CAPÍTULO DO LIVRO : HIV-1: MOLECULAR BIOLOGY AND PATHOGENESIS, VIRAL MECHANISMS, 2ND EDITION - 2000/2007
KUAN-TEH JEANG
COLEÇÃO ADVANCES IN PHARMACOLOGY
EDITORA ELSEVIER

TRADUÇÃO E OBSERVAÇÕES: ISABELA MATHEUS (ESCOLARIDADE SUPERIOR INCOMPLETO)

IMPLICAÇÕES DO TRATAMENTO NO RESERVATÓRIO LATENTE PARA HIV-1
Susan Peterson, Alison P. Reid, Scott Kim, and Robert . Siliciano

1)Visão Geral do Capítulo


Este capítulo explora a definição e o mecanismo do reservatório latente, resistência e as implicações do tratamento e o impacto do reservatório latente no desenvolvimento de drogas futuras. O reservatório viral é um tipo de célula ou local anatômico onde o vírus ou as células infectadas persistem com replicação cinética (metabólica) e/ou taxa de renovação mais lenta do que o principal local de depósito da atividade de replicação do vírus obs1. O reservatório estável para o HIV-1 é criado quando o receptor CD4 ativado de células T que estão se convertendo em células de memória é infectado. O DNA viral torna-se interado ao DNA do cromossomo da célula. Esta integração aos genomas de longa vida das células de memória proporciona um mecanismo de arquivamento de todas as maiores formas de vírus que tenham circulado nu indivíduo infectado, inclusive as variantes virais que apresentem resistência às drogas anti-retrovirais. Isto torna as decisões quanto ao tratamento particularmente difíceis sob a luz do fato de que os ensaios de avaliação de resistência não conseguem acessar os conteúdos do reservatório latente. Diversas abordagens para calcular esse desafio foram exploradas, incluindo interrupções do tratamento programadas, o que ultimamente provou ser ineficiente, bem como desenvolvimento de drogas com altas barreiras à resistência, e o desenvolvimento de novas classes de drogas com novo mecanismo de ação. Esforços para combater o reservatório latente através da intensificação da terapia de alta atividade anti-retroviral (HAART) e ativação de agentes têm desafortunadamente apresentado apenas um sucesso limitado, e novas abordagens serão necessárias se a erradicação é para ser atingida.

2) Introdução


A descoberta do reservatório latente nas células TCD4 quiescentes (em descanso) fundamentalmente mudaram o caminho pelo qual os pacientes, fisiologistas e cientistas conceitualizaram o tratamento da infecção pelo HIV-1. O reservatório latente é agora amplamente reconhecido como uma enorme barreira para a cura da infecção pelo HIV-1, e a terapia anti-retroviral não é mais oferecida com a esperança na erradicação da infecção . Atualmente a supressão da replicação viral por longo tempo tornou-se um gol terapêutico. Em adição, o reservatório é responsável pela persistência da resistência a drogas em pacientes infectados. Este capítulo explora a natureza e os mecanismos do HIV-1 latente, as implicações da resistência a drogas e o impacto do reservatório latente no desenvolvimento de futuras drogas.

OBS1: No corpo, o vírus pode ser replicado mais favoravelmente em uma determinada região.

3)O Que é Reservatório Latente?


A – O Tipo Celular e Localização


O termo reservatório é freqüentemente usado na literatura sobre virologia, nem sempre de modo preciso. Isto é entretanto importante no início para esclarecer o exato significado de um reservatório viral. O reservatório viral é um tipo de célula ou uma localização anatômica em que o vírus ou as células infectadas por ele persistem com replicação cinética lenta ou a taxa de duplicação mais lenta do que a principal fonte de atividade de replicação viral. O vírus no reservatório precisa ter competência para replicar-se e está em algum local protegido dos efeitos do sistema imunológico, medicação antiviral e deterioração bioquímica. Um reservatório para o HIV-1 foi identificado em células TCD4 quiescentes por meio de experimentos que recobram a competência da replicação do vírus proveniente dessa população de células. Tem sido aceita a hipótese de que outros tipos de células, incluindo aas linhagens de monócitos e macrófagos, que podem também servir como reservatórios para o vírus. De fato, macrófagos servem como uma importante origem do vírus em estágios tardios da infecção quando células TCD4 sofrem larga depleção. Enquanto macrófagos infectados aparecem para lançar a continuidade do vírus, eles duplicam mais lentamente do que as células TCD4 e assim podem ser considerados um reservatório.


A-1. Reservatório Versus Compartimento


Os termos reservatório e compartimento são freqüentemente confundidos. As taxas de replicação cinética e por duplicação OBS2 não precisam ser diferentes em um compartimento viral. Em vez disso, existe um obstáculo entre o compartimento e o resto do organismo que só raramente é transposto. Este obstáculo leva a uma divergente evolução entre as duas populações virais do compartimento e do resto do corpo. Exemplos de compartimentos incluem o trato genital e o sistema nervoso central. Critérios filogenéticos podem ser usados para diferentes reservatórios e compartimentos. Seqüências extraídas do reservatório de um paciente apresentarão uma diversidade desenvolvida e a expressão de seqüências divergentes do mais recente antecessor comum decrescida. Isso reflete o fato de que um reservatório contém seqüências depositadas em diferentes fases da infecção. Isso é claramente demonstrado por análises do reservatório latente do HIV-1 em células TCD4 quiescentes onde o arquivo do tipo selvagem e dos tipos resultantes de resistência a drogas permanecem.

OBS2: A primeira se dá como a expressão do vírus em RNA e proteínas para formação de novos vírions que serão liberados com a lise da célula. A segunda se refere à duplicação do genoma viral concomitantemente à intérfase (duplicação do cromossomo) e subseqüente mitose celular .





Em contraste, seqüências provindas de um compartimento demonstrarão diversidade reduzida e serão agrupadas separadamente na árvore filogenética. A penetração da droga nesses compartimentos é uma importante preocupação quando designa um regime anti-‑retroviral pois baixos níveis da droga nesses compartimentos podem, a princípio, liderar o desenvolvimento de resistência nos mesmos. Por exemplo, se um componente de um regime de três drogas falha em atingir um nível apropriado no sistema nervoso central, então o vírus deste compartimento estará exposto apenas a duas drogas anti-retrovirais, aumentando o risco do avanço da resistência.


A-2. Mecanismo de Latência


O HIV-1 surgiu como sendo replicado nas células TCD4 ativadas. Muitos dos fatores anfitriões necessários para replicação são pobremente/ incorretamente expressados ou são isolados em forma inativa nas células TCD4 quiescentes. As células TCD4 ativadas que são infectadas e produtivas morrem muito rápido como resultado de ambos os ataques do vírus e do sistema imunológico. Entretanto, se uma célula TCD4 ativada está no processo de conversão para uma célula de memória quiescente quando torna-se infectada, o HIV-1 pode solidamente integrar-se no DNA da célula hospedeira e persistir por toda a vida dessa célula. O HIV-1 integra-se mais comumente em íntrons de genes ativos transcritosOBS3. Desse modo, o estado de latência não é conseqüência da inacessibilidade do pró-vírus ao aparato transcricional. Pelo contrário, a latência resulta de outros fatores incluindo os níveis inadequados de transcrição do hospedeiro e da seqüência Tat do HIV-1, uma proteína viral (enzima) que normalmente auto-regula a expressão do gene do HIV-1.


A-3. HAART

Existem correntemente vinte e uma drogas anti-retrovirais aprovadas pela FDA (Food and Drug Administration of The United States Departments of Health and Human Services) que podem ser divididas em quatro classes baseadas em seu mecanismo de ação. HAART (terapia de alto impacto) consiste da combinação de três ou mais drogas anti-retrovirais, usualmente de, no mínimo, duas classes. O regime HAART mais usado consiste de dois inibidores de nucleosídios de transcriptase reversa (NRTIs) e ou um inibidor de protease (PI) ou um inibidor de transcriptase reversa não direcionado a nucleosídio (NNRTI).

OBS3: Genes que apresentam grande demanda de transcrição são mais ativos. E genes com deficiência seqüencial do tipo pontual que apresentam UGA antes do final do éxon transformam um período do éxon em seqüencia não transcrita, porém não UTR (que se apresenta apenas nas extremidades do gene completo). Por isso, estes trechos descartados da transcrição podem oferecer ao vírus as mesmas condições favoráveis de integração no íntron que é degradado na maturação do mRNA. Dessa forma, genes que apresentam este defeito seqüencial sem sentido deveriam ser mais propensos a receber o genoma viral, que pode ser alocado inclusive no trecho correspondente do éxon do mesmo gene normal.



Estudos anteriores sobre a dinâmica viral por Ho e Perelson demonstraram que a monoterapia pode decrescer a carga viral em um paciente para mais de três logaritmos nas primeiras três semanas, e que na HAART a carga viral decresce em um exponencial padrão bifásico de níveis indetectáveis em menos de dois meses.
Análises da viremia (presença do vírus no sangue) residual em pacientes tratados com HAART têm demonstrado que esta desacelera e em alguns casos pára a evolução viral, mas como um resultado da existência dos estabelecimentos de reservatórios, a HAART não pode curar a infecção por HIV-1.


A-4. O Reservatório Latente como uma Barreira para a Cura


Em uma pessoa infectada por HIV-1, aproximadamente 1/106 (1 x – 106) células TCD4 quiescentes encobrem vírus competentes para a replicação. Assim sendo, o quantitativo de células infectadas em estado latente é pequeno. Entretanto, a meia-vida dessas células T infectadas em estado latente tem sido estimada em quarenta e quatro (44) meses. Em função de sua freqüência e de sua meia-vida, a erradicação poderia levar setenta três (73) anos para completar a supressão da replicação viral. Encurtar esta meia-vida no intuito de atingir a erradicação do reservatório latente tem sido o objetivo de inúmeras estratégias diferentes.


4) Resistência: Mecanismo de Armazenagem no Reservatório Latente e suas Implicações Clínicas


A-O Desenvolvimento de Resistência

O último objetivo da terapia anti-retroviral é a supressão do nível viral no plasma para menos de cinqüenta (50) cópias por ml, minimizando a evolução viral e a resistência emergente. Causas comuns de falência do tratamento e o desenvolvimento de resistência para as terapias anti-retrovirais incluem a não aderência, a combinação inapropriada de drogas antagonistas, a monoterapia, as quais foram comumente praticadas no começo dos anos noventa, quando havia poucas opções de drogas avaliáveis. Sub-ótimos regimes inibem parcialmente a replicação e exercem uma pressão seletiva no vírus selvagem levando as variantes resistentes a tornarem-se dominantes. O problema da resistência é exacerbado pelo fato de que quando qualquer espécie viral resistente torna-se a população dominante secundária para a terapia ineficiente, o vírus é arquivado no reservatório latente. Isso causa ao paciente uma perpétua resistência a drogas motivando a pressão seletiva. Além disso, se a terapia é descontinuada, os vírus selvagens mais adaptados ressurgem do reservatório latente como espécie dominante no plasma, particularmente se a capacidade de replicação das espécies resistentes for significativamente reduzida por suas mutações.


B-A Interrupção do Tratamento
A rápida reemergência do vírus selvagem como dominante no plasma após a cessação da terapia anti-retroviral levou alguns pesquisadores a acreditar que as variantes resistentes eram transitórias e facilmente eliminadas em abstenção da ação seletiva. Entretanto, não está claro que variantes resistentes sejam estocadas no reservatório latente justamente quando não são muito detectáveis no plasma de pacientes que interromperam a terapia e que tem um vírus selvagem no plasma. Este princípio é ilustrado pela experiência com a estratégia terapêutica o “programa de interrupção do tratamento” em pacientes cuja terapia sucumbiu. A idéia por trás desses estudos era de que um tratamento interrompido poderia trazer o retorno do vírus selvagem, tornando os pacientes mais propensos a responder a um regime eficiente. Isso ocorreu desde que ficou claro que as viroses, resistentes a drogas, e já arquivadas, conferem permanente resistência a drogas e que estas variantes podem ressurgir quando a terapia é reiniciada. Dessa forma, pacientes que suportam a interrupção do tratamento para esse propósito não respondem melhor à terapia de resgate do que pacientes que mudaram diretamente para o regime de resgate, e demonstraram uma taxa alta de eventos adversos relatados da derrota da supressão viral durante a interrupção.

C- A Pulsação e o Relacionamento com o Reservatório Latente

Apesar de as drogas anti-retrovirais poderem reduzir a carga viral em níveis indetectáveis pelos ensaios ultrassensíveis de RT-PCR (Reação em cadeia da polimerase – transcriptase reversa), o reservatório latente persiste e serve como um arquivo para o vírus selvagem, tão bem quanto qualquer variante resistente que possa surgir de uma terapia não supressiva anterior. Quando as células TCD4 quiescentes infectadas em estado de latência passam por ativação, a auto-regulação da expressão do gene viral pode levar à produção de vírions que podem ser detectados como nível baixo de viremia. Não está claro que a maioria dos pacientes sob a terapia HAART que têm carga viral abaixo do limite de detecção dos ensaios clínicos atuais tenham uma viremia residual contínua menor que cinqüenta (50) cópias por mililitro. Isto pode refletir a liberação de vírus a partir dos reservatórios. Somado a isso, alguns pacientes têm oscilado em elevações de viremia para a classe detectável (> 50 cópias/ml). Essas oscilações são denominadas pulsações. Em freqüentes amostras, as pulsações podem ser detectadas na maioria dos pacientes em terapia anti-retroviral supressiva. Estudos clínicos têm demonstrado que esses aumentos transitórios da carga viral não são associados com a evolução viral e podem representar uma variação estatística em torno da expressão da carga viral que é ligeiramente inferior ao limite de detecção. O achado de que estas oscilações podem ser viremia sem evolução viral sugere que enquanto não for possível curar o HIV-1 com o tratamento anti-retroviral corrente, os pacientes podem manter uma supressão crônica de replicação viral.