es que el listado de nuevos

invierno y primavera durante los años de seguimien­

virus que se identifican anualmente está en un creci­

to de 2004 a 2007. Su circulación es mayor después de

miento constante. Ésta es una de las principales líneas

la desaparición del VRS. Desde su descubrimiento se

de investigación de la Universidad de Rotterdam, sien­

ha detectado en todos los continentes. Según distin­

do un centro de referencia en la detección y caracte­

tos estudios, se ha logrado determinar que el MPVh

rización de nuevos patógenos virales; grosso modo,

produce entre 5-20% de los cuadros respiratorios en

desde el año 1995 (cuando se relacionó el moquillo

niños donde otro agente viral no ha podido ser re­

canino como causa del fallecimiento masivo de leo­

conocido. Su período de incubación es de 5-6 días.

nes del Serengeti) hasta 2010 (cuando se identificó el

Es de espectro amplio y similar al de VRS, con sig­

astrovirus y el picobirnavirus humanos), más de una

nología respiratoria alta y baja, produciendo desde

docena de importantes hallazgos virológicos jalonan la

cuadros leves a muy graves.

trayectoria de este centro investigador. No todos son vi­

Los grupos de mayor riesgo de infección por MPVh

rus emergentes; el metapneumovirus humano, a pesar

son los menores de 5 años, especialmente de 2 años (en

de haberse descubierto en 2001, lleva tan sólo unos 150

la serie de Rotterdam, estaba presente en aproximada­

años presente en el organismo humano.

mente un 10% de los niños con infección del tracto res­

El extraordinario soporte que facilitan las nuevas

piratorio, ITR), los ancianos y los pacientes inmunode­

técnicas moleculares está ayudando enormemente en

primidos, donde puede presentarse de forma más grave

esta labor de identificación de nuevos patógenos vira­

(e, incluso, mortal). También se han documentado ca­

les. En el caso del metapneumovirus humano (MPVh)

sos en población general, estando presente en aproxi­

se combinaron técnicas clásicas y modernas (PCR) para lograr su reconocimiento, siendo esencial el papel desempeñado por las técnicas de biología molecular. Éste es un nuevo virus respiratorio descubierto en el año 2001 por Van den Hoogen, en Holanda. El género Metapneumovirus pertenece a la familia Paramyxoviridae y la subfamilia Pneumomovirinae. Exis­ ten dos linajes genéticos diferentes y, dentro de ellos,

“En las últimas décadas se ha producido un aumento drástico en la aparición de virus que amenazan a la población humana o animal a escala mundial.” 19

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

madamente un 5% de las ITR en estudios de vigilancia llevados a cabo en la comunidad.

Se trasmite por contacto directo con secreciones, gotitas y en menor medida por aerosoles, aunque tam­

El espectro clínico va desde cuadros de infección

bién pudiera haber una diseminación por deposicio­

respiratoria superior, bronquiolitis, síndrome bron­

nes. Hay transmisión del virus de persona a persona.

quial obstructivo y neumonía. Mucho menos frecuente

El diagnóstico se realiza por RT-PCR. Este agente es

es su presentación en cuadros como laringitis. Los sín­

de origen zoonótico, su reservorio son los murciélagos

tomas y signos más frecuentes son fiebre, tos, polipnea,

insectívoros, que transmiten la infección a animales co­

dificultad respiratoria y sibilancias. La radiografía de

mercializados en mercados chinos, como la civeta. Des­

tórax muestra infiltrados perihiliares, engrosamiento

pués de este brote no se han detectado nuevos casos en

peribronquial, atropamiento aéreo, atelectasias y, con

el mundo.

menor frecuencia, imágenes de condensación.

Los trabajos de Fouchier y de Kuiken, realizados en monos macacos (Macaca fascicularis) a los que se ino­

SARS

culó el virus SARS-CoV, MPVh o SARS-CoV seguido

Pero este MPVh podría incluso estar por detrás del

de MPVh, sirvieron para certificar que el SARS-CoV

síndrome agudo respiratorio severo (SARS). En el año

por sí solo era suficiente para causar en estos animales

2002, en la provincia de Guangdong de China, se de­

una patología pulmonar que era idéntica al SARS. Esto

tectó un brote de neumonía por un nuevo agente que,

provocó que, en abril de 2003, se celebrase una rueda de

gracias a la cooperación internacional y a su urgente

prensa en la que se declaró oficialmente que el SARS-

secuenciación (en tan sólo unos días, mientras que la

CoV era el agente etiológico del SARS; además, se mar­

secuenciación completa del VIH-1 se prolongó duran­

caron los objetivos a alcanzar a corto y medio plazo:

te un par de años), logró rápidamente ser identificado.

clarificación de las rutas de transmisión y la historia

Se le denominó SARS coronavirus (SARS-CoV). Este

natural, así como el establecimiento y la evaluación

brote afectó a 8.422 personas, provocó 916 muertes y se

de las herramientas diagnósticas. Como lo expresó el

controló en un plazo de 7 meses.

Dr. Osterhaus, “estábamos, por lo tanto, ante un nuevo

SARS CoV es un virus de ARN, que pertenece al gru­ po 3 de los coronavirus. El período de incubación es de

virus que, como se sabe actualmente, procede del mun­ do animal, posiblemente del murciélago”.

2-14 días, con un promedio de 4-6 días. Tiene una pre­

A partir de estos primeros hallazgos, se dieron rápi­

sentación bifásica y en algunos casos trifásica. Produce

dos y eficaces pasos en el diagnóstico, pero también en

un cuadro respiratorio febril, acompañado de escalofríos,

el tratamiento y posible desarrollo de vacunas específi­

cefalea y mialgias, con linfopenia y trombocitopenia. En

cas para este virus. Uno de los primeros fármacos anali­

una segunda fase, aparecen diarrea y vómitos, con pro­

zados fue el peginterferón-α, revelándose en estudio de

gresión de la afectación respiratoria, y en el 20-30% de los

Haagmans et al. que la administración en macacos de

casos, evolución a un síndrome de dificultad respiratoria

este interferón pegilado era un tratamiento profiláctico

aguda (SDRA). La recuperación se produce al final de la

eficaz en un modelo de infección respiratoria induci­

segunda semana o comienzos de la tercera. La mortali­

da por SARS-CoV; en concreto, el uso preventivo de

dad es del 7-16%, que llega al 50% en mayores de 65 años.

este fármaco en macacos infectados por el coronavirus

La presencia de comorbilidades aumenta la gravedad y

reducía significativamente la replicación viral y la ex­

la mortalidad. Los menores de 12 años tienen una evolu­

creción, la expresión de antígeno viral por neumocitos

ción de menor gravedad y mortalidad.

de tipo 1 y el daño pulmonar en comparación con los

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

“Los animales son virtualmente la fuente de todas las nuevas infecciones emergentes en humanos.”

infecciones intrahospitalarias. Se ha detectado la pre­ sencia del virus y del genoma viral en pacientes con enfermedad de Kawasaki, lo que despierta grandes ex­ pectativas relacionadas con su asociación como agente etiológico de esta enfermedad. El diagnóstico se realiza por RT-PCR específica para este agente.

animales no tratados. Sin embargo, a pesar de los efec­

Recientemente se ha comprobado que este virus no

tos positivos de esta investigación, “el gran avance en

precisa del receptor del coronavirus-SARS y mantiene

el manejo de esta infección emergente había procedido

una amplia capacidad replicativa en líneas celulares de

del diagnóstico, con la inclusión de recursos diagnósti­

mamíferos. Se han realizado tests de laboratorio para la

co tan avanzados y efectivos que permitían poner pre­

confirmación de infecciones provocadas por este virus.

cozmente en cuarentena a los afectados y evitar así la

Igualmente, se ha conseguido llevar a cabo la caracteri­

propagación”.

zación genómica de este coronavirus que se asocia con la aparición de distrés respiratorio agudo en humanos.

HCoV-EMC

Actualmente está pendiente de publicación un estudio

Casi de forma simultánea, se identificó otro coronavi­

del grupo de trabajo de la Universidad de Rotterdam que

rus. En el año 2004, dos grupos de investigadores ho­

muestra cómo se ha logrado identificar el receptor del

landeses describieron casi simultáneamente un nuevo

HCoV-EMC; partiendo de este hallazgo, incluso se ha

coronavirus aislado de un paciente con bronquiolitis

podido ya detectar y aislar en diferentes órganos (pul­

y de muestras respiratorias guardadas de un paciente

mones, principalmente) de macacos (utilizando para

con neumonía del año 1988. Inicialmente se pensó que

ello pruebas de PCR), “lo que supone ya un gran avance

podría tratarse de un paramixovirus, pero la prueba re­

en el objetivo de ir diseñando y probando diferentes es­

sultó negativa. Denominaron a este nuevo virus CoV-

trategias de intervención”, adelantó el ponente.

NL63, y se le catalogó finalmente como un coronavirus del grupo 1, muy relacionado con el CoV 229E.

Virus de la gripe

Tiene una distribución universal, encontrándose en

Centrándose ya en el virus de la gripe, el Dr. Albert Os­

América del Norte, Asia, Europa y Oceanía. Circula en

terhaus recordó que “se puede presentar con tres tipos

invierno y afecta con mayor frecuencia a lactantes. Pue­

de apariencia distintos: la gripe estacional (A: H3N2,

de producir, entre otros trastornos, disfonía, exantema

H1N1; B), la gripe aviar (A: H7N7, H5N1…) y la gripe

o diarrea. Se asocia en un 17,4% de los casos a laringi­

pandémica (A: H1N1, H2N2, H3N2, H1N1…), que por

tis obstructiva. En pacientes hospitalizados se detecta

el momento parece que no se disemina de humano a

en un 2-9% de los casos con estudio negativo de los

humano de forma eficiente.

agentes tradicionales de IRAB, se asocia a bronquioli­

El virus influenza es un virus de ARN, de genoma

tis y neumonía. En ocasiones es indistinguible de una

fragmentado. Posee dos proteínas importantes: hema­

infección por VRS y MPVh. Hay coinfecciones espe­

glutinina y neuraminidasa, que determinan cambios

cialmente con VRS. Afecta pacientes adultos e inmu­

antigénicos menores y cambios antigénicos mayores.

nodeprimidos. Se desconoce su período de incubación,

Los cambios menores están relacionados con variacio­

aunque se sabe a las 3 semanas de evolución el 50% de

nes de la cepa de FLUA anual por reordenamiento y los

los infectados continúa diseminando el virus. Ocasiona

mayores con cambios generados por recombinación.

21

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

“Las medidas de control actuales podrían servir contra estos nuevos virus transmisibles.”

momento actual se han registrado más de 650 casos de pacientes hospitalizados por infección causada por este virus, con una tasa de mortalidad próxima al 60%. Ana­ lizando la evolución del virus por países, se ha llegado a la idea de que el virus ha entrado y salido de Euro­pa de

Esta situación ha condicionado pandemias en tres oca­

forma repetida, pero en Indonesia y el Sudeste asiático

siones: el año 1918, con la llamada gripe española por

tiene un carácter endémico.

H1N1 de origen aviar, 1957 (H2N2) y 1967 (H3N2).

Este virus de origen aviar ocasiona en el hombre un

Los virus de la gripe se dividen en tres tipos: A, B y C.

cuadro respiratorio similar a una influenza que evolu­

La gripe A tiene un amplio reservorio en la naturaleza,

ciona en el plazo de 5 días a un SDRA, se acompaña

en aves acuáticas, donde se encuentran varios subtipos

de síntomas gastrointestinales como nauseas, vómitos

de hemaglutinina y neuramidasa. Los subtipos H5 y

y diarrea. Hay afectación renal y miocárdico, y puede

H7 son altamente patogénicos en aves, provocando una

producir encefalitis. El mecanismo de transmisión es

elevada mortalidad. La gripe B produce enfermedad en

el contacto con aves enfermas, manipulación de carca­

el hombre y la C puede afectar al hombre y al cerdo.

sas y contacto con secreciones o deposiciones de aves

Clásicamente se asume que todos los virus de la

enfermas. Los trabajos de Van Riel et al. han permitido

gripe proceden de las aves, no ocasionándoles inicial­

profundizar en la evolución de este virus, comparándo­

mente enfermedad alguna; pero si se transmite a otros

lo con el H3N2 estacional y con el H1N1 pandémico;

animales se abre la posibilidad de que éste mute rá­

entre otras observaciones, se ha puesto de relieve que el

pidamente en formas muy patógenas para las propias

virus de la gripe estacional se replica en el tracto respi­

aves. Convencionalmente se ha considerado que estos

ratorio superior mientras que el virus aviar se replica

virus de la gripe A podrían pasar de las aves a los cer­

en los pulmones. Se inició así un potente y ágil progra­

dos y, si se adaptaban a éstos, podrían a su vez transmi­

ma de investigación, con propuestas de distinta índole

tirse a los humanos. En el año 1997 se identificó, por

y la participación activa de distintos grupos de investi­

primera vez, un virus de la gripe A (en la provincia

gadores financiados por organismos públicos y priva­

de Guangdong, China); fue el H5N1, que provocó el

dos, llegándose a un amplio consenso en la comunidad

fallecimiento por neumonía de un niño y dio lugar a

científica mundial sobre la necesidad de considerar este

una serie de episodios similares posteriores (17 muer­

campo de estudio como un todo, disponer de financia­

tes más en Hong Kong). Según apuntó el ponente,

ción suficiente, evaluar todas las propuestas existentes

“cuando conseguimos aislar este virus y secuenciarlo,

y nombres revisores externos.

concluyendo que se trataba de un H5N1, se despertó

Fruto de esta estrategia de colaboración, se imple­

un escepticismo generalizado en la comunidad cientí­

mentaron diferentes experimentos, dirigidos sobre

fica, que al cabo del tiempo se transformó en recono­

todo a ayudar a conocer cómo el virus H5N1 pue­

cimiento y preocupación por el posible problema de

de adquirir la habilidad en condiciones naturales de

salud pública que se avecinaba”.

transmitirse por el aire. Identificar los requerimientos

Se logró controlar este brote con la muerte de mi­

mínimos para la trasmisión del virus entre mamíferos

llones de aves. El año 2003 en Hong Kong aparecieron

tiene un valor predictivo y diagnóstico muy útil, lo que

nuevos casos, extendiéndose posteriormente a Asia, Eu­

permitiría estar preparados para una posible pandemia

ropa y África. Se estima que desde el año 2003 hasta el

de gripe aviar.

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

Entre estos trabajos, el Dr. Osterhaus citó uno rea­ lizado en hurones para estudiar la transmisibilidad del virus. Se crearon cepas mutantes del virus de la gripe aviar H5N1 con capacidad para trasmitirse en­ tre hurones por vía aérea. En este trabajo, publicado en Nature, los investigadores construyeron una qui­ mera: un nuevo virus mezcla de siete genes del virus de la gripe humana H1N1 A/California/04/2009 y el gen de la hemaglutinina de un mutante del virus de la gripe aviar H5N1 A/Vietnam/1203/2004. Previamen­ te habían construido varios mutantes del virus H5N1

El Dr. Osterhaus durante su disertación.

con modificaciones en el gen de la hemaglutinina para mejorar su estabilidad, facilitar que se uniera a

pases secuenciales entre hurones. Tras los pases, el

los receptores celulares humanos y se replicara me­

virus adquirió las mutaciones necesarias que le per­

jor en células humanas. Por tanto, este nuevo virus

mitieron trasmitirse entre los hurones por vía aérea.

recombinante llevaba todos los genes de un virus de

En este caso, los virus tenían cuatro mutaciones en

la gripe humana H1N1 excepto el de la hemaglutini­

el gen de la hemaglutinina y uno en el gen de la po­

na, que provenía del virus H5N1 (la hemaglutinina

limerasa 2, lo que demuestra que con sólo cinco mu­

es la proteína viral que reconoce el receptor celular y

taciones el virus H5N1 se puede hacer transmisible.

que sirve pare entrar dentro de las células). Para de­

Además, este trabajo demuestra que puede obtenerse

mostrar si este nuevo virus se transmitía por el aire,

un nuevo virus de la gripe pandémico sin necesidad

emplearon hurones como modelo animal de experi­

de recombinación entre virus, sino solamente por

mentación, ya que son susceptibles a la infección con

mecanismos de mutación.

virus de la gripe humana y de aves, y desarrollan una

En ambos trabajos, como resaltó en su conferen­

gripe muy similar a la nuestra. Para ello, colocaron

cia el experto holandés, “los nuevos virus, a pesar

en jaulas próximas, pero sin contacto, hurones sanos

de ser fácilmente transmisibles, no eran virulentos

junto con hurones infectados con los nuevos virus.

para los animales, y ninguno de los hurones falleció”.

Al cabo de unos días pudieron confirmar la infección

Gracias a estos estudios, añadió, “podemos conocer

y la presencia de virus en los hurones sanos, demos­

mejor estos virus y estar preparados ante un eventual

trando que se había transmitido por el aire. Los inves­

fenómeno pandémico, sobre todo porque se trata de

tigadores concluyen que sólo cuatro modificaciones

virus a los que hay que prestar una especial atención,

en la hemaglutinina H5 son suficientes para permitir

especialmente por su capacidad patógena con muy

la trasmisión a través del aire en hurones. 

pocas mutaciones”.

Ya en otro estudio, publicado en Science, los inves­

Los investigadores de estos estudios también de­

tigadores en vez de construir un nuevo virus quimera

mostraron que los mutantes eran sensibles al antigri­

por recombinación, modificaron genéticamente el vi­

pal oseltamivir y que las vacunas actuales son útiles

rus H5N1 (en concreto la cepa A/Indonesia/5/2005

para su control, confirmando que las medidas de con­

aislada de humanos) mediante técnicas de mutagéne­

trol actuales podrían servir contra estos nuevos virus

sis dirigida y posteriormente lo sometieron a varios

transmisibles.

23

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

La pandemia de gripe A (H1N1)

Para conocer mejor el mecanismo de acción de este

También despertó gran temor entre las autoridades y

virus, se regresó de nuevo al modelo animal del hurón,

la población general la pandemia de gripe A (H1N1)

que es considerado como el más representativo de la

surgida en México en marzo de 2009, causada por una

gripe humana; por ejemplo, alcanzar en hurones un tí­

variante de la gripe A (subtipo H1N1) y que afectó es­

tulo de anticuerpos comúnmente asociados con títulos

pecialmente a población joven. El origen de la infección

protectores para la gripe humana es un hito relevante

fue una variante de la cepa H1N1, con material genéti­

en el desarrollo de vacunas para la influenza.

co proveniente de una cepa aviaria, dos cepas porcinas

En la Universidad de Rotterdam, se empleó el mo­

y una humana, que sufrió una mutación y dio un salto

delo con hurones para evaluar con mayor detalle evi­

entre especies (o heterocontagio) de los cerdos a los hu­

dencias encontradas en pacientes, facilitando el enten­

manos, para después permitir el contagio de persona a

dimiento de posibles factores que podían incidir en la

persona.

prolongación de la infección por virus de la gripe y en

La gripe H1N1 es un subtipo de Influenzavirus tipo

el desarrollo de resistencia. Se encontró que los pacien­

A, perteneciente a la familia de los Orthomyxoviridae;

tes inmunodeprimidos expresan el virus durante largos

este virus ha mutado en diversos subtipos que incluyen

períodos de tiempo y tienen más riesgo de desarrollar

la gripe española, la gripe porcina, la gripe aviar y la gripe

virus más resistentes; se ha sugerido, por lo tanto, que

bovina. Cuando se comparó el virus de 1918 con el ac­

los pacientes con sistemas inmunes deprimidos pueden

tual, se descubrió que únicamente hubo alteraciones en

desarrollar rápidamente infecciones de gripe H1N1

25-30 aminoácidos de los 4.400 que componen el virus.

que resisten a todos los medicamentos conocidos (in­

El 11 de junio de 2009, la OMS la clasificó como

cluido oseltamivir), y en ocasiones una sola mutación

de nivel de alerta seis; es decir, “pandemia en curso”.

en estos sujetos podría ser suficiente para que el virus

El 10 de agosto de 2010, la OMS anunció el fin de la

se vuelva resistente.

pandemia, 14 meses después y después de haber dado la vuelta al mundo. La pandemia tuvo una mortalidad

Vacunas frente a gripes pandémicas

baja, en contraste con su amplia distribución, dejando

Otro incipiente campo de investigación frente a los

tras de sí miles de víctimas (y decenas de miles de in­

virus pandémicos es el de las vacunas, “siendo nece­

fectados) y un dramático impacto socioeconómico. Su

sario el apoyo de los gobiernos y estrategias de cola­

rápida propagación fue fruto de una cierta alarma so­

boración internacionales para pasar de una actitud

cial que, en opinión del Dr. Osterhaus, “estaba en cierta

reactiva a una actitud proactiva frente al virus H1N1”,

forma justificada, sobre todo al comprobar el alto nú­

demandó el conferenciante. Sin embargo, admitió,

mero de infectados (los datos ofrecidos por la OMS,

“subsisten tres grandes tipos de problemas en este

de casos confirmados en el laboratorio, rebajaban en

campo: la dificultad de contar con suficientes y rigu­

más de 15 veces el número total estimado de casos)

rosos estudios de eficacia y seguridad en los que se

y su acelerada extensión por los países (facilitada por

analicen prototipos de vacunas; la limitada capacidad

la buena comunicación de México con otros países)”.

de producción de estas vacunas; y el hecho de que el

Como reconoció este experto, “países como Reino

tiempo de respuesta sea demasiado prolongado (en

Unido y España fueron de los más afectados inicial­

muchos casos superior a 6 meses), por lo que su utili­

mente por esta primera oleada de temor ante la propa­

dad se minimiza en el momento de estar padeciendo

gación del virus”.

una pandemia”.

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

Una posible solución para estos problemas podría

prepandémica, utilizando la cepa Vietnam, una de las

pasar por el uso de vacunas adyuvadas prepandémicas,

recomendadas por la OMS para el desarrollo de va­

ofreciendo la posibilidad de proteger a su población

cunas prepandémicas. En uno de los estudios prin­

por adelantado o ante una situación de pandemia de

cipales, la vacuna, que utiliza como antígeno la cepa

gripe declarada oficialmente.

H5N1 conocida como A/Vietnam/1194/04, demostró

Hay dos tipos de estrategias basadas en dos vacunas

incrementar cuatro veces como mínimo la cantidad de

que pueden utilizarse en el caso de pandemia: una vacu­

anticuerpos en sangre capaces de neutralizar el virus

na pandémica y otra vacuna prepandémica. La produc­

en un 77-85% de los vacunados, frente a tres variantes

ción de vacunas pandémicas sólo puede iniciarse una

distintas del H5N1: A/Indonesia/5/05, A/Anhui/1/05 y

vez declarada la pandemia de gripe, utilizando para ello

A/Turquía/1/05. La respuesta inmune inducida por la

la cepa pandémica concreta, identificada como la res­

vacuna prepandémica frente a las variantes del virus

ponsable de la pandemia. Puesto que su proceso de fa­

H5N1 que circulan en Asia, Europa y África sugiere la

bricación es largo, las vacunas pandémicas sólo estarán

posibilidad de protección frente a una eventual cepa

disponibles entre cuatro y seis meses después de que se

pandémica del H5N1. Por otra parte, en los estudios

haya declarado la pandemia, lo que probablemente será

preclínicos realizados, esta vacuna ha demostrado con­

muy tarde para muchos de los afectados en las prime­

ferir protección cruzada evitando la muerte a un 96%

ras oleadas de la misma. Una vacuna prepandémica se

de los animales vacunados y posteriormente infectados

produce con antelación a la pandemia.

con distintas cepas del H5N1.

Como ejemplo de vacuna prepandémica, se ha

En sus conclusiones, el Dr. Albert Osterhaus resaltó

auto­rizado Prepandrix , una vacuna basada una varian­

que “se están identificando cada vez con mayor frecuen­

te del virus H5N1 de la gripe aviar, que ha demostrado

cia virus emergentes en animales y humanos, debido a

la capacidad de incrementar la respuesta inmune frente

una compleja mezcla de factores predisponentes y al

a posibles mutaciones de la cepa H5N1. Esta vacuna

hecho de poder contar en estos momentos con técnicas

está formulada con un novedoso sistema adyuvante

moleculares más avanzadas. Sin duda, en nuestra socie­

diseñado para conseguir, aun utilizando dosis bajas de

dad cambiante y globalizada, los virus humanos nuevos

antígeno, una elevada respuesta inmune duradera en el

proceden fundamentalmente del mundo animal”. Para

tiempo, contra una amplia gama de cepas del H5N1.

luchar eficazmente frente a estas amenazas, propuso,

®

La autorización de esta vacuna por parte de la

“es imprescindible mayor colaboración y coordinación

Unión Europea, para personas de 18 a 60 años, se basa

internacional, usando todos los investigadores implica­

en los resultados obtenidos en numerosos estudios

dos la tecnología disponible (tanto la clásica como la

clínicos que evaluaron la seguridad, reactogenicidad,

más innovadora), puesto que de todo ello depende el

inmunogenicidad y protección cruzada de la vacuna

futuro control óptimo de las infecciones emergentes”.  ❙

25

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH Michael Malim Catedrático de Enfermedades Infecciosas, Facultad de Medicina, King’s College, Londres, Reino Unido

L

os recientes avances registrados en el conoci­ miento de la biología del virus de la inmu­

Reseña biográfica

nodeficiencia humana (VIH-1) están vis­

El Profesor Malim se doctoró en bioquímica en la Universidad de Oxford en 1987 y después realizó una estancia posdoctoral en la Universidad Duke en Carolina el Norte antes de incorporarse como profesor en la universidad de Pensilvania en 1992. Des- Michael Malim pués de nueve años en Filadelfia, el Profesor Malim volvió al Reino Unido como Catedrático y jefe del departamento de Enfermedades Infecciosas.

lumbrando la posibilidad de desarrollar nuevas y más ambiciosas estrategias de manejo de esta infección, planteándose la posibilidad de inhibir el virus e, in­ cluso, erradicarlo. El VIH-1 es un lentivirus (de la familia Retroviri-

dae), causante del síndrome de inmunodeficiencia ad­ quirida (sida). La replicación del VIH-1 causa la pérdida de células T-helper (CD4), favoreciendo la aparición de inmunodeficiencia. Tal y como se ha podido confir­ mar al cabo de años de investigación, la patogénesis es

constituyen la principal sede de su replicación. El virus

directamente atribuible a la replicación viral. Hasta el

está presente en numerosos líquidos del organismo, en

momento, los diferentes tratamientos comercializados

particular la sangre y las secreciones genitales.

para hacer frente a este trastorno han tratado, funda­

Según sintetizó el experto del King’s College, “el pro­

mentalmente, de inhibir la replicación del VIH-1. Para

ceso de replicación del virus está sujeto a un delicado

optimizar este abordaje es indispensable, según apuntó

equilibrio, registrándose tres fases cruciales”. En primer

inicialmente el Dr. Michael Malim, “conocer bien cómo

término, penetra en una célula diana susceptible, de for­

se produce el ciclo de replicación de este virus”.

ma que debe infectar a estas células sensibles para poder crecer y expandirse; en segundo término, una vez ins­

Replicación del VIH-1

talado en estas células susceptibles, inicia un complejo

Las células que el VIH invade son esencialmente los

proceso de replicación de su información genética; todo

linfocitos T CD4+, pero también en menor medida los

ello posibilita una tercera fase, en la que se objetiva la

monocitos/macrófagos, las células dendríticas, las célu­

producción de la descendencia. Las enzimas virales y

las de Langerhans y las células de microglía del cerebro.

las proteínas promueven la replicación y la salida de los

La replicación viral tiene pues lugar en tejidos diversos

virus, siendo múltiples los factores del huésped implica­

(de ganglios linfáticos, intestino, cerebro, timo...). Los

dos en la promover la replicación viral. Pero la replica­

órganos linfoides, sobre todo los ganglios linfáticos,

ción del virus se desarrolla en muchas más etapas.

27

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

“Las esperanzas terapéuticas proceden del desarrollo de fármacos capaces de interferir en la replicación del virus.”

rruga que termina por desprenderse, formando un nue­ vo virión o partícula infectante. En cada célula infectada se ensamblan varios miles de nuevos viriones, aunque muchos son incompletos y no pueden infectar.

Dianas antirretrovirales

La fijación representa la primera etapa en la inva­

Actualmente, las esperanzas terapéuticas en este campo

sión de una célula. Se basa en el reconocimiento mutuo

proceden, sobre todo, del desarrollo de fármacos capa­

y el acoplamiento de proteínas de la envoltura del virión,

ces de interferir positivamente en algunos de los factores

las gp120 y gp41, y los receptores de la célula blanca, los

indispensables para favorecer la replicación del virus.

CD4. Este reconocimiento no es posible sin ayuda de

Los fármacos disponibles en estos momentos inhiben la

correceptores propios de las células susceptibles de ser

acción de las proteínas que son necesarias para la repli­

invadidas; en el caso de los macrófagos son los CCR5 y

cación del VIH-1; en concreto, se han identificado como

en el caso de los LT4, los CXCR4, que interactúan con la

dianas terapéuticas tres enzimas virales esenciales, jun­

proteína superficial. Macrófagos y LT4 tienen en común

to con la intervención sobre la maquinaria para rellenar

su principal receptor: el receptor CD4. Este reconoci­

células diana y un factor de acoplamiento a la superficie

miento es condición obligada para que el virus llegue a

celular requerido para este proceso.

penetrar en la célula y continuar con el proceso de in­ fección.

En todos los casos se trata de inhibir directamente la función de proteínas víricas con el objetivo de impedir

Posteriormente se produce la penetración, que es el

la infección de las células diana o romper el ciclo repli­

segundo paso. Una vez reconocido el virión por los re­

cativo del virus. Los tratamientos con combinaciones

ceptores de superficie, se vacía dentro de la célula, fusio­

de tres de estos fármacos han permitido conseguir una

nándose la envoltura lipídica del virión con la membra­

mayor supervivencia y calidad de vida de los afectados

na plasmática de la célula. Protegidos por la cápside y las

(especialmente en lo que referente a una mejora del

nucleocápsides, los dos ARN mensajeros que forman el

estado inmunológico de los pacientes, lo cual conlleva

genoma viral y sus proteínas asociadas se encuentran

una menor incidencia de infecciones oportunistas y un

ahora en el citoplasma. Luego ocurre la eliminación de

menor deterioro físico y psíquico), haciendo posible en

las cubiertas proteicas, cápside y nucleocápsides, que­

un corto período de tiempo que pase de ser una enfer­

dando el ARN vírico libre en el citoplasma y listo para

medad mortal a convertirse en una infección crónica en

ser procesado.

muchos pacientes.

También son reseñables las fases de transcripción

Los inhibidores de la transcriptasa inversa análogos

inversa del ARN vírico para formar ADN comple­

de nucleósidos (ITIAN), también conocidos como aná­

mentario con la misma información, la integración del

logos de nucleósidos, son los antirretrovirales más anti­

genoma vírico en el genoma de la célula huésped, la

guos, con una acción específica que permite bloquear la

transcripción del ADN vírico por los mecanismos nor­

capacidad del VIH de copiar el ADN de una célula que

males de la célula y la traducción o síntesis de proteínas.

necesita para realizar copias de sí mismo. En esta mis­

Finalmente, se describe un proceso de gemación, que

ma línea, los inhibidores de la transcriptasa inversa no

ocurre cuando los nucleoides víricos se aproximan a la

nucleósidos (ITINAN) bloquean la misma proteína que

membrana plasmática y se hacen envolver en una ve­

los AN, aunque su composición química es diferente (si

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

no se emplean en combinación con un AN, el paciente desarrolla resistencia a ellos muy rápidamente). Por su parte, los inhibidores de la proteasa actúan sobre la enzima proteasa, que es la responsable del mol­ deado y ensamblaje de las distintas partes del virus que

“Los individuos persistentemente seronegativos no se infectan aunque se expongan repetidamente al VIH.”

se producen en la célula siguiendo las instrucciones del ARN viral transcrito a ADN por la transcriptasa.

alta especificidad por el VIH-1 y que no provoquen la

Su aparición a mediados de los noventa revolucionó el

aparición de resistencias.

tratamiento del VIH, ya que permitían, junto con los

Actualmente se trabaja no sólo en la obtención de

ITIAN e ITINAN, atacar al virus en dos pasos distintos

fármacos que actúen sobre proteínas o elementos víri­

y esenciales de su reproducción, con lo que las posibili­

cos, sino que también se estudia el desarrollo de molé­

dades de inhibir su actividad y mantener en el tiempo

culas que interaccionen sobre proteínas celulares impli­

esa inhibición se incrementaron enormemente.

cadas en mecanismos de proliferación y diferenciación

Los inhibidores de la fusión evitan que el VIH pene­

celular, ya que se consideran como posibles dianas tera­

tre en las células sanas del cuerpo; en concreto, dificul­

péuticas en el tratamiento de enfermedades infecciosas.

tan o impiden la unión del VIH a los receptores que los linfocitos tienen en su superficie, esto es, a las proteínas

Hacia nuevas alternativas

por las que el VIH tiene gran afinidad.

Entre las líneas de investigación más prometedoras en

Por su parte, los inhibidores de la integrasa actúan

el tratamiento del VIH-1, el Dr. Malim destacó un abor­

sobre una enzima que es la responsable de la integración

daje celular destinado a interferir en la replicación viral.

del material genético viral en el material genético de la

Algunos factores intracelulares pueden también inhibir

célula infectada.

o restringir la replicación del virus; se han identificado

También se está avanzado en los denominados inhi­

recientemente varias proteínas que forman parte del

bidores de la maduración, fármacos que dificultan el

sistema inmunitario innato del ser humano, expresadas

proceso de “maduración” o transformación de las dis­

por todas las células del cuerpo y que han documenta­

tintas piezas del VIH sintetizadas gracias a la actividad

do su capacidad para entorpecer satisfactoriamente la

de la proteasa; su actividad se asemeja a la de los IP, aun­

replicación de todo tipo de virus. Y es que para que el

que actúan de manera distinta a éstos y en fases poste­

virus tenga éxito en su misión es preciso que antes sea

riores a la intervención de la proteasa dentro del ciclo

capaz de antagonizar o “vencer” a estas proteínas, para

vital del virus.

lo cual debe tener la capacidad de sintetizar proteínas

A pesar de los avances registrados en este campo te­

antagonistas y desarrollar una serie de mecanismos de

rapéutico, debido a las interacciones farmacológicas, las

ataque que permitan soslayar esta capacidad de defensa

resistencias generadas y los efectos adversos, produci­

que opone el organismo humano; los propios virus in­

dos sobre todo por la combinación de estos fármacos y a

corporan frecuentemente estas contramedidas.

la exigencia de recurrir a la administración subcutánea

En el proceso de replicación viral, como insistió

en el caso de los inhibidores de la fusión, se hace ne­

el ponente, “subsiste una serie de equilibrios, donde

cesaria la búsqueda de nuevas dianas moleculares en el

desempeñan una función crucial los factores innatos/

tratamiento del sida: el objetivo es conseguir principios

intrínsecos de resistencia del huésped (Fv1, TRIM5a,

activos con un buen perfil de seguridad y eficacia, con

APOBEC3, teterina/BST-2, SAMHD1) y las numero­

29

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

“Los objetivos farmacológicos tratan de impedir la infección de las células diana o romper el ciclo replicativo del virus.”

sistentes a VIH, la introducción intencionada de genes modificados de factor de restricción (como APOBE­ C3G: apolipoproteína B con actividad citidinadeamina­ sa de tipo 3G, o TRIM5α: motivo tripartito 5 alfa) para crear linfocitos resistentes a virus y estrategias farma­ cológicas para activar factores naturales de restricción

sas vías y cofactores celulares (de dependencia). En este

en humanos.

equilibrio, el principal factor desestabilizador lo aportan

Resulta de especial interés profundizar en el conoci­

los propios virus, al codificar algunos de ellos mecanis­

miento de los factores inmunológicos involucrados en

mos de evasión y antagonistas, capaces de superar la

la baja susceptibilidad a la infección por el virus de la

oposición de los factores protectores que posee el or­

inmunodeficiencia humana. Existen individuos expues­

ganismo”.

tos repetidamente al virus de la inmunodeficiencia hu­

Partiendo de este escenario, resulta atractivo diseñar

mana sin evidencia clínica ni serológica de infección (se

estrategias terapéuticas encaminadas a potenciar los

les denomina persistentemente seronegativos: HEPS,

factores intrínsecos o innatos de resistencia al virus y/o

highly exposed persistently seronegative). Se han identi­

regular a la baja o inhibir tanto los factores de depen­

ficado factores del huésped genéticos e inmunológicos

dencia del virus (las vías y cofactores celulares) como

que confieren una baja susceptibilidad a la infección por

los mecanismos de evasión o antagonización de los fac­

VIH en HEPS. Los factores genéticos están relacionados

tores protectores del organismo.

con genes que codifican los receptores de quimiocinas

Entre las líneas de investigación que se están tra­

y sus ligandos naturales, así como los genes del com­

tando de desarrollar en el mundo, destaca el interés

plejo mayor de histocompatibilidad. Los factores inmu­

por comercializar nuevos inhibidores de la fusión más

nológicos se refieren tanto a la inmunidad innata como

potentes y seguros, emplear inmunotoxinas capaces de

adaptativa. El estudio de los HEPS proporciona una

eliminar selectivamente las células CD4+ infectadas que

oportunidad única para identificar los posibles meca­

actúan como reservorio del virus, crear moléculas que

nismos del huésped implicados en un control eficaz de

interaccionan con proteínas implicadas en las vías de

la infección vírica, pudiendo ser de gran interés para el

transducción de señales (como serina/treoninacinasas),

diseño de estrategias preventivas o inmunoterapéuticas

generar inhibidores de las CDK de los complejos cicli­

(incluyendo vacunas).

na/cdk, moléculas que interaccionen con proteínas de la

La entrada del VIH-1 en las células requiere la pre­

superficie de las células infectadas, nuevos inhibidores

sencia de dos proteínas de membrana: CD4 y un recetor

de la integrasa del virus, inhibidores del complejo Tat-

de quimiocina (CCR5/CXCR4). Se estima que aproxi­

TAR y análogos de la neomicina que se unen específica­

madamente un 1% de la población caucásica es CCR5

mente a la región de empaquetamiento del ARN vírico.

negativa debido a que expresa un polimorfismo natural,

Con algunas de estas posibles opciones el Dr. Mi­

siendo estos individuos resistentes a la infección por

chael Malim se mostró optimista, aunque también ad­

VIH. En un artículo de Nature, del 22 de agosto de 1996,

virtió que “otras seguramente no lleguen a buen puerto”.

científicos belgas, franceses, japoneses y norteamerica­

En su opinión, de las nuevas oportunidades terapéuticas

nos comunicaron que el 1% de los blancos caucásicos

resaltó fundamentalmente tres: “la ablación genética de

del norte de Europa tenían una mutación genética por

los receptores de entrada CCR5 para crear linfocitos re­

la cual el receptor CCR-5 era completamente inactivo,

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

lo que los hacía naturalmente resistentes a la infección por el VIH. Ese mismo estudio encontró que los japo­ neses y los negros africanos no tenían esta mutación, siendo siempre susceptibles a la infección. Los factores genéticos desempeñan un papel esen­

“El 1% de los blancos caucásicos del norte de Europa son naturalmente resistentes a la infección por el VIH.”

cial en la susceptibilidad y resistencia a la infección por el VIH. El más importante de éstos es una deleción

VIH. Curiosamente, el mismo haplotipo se asocia a

(CCR5/Δ32) en el correceptor principal para la entrada

una mayor supervivencia en los individuos infectados.

primaria del VIH en las células CD4+, un receptor de

Se ha sugerido que este haplotipo conlleva una mayor

citocinas CCR5. Los individuos homocigotos para esta

producción de la quimiocina RANTES, la cual podría

alteración genética no expresan el correceptor CCR5 en

aumentar la probabilidad de inflamación de la mucosa y

la superficie de los linfocitos CD4+ y, por lo tanto, sólo

reducir su integridad. Sin embargo, en caso de infección,

pueden infectarse por cepas de VIH que utilicen otros

la elevación de las concentraciones de RANTES supri­

correceptores celulares secundarios, como el CXCR4.

miría la replicación del VIH.

De esta manera, aunque los individuos homocigotos

La resistencia-susceptibilidad al VIH también se ha

CCR5/Δ32 muestren un significativo grado de resis­

relacionado con diversos subtipos del complejo mayor

tencia a la infección, se han descrito casos de infección

de histocompatibilidad (HLA). En Kenia, en una cohor­

por cepas del VIH que utilizan el correceptor CXCR4.

te de prostitutas con un alto grado de exposición al VIH,

La mutación CCR5/Δ32 no se ha detectado en todas las

se observó que los subtipos HLA-A2, A2/6802, B18 y

razas; en la actualidad, sólo se ha detectado en caucási­

DR1 se asociaban a resistencia al virus, mientras que el

cos (1%), particularmente en la población del norte de

subtipo HLA-A23 se relacionaba a una mayor suscep­

Europa. Por todo ello, se cree posible que los individuos

tibilidad. Anteriormente, también se había detectado

heterocigotos CCR5/Δ32 (entre un 5-15% de descen­

un menor riesgo de transmisión vertical en niños con

dientes del norte europeo), al expresar concentraciones

subtipos específicos de HLA de clase II (concretamente

más bajas del correceptor CCR5 que la mayoría de las

DRB1*1501 y DR13).

personas, muestran un cierto grado de resistencia a la

Por otro lado, se ha observado que las células de

infección y en ellos la enfermedad progresa más lenta­

individuos con un alto grado de exposición al virus y

mente.

persistentemente seronegativos (HEPS) son a menu­

Otros dos polimorfismos en el gen CCR5 han de­

do menos fáciles de infectar por cepas primarias del

mostrado ejercer también un efecto en la susceptibili­

VIH, incluso en ausencia de cualquier mutación cono­

dad al VIH. Uno es una rara mutación en la secuencia

cida CCR5, y que este fenotipo se asocia a una mayor

de codificación de CCR5, la cual, en combinación con

producción de quimiocinas supresoras del VIH, como

la deleción CCR5Δ32, se asocia a resistencia al VIH. El

MIP-1a, MIP-1b y RANTES, las cuales se unen al recep­

otro es un polimorfismo en la región promotora (po­

tor CCR5, bloqueándolo.

sición 59356), circunscrito a población africana, que aumenta la probabilidad de la transmisión de madre

El paciente de Berlín

a hijo. Los polimorfismos en la región promotora que

Un caso paradigmático, que ha despertado una gran

codifican la quimiocina VIH-supresora denominada

expectación entre la comunidad científica y la socie­

RANTES se han relacionado con la susceptibilidad al

dad en general, ha sido el conocido “Paciente de Ber­

31

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

lín”. Tim Brown estudiaba en una universidad de Berlín cuando en 1995 tuvo la sorpresa de su vida: estaba in­ fectado por el VIH. En esa época no se habían aprobado todavía los medicamentos retrovirales y el diagnóstico

“Tim Brown es el primer ser humano que se ha curado de la infección por el VIH”.

de la infección por el VIH era prácticamente una con­ dena de muerte. Por suerte para Tim, al año siguiente

La enfermedad leucémica reapareció en 2008, so­

se aprobó el uso de los antirretrovirales y él se benefició

metiéndole a un segundo trasplante usando la médula

de ellos durante 11 años, controlando la infección por el

ósea del mismo donante. Tim volvió a responder. Han

VIH y volviendo a su rutina de vida.

pasado ya varios años desde el primer trasplante y Tim

A comienzos del año 2006 Tim desarrolló una leu­

no tiene leucemia y tampoco el virus VIH (sin signos

cemia mieloide aguda, uno de los tipos más agresivos

de replicación viral), por lo que ya no toma antirretro­

de leucemia que sufre el ser humano. Se optó por ad­

virales. Se considera que Tim Brown es el primer ser

ministrarle quimioterapia, pero el paciente sólo pudo

humano en el que se ha documentado la curación de la

completar tres tratamientos. A pesar de eso, su leuce­

infección por el VIH.

mia había quedado controlada, pero no se sabía por

Por tanto, ahora la pregunta es: ¿se puede inducir

cuánto tiempo. Estando en remisión de la leucemia,

este mismo proceso curativo en el laboratorio? A nivel

su oncólogo le aseguró que su única salida para cu­

experimental ya hay pruebas consistentes sobre la via­

rarse era que le hiciesen un trasplante de médula ósea,

bilidad de esta opción. Explicando con detalle la hipó­

pero no de cualquier médula ósea: de un donante que,

tesis de partida de estas investigaciones, el especialista

además de ser compatible con sus tejidos, tuviese tam­

británico apuntó que “la idea principal pasa por aislar

bién la mutación “protectora” del gen CCR-5. El obje­

células madre hematopoyéticas de individuos infecta­

tivo era, como indicó el Dr. Malim, “tremendamente

dos, tratarlas en el laboratorio de manera que se trans­

ambicioso: curar la leucemia y reemplazar el sistema

forme a CCR5+ en CCR–, y trasplantar finalmente estas

inmunológico de Tim con células nuevas, todas ellas

células modificadas en el organismo infectado; así, ante

con las puertas CCR-5 cerradas para que el VIH no

la deprivación de las células diana susceptibles al virus,

pudiera entrar”.

éste no tendrá ningún lugar para replicarse, el organis­

Debido a los riesgos de la intervención, el pacien­

mo volverá a repoblarse con esas células CCR5– y, por

te rechazó inicialmente esta alternativa, pero en enero

lo tanto, el virus terminará por desaparecer”. Lo cierto

de 2007 la leucemia regresó y un tratamiento inicial

es que ya se ha llevado a cabo con éxito un estudio de­

con quimioterapia no funcionó. Después de examinar

mostrativo preliminar (proof-of-principle) usando rato­

la sangre de 67 donantes, se encontró un paciente que

nes humanizados (en los que se reproduce un sistema

también tenía la mutación CCR-5 y Tim recibió la mé­

inmunitario similar al humano).

dula ósea de esa persona; en concreto, se le sometió a un trasplante de células madre usando CD34+, células

Factores de resistencia al VIH-1 y antagonistas virales

madre de sangre periférica CCR5/Δ32 homocigoto de

Sobre los principales factores naturales de resistencia

un donante HLA idéntico. El trasplante no sólo hizo que

al VIH-1, el Dr. Michael Malim subrayó cuatro ideas

la leucemia desapareciese, sino que también se vio que

esenciales: TRIM5α (del inglés, tripartite motif) es una

Tim ya no tenía el VIH en su sangre, por lo que dejó de

proteína que está en el citoplasma de las células diana,

tomar sus medicamentos antirretrovirales.

se enfrenta a capsides virales entrantes y previene la in­

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

fección; la teterina inhibe la liberación del virus de la superficie celular; la proteína APOBEC3 no sólo es ca­ paz de editar el genoma viral, sino que participa en di­ ferentes etapas del ciclo replicativo (cataliza la mutagé­ nesis de C a U e inhibe las primeras etapas del proceso replicativo —inhibición de la transcriptasa inversa—); el SAMHD1 suprime la transcriptasa inversa en células mieloides por medio de una reacción de hidrólisis de los denominados dNTP (componentes básicos del ADN). La proteína TRIM5α restringe la replicación de al­

Un momento de la conferencia del Dr. Malim.

gunos retrovirus, impidiendo la desencapsidación del genoma viral. Una vez fusionadas las membranas viral y

actividad anti-VIH en una cohorte de mujeres HEPS.

celular, se produce la internalización de la nucleocápsi­

Polimorfismos en el gen que codifica para TRIM5α po­

de y la decapsidación del genoma vírico. En este proce­

drían restringir o modular la infección por el VIH. El

so, las proteínas de la cápside se desensamblan y liberan

polimorfismo más estudiado, el R136Q, está asociado

el genoma viral. Este paso es inhibido por la proteína

a una gran actividad antiVIH y se ha descrito como el

celular TRIM5α, que es específica de especie. Por tanto,

más frecuentemente encontrado en sujetos HEPS.

para infectar una especie determinada, cada retrovirus

Un posible abordaje esperanzador procede de la po­

debe generar variantes en las proteínas de la cápside que

sibilidad que oferta la capacidad que tiene la proteína ci­

le permitan eludir el TRIM5α específico, como el VIH

clofilina A de unirse eficazmente a las cápsides VIH-1 y

ha realizado a lo largo de su evolución.

de reclutar proteínas inhibitorias. Se ha identificado una

En el caso de TRIM5α, trabajos liderados por

variante del gen TRIM5, resultado de una fusión de éste

Stremlau et al. han descrito factores de restricción espe­

con el gen de ciclofilina (CypA), dando lugar a la pro­

cíficos de especie, que son capaces de impedir el éxito de

ducción de una proteína denominada TRIM5α-CypA.

una infección por VIH en un determinado huésped. La

Esta variante presenta una mayor capacidad de inhi­

existencia de estos factores, tanto en primates del nuevo

bir la replicación del VIH-1, debido a un aumento de

como del viejo mundo, podría sugerir que estos factores

la afinidad de esta proteína para las cápsides de VIH-1.

han sido efectivos en prevenir la implantación de una

También se ha sugerido que ciclofilina promueve la res­

infección por virus de inmunodeficiencia simia (VIS)

tricción de VIH-1 mediada por TRIM5α y también me­

en primates no humanos del nuevo mundo. En particu­

diada por otros mecanismos independientes.

lar, se ha descrito al factor de restricción TRIM5α como

Como indicó el Dr. Malim, “la naturaleza ya nos ha

un factor que no permite la infección productiva tanto

dado muestras de estos efectos, ya que fusiones CyaP en

de VIH-1 como de VIS en varios primates no humanos

monos nocturnos (owl monkeys) y macacos les confiere

del nuevo mundo. Se ha logrado demostrar que estas

resistencia al VIH”. Esto, a su juicio, “tiene una posible y

proteínas de otras especies de primates inhiben la infec­

atractiva traslación al tratamiento de pacientes VIH-1+,

ción VHI-1, mientras que las TRIM5α de origen huma­

documentándose ya en distintas investigaciones una

no tienen un impacto mínimo.

inhi­bición del virus mediada por CyaP”.

Además, en un estudio reciente se ha observado

No menos prometedoras y sugerentes son las expe­

la presencia de altos niveles de esta proteína con alta

riencias recogidas hasta ahora en relación con APOBEC3.

33

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

Las proteínas APOBEC3 son citidina deaminasas que

Vif-APOBEC3G es una diana terapéutica válida para

pueden determinar cambios G→A en la secuencia co­

desarrollar nuevas terapias antiVIH basadas en peque­

dificante de VIH-1, propiedad que les confiere una capa­

ñas moléculas, aumentando así la inmunidad innata

cidad antiviral. Esta actividad puede ser contrarrestada

frente al virus.

por el virus al expresar la proteína Vif, la cual recluta un

Por su parte, Stanley et al. han desarrollado otra línea

complejo ubiquitina ligasa basado en Culina5 que deses­

de investigación paralela, asumiendo que los factores de

tabiliza a las moléculas APOBEC3. La variabilidad gené­

restricción celular ayudan a defender a los humanos

tica tanto del virus como del hospedador puede afectar

frente al VIH. Las proteínas accesorias del VIH secues­

la eficiencia con la que se desarrollan estos procesos. Una

tran al menos tres diferentes Cullin-Ring ubiquitin liga­

elevada edición de G→A puede resultar en la restricción

sas, que deben ser activadas por la proteínas pequeñas

de VIH-1, aunque cambios en niveles subletales podrían

tipo ubiquitina NEDD8 con el objetivo de contrarres­

favorecer a la diversificación viral.

tar los factores de restricción celular del huésped. Estos

APOBEC se podría considerar como un nuevo me­

investigadores han encontrado que la conjugación de

canismo de resistencia celular; a diferencia del interfe­

NEDD8 a Cullin-5 (por medio de la enzima UBE2F) es

rón (de tipo 1 o 2), que es inducido en respuesta a la

necesaria para el proceso de degradación mediado por

misma infección, APOBEC es una proteína que se en­

Vif del factor APOBEC3G. En este sentido, se ha com­

cuentra en la célula y es encapsidada en el proceso de

probado que la inhibición farmacológica de NEDD8 E1

ensamblaje de la partícula viral, de tal manera que su

por medio del fármaco MLN4924 evita el efecto de Vif,

acción se manifiesta tan pronto la transcriptasa inversa

restaurando la restricción del VIH por APOBEC3G. Es­

inicia su función. Así, se ha analizado la posibilidad de

tos estudios demuestran que la interrupción de las cas­

que las proteínas APOBEC3 puedan ser liberadas de la

cadas NEDD8 en el huésped es un novedoso enfoque

supresión mediada por Vif, sobre todo tras conocer que

terapéutico antirretroviral para aumentar la capacidad

Vif inhibe la encapsidación APOBEC3G/F por induc­

del sistema inmunitario de combatir el VIH. En general,

ción de la degradación mediada por proteosoma.

como resaltó el Dr. Michael Malim, “una de las grandes

Estudios experimentales de Nathans et al. han iden­

ventajas que se derivan de centrar la terapia en proteí­

tificado una pequeña molécula, el RN-18, que antagoni­

nas celulares, dirigida a pequeñas moléculas, es que se

za la función de Vif y que inhibe la replicación del VIH

dificulta significativamente la capacidad del VIH para

en presencia de APOBEC3G. El RN-18 eleva los niveles

desarrollar resistencias”.

celulares de APOBEC3G de una forma dependiente de

En estos momentos, a juicio del Dr. Malim, “se vis­

Vif y aumenta la incorporación de APOBEC3G en los

lumbran tres grandes líneas de investigación y desarro­

viriones sin una inhibición general de la degradación

llo de fármacos frente al VIH: inhibir la actividad de

de la proteína mediada por proteosoma. Según se des­

las proteínas del huésped (hacer un knock-out del gen

prende de estos trabajos, RN-18 eleva la degradación de

CCR5 es una de las iniciativas más prometedoras); re­

Vif únicamente en presencia de APOBEC3G, reduce la

ducir la actividad de los antagonistas codificados por el

infectividad viral por aumento de la incorporación de

virus (inhibiendo la actividad de Vif o utilizando for­

APOBEC3G en los viriones e incrementa la deamina­

mas Vif-resistentes APOBEC3G); y añadir factores de

ción citidina del genoma viral. Por todo ello, los autores

resistencia intrínsecos frente al virus (como la fusión de

consideran demostrado que la alianza VIH-1 y proteína

TRIM5a).

❙

¿Es realista la cura funcional del VIH? Giuseppe Pantaleo Catedrático de Medicina y Director del Departamento de Inmunología y Alergia, Centro Hospitalario Universitario Vaudois (CHUV), Universidad de Lausanne, Suiza

A

ctualmente hay 32 fármacos aprobados para hacer frente al VIH-1, pertenecientes a dis­ tintas familias farmacológicas que actúan

sobre diferentes dianas terapéuticas y en distintas fa­ ses del ciclo de replicación del virus: inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de los nucleósidos/inhi­ bidores de la transcriptasa inversa no análogos de los nucleósidos (que actúan sobre la transcriptasa inversa), inhibidores de la proteasa (antagonizan la actividad de la proteasa), inhibidores de entrada o de la fusión (impi­ den la fusión del VIH con la célula CD4, evitando que la infecte y previniendo que el virus ingrese en la célula y

Reseña biográfica Catedrático de medicina y jefe de la división de Inmunología y Alergia, así como del laboratorio de sida de la Universidad de Laussane, Suiza. También es el director ejecutivo del Instituto Suizo de Investigación sobre Vacunas. El Dr. Pantaleo ha sido Giuseppe Pantaleo galardonado con los siguientes premios: Premio Cloetta en Medicina Experimental Básica y Clínica (2000), Premio Pfizer de Investigación en Investigación Clínica sobre Enfermedades Infecciosas (1999), Premio de los National Institutes of Health (1996) y Premio en Virología Básica y Clínica de la Academia dei Lincei (1996).

tome el mando de ésta), inhibidores de la integrasa (blo­ quean la enzima integrasa, responsable de introducir el material genético del VIH en el núcleo de la célula in­

su replicación mediante la terapia antirretroviral. Para

fectada) y los antagonistas CCR5 (ejercen una inhibi­

explicar esta situación se manejan actualmente dos hi­

ción alostérica no competitiva sobre los receptores de

pótesis principales.

quimiocina CCR5 y CXCR4, esenciales para que el VIH penetre en la célula).

Por un lado, se ha sugerido la existencia de un re­ servorio latente de VIH (presencia latente del virus en

Sin embargo, según llamó la atención el Dr. Giuseppe

linfocitos T CD4 de memoria), siendo el total estimado

Pantaleo, “a pesar de este enorme, variado y potente arse­

de este reservorio que está en reposo de 105-107 célu­

nal terapéutico, con estos fármacos aún no somos capaces

las. Además, la prolongada vida media de estas células

de erradicar el VIH, ya que cuando se detiene la terapia, el

CD4 que tienen el VIH latente limita la posible eficacia

virus regresa inexorablemente a las 4-6 semanas”.

a largo plazo de una terapia antivírica supresora. Se ha estimado en aproximadamente 70 años el tiempo que

¿Por qué persiste el VIH-1?

debe transcurrir para asegurar la eliminación de todos

De ahí la importancia de conocer cuáles son los prin­

estos reservorios en presencia de supresión completa

cipales mecanismos implicados en la persistencia del

de la replicación del virus; por lo tanto, cabe inferir que

VIH-1 en los individuos infectados después de eliminar

estos reservorios no van a ser susceptibles a las terapias

35

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

antirretrovirales existentes actualmente (que únicamen­ te impiden su diseminación a otras células) ni tampoco serán susceptibles al sistema inmune. La otra hipótesis se basa en la idea de, a pesar de que se haya conseguido suprimir totalmente el VIH-1, hay una replicación del virus residual que hace que se vuelva a llenar el depósito celular latente. Se ha impli­ cado en este proceso a las células CD4, macrófagos y células dendríticas. Además, se considera la existencia de un reservorio celular oculto, que se encuentra en un compartimento privilegiado, lo que facilita el hecho de que estas células sean resistentes al efecto citopático del VIH y sean poco accesibles a células T CD8 citotóxicas. La expansión del virus aquí es mínima, pero suficiente; esta replicación marginal del virus podría estar asociada con el relleno del reservorio de células latentes. Según resaltó el Dr. Pantaleo, “ambas hipótesis son válidas y no se autoexcluyen: es probable que, por un lado, este reservorio de células infectadas que se en­ cuentran en estado latente ayuden a perpetuar la infec­ ción y, por otro, que haya al mismo tiempo una replica­ ción residual del virus”. Con todo, a favor de la segunda hipótesis están los estudios que demuestran que en un gran número de pacientes con terapia antirretroviral se encuentran niveles bajos de viremia en plasma (20 co­ pias/ml de ARN del VIH).

Trascendencia de las células Thf Un trabajo clásico de Pantaleo, publicado en Nature en 1993, revelaba ya que los tejidos linfoides son el reservo­ rio principal para el VIH, representando el lugar prima­ rio para la infección y su replicación (incluso durante la fase asintomática de la infección). En el año 2000 se dio un paso más en este ámbito, identificándose una nueva población de células T CD4 localizada dentro de los centros germinales; se trataba de las células T helper foliculares (Thf), necesarias para la maduración celular, la producción de anticuerpos y la inmunidad antiviral mediada por células T CD8.

“En la actualidad existen 32 fármacos aprobados frente al VIH-1, de distintas familias farmacológicas, que actúan sobre diferentes dianas terapéuticas y en distintas fases del ciclo de replicación del virus.” Para el Dr. Pantaleo, “la demostración de que los lin­ focitos T CD4 colaboradores foliculares (Thf) suponen el principal depósito de la infección, replicación y pro­ ducción del VIH podría indicar que las Thf pueden fa­ vorecer la replicación del virus residual y los aumentos transitorios de la carga viral que se observan durante la terapia antirretroviral, pudiendo también contribuir a que el depósito latente se vuelva a llenar”. Un análisis exhaustivo de la interacción entre células Thf y las células B genera algunos hallazgos de interés. La inmunidad humoral requiere la interacción entre poblaciones especializadas de células B y células Thf en el centro germinal para producir células B de memoria y células plasmáticas de vida prolongada. La interrelación molecular entre las células B de centro germinal y las cé­ lulas Thf influye en la supervivencia, proliferación y di­ ferenciación de cada tipo celular. Este maridaje entre las células B de centro germinal y las Thf también sucede a nivel transcripcional (como el eje Bcl-6-IRF4-Blimp-1), que es crucial para la diferenciación de células B y para la identidad de células Thf. Además, se ha observado que los linfocitos Thf pue­ den dar lugar a otras poblaciones de linfocitos T CD4 de

“En este momento hay grandes esperanzas depositadas en el abordaje genético de este problema de salud.”

¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo

memoria convencionales tras el final de la respuesta GC. La identificación de los linfocitos Thf como el principal depósito de linfocitos T CD4 para la replicación y pro­ ducción del VIH puede ayudar a diseñar estrategias más selectivas para combatir tanto las células responsables de la replicación del virus residual como las que favorecen los altos niveles de replicación y producción del virus. Y es que, según un reciente estudio del grupo de Pantaleo, las células dendríticas foliculares representan el mayor compartimento de las células T CD4 para la infección VIH-1, así como para su replicación y pro­

El Dr. Pantaleo explicó la importancia de las células Thf en el VIH.

ducción. En concreto, se pone de manifiesto que este subtipo de células contiene el más elevado número de copias de ADN del VIH y es también rico en células T

células mononucleares), seguido de las células CXCR5–

CD4 VIH específicas. Todo ello permite especular que

PD-1+ (23.182 copias/106 células). Experimentos in vitro

los anticuerpos dirigidos a las células Thf podría reducir

confirman que las células Thf son las que de forma más

el reservorio VIH.

eficiente colaboran en la replicación y reproducción del

Algunas de estas observaciones se han obtenido a

VIH. Además, se ha observado que las células Thf están

partir del estudio de cuatro poblaciones diferentes de

expandidas en los nódulos linfáticos de pacientes viré­

células T CD4 aisladas de nódulos linfáticos de cuatro

micos infectados por VIH, evidenciándose una signifi­

grupos de personas bien diferenciadas: 23 sujetos con

cativa extensión de las células CXCR5– PD-1+ CD4 T y

infección VIH crónica (recuento de CD4 > 400/mm3 y

Thf en pacientes virémicos y una significativa reducción

viremia plasmática > 5.000 copias/ml); 14 con viremia

de ambas poblaciones de células tras la supresión de la

plasmática indetectable (< 20 copias/ml de ARN del

replicación viral por medio de antirretrovirales. Se con­

VIH) después de 72 semanas de tratamiento antirretro­

firma, de esta forma, un enriquecimiento de células Thf

viral (se ha analizado tejido en ganglio linfático a nivel

y CXCR5– PD-1+ CD4 T en linfocitos T CD4 específicos

basal, antes de iniciar el tratamiento antivírico y a las 72

para VIH (y también en linfocitos T CD4 que contienen

semanas); 3 pacientes con enfermedad VIH no progre­

el ADN del virus).

siva y niveles bajos de viremia en plasma; y un grupo control de 13 personas VIH–.

También se ha querido comprobar si estas diferentes subpoblaciones celulares soportan eficientemente o no

En este estudio se emplearon diferentes marcadores

el virus. Así, se ha comprobado que las Thf y las CXCR5-

para diferenciar los distintos subtipos de células. Las

PD-1+, pero no así las células CXCR5– PD-1– y CXCR5+

células Thf se correspondieron con el subtipo CXCR5+

PD-1– CD4 T, ayudan eficientemente al aislamiento y

PD-1+; estas células expresan Bcl-6 y la molécula ICOS,

producción del virus en pacientes con niveles virémi­

y tienen la capacidad tanto de producir IL-21 como co­

cos bajos. Además, el porcentaje total de células Thf en

laborar en la producción de IgG1 e IgA de las células B

ganglio linfático se correlaciona directa y estrechamente

de centros germinales.

con los niveles de viremia VIH, de forma que una ma­

El mayor número de copias de ADN del virus se en­

yor presencia de este tipo celular se asocia con una ma­

contró en las células Thf (media de 50.953 copias/10

yor presencia de viremia en plasma. Sin embargo, esta

6

37

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

que se producen en los centros germinales tras una esti­

“A pesar del potente arsenal terapéutico, aún no somos capaces de erradicar de forma definitiva el VIH.”

mulación específica de antígeno en los ganglios linfáti­ cos de un sujetos VIH– y de pacientes VIH+, se aprecia una diferencia fundamental. En los infectados se detecta en el centro germinal células folículo-dentrínticas que están repletas de partículas del VIH.

correlación no se aprecia tan claramente en el resto de

En un trabajo pendiente de publicación, Pantaleo et

–

subpoblaciones celulares analizadas: CXCR5 PD-1

al. muestran cómo las células Thf son eficaces en su ca­

CD4, CXCR5 PD-1 CD4 y CXCR5 PD-1 CD4. Todo

pacidad para favorecer la producción de anticuerpos en

ello subraya que las células Thf son las que tienen una

pacientes infectados por VIH.

–

–

+

+

–

mayor responsabilidad en el desarrollo del virus que se pueden detectar en estos momentos.

Se han identificado elevados niveles de replicación y producción del VIH dentro de las células Thf, correla­

Como principales conclusiones que se extraen de

cionándose con los niveles de viremia plasmática. Por lo

estas investigaciones llevadas a cabo por el grupo de

tanto, cabe preguntarse si bajos niveles de replicación y

Panteleo, se pone de manifiesto que las células Thf se

producción del VIH en las Thf son los responsables de

convierten en el principal compartimento de linfocitos

los virus blips. Como explicó el Dr. Giuseppe Pantaleo,

T CD-4 para la infección VIH, desempeñando una fun­

“creemos que en individuos totalmente suprimidos la

ción esencial en la replicación y producción del virus.

estimulación de la respuesta inmunitaria no va contra el

Estas células Thf y las células CXCR5 PD-1+ pueden

VIH, por lo que cada vez que respondan a cualquier otro

ser el principal obstáculo para alcanzar una curación

tipo de patógeno y desarrollen una respuesta inmuno­

funcional del VIH o su erradicación, por lo que el de­

lógica en el centro germinal (siendo necesario generar

sarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas específica­

antígenos frente a estos nuevos patógenos), se producirá

mente a estas dos poblaciones celulares se convierte en

una activación de las células Thf; si el individuo cuenta

una prioridad, sobre todo si se tiene en cuenta que estos

ya con Thf infectadas por VIH, y considerando que la

dos tipos celulares podrían ser responsables de más de

terapia antivírica no va a bloquear la viremia debida a

un 90% del virus.

la reactivación del virus en células aisladas (bloqueará

–

Por lo tanto, insistió el Dr. Pantaleo, “las células Thf parecen ser buenas candidatas para favorecer la replica­

fundamentalmente su diseminación), es posible que se originen virus blips”.

ción residual del virus y, eventualmente, ser el origen de

Se han descrito episodios cortos de aumento

señales virales (viral blips). En este sentido, el desarrollo

de la carga vírica plasmática en pacientes con tra­

de anticuerpos biespecíficos frente a CD4 y PD-1 puede

tamiento antirretroviral y buen control virológico

representar una estrategia efectiva para eliminar las cé­

que mantienen carga viral indetectable y presentan

lulas Thf y CXCR5 PD-1 infectadas por el VIH”.

ocasionalmente viremia detectable de bajo nivel. Es­

–

+

tos episodios aparecen en determinaciones aisladas

El siguiente paso

y se limitan sin cambios en el tratamiento. Para que

Se están desarrollando varias líneas de investigación

un incremento de la carga viral plasmática sea con­

encaminadas a buscar alternativas terapéuticas que se

siderado como blip debería ser inferior a 500-1.000

dirijan específicamente a las células Thf y las células

copias/ml y en la siguiente determinación debería

CXCR5 PD-1+. Tras comparar la cascada de eventos

ser de nuevo indetectable, puesto que se trata de un

–

¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo

“La posibilidad de combinar múltiples estrategias permite plantearse una posible cura funcional del VIH-1.”

binar estrategias (actuar sobre los reservorios latentes de linfocitos T CD4 y/o intervenir sobre la replicación residual) para eliminar los reservorios del VIH abre la puerta a múltiples intervenciones, con algunos recur­ sos ya en fase muy avanzada de desarrollo, por lo que estamos en disposición de pensar en una posible cura funcional del VIH-1”.

reacción transitoria (la terapia antiviral presente ter­

En cuanto a los reservorios latentes, se está progre­

mina por bloquear el virus y evitar su diseminación

sando en el estudio de los inhibidores de la enzima his­

y amplificación).

tona deacetilasa (HDAC), que han evidenciado su capa­

Como idea final, el Dr. Giuseppe Pantaleo afirmó

cidad de activar la salida del VIH de los reservorios (se

que “nos encontramos en un momento tremendamente

cree que el VIH utiliza el mecanismo celular derivado

interesante para el manejo del VIH, con grandes espe­

de la acción de la HDAC para permanecer latente); por

ranzas puestas sobre todo en el abordaje genético de

otra parte, respecto a la actuación sobre la replicación

este problema de salud”. Con todo, añadió, “también se

residual, se está avanzado en la generación de vacunas

están investigando otros muchos abordajes, más centra­

terapéuticas, fármacos antiPD-1 o inhibidores de la ac­

dos en aspectos inmunológicos. La posibilidad de com­

tivación inmune.

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Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica Javier Martínez-Picado Profesor de Investigación ICREA, Instituto de Investigación del sida, IrsiCaixa y Universitad Autónoma de Barcelona, Barcelona, España

C

on el objetivo de revisar qué se ha aprendido de la investigación básica y clínica, qué se está poniendo en práctica y qué retos pen­

dientes quedan en el abordaje de las infecciones por VIH-1, se contó en este foro con las aportaciones del Dr. Javier Martínez-Picado, que en su conferencia ana­

lizó los distintos fenotipos de VIH (desde los pacientes infectados con una prolongada supervivencia a pesar de la ausencia de tratamiento antirretroviral, hasta aquellos que progresan rápidamente o los que pueden ser refrac­ tarios a la infección por VIH-1). Los virus existen para persistir. Su naturaleza les lle­

Reseña biográfica Doctorado en la Universidad de Barcelona en 1994, fue profesor asociado de diferentes asignaturas de microbiología en esa misma institución. Posteriormente, en 1996, se unió al Hospital General de Massachusetts como investigador posdoctoral, donde Javier Martínez-Picado comenzó su investigación sobre sida. En el año 2000 se incorporó como investigador biomédico en el Departamento de Salud Español del hospital Germans Trias i Pujol de Barcelona, donde ha continuado su actividad investigadora sobre sida hasta la actualidad.

va al firme propósito de perpetuarse y, para ello, tratan de cumplir dos objetivos fundamentales: escapar de las

ambos virus citados previamente), puesto que replica

amenazas y obstáculos que opone el sistema inmunitario

continuamente y hace latencia en unas pocas células de

y limitar su potencial efecto citotóxico todo lo posible,

especial relevancia para el sistema inmunitario.

hasta al menos ser capaces de propagarse a otro posible huésped. Esto sucede con todos los virus, aunque con

Malas y buenas noticias

algunas divergencias en su forma de mostrarse. A modo

En el abordaje actual de la infección por VIH-1 se repar­

de ejemplos prácticos, el experto catalán recordó que el

ten las buenas y las malas noticias. Entre estas últimas,

virus de la hepatitis C replica persistentemente sin llegar

destaca la obstinada persistencia del virus. El VIH-1 es

a hacer latencia y que esquiva al sistema inmunitario; el

un virus que en ausencia de tratamiento antirretroviral

virus del herpes simple hace todo lo contrario, es decir,

adecuado replica continuamente, lo que provoca, por

entra en latencia y tan sólo se manifiesta clínicamente

un lado, un incremento de su diversidad genética y, por

con brotes esporádicos en determinados momentos en

otro, la presencia de mutaciones de escape (evadiendo

los que el sistema inmunitario presenta alguna deficien­

tanto al sistema inmunitario —células citotóxicas y res­

cia. Por su parte, el virus de la inmunodeficiencia hu­

puestas humorales— como al efecto del tratamiento an­

mana en ausencia de tratamiento antirretroviral sigue

tirretroviral). Pero, además, el VIH ofrece una compleji­

una estrategia dual (aunando la forma de actuación de

dad y dificultad mayor, al integrarse en el ADN humano

41

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

“El objetivo de los virus es perpetuarse y, para ello, tratan de escapar del sistema inmunitario y propagarse a otro posible huésped.”

tas terapias en todos los países), los progresos documen­ tados en el conocimiento de la complicada patogénesis del virus y la extensión de algunas trascendentales estra­ tegias de prevención (en la transmisión de madre a hijo, en relación con la eficacia preventiva de la circuncisión masculina, en cuanto al efecto ligeramente beneficioso que ofrecen ciertos microbiocidas, en la utilización de la

y dar lugar a la latencia del virus en unas pocas células

profilaxis posexposición o en las medidas profilácticas

(que pasan desapercibidas para el sistema inmunitario y

preexposición).

para los antivirales); es más, si en algún momento esta

Sin embargo, advirtió el Dr. Martínez-Picado,“segui­

latencia se reactiva, se vuelve a tener un setting de infec­

mos teniendo muy malas noticias. A pesar de la eficacia

ción, por lo que detener el tratamiento antirretroviral no

de los tratamientos actuales, todavía por cada persona

evitará el riesgo de reaparición de la infección si se reac­

que inicia un tratamiento antirretroviral se diagnosti­

tiva una de estas células que contienen el virus latente.

can dos nuevos casos en humanos, lo que impide mini­

La replicación continua del virus y su latencia en al­

mizar el impacto epidemiológico de este drama”. Pero

gunas células escondidas se entremezclan con un hecho

no sólo eso, recordó, “a día de hoy continuamos sin una

especialmente relevante. En las personas infectadas por

cura para la infección por VIH y sin una vacuna pre­

VIH-1 (sobre todo las no tratadas, pero también las tra­

ventiva; mientras que no dispongamos de una curación

tadas y las que reciben terapia durante períodos prolon­

para el virus y/o una vacuna para prevenir su aparición

gados) existe un incremento del proceso inflamatorio y

en poblaciones de riesgo, tendremos un gran problema.

de activación del sistema inmunitario. Estas personas

Aunque en las últimas tres décadas se han logrado gran­

no terminan de normalizar su sistema inmunitario, ya

des progresos, es evidente que aún tenemos ante noso­

sea porque hay un daño irreversible en la traslocación

tros importantes y nuevos retos”.

bacteriana (lo que incrementa el nivel de ciertas molé­ culas en el cuerpo, de tipo endotoxinas, que mantienen

Tipos de progresión

siempre elevado el nivel de activación), por una presen­

En los últimos años se han logrado distinguir varios ti­

cia desmesurada de interferón-alfa (que mantiene con­

pos de pacientes VIH, atendiendo fundamentalmente

tinuamente activado este sistema inmunitario), etc. En

al modo que manifiestan la progresión de la infección.

cualquier caso, sintetizó el Dr. Martínez-Picado, “los as­

Utilizando un sencillo sistema de coordenadas cartesia­

pectos peculiares de replicación, integración, inmuno­

nas, el conferenciante trató de ejemplificar la distinta re­

activación e inflamación van a favorecer la persistencia

lación que existe en cada uno de estos subtipos de enfer­

viral de la infección por VIH-1”.

mos entre la progresión de la enfermedad y la presencia

Sin embargo, también hay buenas noticias en este

de virus en la sangre.

campo. Entre ellas destaca la rápida, precoz y eficaz

La mayor parte de personas que se infectan por el

identificación del VIH-1, el acelerado desarrollo de he­

VIH-1 muestran grados variables de viremia y de pro­

rramientas diagnósticas cada vez mejores, las propias

gresión de la enfermedad. En amplias series de pacien­

mejoras que se han registrado en las últimas décadas en

tes (Cascade Collaboration) se ha comprobado que, por

el desarrollo de fármacos antirretrovirales (aunque sub­

término medio, aquellos sujetos infectados que no son

sisten importantes déficits en la implementación de es­

tratados con antivirales tardan habitualmente entre 7 y

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado

11 años en desarrollar el sida y entre 8 y 12 en fallecer si no han recibido una terapia antirretroviral. Pero, al margen de este gran grupo de pacientes, se identifican otros subgrupos más pequeños que muestran ciertos rasgos de interés.

Controladores de la infección Un de estos subgrupos lo conforman aquellos pacientes que son controladores de la infección por VIH. Se trata de personas con un nivel de sintomatología muy bajo y

El Dr. Martínez-Picado analizó en su conferencia los distintos fenotipos del VIH.

una escasa progresión de la enfermedad; además, la ma­ yor parte de ellos expresa una viremia muy baja (en los denominados controladores de élite ni siquiera se pue­

a este grupo de controladores de élite, se han iniciado

de detectar viremia alguna utilizando técnicas estándar,

otras líneas de investigación enfocadas a analizar otras

aunque sí por técnicas ultrasensibles). Se estima que tan

variables (genéticas, inmunológicas...). De todas éstas, la

sólo una de cada 300 personas infectadas puede ser un

que acumula un mayor grado de evidencia satisfactoria

controlador de élite; sin embargo, a pesar de ser escasos

es la que se ha centrado en evaluar la interacción que se

los pacientes incluidos en este grupo, ha sido extensa­

establece en las moléculas implicadas en la presentación

mente investigado, “puesto que puede darnos las claves

de antígeno.

de qué ocurre en estos pacientes para que sean capa­

Tal y como se demostró hace años, una célula in­

ces de no experimentar desarrollo de su enfermedad”,

fectada presenta el antígeno (en este caso, péptidos vi­

apuntó el ponente.

rales) a través de una molécula (el complejo mayor de

En este sentido, se ha sugerido la posibilidad de que

histocompatibilidad, HLA), lo que provocará que una

exista algún rasgo peculiar de los VIH-1 que infectaban

célula efectora (célula citotóxica) reaccione y produzca

a estos controladores de élite (un defecto), una hipótesis

un efecto citolítico sobre la célula infectada. Todos los

que no se ha podido confirmar. Sin embargo, es posible

humanos tienen un patrón identificador y específico de

aislar y caracterizar virus con capacidad replicativa de

HLA; dependiendo del tipo de HLA que tenga cada per­

tejidos procedentes de pacientes que son controladores

sona, y de si el haplotipo es homocigoto o heterocigo­

de élite; también se ha demostrado que algunos de estos

to, cada persona posee una mayor o menor protección

sujetos han recibido la transmisión viral de pacientes con

frente a un determinado virus.

sida (por tanto, con una infección progresiva); igualmen­

Estos hallazgos se han podido corroborar en gran­

te, y a partir de la secuenciación del genoma completo

des estudios de genómica. En una importante cohorte

viral, se ha observado que en muchos de estos virus no

internacional (con casi 1.000 pacientes controladores de

hay defectos lo suficientemente claros como para explicar

élite y que no habían recibido tratamiento), se efectuó

la existencia de una deficiencia viral (aunque en muchos casos se detectan pequeños defectos que los convierte en virus con una inferior capacidad replicativa). Dado que el virus no llega a explicar, a la luz de los conocimientos actuales, los motivos que darían lugar

“En ausencia de tratamiento antirretroviral adecuado, el VIH-1 se replica continuamente.” 43

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

traordinariamente bajo de pacientes (aproximadamente

“Por cada persona que inicia un tratamiento antirretroviral se diagnostican dos nuevos casos.”

un 5,5% de los que interrumpen la terapia antirretroviral tras haberla comenzado precozmente después de una primoinfección); no manifiestan alelos HLA protectores; y no parece que la respuesta citotóxica esté implicada en este control de la infección (débil respuesta de células T

un análisis de genoma humano completo de asociación con fenotipo que ha concluido que los principales de­ terminantes del control del VIH-1 se ubican en el cro­ mosoma 6, en una región relacionada con el complejo mayor de histocompatibilidad (concretamente, el HLA B); a partir de estos resultados, se considera que existe una serie de haplotipos inmunogenéticos que confie­ ren un diferente riesgo de progresión del VIH-1 (alelos protectores: B*57:01, B*27:05, B*14/Cw*08:02, B*52 y A*25). De esta manera, un marcador genético podría servir para orientar sobre el nivel de progresión del VIH en un paciente no tratado. Hay otro subgrupo de sujetos, más minoritario, me­ nos conocido y estudiado que se incluye dentro del seg­ mento de pacientes que son controladores del virus. Los controladores postratamiento son pacientes que, tenien­ do una viremia detectable al inicio de su infección, han empezado el tratamiento antirretroviral precozmente (en la fase aguda, aproximadamente durante las prime­ ras 4 semanas tras producirse la infección primaria). En algunos de estos pacientes, al detenerse por cualquier motivo el tratamiento antirretroviral, se han documenta­ do casos de control espontáneo de los niveles de viremia, manteniendo las células CD4 en unos niveles relativa­ mente elevados. De los estudios más significativos que se han publicado recientemente en torno a estos pacientes, se extraen tres ideas esenciales: se trata de un número ex­

CD8+ específicas para el VIH).

Pacientes que progresan rápidamente Una situación totalmente opuesta es la que muestran aquellos pacientes definidos como progresores rápidos, es decir, aquellos que tras la infección primaria objetivan un acelerado avance de la enfermedad. En un estudio de la cohorte europea Cascade, incluyendo casi 19.000 pacien­ tes seguidos desde el momento de la seroconversión, ha­ bía un 15% de sujetos con menos de 200 células CD4/µl a pesar de no haber recibido terapia antirretroviral des­ pués de tres años de producirse la infección; este por­ centaje se eleva hasta el 40% si se incluye a los pacientes con 200-349 células/µl. Estos datos, según los valoró el Dr. Javier Martínez-Picado, “son mucho más elevados de lo que cabría esperar, por lo que la infección que progre­ sa rápidamente es un problema emergente del que hasta ahora sólo hemos empezado a ser realmente conscientes”. El Instituto de Investigación del Sida, en colabora­ ción con investigadores del grupo liderado por Giuse­ ppe Pantaleo, ha iniciado un arduo trabajo de cribado en sus cohortes en busca de pacientes que presenten estas características: progresión rápida de la infección (con un nivel de CD4 inferior a 350 células/µl en menos de tres años tras la infección primaria) o con criterios definito­ rios de sida. Por el momento, se han logrado identificar unos 150 pacientes con estos rasgos, “lo que permitirá hacernos preguntas más biológicas”, apostilló el ponente. Entre los resultados obtenidos por el momento,

“Una de cada 300 personas infectadas es un controlador de élite.”

destaca que gran parte de estos progresores rápidos se infectan con una tipología de virus característico: son pacientes que están sensible y significativamente enri­ quecidos en infección con virus que utilizan el receptor

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado

X4 o simultáneamente el receptor R5/X4 (los pacientes con una progresión estándar tras infección primaria se infectan mayoritariamente con virus R5). Además, tras aislar satisfactoriamente el virus y lle­ var a cabo pruebas in vitro sobre cómo se produce la replicación viral, se determina que los virus procedentes

“La infección que progresa rápidamente es un problema emergente del que hasta ahora sólo hemos empezado a ser realmente conscientes.”

de pacientes que progresan rápidamente replican de for­ ma mucho más veloz que los virus aislados de enfermos

se pueden extraer de una comparación con los pacientes

con una progresión normal.

que muestran progresiones rápidas).

Los estudios de inmunidad celular en estos pacientes

En base a esta consideración, se ha optado mejor por

con progresión rápida de la infección ponen de mani­

comparar a los pacientes virémicos que sí desarrollan la

fiesto que estos sujetos tienen una capacidad de respues­

enfermedad con aquellos que tienen una viremia eleva­

ta citotóxica muy débil en comparación con los respon­

da pero que no progresan o lo hacen muy lentamente.

dedores estándar. Es más, esta respuesta citotóxica no

Sin embargo, al tratarse de subgrupos de pacientes muy

se recupera a pesar del tratamiento antirretroviral. Para

específicos y reducidos, en estos estudios se ha inclui­

ilustrar estos hallazgos, el ponente presentó un caso clí­

do a macacos Rhesus y a monos Sooty mangabey. Tal y

nico para mostrar que también se potencia el riesgo de

como lo justificó el Dr. Martínez-Picado, “la infección

progresión rápida cuando el virus que pasa del donante

por VIH en humanos guarda un estrecho paralelismo

al receptor (compartiendo ambos pacientes idénticos

con infecciones ocasionadas por el virus de la inmuno­

supertipos de HLA) incorpora las mutaciones de escape

deficiencia de simios (VIS) en primates no humanos; de

frente a la inmunidad celular.

hecho, la mayor parte de estas infecciones en primates no humanos se comportarían como las infecciones por

Pacientes virémicos no progresores

VIH en los controladores de élite (consiguen vivir bien,

También es reducido, y ha sido poco estudiado hasta el

con niveles bajos de viremia). Sin embargo, hay dos

momento, el grupo de pacientes calificados como viré­

modelos de primates no humanos que no tienen este

micos no progresores. Presentan una elevadísima vire­

comportamiento estándar: los macacos Rhesus cuando

mia durante años, pero sin desarrollar ningún síntoma

se infectan por el VIS progresan de manera muy veloz,

de enfermedad y sin registrar caídas en CD4. Aproxi­

calcando prácticamente los eventos que se producen

madamente 1 de cada 1.000 pacientes infectados po­

en los pacientes infectados por el VIH que progresan

drían pertenecer a este selecto grupo.

rápidamente; por su parte, los Sooty mangabey con el

Para estudiar adecuadamente las bases de la progre­ sión clínica a la enfermedad resulta más lógico compa­

VIS no desarrollan la enfermedad a pesar de manifestar elevados niveles de virus en sangre.

rar a los pacientes que son progresores rápidos con los

Partiendo de estas premisas, se ha realizado un aná­

virémicos no progresores, puesto que la comparación

lisis comparativo de transcriptómica, confrontando los

entre los progresores rápidos y los controladores de élite

resultados obtenidos entre pacientes rápidos progreso­

ofrece muchos obstáculos (sabiendo que la presencia de

res y virémicos no progresores con los hallazgos reco­

virus modifica toda la inmunología del paciente y que

pilados de la comparación hecha entre macacos Rhesus

los progresores lentos no tienen niveles relevantes de vi­

y Sooty mangabey, lo que ha permitido identificar posi­

rus, se limita la validez de las posibles conclusiones que

bles rasgos comunes en la genética y transcriptómica,

45

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

“Los modelos de progresión de la enfermedad tienen grandes similitudes transcriptómicas en humanos y en otros primates.”

Por el momento se han seleccionado para esta cohorte 560 pacientes con hemofilia A, test VIH-1 negativo y que tienen documentado un tratamiento con concentrado VIII entre 1979 y 1984. Un primer análisis de esta pobla­ ción ha tratado de discernir si existe algún factor genético protector frente al VIH en estas personas, a pesar de que

por una parte, de los rápidos progresores y los macacos

todas son VHC+. Se ha descubierto que únicamente un

Rhesus, y, por otra, de pacientes virémicos no progreso­

6,4% de los pacientes son CCR5∆32 homocigotos; ade­

res y los Sooty mangabey.

más, y después de realizar un cribado de más de 1.000

Gracias a este modelo se han detectado grandes

polimorfismos y casi 4.000 genes, no se ha encontrado

similitudes, tanto en lo que respecta a la respuesta al

ningún otro marcador genético ni ninguna alteración sig­

interferón como en los genes implicados en la activa­

nificativa en el número de copias de genes que se pueda

ción inmune. Con análisis de enriquecimiento de ge­

asociar con la protección de estos pacientes frente a la in­

nes se ha podido, incluso, identificar cuatro genes que

fección por VIH. A pesar de estos resultados desesperan­

están sobreexpresados en los modelos de progresión

zadores, se está procediendo a realizar una secuenciación

rápida, tanto en simios como en humanos (CASP1,

del exoma completo de esta cohorte de pacientes.

CD38,LAG3, TNFSF13B), así como dos genes que es­

En sus conclusiones, el Dr. Javier Martínez-Picado

tán sobreexpresados en los modelos (tanto en humanos

resumió cinco ideas básicas: los humanos muestran

como en monos) de no progresión a pesar de contar con

una significativa variación en los resultados clínicos

niveles altos de viremia (SOCS1, EEF1D).

que se derivan tras una infección por VIH-1; la inmu­ nogenética revela que el factor mayor de histocompa­

Personas expuestas no infectadas

tibilidad es un determinante crítico para la progresión

Un último subgrupo de sujetos dignos de mención son

de la enfermedad por VIH-1; la rápida progresión de

las personas que están expuestas al VIH pero que, en

la enfermedad por VIH-1 es un fenómeno mucho más

cambio, no se infectan. Para estudiar adecuadamente

frecuente de lo que se creía previamente; los modelos

estos casos aislados, el grupo de trabajo del Dr. Martí­

humanos y de primates no humanos de progresión de

nez-Picado se ha fijado en una cohorte muy específica

la enfermedad tienen grandes similitudes en términos

de sujetos: pacientes hemofílicos (hemofilia A) que re­

transcriptómicos; y más allá de la CCR5∆32, no se ha

cibieron antes del año 1984 concentrado de factor VIII

encontrado por el momento ningún otro determinan­

en infusión y que, a día de hoy, no están infectados por

te genético que se vincule estrechamente con la resis­

el VIH.

tencia frente a la infección VIH-1. 

❙

Enfermedades infecciosas emergentes

debate

Moderador: Juan Carlos López Mesa redonda: Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado

47

Debate

Los Dres. Martínez-Picado, Malim y Pantaleo durante el debate.

Pregunta: En relación con el es-

ha sido compartir la información

manera más sistemática, que nos

tudio que están llevando a cabo

que nosotros teníamos con otros

permita validar las observaciones

para identificar el receptor del

grupos y, en total, hemos reunido a

que hacemos. Ahora lo podríamos

HCoV-EMC, me gustaría saber si

diez pacientes, cinco de los cuales

hacer, ya que contamos con las téc­

el macaco es un buen modelo para

han muerto.

nicas y recursos necesarios, aunque

detectar y aislar este virus.

aún nos faltarían algunos materia­

Albert Osterhaus: La respuesta es

Pregunta: ¿Se ha podido documen-

les. No creo que hayamos demostra­

sí. Aunque nunca se puede afirmar

tar la transmisión entre humanos?

do aún la transmisión de humano

en el 100% de los monos, hemos

Albert Osterhaus: Ésta es la cues­

a humano, y esto es crucial, ya que

probado distintas especies en el

tión más crucial. Todos ellos eran

no debemos olvidar que con SARS

proyecto de la Unión Europea en

casos individuales; aparte de los dos

había transmisión ocasional entre

el que participamos. Lo que hemos

primeros de los que sólo teníamos

animales y vimos de pronto que el

hecho ha sido reproducir la enfer­

datos de análisis retrospectivo, creo

virus se pasaba a humanos; esto es

medad con la idea de poder, los

que la mayoría de los pacientes eran

lo que tenemos que analizar y para

más rápidamente posible, elaborar

casos aislados. Habría que hacer un

lo que debemos prepararnos.

estrategias intervencionistas.

estudio serológico lo antes posible en camellos, ovejas, cabras, etc., de

Juan Carlos López: Me ha intere-

Pregunta: ¿Han descrito ustedes

zonas de riesgo. Celebramos una

sado mucho de lo que ha mostrado

a diez pacientes con este virus

reunión el Cairo hace tres semanas

sobre ese virus canino que afecta

HCoV-EMC?

y hablamos también con la autori­

a las focas y esos virus animales

Albert Osterhaus: No, no los he­

dad local para ver qué se podía ha­

que parecen propagarse de una

mos descrito. Lo que hemos hecho

cer al respecto, para trabajar de una

manera muy inesperada. También

49

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

inmunidad en cuanto a los virus infecciosos? Michael Malim: En primer lugar, debo decir que yo no tenía nada que ver con esa investigación. Sé que hay trabajos en los que se van a inten­ tar encontrar secuencias víricas en ese individuo y encontrarlas es muy aleatorio. Giuseppe Pantaleo: Creo que hay algo en este paciente que lo hace muy diferente. No debemos olvi­ dar que este paciente ha recibido dos trasplantes de médula, ya que mostró una recidiva de su leucemia Las enfermedades infecciosas generaron una gran expectación.

aguda. El hecho de que haya recibi­ do hasta dos trasplantes de médula

se dice que el calentamiento glo-

masiado compleja, hay demasiados

ósea es una situación bastante úni­

bal está causando algunas enfer-

factores. Lo importante es analizar

ca, por lo que es muy difícil tomar

medades infecciosas emergentes.

de una manera más holística este

a este paciente como representa­

¿Hay alguna prueba realmente

aspecto e intentar amalgamar todos

tivo. A mi juicio, creo que va a ser

convincente que nos permita decir

estos diferentes factores, entender­

imposible utilizar esto en pacientes

que esto ha pasado por el cambio

los y ponerlos en modelos matemá­

de VIH en ausencia de una leuce­

climático, es decir, que ha sido el

ticos preferentemente.

mia aguda; llevar a cabo este tipo

cambio climático el principal res-

de tratamientos va a ser muy difícil.

ponsable de que se haya producido

Pregunta: Me surge una duda en

Insisto, es difícil que los hallazgos

esta epidemia animal?

relación con el caso que ha presen-

encontrados en este caso se pue­

Albert Osterhaus: Bueno, esto nun­

tado del paciente que recibió nue-

dan reproducir en otros, dado que

ca puede afirmarse, es sólo un factor

vas células madre que eran resis-

se trata de un paciente sometido a

entre muchos otros. El calentamien­

tentes a la infección por VIH. Por

una situación especial. Este pacien­

to global evidentemente influye en

lo menos al principio, este paciente

te no es muy representativo, ya que

distintas cosas: por ejemplo, en los

tenía dos poblaciones de linfocitos

ha estado sujeto a dos tratamientos

patrones migratorios de las ballenas,

T: los autólogos, que eran sensi-

muy potentes con quimioterapia y

las aves y las focas. Muchos de estos

bles, y los resistentes. Inicialmente

antirretrovirales, que realmente han

virus pasan de unas especies a otras,

era como una infección persisten-

quitado la mayor parte del reservo­

se producen contactos que antes no

te, posiblemente una situación

rio viral; además, algo debe haber

pasaban, pero no se puede decir que

ideal para seleccionar mutantes de

afectado el hecho de que tuviese

esto sea culpa del calentamiento

escape a alta velocidad. ¿Fue ése el

este CXCR5 negativo, de forma que,

global, porque la situación es de­

caso o este paciente desarrolló una

incluso aunque hubiera algún virus

Debate

residual alrededor, no lo podía am­ plificar. Javier Martínez-Picado: En este paciente se llevó a cabo un secuen­ ciamiento

profundo,

buscando

rasgos fenotípicos de CXCR4, en­ contrándose que un 3% del virus era CXCR4. El siguiente paso era recrear estas secuencias en virus recombinantes, y cuando se hizo fue posible replicar otro virus. Queda por saber por qué, a pesar

La traducción simultánea permitió seguir todas las conferencias y el consiguiente debate.

de tener bajos niveles de CXCR4, el virus que debía estar escapándose de la estrategia de terapia génica no

son las funciones naturales de estos

Pregunta: En su presentación ha

pudo hacerlo. De hecho, hay un se­

progenes. Parece que es una familia

analizado distintos genes de ex-

gundo caso de trasplante de sangre

de genes que se ha expandido mu­

presión que se presentan en dos si-

que se ha realizado con éxito con

cho en primates, y ya se han logrado

tuaciones paralelas con humanos

CXCR5-Δ32 homocigoto; sin em­

identificar hasta once miembros. Lo

y monos, identificando cuatro ge-

bargo, cuando intentamos utilizar

cierto es que los ratones knock-out

nes que se expresaban de forma di-

las células de este nuevo trasplante

con el APOBEC3 inactivado pa­

ferencial. Ahora bien, se ha encon-

en seres vivos, se ha visto que no se

recen normales, pero en humanos

trado en algunas investigaciones

ha podido infectar ni con R5, como

realmente no conocemos la res­

una asociación entre la patogenia

se esperaba, ni con X4 tampoco, lo

puesta. Desde luego, las líneas celu­

del virus y la expresión de los ARN

cual es un desafío y no sabemos

lares en un laboratorio crecen bien

que no codifican. ¿Tiene alguna

por qué.

con estas proteínas APOBEC3. Un

explicación para esta ausencia de

posible peligro se ha vislumbrado

codificación?

Pregunta: ¿Cuáles podrían ser las

tras una secuenciación profunda de

Javier Martínez-Picado: La respues­

consecuencias de tener un trata-

genes de cáncer de mama. En algu­

ta corta es que no. Hemos realizado

miento con APOBEC3 en células

nos de estos tumores se ha visto que

análisis de ARN mensajero, pero no

que no tienen el virus o que están

estos ADN tienen mutaciones im­

hemos tenido en cuenta otras molé­

latentes? ¿Hay algún síntoma o

pulsadas por APOBEC3. Es en cier­

culas de ARN. Y se trata de un cam­

qué puede ocurrir con una célula

to sentido lógico pensar que si se

po de creciente interés.

normal utilizando este tipo de tra-

aumenta la actividad también se tie­

tamiento basado en APOBEC3?

ne el riesgo de introducir mutáge­

Juan Carlos López: ¿Realmente

Michael Malim: Ésta es una pre­

nos genómicos. Se trata de un área

cree que puede existir una cura

gunta excelente. Pero la respuesta

de investigación que está en curso

funcional para el VIH?

es que a día de hoy no lo sabemos,

y, desde luego, es una preocupación

Giuseppe Pantaleo: Cada vez esta­

puesto que desconocemos cuáles

efectivamente.

mos más cerca de obtener un im­

51

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

La sede de la Fundación Ramón Areces acogió la quita conferencia de este ciclo.

pacto mayor. No se si la línea de

la pena pensar en ello. Pero desde

mi intervención, es una molécula de

trabajo que estamos siguiendo va

el punto de vista clásico, las dianas

la superficie celular que tiene la mis­

a ser la estrategia definitiva, pero

clásicas, ¿cómo lo priorizaría?,

ma lógica racional y creo que es una

creo que las cosas que estamos in­

¿qué estrategia elegiría?

buena diana, por lo que se podría

vestigando cada vez son más efica­

Michel Malim: Sin duda, mi opinión

proseguir también en su estudio; en

ces en cuanto a su impacto poten­

al respecto está un poco sesgada,

un reciente artículo se ha evidencia­

cial. Llevará tiempo lograr la cura

aunque es cierto que todos los cien­

do promocionar la tenderina y eli­

funcional del VIH, pero soy más

tíficos tenemos una opinión sesgada

minar también la actividad de virus

optimista sobre la posibilidad de

porque nos centramos en una línea

era también una diana importante.

tener una profilaxis efectiva y de­

de investigación concreta. Consi­

Lo cierto es que, en esta carrera por

finitiva.

dero que las proteínas APOBEC3

buscar la línea de investigación más

son excelentes dianas terapéuticas,

acertada, pensaba que el APOBEC3,

Juan Carlos López: Me ha encan-

pero se está teniendo dificultades

pero aún no está claro. Lo único que

tado su análisis de las vías de se-

en la obtención de resultados sa­

parece evidente es que el TRIM hu­

ñalización a las que se podía diri-

tisfactorios, a pesar de llevarse más

mano no funciona y, por lo tanto,

gir uno para hacer frente al virus,

de una década investigando en este

yo seguiría las otras dos opciones;

y la idea de la forma de terapia

campo. Por otra parte, el TRIM5α es

APOBEC3 y tenderina.

génica o terapia celular es también

un campo difícil, porque el TRIM

muy interesante. Yo creo que sería

humano no funciona realmente

Juan Carlos López: El análisis de

difícil utilizar esto teniendo en

contra el VIH. También son suge­

las diferentes cohortes de pacientes

cuenta las agencias de regulación,

rentes los trabajos relacionados con

es fascinante, y es que pocas veces

los obstáculos burocráticos, los re-

SAMHD1. Por otra parte, la tenderi­

se discute cuánto hemos aprendido

cortes económicos…, pero valdría

na, de la que no he hablado tanto en

analizando los fenotipos extremos,

Debate

que siempre han sido muy im-

Giuseppe Pantaleo: En personas

centraciones adecuadas de fármacos

portantes. Es una pena que no se

sin VIH se estima que un 2% del

antirretrovirales. Hay alguna posibi­

hayan encontrado valores estadís-

total de los linfocitos T CD4 del

lidad de que realmente no se alcan­

ticamente significativos en el pri-

tejido de los ganglios linfáticos son

cen los niveles terapéuticos, sobre

mer análisis genético, aunque aún

Thf; en el paciente virémico suben

todo si tenemos en cuenta también

subsiste la esperanza de encontrar

hasta un 6 o 10%.

las concentraciones tan elevadas de

algo más interesante en el análisis

células infectadas que encontramos.

completo de los exones. ¿Esperan

Javier Martínez-Picado: Es in-

algún hallazgo de interés en algún

trigante que se hayan publicado

Pregunta: ¿Qué pueden aportar

subgrupo de las cohortes definidas?

polémicos hallazgos que insinúan

los fármacos nuevos, como los an-

Javier Martínez-Picado: El análisis

que quizá algunos de los fármacos

tiPD-1?

estadístico para múltiples compa­

antirretrovirales que hemos utili-

Giuseppe Pantaleo: Hay un par de

raciones es muy complejo. En este

zado durante los últimos años no

laboratorios que están interesa­

análisis utilizamos distintas tasas de

penetran demasiado bien en los

dos en probar la terapia antiPD-1

recuperación, un enfoque más rela­

ganglios linfáticos, que es exac-

en infección por VIH, con el fin

jado y no hemos encontrado nada

tamente donde están las células

de restaurar o reactivar las células

que fuera significativo en el conjunto

diana. Y también he encontrado

o restaurar una mejor función in­

de todas las cohortes. En un subcon­

en sus diapositivas que el nivel de

munitaria de los linfocitos CD8. El

junto de las cohortes también hemos

cuantificación vírica es bastante

tratamiento antiPD-1 en el cáncer

podido recoger células, y esperamos

elevado y significativo. ¿Piensa que

ha tenido éxito, pero también está

poder encontrar algún resultado de

se están mezclando ambos eventos,

asociado con graves efectos secun­

interés. Ahora no solamente estamos

es decir, que los fármacos actuales

darios. En nuestro caso, nosotros no

llevando a cabo el análisis de exones,

no penetran adecuadamente en el

necesitamos un agonista antiPD-1

sino que también estamos llevando a

reservorio y que, además, las célu-

que vaya a estimular la reactiva­

cabo análisis funcionales in vitro con

las infectadas son capaces de repli-

ción, porque lo que necesitamos es

esas células; sin embargo, no sabe­

car eficientemente?

simplemente eliminar. Hace falta

mos qué podemos encontrar, sobre

Giuseppe Pantaleo: A mi modo de

dirigirlo y unirlo sin crear una ac­

todo teniendo en cuenta que estas

ver, creo que estos hallazgos a los

tivación, sobre todo para limitar los

personas evidentemente han estado

que se refiere se han malinterpreta­

efectos secundarios que se han visto

expuestas al virus pero hace bastan­

dos. No estoy diciendo que los datos

en el campo del cáncer.

te tiempo. Realmente, no sabemos si

sobre la penetración de antirretrovi­

las células que tenemos van a poder

rales en los tejidos no sean válidos,

Juan Carlos López: ¿Qué mensaje fi-

responder de una forma similar a

pero creo que desafortunadamente

nal les gustaría difundir en relación

como lo han hecho años atrás, pero

realizar este tipo de cuantificación

con este campo de investigación?

tenemos todavía las células y pode­

farmacológica sobre el tejido total

Javier Martínez-Picado: En primer

mos trabajar con ellas.

realmente no indica gran cosa, es

lugar, destacaría que la investigación

Pregunta: ¿Con qué frecuencia se

decir, no puede explicar si realmente

traslacional es muy importante. Todo

encuentra células foliculares en

en algunos compartimentos dentro

el trabajo que se ha realizado con

individuos normales?

del tejido diana se encuentran con­

personas de riesgo, personas infec­

53

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

tadas con distinta duración de pro­

cualquier virus, pero hay muchas

financiar estas investigaciones: las

gresión, es relevante. Hay que incluir

dianas potenciales por descubrir y

autoridades públicas han recorta­

más aspectos moleculares, aspectos

una biología muy interesante por

do sus ayudas y las empresas real­

inmunológicos y también hay que

desvelar.

mente no te ofrecen su ayuda hasta

estudiar muestras reales de pacientes.

Giuseppe Pantaleo: Me gustaría

que no tienen una base sólida de

Michael Malim: Totalmente de

subrayar la necesidad de apoyar,

evidencia positiva que les anime a

acuerdo con este último comentario,

desde diferentes ámbitos, el de­

invertir en el proyecto. Con todos

puesto que es fundamental estudiar

sarrollo de estas intervenciones

los logros que estamos alcanzando

muestras reales de personas. Por

terapéuticas; no hay demasiados

en distintos campos (intervención

otro lado, llamar la atención sobre

fondos económicos para explorar

inmunológica, molecular, celular,

que actualmente estamos solamen­

de una forma eficaz estas estrate­

etc.), es una pena que nos paremos

te rascando la superficie que hay en

gias potenciales, siendo muy difícil

por falta de dinero. 

❙

Federico Mayor Zaragoza Chairman of the Scientific Council of Ramón Areces Foundation Javier Cazaña Aguilar Managing Director of Nature Publishing Group Iberoamérica

Emerging infectious diseases

presentation

Raimundo Pérez-Hernández y Torra Director of the Ramón Areces Foundation

55

Presentation T

he following monograph “Emerging infectious diseases: the new pande­mic of the 21st century”, compiles the discussions and opinions of the experts

who attended the 5th edition of the “Lecture Series and Debates on Science”,

which was jointly organised by the Nature Publishing Group Iberoamerica (NPGI). The primary subjects debated during the four previous editions included autoim­

mune diseases, personalised health care, the nanotechnology revolution and genetic testing. Based on the views of the Scientific Advisory Board and NPG, these subjects were extensively addressed because of their academic and cutting-edge nature and because they are current topics of interest. The five rounds of talks were the result of the collaboration initiated with the NPGI in 2008. The objective of this collaboration is to disseminate scientific know­ ledge, which is one of the main goals of the Foundation, together with promoting scientific research and generating human capital. This collaboration has clearly developed into a veritable strategic alliance, similar to those we maintain with other institutes, universities, centres and organ­ isations of excellence. We believe this collaboration will continue to yield results that will benefit society. 

❙

Raimundo Pérez-Hernández y Torra Director of Ramón Areces Foundation

57

Emerging infectious diseases

U

ndoubtedly, this collaboration with the NPG has been very productive, espe­ cially considering the number of articles published by the NPG in highimpact journals. From a historical perspective, the articles published by the

NPG often set the tone for what needs to be discussed in specialised conferences, par­ ticularly in the field of biomedicine. On this occasion, we address the interesting and appropriately topical subject of emerging infections. We have come to realise that history is repeating itself, especially in regards to the fight against pathogenic agents. It is an endless battle. If at any particu­ lar moment we succeed in overcoming these pathogens, they “search” for new pathways by evolving mutations that will allow them to adopt new and unpredictable pathogenic strategies, thus continuing this attack and counterattack cycle between microbes and their hosts. We have to remember that when it comes to microorganisms (bacteria, vi­ ruses, etc.), we cannot lower our guard. We are continuously at risk of encountering un­ welcome and novel pathogens. This issue might occur because patients are changing or because the nature of the pathogens varies following successive adaptations. This is and must remain a continuous fight. Currently, there are many distinct factors that explain the importance of emerging infections. First, we have today the extraordinary ability to travel around the world with ease due to new and efficient means of transport. The notion that infectious diseases are exclusive to one particular location on Earth and that they have no relevance to the rest of the world has become an outdated notion. Increased longevity has resulted in the rapid change of patients’ characteristics. In Spain and over the last forty-five years, there has been a twenty-year increase in the aver­

age lifespan. This increase has generated a new spectrum within the health services, with radical changes regarding the types of diseases to avoid or treat and the resources that need to be utilised. This increased longevity is achieved as a result of so-called “therapeu­ tic platforms”. Fifty years ago, a person that reached eighty years of age was considered to have optimal health. Currently, multifaceted treatments are responsible for allowing us not only to enjoy a greater number of years but also to enjoy a better quality of life during those years. Pathogen strategies are also changing, as are the strategies to fight them. However, it is necessary to keep in mind the nature of the patient. Previously, there were many diseases;

Presentation

now, there are newly emerging and re-emerging diseases. These diseases usually affect the population at an early age. However, we now have a progressively elderly population that is especially vulnerable to these types of diseases. In this context, the implementation of preventive actions is of great relevance. Pro­ phylaxis has been of critical importance and is strongly related to the observed longevity. We have successfully put into practice a preventive strategy against diseases through the use of effective vaccines with near-permanent efficacy, as is the case in the treatment of yellow fever. In short, we have to fight on two important fronts. On one side is the palliative front, the therapeutic treatment that heals but can also reproduce the same or similar patho­ logical scenario. On the other side is the preventive front, with which we have achieved great successes over recent years. However, irrespective of the palliative or preventive perspectives, the truth is that we now have a very troubling new field requiring action: emerging infections. The need for advancements in this field is mainly due to the speed of infection and the ease with which infections (such as Ebola or dengue) can spread; the spread of AIDS should be considered in this context. We are currently under the menace of several diseases that were already known but that, in the past, did not concern the general population or, at the very least, the most privileged sector of the world’s population. In conclusion, I believe that NPGI has made the right decision when proposing to scientifically address the new developments that aid in the effective confrontation of these new infectious diseases. This subject fits very well in one of the main lines of work of the Ramón Areces Foun­ dation, which involves the field of biomedicine, particularly that which can “alleviate or avoid human suffering”. This was a key principle of Dr. Ramón Areces. He always said that it was one of our duties to attract young scientists to contribute to the prolongation of the human life span in the best possible conditions. It is evident that this day is already a success. I hope that next year, we will continue with the same approach, possibly addressing other very timely subjects, such as acquired diabetes. ❙

Federico Mayor Zaragoza Chairman of the Scientific Council of Ramón Areces Foundation

59

G

ood afternoon, and thank you for attending this new conference-panel dis­ cussion organised by the Ramón Areces Foundation and NPGI (Nature Pub­ lishing Group Iberoamérica), dedicated to emerging infectious diseases.

The warm welcome and interest of previous years have enabled this fifth year of con­

tinued collaboration between our two institutions. Throughout these years, using the same format, we have addressed current topics of scientific interest, such as autoimmune diseases, personalised medicine, and medical nanotechnology. Thus, on behalf of NPGI, I want to thank the Ramón Areces Foundation—represen­ ted by Mr. Pérez-Hernández Torra and Professor Mayor Zaragoza—for the partnership between these two institutions. In addition to providing us with these types of oppor­ tunities, this Foundation continues to fund more than 100 research projects, providing a patronage that is even more valuable presently, given the budget restrictions affecting this field every day. I would like to thank professors Malim, Pantaleo, Osterhaus and Martínez-Picado, all recognised experts in their own fields, for participating as speakers at this event Finally, I would like to thank Dr. López, editor of the journal Nature Medicine, which once again ranks first in the Medicine, Research and Experimental category with an Im­ pact Factor of 22.462. And now, it is Dr. López’s turn. I hope you enjoy the event.

❙

Javier Cazaña Aguilar Managing Director of Nature Publishing Group Iberoamérica

He received his degree in biomedical research at the Universidad Nacional Autónoma de México and obtained his PhD in neurobiology and behaviour at Columbia University (New York), where he studied the cellular and molecular mechanisms of simple forms of memory in Eric Kandel’s laboratory. Before entering the publishing world, Juan Carlos worked for the Instituto Cajal (CSIC, Madrid), studying the functional aspects of inhibitory neurotransmission. In November 1999 he was honoured with the “Estudi General” European Award for scientific dissemination, for his book El Taller de la Memoria. He is currently editor in chief of Nature Medicine, a post he had held previously at Nature Reviews Neuroscience.

Emerging infectious diseases

introduction

Juan Carlos López Editor of Nature Medicine

61

Introduction

I

t is essential to thank the Foundation for their support and interest for the organisation of these conferences. It is also necessary to thank the

speakers, who have taken time from their schedules to spend this evening with us in order to share their inte­

“2,000 million people travel every year by air, an outbreak in one part of the world is only a few hours away from anywhere else”.

resting, most current research with us. While the study of emerging infectious diseases

sation (WHO) has warned that infectious diseases are

such as dengue fever or Ebola is fascinating, many other

spreading at the fastest rate in history. At this point in

diseases that cannot be referred to as emergent are im­

time, given that 2,000 million people travel every year

portant and worth consideration.

by air, an outbreak in one part of the world is only a few

In developing this year’s program, we decided to

hours away from anywhere else.

focus on the most far-reaching, cutting-edge scientific

Thus, if a clearly transmissible pandemic virus

research that is currently taking place. It is for this rea­

should emerge, it would not be possible to prevent it

son that we have particularly emphasised influenza and

from spreading and affecting approximately 25% of

HIV research.

the world population. In addition to AIDS, influenza

It is an honour to welcome the speakers participat­

or hepatitis C, at least one new infectious disease has

ing in this conference, as they are prominent scientists

emerged every year since 1970. In the last five years,

whom I have known personally for many years.

WHO experts have detected 1,100 epidemics. Will

Emerging infectious diseases caused by microor­

this trend continue in the future? Is there any way to

ganisms, such as viruses, bacteria, fungi and protozoa,

stop the spread of a new disease? Are the measures

are currently one of the most serious threats to public

taken really effective? The presentations that will take

health. They cause more deaths worldwide than any

place this afternoon will help to shed light on some of

other single phenomenon. The World Health Organi­

these questions.

❙

63

Albert Osterhaus Head of Department of Virology at the Rotterdam University, The Netherlands

Novel therapeutic opportunities for HIV infection Michael Malim Professor of Infectious Diseases, King’s College, London School of Medicine, UK

Is HIV functional cure a realistic cure? Giuseppe Pantaleo Professor of Medicine and Head of Division of Immunology and Allergy, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), University of Lausanne, Switzerland

Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation Javier Martínez-Picado ICREA Research Professor, AIDS Research Institute IrsiCaixa and Autonomous University of Barcelona, Barcelona, Spain

Emerging infectious diseases

lectures

Emerging viruses and intervention strategies

65

Emerging viruses and intervention strategies Albert Osterhaus Head of Department of Virology at the Rotterdam University, The Netherlands

A

lthough there is a widespread feeling that, in the last century and especially in Western countries, human control of infectious dis­

eases has been largely effective, there are still many emerging infections that are difficult to study or that have not received enough attention. Since our inception, we humans have carried sig­ nificant viral loads, depending, in many cases, on our relationships with the animal world. From the appear­ ance of hominids to the present, a large number and variety of viruses have persisted, many of which are the result of our coexistence and relationships with

Biography outline Dr. Albert Osterhaus is one of the most relevant virologists in the field, and his research group was the first to detect the human infection due to the H5N1 strain of avian influenza. After obtaining his BS in Veterinary Science, he completed his PhD in Virology. Albert Osterhaus His first important contribution was the detection of the Morbillivirus that caused mass deaths of the seal population in northeastern Europe. Currently, he leads a group of more than 100 virologists at Erasmus University Rotterdam and is a co-founder of two biotech companies.

animals. A quick review of the evolution of the human species over thousands of years reveals, among other

In recent decades, there seems to have been a dra­

things, the extraordinary and sudden changes man­

matic increase in the occurrence or reoccurrence of vi­

kind has undergone, changes that have led us from a

ruses that threaten human or animal populations world­

life of nomadic predation to colonisation, animal do­

wide. A long list of exotic names, such as Ebola, Lassa,

mestication and husbandry, agricultural development

Rift Valley, Crimean-Congo, Hendra, Nipah or West Nile,

and, finally, urbanisation and industrialisation. At

provides a clear idea, according to Osterhaus, of some of

every stage, man has been accompanied by emerging

the places associated with the origin of viruses that have

viruses.

jumped to humans in the last decade, with severe con­

As explained by Dr. Albert Osterhaus, “Currently

sequences. The changes taking place in modern society,

there are a number of factors that interact and predis­

according to Albert Osterhaus, create new opportuni­

pose us to new infections, most of them of a viral nature

ties for the emergence of viral infections. “The whole of

and originating in the animal world.” In his view, “mod­

complex changes taking place in social environments,

ern society is exposed to infectious diseases caused by

medical and agricultural technologies, and ecosystems

viruses that have not yet jumped from the animal to the

continue to create new niches for viruses to jump to new

human species.”

species and to quickly adapt to them,” he said.

67

Emerging infectious diseases

“Modern society is exposed to infectious diseases caused by viruses that have not yet jumped from animals to the human species”.

tion that have been eradicated (like smallpox), some of the infections detected today are the consequences of these ‘old’ diseases and are more easily handled (such as the cowpox virus, or monkeypox). The cowpox virus is found in Europe, mainly in the UK. Human infections are now rare, although the virus is often contracted by domestic cats. The virus is not commonly found in cows. Instead, virus reservoirs are

Animal Viruses

forest rodents, particularly Cricetidae. Domestic cats

Animals are the source of nearly all new emerging in­

contract the virus from these rodents. This virus causes

fections in humans. Among the more classic and recent

a disease of the skin that is manifested as red blisters

examples, Dr. Osterhaus has cited cases of West Nile

and is transmitted from infected animals to humans.

virus (caused by wild birds and mosquitoes), SARS

It is related to the vaccine virus (Vaccinia virus) and

coronavirus (originating in bats), and influenza A vi­

smallpox virus (Variola virus). When cured of the cow­

rus (derived from wild ducks). Particularly when taken

pox virus, a person is immune to smallpox. The disease

together, all of these emerging infections have an enor­

was once prevalent among milkmaids, who became in­

mous impact on public and animal health, nutritional

fected by touching the udders of cows.

supplements, local and world-wide economies, and en­ vironmental biodiversity.

Of particular interest and concern to experts of the Department of Virology at the University of Rotter­

Certainly, AIDS is the most prominent and well-

dam is the so-called Morbillivirus, a genus of the family

known of today’s emerging infections. This disease was

Paramyxoviridae. Many members of this genus cause

detected 30 years ago and has become a true pandemic,

diseases such as rinderpest and measles, which are

with HIV-1 infecting over 55 million people and caus­

highly infectious. Because measles is the only virus in

ing more than one million deaths annually. As ex­

this family that infects humans, the terms Morbillivirus

plained by Dr. Osterhaus, HIV is a virus that has been

and measles are sometimes used synonymously.

present in chimpanzees for hundreds of thousands of

In recent years, new viruses have been identified

years and that has only recently crossed the species

in different animal species. For instance, Morbillivirus

barrier. This species crossing was triggered primarily

has been detected in various species, verifying that it

because several distinct factors converged at the same

has crossed species barriers. In the eighties, there was a

time: changes in human behaviours (such as changes

major disease outbreak in seals caused by Morbillivirus,

in taboos, intravenous drug abuse, etc.), changes in hu­

a phenomenon that happened again at the beginning

man-animal contact (such as consumption of certain

of the 21st century. A similar phenomenon has been

meats), poverty, overpopulation, increasing urbanisa­

observed in canine distemper (CDV), which also rav­

tion, risky medical practices (causing iatrogenic trans­

aged the Caspian seal population in 1997, 2000 and

mission), and virus adaptation (mutation, recombina­

2001. Based on examples like these, the controversy

tion, etc.), among others.

regarding whether to continue measles vaccinations

It must be assumed that, in modern society, we are

has forever been debated, despite having successfully

predisposed to emerging viral infections. In addition,

controlled the original virus for which it was devel­

although there are many examples of this type of infec­

oped. Furthermore, as the speaker said, “it is possible

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

for other Morbillivirus to cross the species barrier, as

has been detected on every continent. According to

happened recently in macaques in China.”

various studies, hMPV causes between 5-20% of res­ piratory syndromes in children in whom another viral

Discovering new viruses

agent has not been documented. The incubation period

In any case, the list of new viruses identified annually is

of hMPV is 5-6 days. It has a broad spectrum and is

constantly growing. This is one of the main areas of re­

similar to RSV, affecting the upper and lower respira­

search at the University of Rotterdam, a reference centre

tory tracts and causing mild to very severe symptoms.

in the detection and characterisation of new viral patho­

The groups most at risk of hMPV infection are chil­

gens. More than a dozen major virological discoveries

dren under 5 years of age, especially two-year-olds (in

have occurred at this research centre, from 1995 (when

the clinical series of Rotterdam, hMPV was detected in

canine distemper was discovered to be the cause of mas­

approximately 10% of children diagnosed with respi­

sive Serengeti lion deaths) to 2010 (when the astrovirus

ratory tract infection, RTI), the elderly and immuno­

and human picobirnavirus were identified). Not all of

compromised patients, in whom hMPV may present

these involved emerging viruses; for example, despite

in a more serious (even deadly) manner. Cases have

having been discovered in 2001, human metapneumo­

also been documented in the general population, with

virus has been present in the human body for 150 years.

hMPV being detected in approximately 5% of the RTIs

New molecular techniques are an enormous help

in community surveillance studies.

when it comes to identifying new viral pathogens. Both

The hMPV clinical spectrum ranges from symp­

classical and modern techniques like PCR were used to

toms of upper respiratory infection to bronchiolitis,

discover the human metapneumovirus (hMPV), with

wheezing bronchitis and pneumonia. Much less com­

molecular biology techniques playing an essential role.

mon is its presentation in conditions such as laryngitis.

hMPV is a respiratory virus discovered in 2001

Its most common signs and symptoms include fever,

by Van den Hoogen in Holland. The Metapneumovi­

cough, tachypnea, shortness of breath and wheezing.

rus genus belongs to the Paramyxoviridae family and

Chest radiographs shows perihilar infiltrates, peribron­

Pneumovirinae subfamily. There are two different ge­

chial thickening, air trapping, atelectasis, and, less often,

netic lines with two subtypes in each one. hMPV is a

images of condensation.

single strand RNA virus of negative polarity. It only affects humans -- hence, its designation as human

SARS

Metapneumovirus. Evidence collected since its discov­

Studies have indicated that hMPV may even be respon­

ery suggests that hMPV is one of the major aetiologi­

sible for severe acute respiratory syndrome (SARS). In

cal agents of lower respiratory infections in children.

2002, in the Guangdong province of China, there was an

It has a seasonal distribution similar to the respiratory syncytial virus (RSV), occurring mainly in winter, but some studies have reported its manifestation through­ out spring. Studies in our group have shown a seasonal distribution with a greater predominance in late winter and spring during the follow-up years of 2004-2007. An increase in the spread of hMPV occurred after the dis­ appearance of the RSV virus. Since its discovery, hMPV

“In recent decades, there has been a dramatic increase in the emergence of viruses that threaten human or animal populations worldwide”. 69

Emerging infectious diseases

outbreak of pneumonia caused by a new agent that was

a press conference officially declared that SARS-CoV

quickly identified, thanks to international cooperation

was the aetiological agent of SARS. Furthermore, ob­

resulting in its urgent sequencing (which was accom­

jectives in the short and medium term were set, and

plished in just a few days, while the complete sequenc­

these focused on identifying routes of transmission and

ing of HIV-1 required a couple of years). This new agent

natural history as well as developing and evaluating di­

was called the SARS coronavirus (SARS-CoV), and this

agnostic tools. As Dr. Osterhaus said, “we were dealing

particular outbreak affected 8,422 people, caused 916

with a new virus that, according to current knowledge,

deaths and took seven months to get under control.

comes from the animal world, possibly from a bat.”

SARS CoV is an RNA virus belonging to the

From these initial findings came rapid and effi­

group-3 coronaviruses. Its incubation period is 2-14

cient steps for diagnosing and treating the resulting

days, with an average of 4-6 days. It generally has a

disease as well as the development of possible vac­

biphasic presentation but is triphasic in some cases. It

cines for the virus. One of the first drugs analysed

produces febrile respiratory symptoms, accompanied

was peginterferon-α. Haagmans et al. reported that, in

by chills, headache and myalgia, with lymphopenia and

macaques, administration of this pegylated interferon

thrombocytopenia. In a second phase, diarrhoea and

was an effective prophylactic treatment in a respiratory

vomiting occur with progressive respiratory involve­

infection model induced by SARS-CoV. Compared

ment, and, in 20-30% of cases, it evolves into an acute

to untreated animals, the preventive use of this drug

respiratory distress syndrome (ARDS). Recovery oc­

in macaques infected with coronavirus significantly

curs at the end of the second week or at the beginning

reduced viral replication and excretion, viral antigen

of the third week. The SARS mortality rate is 7-16%

expression in type 1 pneumocytes, and lung damage.

but reaches 50% for people aged at least 65 years. The

However, despite the positive outcomes of this inves­

presence of comorbidities increases the severity and

tigation, “the leap forward in the management of this

mortality of the disease. Children under 12 years of age

emerging infection came from diagnosis, with the in­

have less severe progression and mortality.

clusion of such advanced and effective diagnostic re­

The virus is generally transmitted by direct contact with secretions, droplets and, to lesser extent, aerosols,

sources, that allowed for the early quarantine of those affected, avoiding propagation.“

although it may also be spread by faeces. The virus is transmitted from person to person. Diagnosis is made

HCoV-EMC

using RT-PCR. The virus is of zoonotic origin, and its

Another coronavirus was identified around the same

reservoir consists of insectivorous bats, which transmit

time as SARS. In 2004, two groups of Dutch research­

the infection to animals sold in Chinese markets (such

ers described, almost simultaneously, a new coronavi­

as the civet). Since the outbreak, no new cases have

rus isolated from a patient with bronchiolitis and from

been detected worldwide.

stored respiratory samples from a patient with pneumo­

Fouchier and Kuiken conducted studies in macaque

nia in 1988. Initially, it was thought to be a paramyxovi­

monkeys (Macaca fascicularis), which were inoculated

rus, but the test was negative. They named this new vi­

with the viruses SARS-CoV, hMPV or SARS-CoV fol­

rus CoV-NL63, and it was finally classified as a group-1

lowed by hMPV, and they determined that SARS-CoV

coronavirus, closely related to CoV 229E.

alone was sufficient to cause a pulmonary pathology in

CoV-NL63 has a universal distribution, being

these animals that was identical to SARS. In April 2003,

found in North America, Asia, Europe and Oceania.

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

“Animals are the source of virtually all new emerging infections in humans”.

as stated by the speaker, “is already a major advance to design and test different intervention strategies”.

Influenza Virus Shifting focus to the influenza virus, Dr. Albert Oster­

It spreads in winter and most often affects infants. It can cause, among other disorders, dysphonia, rash or diarrhoea. It is implicated in 17.4% obstructivelaryngitis cases. It is detected in 2-9% of cases in hos­ pitalised patients who test negative for the traditional agents of acute lower respiratory infections (ALRI) and is asso­ciated with bronchiolitis and pneumonia. It is sometimes difficult to differentiate from RSV and hMPV. There are coinfections, especially with RSV, and CoV-NL63 affects adults as well as immunocom­ promised patients. Its incubation period is unknown, although 3 weeks after the infection, 50% of those infected continue to spread the virus, which also causes hospital infections. The presence of the virus and viral genome has been detected in patients with Kawasaki disease, raising high hopes that CoV-NL63 is the aetiological agent of this disease. Diagnosis is accomplished using an RT-PCR method specific for this agent. Recently, it has been shown that the CoV-NL63 virus does not require the SARS coronavirus receptor and maintains a large replication capacity in mam­ malian cell lines. Several laboratory tests have been performed to confirm the infections caused by this virus. Genomic characterisation of this coronavirus, which is associated with the occurrence of acute res­ piratory distress in humans, has also been performed. A yet-to-be-published study by a group of researchers at the University of Rotterdam demonstrates how the HCoV-EMC receptor has been identified. Based on this research and using PCR tests, the CoV-NL63 virus has even been detected and isolated in different organs (mainly lungs) of macaques, an accomplishment that,

haus noted that “it may appear in three forms: seasonal flu (A: H3N2, H1N1; B), avian influenza (A: H7N7, H5N1 ... ), and pandemic influenza (A: H1N1, H2N2, H3N2, H1N1 ...), which for the moment seems not to be spreading from human to human efficiently.” The influenza virus is an RNA virus with a frag­ mented genome. It has two important proteins, hemag­ glutinin and neuraminidase, which determine major and minor antigenic drifts. Minor drifts are related to variations by rearrangement in the strain of annual FluA, and major drifts are generated by recombination. This situation has given rise to three pandemics, which occurred in 1918 (the so-called Spanish flu by H1N1 of avian origin), 1957 (H2N2), and 1967 (H3N2). Influ­ enza viruses are divided into three types labelled A, B and C. Influenza A has a large reservoir in nature and waterfowl, where several subtypes of hemagglutinin and neuraminidase can be found. Subtypes H5 and H7 are highly pathogenic in birds, causing high mortality. Influenza B causes disease in humans, and C affects hu­ mans and pigs. Classically, it has been assumed that all influenza viruses come from birds, in which they do not cause any diseases initially; however, if the virus is transmit­ ted to other animals, it can mutate very quickly into forms that are very pathogenic to the birds, themselves. Conventionally, it has been thought that these flu vi­ ruses could jump from birds to pigs and, if adapted to pigs, could in turn be transmitted to humans. In 1997, an H5N1 influenza virus A (in the province of Guang­ dong, China) was identified for the first time, when it caused the death of a child by pneumonia and led to a subsequent series of similar episodes (17 more deaths in Hong Kong). According to the speaker, “when we

71

Emerging infectious diseases

“Current control measures could be useful against these new transmissible viruses”.

on this field of study, the need for adequate funding and the need to evaluate existing proposals using external reviewers. Consequently, different experiments have been developed, primarily geared toward learning how the

finally isolated this virus and sequenced it, determin­

H5N1 virus can acquire the ability for airborne trans­

ing that it was an H5N1, a widespread scepticism arose

mission under natural conditions. Identifying the

in the scientific community, which over time came to

minimum requirements for mammalian transmission

be recognition and concern about the potential public

of the virus is very useful for predictive and diagnostic

health problem that was looming”.

purposes and enables us to be prepared for a possible

After euthanising millions of birds, this H5N1 out­

future avian flu pandemic.

break was brought under control. New cases appeared

Among these experiments, Dr. Osterhaus cited a

in Hong Kong in 2003, later spreading to Asia, Europe

particular study regarding the transmissibility of the

and Africa. It is estimated that, since 2003, over 650 pa­

virus in ferrets, in which mutant strains of the H5N1

tients have been hospitalised for the infection caused

avian influenza virus were created that were capable of

by this virus, with a mortality rate close to 60%. Studies

being transmitted between ferrets by air. In this study,

of the evolution of the virus by country have found that

which was published in Nature, the researchers cre­

the virus has come in and out of Europe repeatedly but

ated a chimera: a new virus mixture of seven genes of

that it is endemic in Indonesia and Southeast Asia.

human influenza virus H1N1 (A/California/04/2009)

In humans, this virus of avian origin causes a respi­

and the hemagglutinin gene of a mutant bird flu virus

ratory-like influenza syndrome which progresses with­

H5N1 (A/Vietnam/1203/2004). They had previously

in 5 days into an acute respiratory distress syndrome

obtained several H5N1 virus mutants in which the he­

(ARDS) and is accompanied by gastrointestinal symp­

magglutinin gene was modified for improved stability

toms such as nausea, vomiting and diarrhoea. There is

to facilitate binding of the virus to human cell receptors

renal and myocardial involvement, and encephalitis

and to improve its replication in human cells. Thus, this

can ensue. The mechanism of transmission is contact

new recombinant virus carried all of the genes of an

with sick birds, bird carcasses, and/or secretions or fae­

H1N1 human influenza virus, except for the hemagglu­

ces from sick birds.

tinin gene, which came from the H5N1 virus (hemag­

The studies of Van Riel et al. deepened our under­

glutinin is the viral protein that recognises the receptor

standing of the evolution of the H5N1 virus compared

cell and enables the virus to enter cells). To demon­

to the seasonal H3N2 and pandemic H1N1 viruses.

strate whether this new virus was transmitted through

Among other important discoveries, the seasonal flu

the air, the experimenters used ferrets as experimental

virus was found to replicate in the upper respiratory

models because ferrets are susceptible to infection with

tract, while the avian virus was found to replicate in

human and avian flu viruses and develop an influenza

the lungs. A wide and swift research program began,

syndrome very similar to that which occurs in humans.

with several proposals and the active participation of

To accomplish this, they put cages with healthy fer­

different research groups funded by public and private

rets close to cages with ferrets infected with the new

agencies. The scientific community reached a broad

virus, while ensuring there were no contacts between

consensus regarding the need to focus collaboratively

the cages. After a few days, the researchers were able to

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

confirm that the infection and the viruses were present in the previously healthy ferrets, showing that airborne transmission had taken place. The researchers conclud­ ed that only four H5 hemagglutinin changes were nec­ essary to enable airborne transmission in ferrets.  In another study (published in Science), rather than creating a new chimeric virus by recombination, re­ searchers used site-directed mutagenesis to genetically modify the H5N1 virus (specifically the A/Indone­ sia/5/2005 strain, isolated in humans) and subsequent­

Dr. Osterhaus during his dissertation.

ly subjected it to several sequential passes between fer­ rets. After the sequential passes, the virus had acquired the necessary mutations enabling airborne transmis­

in Mexico in March 2009. The source of the infection was

sion between ferrets. In this case, the viruses had four

a variant of the H1N1 strain containing genetic material

mutations in the hemagglutinin gene and one in the

from an avian strain, two swine strains, and one human

polymerase 2 gene, demonstrating that the H5N1 virus

strain that mutated and jumped between species from

can be transmitted after only five mutations. In addi­

pigs to humans and then spread from person to person.

tion, this study showed that a new pandemic influenza

H1N1 influenza is a subtype of Influenzavirus A,

virus can be obtained using only mutagenic mecha­

belonging to the family of Orthomyxoviridae that has

nisms and without recombination between viruses.

mutated into several subtypes, including the Spanish

In both studies, as the Dutch expert highlighted in

flu, swine flu, avian flu and bovine flu. When the 1918

his lecture, “the new viruses, despite being easily trans­

virus was compared to the present one, it was found

missible, were not virulent for animals, and none of the

that there were changes in only 25-30 of the 4400 ami­

ferrets died.” Through these studies, he added, “we can

no acids that make up the virus.

learn more about these viruses and be prepared for a

On June 11, 2009, the WHO gave H1N1 influenza

possible pandemic phenomenon, especially because

an alert level of six, i.e., “current pandemic.” On August

they are viruses that need to be under scrutiny, due to

10, 2010, the WHO announced the end of the pan­

their pathogenicity with very few mutations”.

demic, after 14 months during which it spread around

Researchers involved in these studies also showed

the world. The pandemic had low mortality, in contrast

that mutant viruses were sensitive to oseltamivir and

to its wide distribution, leaving behind thousands of

that current vaccines are useful for their control, con­

victims (and tens of thousands of infected people) and

firming that current control measures could be useful

exerting a dramatic economic impact. Its rapid spread

against these new transmissible viruses.

was the result of some social alarm that, in the opinion of Dr. Osterhaus, “was somewhat justified, specifically

Pandemic influenza A (H1N1)

noting the high number of infected people (data pro­

Pandemic influenza A (H1N1), which was caused by a

vided by the WHO, of laboratory-confirmed cases, un­

variant of influenza A (H1N1 subtype) and particularly

derestimated by more than 15 times the estimated total

affected young people, also caused great fear among the

number of cases), and its rapid expansion by countries

authorities and the general population when it emerged

(facilitated by good communication between Mexico

73

Emerging infectious diseases

and other countries)”. As recognised by this expert,

A possible solution to these problems could be the

“countries such as Britain and Spain were among the

use of adjuvanted prepandemic vaccines, which offer

most affected initially by the first wave of fears about

the ability to protect the population in advance of or

the spread of the virus”.

in a situation of officially declared to be an influenza

To better understand this virus’s mechanism of ac­

pandemic.

tion, the ferret animal model was used again. It is no

Currently, two types of strategies based on two vac­

coincidence, of course, that the ferret model is consid­

cines can be used in the event of a pandemic: a pan­

ered to be the most representative of human influenza.

demic vaccine and a prepandemic vaccine. Production

Obtaining an antibody titre (level) commonly associ­

of pandemic vaccines can only begin once the influenza

ated with protective titres (levels) for human influenza

pandemic has been declared. A pandemic vaccine uses

strains in ferrets is a major milestone in the develop­

the specific pandemic strain that has been identified as

ment of influenza vaccines.

responsible for the pandemic. Because the manufactur­

At the University of Rotterdam, a ferret model was

ing process is long, pandemic vaccines only become

used to further evaluate the evidence found in patients,

available four to six months after the pandemic has

facilitating an understanding of potential factors that

been declared, which is most likely too late for many of

could affect the extension of infection by the influenza

those affected in the first waves of the pandemic.

virus and the development of virus resistance. It was

On the other hand, a prepandemic vaccine is pro­

found that immunocompromised patients expressed

duced in advance of the pandemic. An example of an

the virus over long periods of time and were more

authorised prepandemic vaccine, Prepandrix ® (a vac­

likely to develop more resistant viruses. It was sug­

cine based on the variant of H5N1 avian influenza)

gested, therefore, that patients with depressed immune

has demonstrated an ability to enhance the immune

systems may rapidly develop H1N1 infections that are

response against possible mutations of the H5N1 strain.

resistant to all known drugs (including oseltamivir).

This vaccine is prepared using a novel adjuvant system

Sometimes, a single mutation in these subjects could

designed to achieve, even at low doses of antigen, a high

render the virus resistant.

immune response protracted in time against a wide range of H5N1 strains.

Vaccines against flu pandemics

The approval of this vaccine by the European Union

Another emerging area of pandemic viruses research,

(for persons 18 to 60 years of age) is based on the re­

vaccine research, “still [needs] the support of govern­

sults of numerous clinical studies evaluating the safety,

ments and international collaborative strategies to

reactogenicity, immunogenicity and cross-protection

move from a reactive to a proactive stance against the

of the prepandemic vaccine, for the Vietnam strain, one

H1N1 virus,” according to the speaker. However, he has

of those recommended by WHO for prepandemic vac­

admitted that “three problems still remain in this field:

cine development. In one of the key clinical studies, the

the difficulty of having sufficient and rigorous studies of

A/Vietnam/1194/04 vaccine, which uses H5N1 as anti­

efficacy and safety in which to evaluate prototype vac­

gen, was shown to increase by at least four times (com­

cines, the limited production capacity of these vaccines,

pared to three different variants of H5N1, A/Indone­

and the fact that the response time is too long (in many

sia/5/05, A/Anhui/1/05, and A/Turkey/1/05) the amount

cases greater than 6 months), so that their usefulness is

of blood antibodies capable of neutralising the virus in

lessened at the time of the pandemic”.

77-85% of vaccines. The immune response induced by

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

the prepandemic vaccine against the H5N1 virus vari­

plex mix of predisposing factors and the use of more

ants circulating in Asia, Europe and Africa suggests the

advanced molecular techniques”. Certainly, in our

possibility of a protective action against a possible H5N1

changing and increasingly globalised society, new hu­

pandemic strain. Moreover, in preclinical studies, this

man viruses arise mainly from the animal world. To

vaccine has been shown to provide cross-protection,

fight effectively against these threats, Dr. Osterhaus

avoiding death in 96% of vaccinated animals subse­

insists that “greater collaboration and coordination are

quently infected with different H5N1 strains.

essential, with involved researchers using all available

In his conclusions, Dr. Albert Osterhaus stressed

technology (both classical and the most cutting edge)

that “emerging viruses in animals and humans are be­

because the ideal future control of emerging infections

ing identified with increasing frequency, due to a com­

depends on these conditions”. 

❙

75

Novel therapeutic opportunities for HIV infection Michael Malim Professor of Infectious Diseases, King’s College, London School of Medicine, UK

R

ecent advances in our understanding of the biology of the human immunodeficiency virus (HIV-1) favour the possibility of deve­

loping new and more ambitious strategies for manage­ ment of this infection, raising the possibility of suppres­ sing the virus and even eradicating it. HIV-1 is a lentivirus (family Retroviridae), which

causes the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). Replication of HIV-1 causes the loss of T-helper cells (CD4), favouring the onset of immunodeficiency.

Biography outline Professor Malim received his PhD in Biochemistry from Oxford University in 1987. He worked as a postdoctoral researcher at Duke University in North Carolina before joining the University of Pennsylvania as a professor in 1992. After nine years in Michael Malim Philadelphia, Professor Malim returned to the United Kingdom as a full professor and manager of the Infectious Diseases Department.

Years of research have confirmed that he pathogenesis is directly attributable to viral replication. Until now, differ­ ent marketed treatments for this condition have prima­

three crucial phases”. First, the virus enters a susceptible

rily attempted to inhibit HIV-1 replication. To optimise

target cell, so that it must infect these sensitive cells to

this approach, as Dr. Michael Malim put it, “it is essential

grow and expand; second, once having entered these

to know in depth the replication cycle of this virus”.

susceptible cells, the virus initiates a complex replica­ tion of genetic information; in the third crucial phase,

Replication of HIV-1

replicating viruses can be detected. Viral enzymes and

HIV primarily invades CD4+ T lymphocytes but also in­

proteins promote viral replication and output, and

vades, to a lesser extent, monocytes/macrophages, den­

multiple host factors are involved in promoting viral

dritic cells, Langerhans cells and brain microglia cells.

replication. Virus replication, itself, proceeds in many

Viral replication takes place in several tissues (lymph

more stages.

node, intestine, brain, thymus, etc.). Lymphoid organs,

Virus attachment is the first step in the invasion of a

particularly lymph nodes, are the main replication si­

cell. It occurs via mutual recognition and binding of vi­

tes. The virus is present in many body fluids, including

ral envelope proteins, gp120 and gp41, to the white cell

blood and genital secretions.

receptor, CD4. This recognition is not possible without

According to the expert from King’s College,“the vi­

the aid of coreceptors in the cells susceptible to inva­

rus replication process is subject to a fine balance, with

sion; these coreceptors include CCR5 in macrophages

77

Emerging infectious diseases

“Therapeutic expectations arise from the development of drugs capable of interfering with virus replication”.

cular, three essential viral enzymes have been identified as therapeutic targets that interfere with the mechanism for invading target cells and act on a coupling factor at the cell surface required for this process. All these cases aim to directly inhibit the function of viral proteins, preventing the infection of target cells

and CXCR4, which interact with surface proteins, in

or breaking the virus replication cycle. Treatments with

LT4 cells. Macrophages and LT4 cells have a common

combinations of three of these drugs have enabled a

main receptor, the CD4 receptor. This recognition is a

greater survival rate and quality of life for those affected

necessary condition for the virus to penetrate the cell

(particularly with regard to improving patients’ immune

and continue the infection process.

statuses, lower incidences of opportunistic infections,

Penetration is the second step in this process. Once

and lower physical and mental deterioration). In many

the virion is recognised by surface receptors, it empties

cases, such treatments reduce the status of the infections

itself into the cell, and the virion lipid envelope fuses

from deadly to chronic in a short period of time.

with the cell plasma membrane. Protected by the capsid

Nucleoside-analogue reverse-transcriptase inhibi­

and nucleocapsid, the two messenger RNAs that con­

tors (NRTIs), also known as nucleoside analogues, are

stitute the viral genome and their associated proteins

the oldest antiretrovirals. They specifically block HIV’s

are now in the cytoplasm. Removal of the protein coats,

ability to copy a cell’s DNA and, therefore the virus’

capsid and nucleocapsid happens later, leaving free vi­

ability to replicate itself. Non-nucleoside reverse tran­

ral RNA in the cytoplasm, ready to be processed.

scriptase inhibitors (NNRTIs) block the same protein

Also noteworthy are the phases of viral RNA re­

as the nucleoside analogues (NAs), although their

verse transcription (which form complementary DNA

chemical compositions are different (if not used in

that contains the same information), the integration of

combination with a NA, the patient develops resistance

the viral genome into the host-cell genome, the tran­

to NNRTIs very quickly).

scription of viral DNA by normal cell mechanisms, and

Meanwhile, protease inhibitors act on the enzyme

the translation or synthesis of proteins. The finale is the

protease, which is responsible for shaping and assem­

budding process that occurs when the viral nucleoids

bling the various parts of the virus produced in the

approach the plasma membrane and are wrapped in a

cell (following the instructions of the viral RNA tran­

cover, forming a bud which will eventually detach and

scribed to DNA by the transcriptase). Their arrival (in

become a new virion or infectious particle. Thousands

the mid nineties) has transformed HIV treatment by

of new virions are assembled in each infected cell, al­

making it possible, along with NRTIs and NNRTIs, to

though many are incomplete and are not infectious.

attack the virus at two distinct and essential steps of its reproduction, thereby greatly increasing the chances of

Antiretroviral targets

inhibiting the virus’s activity and sustaining that inhibi­

Currently, therapeutic expectations arise in this field from

tion over time.

the development of drugs capable of positively interfe­

Fusion inhibitors prevent HIV from entering healthy

ring with some of the factors that are essential for virus

cells in the body; in particular, they inhibit or prevent the

replication. Currently available drugs inhibit the action of

binding of HIV to lymphocyte receptors on cell surfaces,

proteins that are required for HIV-1 replication. In parti­

i.e., to proteins for which HIV has high affinity.

Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

Meanwhile, integrase inhibitors act on an enzyme that is responsible for the integration of viral genetic material into the genetic material of the infected cell. Progress has also been achieved in maturation in­ hibitors, drugs that hinder the process of “maturation”

“Persistently seronegative individuals do not become infected, even though they may be repeatedly exposed to HIV”.

or transformation of the individual parts synthesised by HIV using proteases; the results of these drugs re­

or “defeat” these proteins and, for this to occur, the vi­

semble those of protease inhibitors (PIs), though the

rus must be able to synthesise protein antagonists and

drugs’ specific actions are quite different from PIs in

develop a series of attack mechanisms that enable it to

reality and occur in later phases than the protease in­

bypass human defences.

tervention occurring in the viral life cycle.

In the process of viral replication, as explained by

Despite the progress made in this therapeutic field,

the speaker, “a number of equilibriums persist, where

it remains necessary to search for new molecular tar­

innate/intrinsic host resistance factors (Fv1, TRIM5α,

gets in the treatment of AIDS due to drug interac­

APOBEC3, tetherin/BST-2, SAMHD1) and numerous

tions, resistance generated, adverse effects (especially

cellular pathways and dependency-cofactors play a cru­

those produced by combinations of these drugs) and

cial role. In this balance, viruses are the main destabili­

the requirement of using subcutaneous administra­

sing factor, as some of them encode mechanisms of eva­

tion in the case of fusion inhibitors. The goal is to find

sion and antagonism, able to overcome the opposition

active ingredients that have good safety and efficacy

of the protective factors of the organism”.

profiles and high specificities for HIV-1 and avoid causing resistance.

Based on this scenario, it is interesting to design therapeutic strategies aimed at strengthening intrinsic

Research is currently seeks not only to obtain drugs

or innate resistance to the virus and/or down-regulat­

that target viral proteins or elements but also to develop

ing or inhibiting both virus-dependency factors (cel­

molecules that interact with cellular proteins involved

lular pathways and cofactors) and the mechanisms of

in the mechanisms of cell proliferation and differentia­

evasion or antagonism of the organism’s protective

tion, as these are considered potential therapeutic tar­

factors.

gets in the treatment of infectious diseases.

Prominent research worldwide includes directions for commercialising new, more potent and safer fu­

Towards new alternatives

sion inhibitors, using immunotoxins that are able to

Among the most promising lines of research in the

selectively remove the infected CD4+ cells (which act

treatment of HIV-1, Dr. Malim highlighted a cellular

as a reservoir for the virus) and create molecules that

approach intended to interfere with viral replication.

interact with proteins involved in signal transduction

Some intracellular factors may also inhibit or restrict

pathways (such as serine/threonine kinases), generat­

virus replication. Recent studies have identified several

ing CDK inhibitors of cyclin/CDK complexes, using

proteins, which are part of the innate human immune

molecules that interact with proteins on the surface of

system and which are expressed by all cells in the body,

infected cells, developing novel inhibitors of the viral

and have demonstrated their ability to interfere suc­

integrase, producing inhibitors of the Tat-TAR com­

cessfully with the replication of all types of virus. For

plex, and creating neomycin analogues that bind spe­

the virus to succeed, it must first be able to antagonise

cifically to the region of viral RNA packaging.

79

Emerging infectious diseases

“Pharmacological objectives seek to prevent the infection of target cells or break the virus replication cycle”.

(CCR5/CXCR4). It is estimated that, due to expression of a natural polymorphism, approximately 1% of the Caucasian population is negative for CCR5, making these individuals resistant to HIV infection. In an ar­ ticle published in Nature on August 22, 1996, Belgian, French, Japanese and American scientists reported

Dr. Michael Malim expressed confidence in some

that 1% of white northern European Caucasians had

of these directions but also warned that “others will

a genetic mutation that rendered the CCR-5 receptor

most likely not be successful.” He highlighted three new

completely inactive, making these persons naturally re­

therapeutic opportunities: “genetic ablation of CCR5

sistant to HIV infection. That same study found that

entry receptors to create HIV resistant lymphocytes,

Japanese and black African subjects did not have this

the deliberate introduction of modified genes of the re­

mutation and would, thus, always be susceptible to in­

striction factor (such as APOBEC3G: apolipoprotein B

fection.

with activation-induced cytidine deaminase by 3G or

Genetic factors play a crucial role in susceptibil­

TRIM5α: Tripartite motif-containing 5-isoform alpha)

ity and resistance to HIV infection. The most impor­

to create virus-resistant lymphocytes, and pharmaco­

tant of these is a deletion (CCR5/Δ32) in a cytokine

logical strategies to activate natural restriction factors

receptor CCR5, the main coreceptor required for pri­

in humans”.

mary HIV entry into CD4+ cells. Individuals who are

It is important to deepen our knowledge of the im­

homozygous for this genetic disorder do not express

munological factors at play in people who have low

CCR5 on the surface of CD4+ lymphocytes and, there­

susceptibility to infection by the human immunode­

fore, can only be infected by HIV strains that use other

ficiency virus. There are individuals who have been

secondary cellular coreceptors like CXCR4. Thus, al­

repeatedly exposed to the human immunodeficiency

though individuals who are homozygous for the CCR5/

virus but who have shown no clinical or serological

Δ32 allele show a significant degree of resistance to the

evidence of infection (HEPS, highly exposed persistently

infection, there have been cases of infection with HIV

seronegative). Host genetic and immunological factors

strains that use the CXCR4 coreceptor. The CCR5/Δ32

have been identified that confer a low susceptibility to

mutation was not detected in all races; at present, it has

the HIV infection in HEPS subjects. Genetic factors are

only been detected in Caucasians (1%), particularly in

related to the genes encoding chemokine receptors and

the northern European population. Therefore, it is pos­

their natural ligands as well as to the genes of the major

sible that CCR5/Δ32-heterozygous individuals (5-15%

histocompatibility complex. Immunological factors are

of northern European descent), by expressing lower

related to innate and adaptive immunity. The study of

CCR5 concentrations than most people, have some de­

HEPS’ subjects provides a unique opportunity to iden­

gree of resistance to infection such that, in these per­

tify the possible host mechanisms involved in effective

sons, the disease progresses more slowly.

control of the viral infection and may be of great inter­

Two other polymorphisms in the CCR5 gene have

est for the design of preventive or immunotherapeutic

been shown to affect HIV susceptibility. One is a rare

strategies (including vaccines).

CCR5 coding-sequence mutation, which, in combina­

HIV-1 entry into cells requires the presence of two

tion with the CCR5Δ32 deletion, is associated with HIV

membrane proteins: CD4 and a chemokine receptor

resistance. The other is a polymorphism in the promoter

Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

region (position 59356), which is limited to the Afri­ can population and which increases the likelihood of transmission from mother to child. Polymorphisms in the promoter region that encodes the HIV-suppressive chemokine RANTES have been associated with sus­

“Approximately 1% of white northern European Caucasians are naturally resistant to HIV infection”.

ceptibility to HIV. Interestingly, the same haplotype is associated with increased survival in infected indivi­

been approved, and the diagnosis of HIV infection was

duals. It has been suggested that this haplotype carries

virtually a death sentence. Luckily for Tim, the use of

a higher production of the chemokine RANTES, which

antiretrovirals was approved the following year, and he

could increase the likelihood of mucosal inflammation

benefited from them for 11 years, controlling the HIV

and reduce the haplotype’s integrity. However, in the

infection and returning to his routine life.

case of infection, elevated concentrations of RANTES suppress HIV replication.

In early 2006, Tim developed acute myeloid leu­ kaemia, one of the most aggressive types of leukaemia

Resistance/susceptibility to HIV has also been as­

in humans. Chemotherapy was administered, but the

sociated with different subtypes of the major histo­

patient could only complete three treatments. Despite

compatibility complex (HLA). In Kenya, in a cohort of

that, his leukaemia had been controlled, but it was not

prostitutes with a high degree of exposure to HIV, it was

known for how long. While in remission from leukae­

found that the HLA-A2, A2/6802, B18 and DR1 sub­

mia, his oncologist told him that his only treatment

types were associated with resistance to the virus, while

option was a bone-marrow transplant, but it couldn’t

the HLA-A23 subtype was related to increased suscepti­

be just any bone marrow. The marrow should be from

bility. Previously, a reduced risk of vertical transmission

a donor who, besides being compatible with Tim’s tis­

in children with specific subtypes of the HLA class II

sues, also had the “protective” CCR-5 gene mutation.

(DRB1*1501 and DR13) had also been detected.

The aim was, as Dr. Malim said, “extremely ambitious:

On the other hand, it was found that cells from in­

to cure leukaemia and replace Tim’s immune system

dividuals with high degrees of exposure to the virus

with new cells, all with the CCR-5 openings closed, so

and who were persistently seronegative (HEPS) are

that HIV could not enter.”

often less easily infected by primary HIV strains, even

Due to the risks of surgery, the patient initially

in the absence of any known CCR5 mutation, and that

rejected this alternative, but, in January 2007, the leu­

this phenotype is associated with an increased produc­

kaemia relapsed, and the initial treatment with chemo­

tion of HIV-suppressive chemokines (such as MIP-1a,

therapy did not work. After examining the blood of 67

MIP-1b and RANTES), which bind to the CCR5 recep­

donors, a patient was found who also had the CCR-5

tor and block it.

mutation, and Tim received a bone-marrow transplant from that person; specifically, Tim underwent a stem-

The Berlin patient

cell transplant using CD34+, peripheral blood stem

A classic case that sparked great excitement among the

cells that were CCR5/Δ32 homozygous, from an HLA

scientific community and society, in general, was the

identical donor. The leukaemia disappeared as a re­

famous “Berlin Patient”. Tim Brown was studying at

sult of the bone-marrow transplant, and there were no

a university in Berlin in 1995 when he was diagnosed

traces of HIV in Tim’s blood. As a result, Tim stopped

with HIV. At that time, antiretroviral drugs had not yet

taking his antiretroviral medications.

81

Emerging infectious diseases

The leukemic disease reappeared in 2008, and he had a second bone-marrow transplant from the same donor. Tim recovered again. It has been several years since the first transplant, and Tim does not have leu­

“Tim Brown is the first human being who has been cured of HIV infection”.

kaemia or the HIV virus (no evidence of viral replica­ tion), so he is not taking antiretrovirals. Tim Brown is

TRIM5α restricts the replication of some retrovi­

the first human being in which healing has been docu­

ruses, preventing the decapsidation of the viral genome.

mented for the HIV infection.

Once viral and cellular membranes are fused, internali­

Now the question is: can this same healing proc­

sation of the nucleocapsid and decapsidation of the vi­

ess be induced in the laboratory? At the experimental

ral genome takes place. In this process, the capsid pro­

level, there is already consistent evidence of the fea­

teins are disassembled, releasing the viral genome. This

sibility of this option. Explaining in detail the hypo­

step is inhibited by the cellular protein TRIM5α, which

thesis of this research, the British specialist noted that

is species specific. Therefore, to infect a given species,

“the main idea is to isolate hematopoietic stem cells

each retrovirus must produce variations in the capsid

of infected individuals, treat them in the laboratory so

proteins that allow it to specifically avoid TRIM5α, as

that they change from CCR5+ to CCR-, and eventu­

HIV has done throughout its evolution.

ally transplant these modified cells into the infected

With regard to TRIM5α, research led by Stremlau et

organism; thus, due to the disappearance of the target

al. has described species-specific restriction factors that

cells susceptible to the virus, it will have no place to

are capable of preventing an HIV infection in a par­

replicate, the organism will be replenished with these

ticular host. The existence of these factors in primates

CCR5- cells and, therefore, the virus will eventually

of the New and Old Worlds might suggest that these

disappear”. The fact is that a preliminary study has al­

factors have been effective in preventing the establish­

ready successfully (proof-of-principle) used humanised

ment of infection by the simian immunodeficiency vi­

mice (in which a human-like immune system is mir­

rus (SIV) in non-human primates of the New World.

rored) in this regard.

In particular, the TRIM5α restriction factor has been described as a factor that does not allow productive

HIV-1 resistance factors and viral antagonists

infections by HIV-1 and/or SIV in several non-human

Dr. Michael Malim highlighted four key ideas on major

primates of the New World. From other species of pri­

natural HIV-1 resistance factors, as follows. TRIM5α is

mates, these proteins have been shown to inhibit HIV-

a protein found in the cytoplasm of the target cells that

1 infection, while the TRIM5α of human origin have

opposes incoming viral capsids and prevents infection.

minimal impact.

Tetherin inhibits the release of the virus from the cell

Furthermore, a recent study has associated the pres­

surface. APOBEC3 protein is not only capable of edi­

ence of high levels of this protein with high anti-HIV

ting the viral genome but participates in different stages

activities in a cohort of HEPS women. Polymorphisms

of the replication cycle (catalyses the mutagenesis from

in the gene encoding TRIM5α could restrict or modu­

C to U and inhibits the first replication stages—reverse

late HIV infection. A widely studied polymorphism,

transcriptase inhibition). SAMHD1 suppresses reverse

R136Q, is associated with high anti-HIV activity and

transcriptase in myeloid cells via a hydrolysis reaction

has been described as the most frequently found poly­

involving dNTPs (basic components of DNA).

morphism in HEPS subjects.

Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

A promising approach may arise from the ability of the cyclophilin A protein to bind effectively to HIV-1 capsids and to recruit inhibitory proteins. A TRIM5 variant gene has been identified, a result of the fusion of this gene with the cyclophilin (CypA) gene, leading to the production of a protein called TRIM5α-CypA. This variant has increased ability to inhibit the repli­ cation of HIV-1, due to the increased affinity of this protein for HIV-1 capsids. It has been suggested that cyclophilin promotes HIV-1 restriction mediated by

An instant during Dr. Malim’s conference.

TRIM5α as well as other independent mechanisms. As Dr Malim remarked, “nature has already given

especially given that Vif inhibits the encapsidation of

us samples of these effects because CyaP fusions in owl

APOBEC3G/F by induction of proteasome-mediated

monkeys and macaques confer resistance to HIV.” This,

degradation.

in his view, “can be applied to the treatment of HIV-1+

Experimental studies by Nathans et al. have iden­

infected patients, with several reports describing the

tified a small molecule, RN-18, which antagonises the

inhibition of the virus mediated by CyaP”.

function of Vif and inhibits HIV replication in the

No less promising and suggestive are the studies

presence of APOBEC3G. RN-18 increases the levels of

involving APOBEC3 proteins. APOBEC3 proteins are

APOBEC3G in the cell in a Vif-dependent manner and

cytidine deaminases that can determine G→A chan­

increases the incorporation of APOBEC3G into virions

ges in the coding sequence of HIV-1, a property that

without the general inhibition of proteasome-mediated

confers antiviral capability. This activity can be coun­

protein degradation. As these studies make clear, RN-

tered by the virus expressing the Vif protein, which re­

18 increases the degradation of Vif only in the presence

cruits an ubiquitin ligase complex based on Cullin-5

of APOBEC3G, reduces viral infectivity via increased

that destabilises APOBEC3 molecules. The genetic

incorporation of APOBEC3G in virions, and increases

variabilities of both the virus and the host can affect

cytidine deamination in the viral genome. Therefore,

the efficiency with which these processes take place.

the authors conclude that the cooperation demonstrat­

Increased G→A editing may result in the restriction

ed by HIV-1 and the Vif-APOBEC3G protein may be

of HIV-1, although changes at sublethal levels could

a valid therapeutic target for developing new anti-HIV

favour viral diversification.

therapies based on small molecules and, therefore, en­

This APOBEC protein action could be consid­

hancing innate immunity against the virus.

ered as a novel mechanism of cellular resistance. Un­

Meanwhile, Stanley et al. have developed a parallel

like interferon (type 1 or type 2), which is induced in

line of research that assumes that cellular restriction

response to the infection itself, APOBEC is a protein

factors help defend humans against HIV. HIV acces­

found in the cell that is encapsidated during the process

sory proteins sequester at least three different Cull­

of viral particle assembly, so its action is manifested as

in-RING ubiquitin ligases, which must be activated

soon as the reverse transcriptase function starts. Thus,

by small proteins of the NEDD8 ubiquitin type with

the possibility that APOBEC3 proteins can be released

the aim of counteracting the host’s cellular restric­

from Vif-mediated suppression has been discussed,

tion factors. These researchers found that conjuga­

83

Emerging infectious diseases

tion of NEDD8 to Cullin-5 (by means of the enzyme

from focusing therapy on cellular proteins, targeting

UBE2F) is necessary for the Vif-mediated degradation

small molecules, is that it significantly hinders the abil­

process of the APOBEC3G factor. In this regard, it has

ity of HIV to develop resistance.”

been shown that the pharmacological inhibition of E1

Right now, in the opinion of Dr. Malim,“there are three

NEDD8 through the MLN4924 drug avoids the ef­

main lines of research and development of drugs against

fect of Vif, restoring HIV restriction via APOBEC3G.

HIV: inhibiting the activity of host proteins (knocking-out

These studies demonstrate that interrupting NEDD8

the CCR5 gene is one of the most promising initiatives),

cascades in the host provides a novel antiretrovi­

reducing the activity of the antagonists encoded by the vi­

ral therapeutic approach to enhancing the immune

rus (inhibiting the activity of Vif or using APOBEC3G1

system’s ability to fight HIV. Overall, as noted by Dr.

Vif-resistant forms), and adding intrinsic resistance fac­

Michael Malim, “one of the great advantages resulting

tors against the virus (such as TRIM5α fusion proteins). ❙

Is HIV functional cure a realistic cure? Giuseppe Pantaleo Professor of Medicine and Head of Division of Immunology and Allergy, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), University of Lausanne, Switzerland

C

urrently 32 drugs are approved to treat HIV1. These belong to different pharmacological families, which act on different therapeutic

targets and in different stages of the virus replication cycle: nucleoside-analogues reverse transcriptase inhi­ bitors/non-nucleoside analogues reverse transcriptase inhibitors (which act on reverse transcriptase), protea­ se inhibitors (which antagonise protease activity), en­ try or fusion inhibitors (which inhibit HIV fusion with the CD4 cell, preventing its infection and preventing the virus from entering the cell and taking control), integrase inhibitors (which block the integrase enzy­ me responsible for introducing HIV genetic material

Biography outline Dr. Giuseppe Pantaleo is a full professor of medicine and Division Chief of the Immunology and Allergy division and the Laboratory of AIDS at the University of Lausanne in Switzerland. He is also the executive director of the Swiss Vaccine Research Institute. Giuseppe Pantaleo Dr. Pantaleo has been awarded the Cloetta-Award in Basic and Clinical Experimental Medicine (2000), the Pfizer Research Prize in Clinical Research in Infectious Diseases (1999), the National Institutes of Health NIH Director’s Award (1996) and the Academia dei Lincei – Award in Basic and Clinical Virology (Guido Lenghi and Flaviano Magrassi Foundation) (1996).

to the infected cell nucleus), and CCR5 antagonists (which exert allosteric, non-competitive inhibition on chemokine receptors (CCR5 and CXCR4) that are es­ sential for HIV to enter the cell). However, as noticed by Dr. Giuseppe Pantaleo, “despite this huge, diverse and powerful therapeutic arsenal, these drugs are not yet able to eradicate HIV because, when therapy is stopped, the virus returns in­ exorably within 4-6 weeks”.

Why does HIV-1 persist? Therefore, it is important to understand the main me­ chanisms involved in HIV-1 persistence in infected in­ dividuals after HIV-1 replication is blocked by antire­ troviral therapy. Currently, two main hypotheses exist to explain this situation.

On the one hand, the existence of a latent HIV reservoir (latent virus presence in memory CD4 T lymphocytes) has been suggested; this reservoir is estimated to be 105-107 cells at rest. Furthermore, the prolonged half-life of these CD4 cells (with latent HIV) limits the possible long-term efficacy of a sup­ pressive antiviral therapy. It has been estimated that a time period of approximately 70 years is necessary to ensure the removal of all of these reservoirs via com­ plete suppression of virus replication; if this is true, these reservoirs are not going to be vulnerable to current existing antiretroviral therapies (which only prevent the virus from spreading to other cells) or to the immune system.

85

Emerging infectious diseases

The other hypothesis is based on the idea that, even if complete removal of HIV-1 can be achieved, a residual virus replication exists that will refill the latent cell reservoir(s). Macrophages, CD4 cells, and dendritic cells are thought to be involved in this pro­ cess. Additionally, a hidden cell reservoir located in a privileged compartment is thought to exist that would help these cells to become resistant to the cytopathic effect of HIV because they are not accessible to cyto­ toxic CD8 T cells. The spread of the virus in this case is minimal but sufficient; this marginal replication of the virus could be associated with refilling the reservoir of dormant cells. According to Dr. Pantaleo, “both hypotheses are valid and are not mutually exclusive: it is likely that, on the one hand, this reservoir of infected dormant cells helps to perpetuate the infection, and, on the other hand, that residual virus replication happens at the same time. However, the second hypothesis is favoured by some studies showing that there are low levels of plasma viremia (20 copies/mL of ARN from HIV) in a large number of patients undergoing antiretroviral therapy.

Significance of TFH cells A classic study by Pantaleo (published in Nature in 1993) revealed that lymphoid tissues are the primary reservoir for HIV and represent the primary site for infection and replication (even during the asympto­ matic phase of the infection). In 2000, progressive re­ search in this area identified a new population of CD4 T cells located within the germinal centres; these are the follicular helper CD4 T cells (TFH), which are ne­ cessary for cell maturation, antibody production and antiviral immunity mediated by CD8 T cells. For Dr. Pantaleo, “proving that the follicular helper CD4 T cells (TFH) represent the main reservoir of the infection, HIV replication and production, could indi­ cate that TFH cells may favour residual virus replica­

“At present, 32 drugs are approved for HIV-1. These drugs are from different families that act on different pharmacological therapeutic targets and during different stages of the virus replication cycle”. tion and transient increases of the viral load observed during antiretroviral therapy, also contributing to the refilling of the latent reservoir”. A thorough analysis of the interaction between TFH and B cells generates some interesting findings. Humoral immunity requires the interaction between specialised TFH and B cell populations in the germi­ nal centre to produce memory B cells and long-lived plasma cells. The molecular interrelationship between B cells in the germinal centres and TFH cells influ­ ences the survival, proliferation and differentiation of each cell type. This pairing between B cells in the germinal centre and TFH cells also happens at the transcriptional level (such as the Bcl-6-IRF4-Blimp-1 axis), which is crucial for the differentiation of B cells and for the identification of TFH cells. Moreover, it has been shown that TFH lym­ phocytes may lead to other conventional CD4 T mem­ ory lymphocyte populations, after the end of the GC response. Identifying TFH cells as the main reservoir of CD4 T lymphocytes for the replication and produc­ tion of HIV may help with regard to targeted strategies to fight against both the cells responsible for residual virus replication as well as those that favour high levels of replication and virus production.

“There are high hopes for the genetic approach to this health problem”.

Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo

According to a recent study by Pantaleo, follicu­ lar dendritic cells (FDCs) represent the largest com­ partment of CD4 T cells for HIV-1 infection as well as for HIV-1 replication and production. Specifically, this study shows that this subtype of cells contains the highest number of copies of HIV DNA and is also rich in HIV-specific CD4 T cells. This leads the authors to speculate that antibodies directed to TFH cells could reduce the HIV reservoir. Some of these observations have been obtained from a study of four different populations of CD4 T

Dr. Pantaleo explained the importance of the Thf cells in the HIV.

cells isolated from the lymph nodes of four distinct groups of people: 23 subjects with chronic HIV in­ fection (CD4 count > 400/mm3 and plasma viremia>

enrichment of CXCR5- PD-1+ CD4 T and TFH cells

5,000 copies/mL); 14 subjects with undetectable

in HIV-specific CD4 T lymphocytes (as well as CD4 T

plasma viremia (