REVIGORAÇÃO DE CÉLULAS t ESPECÍFICAS PARA O HIV EXAUSTAS, POR MEIO DO BLOQUEIO DE LIGANTES PD-1-PD-1
Gordon J. Freeman, E. John Wherry, Rafi Ahmed, e Arlene H. Sharpe
A morte programada (PD)-1-PD-1 pela via do ligante (PD-L), a qual é parte da família B7-CD28, consiste do receptor de PD-1 e de seus ligantes PD-L1 e PD-L2. O casamento do PD-1 com seus ligantes inibe as respostas imunes, e um trabalho recente demonstra que o PD-1 é altamente expressivo em células T exauridas durante a coriomeningite linfocítica crônica viral (LCMV) em camundongos infectados. O bloqueio dessa via revigora as células T exaustas, permitindo sua expansão e produção de citocinas efetoras, levantando a questão sobre se este caminho tem sido explorado por uma variedade de viroses durante a infecção crônica. Novos estudos agora estendem essas observações para a infecção por HIV e doenças humanas.
EXPRESSÃO DE PD-1 E SINALIZAÇÃO
PD-1 foi isolado como um gene sobre-regulado (regulado para mais) em uma célula T de hibridoma [tumor de células híbridas utilizado na produção “in vitro” de anticorpos monoclonais específicos; produzido pela fusão de uma linhagem de cultura tecidual estabelecida de células tumorais linfocitárias (p.ex. células do plasmocitoma de camundongos) e células produtoras de anticorpos específicos (p. ex. espemócitos de camundongos especificamente imunizados); as fusões são obtidas com o uso de polietilenoglicol ou outros métodos. Dic.Stedman] sofrendo morte celular por apoptose. PD-1 (CD279) é expressada por indução em células TCD4, TCD8, NKT, células B, monócitos no momento de ativação . Esta ampla expressão de PD-1 contrasta com a supressão de CD28 e CTLA-4 em células específicas. [CTLA4 é um membro da superfamília de imunoglobulinas e é uma molécula co-estimuladora expressada por células T ativadas. CTLA4 é similar ao co-estimulador de células T CD28, e ambas moléculas ligam B7-1 (CD80) e B7-2 (CD86) em células apresentado antígenos. CTLA4 transmite um sinal inibitório para as células T, enquanto CD28 transmite um sinal estimulador em células T específicas. (OMIM 123890)]. PD-1 transduz (conduz um sinal energético) um sinal quando engatada em combinação com ligação de receptor da família CD28. O domínio citoplasmático de PD-1 contém dois motivos de sinalização de tirosina ambos os quais podem ser fosforilados sobre a combinação com o receptor. A fosforilação da segunda tirosina, um imuno-receptor com motivo de interruptor baseado em tirosina, recruta a tirosina fosfatase SHP-2 e em menor volume SHP-1 para o domínio ctoplasmático de PD-1. [SMALL HETERODIMER PARTNER; SHP; SHP1 – a superfamília de receptores nucleares é um grupo de fatores de transcrição regulada por pequenos hormônio hidrofóbicos como os ácidos retinóicos, hormônio da tiróide e esteróides. Essa superfamília também inclui receptores nucleares órfãos, como NR0B2, os quais são proteínas relatadas que não tem ligantes conhecidos(OMIM 604630)] O recrutamento dessas fosfatases leva à desfosforilação do TCR próximo sinalizando moléculas, inclusive ZAP70, PKCθ e CD3’ζ , levando à atenuação do sinal TCR/CD28. A sinalização de PD-1 impede a ativação de quinases 3 fosfatidilinositol mediada por CD28, resultando em redução da fosforilação de AKT e do metabolismo da glicose.
EXPRESSÃO DE LIGANTES DE PD-1
Os ligantes de PD-1 têm padrões distintos de expressão. PD-L2 (B7-DC; CD273) é expressada por indução somente em células apresentadoras de antígenos profissionais e não profissionais. PD-L1 é constitutivamente expressada em células B, células dendríticas, macrófagos e células T, e é mais sobre-regulada na ativação. PD-L1 também é expressada em uma ampla variedade de tipos de células não hematopoiéticas, incluindo células do endotélio vascular, células do epitélio tubular renal, miocárdio cardíaco, células de ilhas pancreáticas, células gliais no cérebro(glia=neuroglia: neuróglia são elementos celulares não-neuronais dos sistemas nervoso central e periférico; estão invariavelmente interpostas entre os neurônios e os vasos sangüíneos que suprem o sistema nervoso. Dic.Stedman), músculo inflamado e queratinócitos (células da epiderme e do epitélio oral). Os interferons α,β e y (alfa, beta e gama) são poderosamente sobre-reguladores da expressão de PD-L1 em células apresentadoras de antígenos, células do endotélio e células epiteliais. Durante as respostas pró-inflamatórias imunes, tal como infecção e rejeição a transplantes, a expressão de PD-L1 é intensa e extensiva. Por exemplo, PD-L1 é expressada nas células de Kupffer do fígado e é sobre-regulada (regulada para mais) em hepatócitos após a infecção por hepatite B. PD-L1 também é expressada em sítios de privilégio imune tal como a placenta e os olhos. A expressão de PD-1 é encontrada em muitos tumores sólidos, e alta expressão de PD-L1 está associada com pobre prognóstico.
A EXAUSÃO VIRAL E A VIA DE PD-1-PD-L.
Células T CD8 antivirais efetoras possuem variadas propriedades funcionais incluindo a produção de citocina (e.g., IFN-y, TNF-α, IL-2), com potencial citotóxico (e.g., exocitose[processo pelo qual são liberados grânulos ou gotículas secretoras de uma célula; a membrana ao redor do grânulo se funde com a membrana celular, que se rompe, e a secreção é liberada. Dic Stedman]dos grânulos de perforina e granzime [perforina é uma proteína encontrada nos grânulos citoplasmáticos de linfócitos T citotóxicos e das células exterminadoras naturais (células natural killer). Esta proteína está envolvida na lise de células-alvo pelas células NK]{granzime= protease com atividade serina esterase que representa a maior parte do conteúdo dos grânulos das células T citotóxicas. Não se sabe de as células T citotóxicas precisam dessas enzimas para matar. Dic.Stedman}, alto potencial proliferativo, baixa apoptose, e para células de memória, a habilidade de auto-regeneração por via de retorno homeostático. Um dos fatores-chave de células TCD8 de memória é a habilidade para rapidamente reativar múltiplas funções efetoras e promover vigorosa proliferação após a re-exposição ao antígeno. Em contraste com a alta capacidade funcional de células TCD8 efetoras e de memória após aguda infecção ou vacinação, a função de células TCD8 é muitas vezes reduzida ou exaurida durante infecções crônicas. A exaustão foi originalmente descrita durante infecção crônica por LCMV como a persistência de células TCD8 vírus-específicas sem funções efetoras. A exaustão de células TCD8 pareceu ser uma notória característica não somente de infecções crônicas experimentais em camundongos, mas também durante infecções crônicas em primatas e humanos. Por exemplo, células TCD8 antígeno-específicas não funcionais têm sido observadas durante a infecção por SIV em primatas e infecção por HIV, hepatite B, hepatite C em humanos e no vírus linfotrópico T humano de tipo 1 (vírus com tropismo para linfócitos T humanos).
Estudos de ambos modelos de infecção crônica no camundongo e em humanos tem demonstrado que a exaustão compreende uma gama de disfunções de relativamente médias ao extremo. Potencial proliferativo reduzido é uma característica chave de exaustão que freqüentemente ocorre quando outras funções tais como produção de citocinas estão em grande parte intactas. De fato, o alto potencial proliferativo correlaciona-se com a não progressão durante a infecção por HIV e pode ser uma propriedade decisiva para aquelas células T que podem responder à intervenção terapêutica. Nesse ponto parece haver uma distinta hierarquia de exaustão com certas propriedades funcionais, tal como produção de IL-2 e potencial proliferativo, as quais são perdidas primeiro, e outras funções, como produção de IFN-y, que são mais resistentes `a inativação. A duração da infecção, nível de exposição ao antígeno, e a avaliabilidade de células TCD4 salvadoras (helper) são fatores cruciais que afetam o nível de exaustão durante uma dada infecção crônica.
O tipo e a qualidade das APC (células apresentadoras de antígeno) também pode mudar dramaticamente durante infecções crônicas como, por exemplo, APCs profissionas são mortas e os sinais inflamatórios mudam. É plausível que esse repertório de APCs alteradas e mudanças associadas à co-estimulação venham influenciar a exaustão das células T durante as infecções crônicas. Durante a infecção por HIV, a expressão superficial de PD-L1 em células apresentadoras de antígenos é aumentada e a expressão de CD86 (B7-2) é diminuída, tipificando o balanço entre sinais inibidores e estimuladores entregues às células T em favor da inibição. Adicionalmente, os sinais inibitórios entregues por PD-L1 em células epiteliais e endoteliais podem assumir/aceitar significância adicional quando APCs profissionais são reduzidas durante a infecção crônica.
Estudos recentes têm mostrado que PD-1 é altamente expressada por células TCD8 durante a infecção crônica por LCMV e que o caminho PD-1-PD-L exerce um papel principal na regulação da exaustão de células T durante esta infecção. Quand anticorpos foram usados para bloquar o caminho PD-1-PD-L “in vivo” durante a infecção crônica por LCMV, as respostas de células TCD8 vírus-específicas foram potencialmente aumentadas. Não somente foi o número de células TCD8 específicas para LCMV que expandiu dramaticamente, mas suas funções também foram aperfeiçoadas. Após o bloqueio PD-1-PD-l “in vivo”, as células TCD8 vírus-específicas produziram mais IFN-y e TNF-α em uma base por célula. A conseqüência dessa exaustão de células TCD8 vírus-específica revertida foi uma considerável redução na carga viral. Este estudo preparou o estágio para investigação sobre a expressão de PD-1 e o possível controle da exaustão de células T pelo caminho da PD-1-PD-L, durante a infecção viral crônica humana.
A VIA PD-1-PD-L NA INFECÇÃO POR HIV
Varios estudos novos sugerem um papel para a via PD-1-PD-L em células TCD8 vírus-específicas examinadas durante a infecção por HIV. O estudo por Petrovas e outros sobre este tema, e estudos de Day e outros e Trautmann e outros publicados recentemente no Nature e Nature Medicine respectivamente, demonstraram que a expressão de PD-1 é elevada em células TCD8 específicas para o HIV e que o bloqueio da via PD-1-PD-L leva ao aumento da proliferação de células T e da produção de citocinas efetoras. Trabalhos prévios demonstraram que PD-L1 é sobre-regulada na infecção por HIV. Coletivamente, essas observações sugerem que a via PD-1-PD-L pode realmente ser operante durante a infecção crônica por HIV.
Uma grande porcentagem de células TCD8 específicas para o HIV expressou PD-1 e a expressão desse receptor foi elevada em uma base por célula. Uma grande proporção de células TCD8 específicas para o HIV também expressou CD27 e CD45RO, indicando uma ativação prévia. Essas células TCD8 perderam a expressão do receptor co-estimulador CD28 e de perforina e expressavam somente duas posições de CCR7 e CD127 (receptor alfa de IL-7), as quais são importantes moléculas para a manutenção de células T de memória. Este fenótipo sugere que as células T são pobremente funcionais, não estão se transformando em células de memória e são particularmente receptivas aos sinais inibidores.
Células TCD8 em indivíduos infectados com HIV tem previamente sido apresentadas por serem disfuncionais com reduzida capacidade proliferativa e função efetora. Day e outros demonstraram que a severidade da doença, como julgada pela carga viral e declínio de contagem de CD4, era correlacionada com ambos os níveis de expressão de PD-1 nas células TCD8 específicas para o HIV e a porcentagem de células expressando PD-1, proporcionando um marcador em células TCD8 que se correlaciona com a severidade da doença. O nível de expressão de PD-1 também foi associado com o decréscimo de proliferação de células TCD8 em resposta a uma estimulação com antígeno de HIV “in vitro”. Coletivamente, esses achados demonstram que o nível de PD-1 é correlato à extensão de exaustão das células T. Day e outros e Trautmann e outros demonstraram além disso que a expressão de PD-1 em células TCD8 específicas para o HIV foi reduzida em pacientes passando por terapia anti-retroviral altamente ativa , consistentemente com a noção de que altos níveis de antígenos dirigem a expressão de PD-1 e a exaustão funcional. De acordo com Trautmann e outros, a disfunção de CD8 não resulta de alterações na expressão de TCR (receptor de célula T) ou da estimulação com peptídeos ligantes alterados.
Existem diferenças surpreendentes nos níveis de expressão de PD-1 nas células T vírus-específicas em infecções crônicas em oposição às infecções resolvidas. Células T específicas para o vírus de vacínia, o qual causa uma aguda infecção de limitação ao próprio, expressaram pouco PD-1 comparadas com os altos níveis de expressão de PD-1 expressado por células T específicas para HIV. Em contraste, células T específicas para viroses crônicas, CMV e vírus Epstein Barr, expressaram níveis de moderados para altos de PD-1, respectivamente. Isso sugere que a viremia sustentada e a apresentação de antígeno mantém os altos níveis de expressão de PD-1. Isso será importante para determinar se a sobre-regulação de PD-1 e PD-L é uma conseqüência da resposta anti-viral do interferon, e efeito indireto da ativação de células T e produção de citocinas anti-inflamatórias, ou se as proteínas do HIV sobre-regulam diretamente sua expressão.
Todos os três papéis (publicações referidas) demonstram a significância funcional da expressão de PD-1 em células T específicas para o HIV. O bloqueio de PD-L1 com um anticorpo monoclonal leva ao aumento da proliferação de células T e à produção de TNF-α, IFN-y e ganzime B, indicando um acréscimo geral da função efetora. Embora o bloqueio do curto termo da via PD-1-PD-L em um ensaio de citocina 6-h tenha tido pouco efeito na função das células TCD8 específicas para o HIV, o bloqueio desta via durante o ensaio de proliferação 6 d aumentou a proliferação de ambas as células TCD8 e TCD4 específicas para o HIV e resultou em células T mais funcionais no final da cultura. Se a proliferação é um pré-requisito para a recuperação de outras funções de células T isso permanece por ser determinado. A atividade citolítica, por exemplo, não foi examinadae será de grande interesse. Também não foi esclarecido se a recuperação do potencial proliferativo observado nos sistemas LCMV e HIV refletem crescimento na divisão celular, menos morte ou ambos.
Petrovas e outros, usaram uma lâmina ligada com anticorpo policlonal específico para PD-1 para demonstrar o relacionamento entre a redução de PD-1 com a proliferação de células T antígeno-específicas do HIV. Eles examinaram a apoptose CE células TCD8 específicas para o HIV com PD-1 + (ativa?) e acharam aumentos em ambas apoptose espontânea e mediada por Faz, sugerindo que uma comunicação cruzada pode ocorrer entre o PD-1 e os receptores de Faz. A interpretação desses achados, entretanto, é complicada pela descoberta de que células TCD8 específicas para o HIV com PD-1 negativa (inativa?) também tiveram a suscetibilidade para apoptose aumentada. É possível que outros fatores tal como níveis de ativação de células T estejam envolvidos. Células expressando níveis muito altos de PD-1 foram muito mais suscetíveis para sinais de morte, sugerindo que a expressão de PD-1 leva a um defeito de sobrevivência “in vivo”.
Por motivo da conexão entre CD4 de salvamento (helper) e a função de CD8, Day e outros também examinaram os efeitos do bloqueio a ligantes de PD-1 na expansão de células TCD4. Notavelmente, em cinco dos seis pacientes com indetectáveis respostas ao antígeno p24 do HIV por TCD4 proliferativas, o bloqueio de PD-L1 restaurou vigorosamente a expressão de células TCD4, sugerindo que as células TCD4 específicas para o HIV podem estar presentes, mas, funcionalmente diminuídas de tal modo que elas são indetectáveis em ensaios criteriais.
INFECÇÕES QUE UTILIZAM-SE DA VIA PD-1-PD-L
Em adição ao HIV e LCMV, uma variedade de micróbios patogênicos parece ter usurpado a via da ligação PD-1-PD-L para inibir a imunidade antimicrobial e o dano ao tecido do hospedeiro mediado pela imunização. Durante as infecções crônicas virais e infcções por parasitas, a sobre-regulação de PD-l e seus ligantes pode atenuar as respostas imunes e facilitar a persistência de patógenos. Por exemplo, a expressão de ligantes PD-1 é requerida para a função supressora de macrófagos e a indução de anergia [1. Ausência de capacidade de gerar uma reação de sensibilidade às substâncias esperadas como sendo antigênicas (imunogênicas e alergênicas) em determinado indivíduo. 2. Falta de energia. dic Stedman.] em células T durante infecções com helmintos Schistomosa mansoni e Taenia crassiceps. A sobre-regulação de PD-1 e seus ligantes também deve ser usada para limitar conseqüências inflamatórias com potencial pernicioso de respostas efetoras anti-microbiais. Tal como o papel promotor de PD-1 é sugerido por estudos de camundongos infectados com adenovírus PD-1-/-, os quais mais rapidamente expulsam o vírus mas desenvolvem danos hepatocelulares mais severos do que os camundongos de tipo selvagem.
CONSIDERAÇÕES E QUESTÕES NÃO RESOLVIDAS
A via PD-1-PD-L tem um papel crucial na regulação do balanço entre a ativação de células T e a tolerância. Bloqueio ou eliminação de PD-1 e seus ligantes pode acelerar e exacerbar doenças auto-imunes. O polimorfismo em um único nucleotídeo de PD-1 tem sido relacionado com muitas doenças auto-imunes, embora como o PD-1 afeta a suscetibilidade para doenças auto-imunes humanas não esteja claro. Será importante aprender como regular/ajustar esse caminho para reativar células T ao mesmo tempo minimizando o risco de auto-imunidade e imunopatologia.
Como PD-1 exerce seus efeitos inibidores? Muitos artigos tem mostrado que a sinalização de PD-1 inibe a ativação de células T. Relatórios iniciais descobriram um resultado/uma conseqüência da captura do ciclo celular além da morte celular, mas estudos recentes, incluindo o estudo de Petrovas e outros, enfatiza o papel de PD-1 em promover a morte de células T. PD-1 deve engajar diretamente uma via de morte ou mais aceitavelmente indiretamente influenciar a morte celular por sub-regulação (regulação para menos) de sinais de sobrevivência efetores e de crescimento ou sinergizando com vias de morte. Por exemplo, a ligação PD-1 inibe a expressão do gene bcl-xl de sobrevivência da célula e de vários fatores de crescimento. Os efeitos de ligação de PD-1 na expressão de receptores de morte e de vias de morte devem ser mais estudados.
As conseqüências de interações de PD-1-PD-L na expansão e sobrevivência de células T também dependem do micro-evolvimento e do tipo das APCs (células apresentadoras de antígenos) que interagem com as células T. Quando macrófagos são usados como APCs, os anticorpos monoclonais anti-PD-L1 ou anti-PD-1 aumentam a produção de IFN-y e IL-2 por células T, mas, paradoxalmante, inibem sua proliferação. Essa inibição foi causada pela produção de óxido nítrico pelos macrófagos que é dependente da indução por IFN-y, o qual (óxido nítrico de macrófagos) inibe a proliferação de células T.(Obs.: o IFN-y é produzido pelas células NK e outras talvez.)O aumento da produção de INF-y após o bloqueio de PD-L1 é visto em células T específicas pelo HIV e é um resultado comumente relatado em muitos sistemas experimentais. Assim, a combinação do bloqueio da sintetase de NO (óxido nítrico) induzido com o bloqueio de PD-1-PD-L pode ser um potencial terapêutico como um método para aumentar a resposta imune e proteger contra processos anti-inflamatórios potenciais resultantes do NO.
Para otimizar a manipulação dessa via durante a infecção viral crônica, trabalhos adicionais são necessários para compreender as funções de PD-L1 versus PD-L2, e o papel de PD-1 em células B e macrófaos e nas células T. Desde que PD-1 é expressada em células B e macrófaos e que é expressada em células T, deve haver também uma sinalização bi-direcional. Algusn relatórios descrevem a sinalização revertida de PD-L1 e PD-L2 dentro das células que as expressam. Também existem dados que sustentam que funções estimuladoras de PD-L1 e de PD-L2 sejam, possivelmente, mediadas por um segundo receptor ainda não identificado. As contribuições de cada uma dessas interações para eficácia terapêutica da manipulação dessa via precisam ser avaliadas.
CONCLUINDO OBSERVAÇÕES
Os relatórios de Petrovas e outros, Day e outros e Trautmann e outros sugerem que o bloqueio da interação PD-1-PD-L pode ser uma estratégia terapêutica para a infecção por HIV que pode permitir a reativação de respostas de células T anti-HIV. Porque esta via tem um importante papel na regulagem do balanço entre a ativação de células T e a tolerância, será importante identificar o momento ótimo e a freqüência da terapia para minimizar o risco de imunopatologias ou auto-imunidade. Os efeitos do bloqueio de somente PD-1, PD-L1 ou PD-L2 ou a combinação dos três será necessariamente avaliada por eficácia e segurança. Deverá ser benéfico cominar o bloqueio de PD-1 com a terapia anti-viral ou vacinação terapêutica. Em particular, desde que os efeitos terapêuticos de interferons sejam limitados pela indução de ligantes de PD-1, pode haver benefícios sinergéticos no bloqueio de PD-1 em conjugação com terapia com interferon. Estudos adicionais são necessários para investigar a estenção pretendida, e por quanto tempo, o bloqueio de PD-1-PD-L pode restaurar diferentes funções efetoras, particularmente a citólise (lise celular).
Gordon J. Freeman, E.John Wherry, Rafi Ahmed, e Arlene H. Sharpe
Rockfeller Press, 2 de outubro de 2006.
domingo, 4 de maio de 2008
quinta-feira, 1 de maio de 2008
RESPOSTA IMUNE ESPECÍFICA AO HIV-1
Alexandre Harari e Giuseppe Pantaleo
(Capítulo do livro: HIV-1 MOLECULAR BIOLOGY AND PATHOGENESIS)
Tradução: Isabela Matheus
1.INTRODUÇÃO
O sistema imune inato representa a primeira linha de defesa contra a invasão de microorganismos, e existe uma crescente evidência de que a interação inicial entre microorganismos invasores e o sistema imune inato molda substancialmente o desenvolvimento da imunidade adaptativa. Entretanto, a proteção contra infecções virais é predominantemente mediada pela imunidade adaptativa e por ambas imunidades mediada por células e humoral. O efeito antiviral da imunidade humoral é mediado através da geração de anticorpos capazes de bloquear a entrada / infecção do vírus em células marcadas (alvo). Esses anticorpos que bloqueiam a entrada do vírus são conhecidos como anticorpos neutralizantes. Os componentes efetores da imunidade mediada por células, células T CD4 e TCD8, mediam seu efeito antiviral através da secreção de citocinas e da morte de células infectadas pelo vírus marcadas. Existe uma diferença na resposta antiviral entre as imunidades humoral e mediada por células. Anticorpos neutralizantes são críticos na prevenção de infecção viral e têm pouco ou nenhum efeito em controlar infecções crônicas estabelecidas, enquanto as células TCD4 e TCD8 específicas para o vírus não previnem a infecção mas são críticas no controle da infecção crônica.
As viroses humanas mais difusas têm de fato diferentes suscetibilidades para componentes efetores das imunidades humoral e mediada por células baseada em suas habilidades para persistir e estabelecer a infecção crônica. Exemplos de viroses que são rapidamente expulsas pela resposta imune durante a infecção primária incluem o vírus influenza, póliovírus, vírus measles, da rubéola, poxvírus (da varíola), vírus da hepatite A, e vírus da febre amarela (Arvin, 1996; Griffin, 1995; Pantaleo e Koup, 2004). O HIV-1 pertence à classe das viroses tal como citomegalovírus (CMV), vírus Epstein-Barr (EBV), vírus do herpes simples (HSV), vírus da hepatite B (HBV) e viroses C (HVC), vírus da varicela zoster (VSV), e vírus do papiloma humano (HPV) que persistem em infecções crônicas estabelecdas. (Bertoletti e Ferrari, 2003; Callan, 2003; Doherty e outros, 2001; Harari e outros, 2004b; Panteleo e Koup, 2004). A habilidade de certas viroses para estabelecer infecções crônicas resulta de uma variedade de mecanismos que as viroses têm envolvido para evadir à resposta imune do hospedeiro. (Alcami e Koszinowski, 2000; Bechmann e kopf, 1999; Bachmann e Zinkernagel, 1997; Doherty e Christensen, 2000; Mc Michael e Phillps, 1997; Walker e Goulder, 2000; Zinkernagel e ouros, 2001). Os mecanismos de escape imune do vírus operam em dois níveis admitindo ambas a persistência do vírus no momento do primeiro encontro entre o vírus e o hospedeiro e o controle ineficiente da replicação viral durante a infecção crônica estabelecida.
Interessantemente, existe uma diferença substancial na resposta imune para viroses que são eficientemente expulsas durante a infecção primária e crônica (Pantaleo e Koup, 2004). A resposta imune contra viroses que são eficientemente expulsas no momento da infecção primária é predominantemente mediada por anticorpos neutralizantes (Pantaleo e Koup, 2004). Anticorpos neutralizantes também são primariamente responsáveis pela proteção contra infecções seguidas à vacinação. A efetividade dos anticorpos neutralizantes é relacionada à biologia do vírus e ao tipo de infecção. Por exemplo, viroses que são rapidamente expulsas durante a infecção primária geralmente são altamente citopáticas (conferem patologia às células) e induzem morte massiva de células alvejadas e liberam partículas virais que, por sua vez, as tornam suscetíveis à atividade neutralizante dos anticorpos. Essas viroses não são capazes de estabelecer infecções crônicas em células alvejadas e por isso a imunidade mediada por células tem efeito limitado contra essas viroses.
Viroses que estabelecem infecções crônicas são capazes de estabelecer a infecção crônica em células alvejadas e a imunidade mediada por células é uma resposta ótima contra as viroses associadas a células. Os efeitos protetores da neutralização por anticorpos contra viroses associadas a células ainda não está estabelecido.
O presente capítulo focaliza as análises da resposta imune específica ao HIV-1. Em particular, nós analisaremos ambas imunidades humoral e mediada por células específicas para o HIV-1. Com respeito à resposta específica contra o HIV-1 das células T, nós revisaremos as estratégias correntes, fenotípica e funcional, para analisar a resposta de células T específica para o HIV-1, as anormalidades fenotípicas e funcionais observadas nas respostas específicas de células T contra o HIV-1 comparadas com outras infecções crônicas que são eficientemente controladas pela resposta imune, e finalmente, a correlação de imunidade protetora de respostas de células T a vírus específicos.
2.A RESPOSTA HUMORAL ESPECÍFICA PARA O VÍRUS DO HIV-1
Os correlatos imunes de proteção à infecção das vacinas efetivos que têm sido desenvolvidas contra uma variedade de viroses são representados por anticorpos neutralizantes (Letin, 2006; Mc Michael, 2006; Pantophlet e Burton, 2006). Anticorpos neutralizantes tanto previnem infecções como podem efetivamente conter a expansão de infecções seguidas da exposição ao vírus. Eles são predominantemente efetivos contra partículas virais livres enquanto tem limitado efeito contra células infectadas por vírus. (Bachmann e Kopf, 1999; Bachmann e Zinkernagel, 1997; Zinkernagel e outros, 2001). A resposta imune humoral para o HIV-1 é caracterizada pela presença de uma vigorosa resposta de anticorpos contra várias proteínas virais. (Pantophlet e Buron, 2006). A presença de anticorpos contra o HIV-1 é de fato usada como seletores em ensaios laboratoriais para o diagnóstico da infecção por HIV-1. Entretanto, a grande maioria das respostas de anticorpos é composta de anticorpos sem atividade neutralizante.
O papel protetor dos anticorpos neutralizantes na infecção crônica por HIV-1 não está esclarecido. Anticorpos neutralizantes não são encontrados em sujeitos com infecção progressiva enquanto altos títulos (medidas) de anticorpos neutralizantes com nítida atividade neutralizante são encontrados em sujeitos com infecção do HIV-1 não progressiva, que são portadores não progressivos a longo prazo (LTNPs). (Carotenuto e outros, 1998).
Vários estudos têm investigado os mecanismos responsáveis pela pobre resposta neutralizante e para a limitada atividade neutralizante contra os diferentes HIVs isolados inicialmente. Isso é particularmente relevante para o desenvolvimento de vacina. Nesse contexto, vacinas candidatas baseadas em proteínas tem sido usadas para induzir respostas de anticorpos. (Letvin, 2006; Mc Michael, 2006; Pantophlet e Burton, 2006). Entretanto, os resultados obtidos com vacinas individuais que têm sido testadas atualmente na fase III de testes de eficácia clínicos têm sido desapontadoras em termos de magnitude e sobre a atividade neutralizante das respostas de anticorpos elicitadas (que surgiram) (Letvin, 2005). Por isso existem três problemas principais com as respostas de anticorpos induzidas pelas vacinas correntes baseadas em proteínas:
1) pouca magnitude;
2) pobre ou nenhuma atividade neutralizante;
3) falta de atividade neutralizante nítida (específica).
Nesse contexto, é importante mencionar que a atividade neutralizante no soro de pessoas infectadas com o HIV-1 não é detectada até o título de Elisa ser maior que > 1: 100.000. Dois mecanismos. Dois mecanismos principais têm sido propostos para explicar a evasão de anticorpos do HIV-1:
1) a presença de regiões V1-V3 variáveis; e
2) o escudo de glicana (polissacarídeo).
Com respeito ao primeiro mecanismo, tem sido proposto que o sítio de ligação do co-receptor é mascarado (disfarçado) peãs regiões V1-V2. A respeito do escudo de glicana, 50% das glicoproteínas gp120 são cobertas por carboidratos que tornam a superfície das gp120 inacessíveis aos anticorpos.
Por isso, elicitar robustas respostas de anticorpos neutralizantes contra o HIV em particular permanece o principal bloco de tropeços para o desenvolvimento da vacina (Burton e outros, 2004). Somente poucos anticorpos neutralizantes humanos têm apresentado potência suficientemente nítida. Estes anticorpos neutralizantes têm alvejado regiões conservadas das glicoproteínas do envelope do HIV. Os anticorpos neutralizantes IgG1b2 (Burton e outros, 1994) e 2G12 (Trkola e outros, 1996) marcam GP 120, enquanto 2F5, 4E10 e Z13 (e Z13i) alvejam uma região externa proximal à membrana (MPER) da glicoproteína gp41. (Buchacher e outros, 1994; Muster e outros, 1993; Purtscher e outros, 1994; Stiegler e outros, 2001; Zwick e outros, 2001). Uma série de observações têm claramente demonstrado que estes anticorpos são protetores. Primeiro, tem sido demonstrado que a transferência passiva de anticorpos neutralizantes pode proteger completamente contra a ameaça de lentivírus em primatas não humanos (Zwih e outros, 2005). Segundo, um importante achado em recente estudo clínico tem demonstrado que a administração de uma alta dose combinada (coquetel) de 2F5, AE10 e 2G12 pode retardar significativamente a repercussão após a cessação da terapia antiviral demonstrando potencial protetor da resposta humoral .(Trkola e outros, 2005). Esses achados demonstram que os epítopos alvos são de fato presentes nos envelopes virais circulantes e sugerem que um deles poderia ser capaz de induzir anticorpos neutraliantes para este e outros epítopos se estratégias apropriadas de imunização fossem empregadas.
3. RESPOSTAS ESPECÍFICAS DAS CELULAS T AO HIV-1
A- O PAPEL PROTETOR DE RESPOSTAS DE CÉLULAS T ESPECÍFICAS PARA O HIV-1
Um grande número de estudos defendem vigorosamente o papel protetor das respostas específicas de células T ao HIV-1 no controle da replicação viral e na preservação de enfermidades associadas ao HIV-1. Mc Michael e outros, 200; Miueles e outros, 2002; Pantaleo e Harari, 2006; Pantaleo e Koup, 2004; Rosemberg e outros, 1997, 2000) Certos perfis funcionais das respostas de células TCD4 e TCD8 específicas ao HIV-1 têm sido apresentadas com correlação ao mais efetivo controle de replicação viral e enfermidade estável (Appay e outros, 2004c, 2005, 2006; Betts e outros,2006; Harari e outros, 2004c, 2005,2006; Iyasere e outros, 2003; Lichterfeld e outros, 2004; Migueles e outros, 2002; Panteleo e Harari, 2006; Pantaleo e Koup, 2004; Rosember e outros, 1997; Younes e outros, 2003; Zimmerli e outros, 2005). Cm respeito às células TCD4, respostas vigorosas de células T proliferativas CD4 específicas contra o HIV-1 estão correlacionadas a mais baixos níveis de carga viral e ais efetivo controle de replicação viral seguindo a infecção primária (Rosemberg e outros, 1997). Além disso, também tem sido demonstrado que um componente crítico das respostas protetoras de células TCD4 específicas para o HIV-1 são representadas pela presença de IL-2 secretada de células TCD4 (veja descrição adiante). Vigorosas respostas de células TCD4 conta o HIV-1 também são constantemente encontradas em LTNPs (pessoas que não progridem por longo tempo). (Harari e outros, 2004c, 2005; Iyasere e outros, 2003; Tilton e outros, 2007).
As evidências de um papel protetor das respostas específicas de células T contra o HIv-1 são ainda mais fortes para células TCD8 (Betts e outros, 1999; Pantaleo e Harari, 2006; Pantaleo e Koup, 2004). Em particular, existem várias observações defendendo o papel protetor das respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1:
1) Vigorosas respostas de células TCD8 específicas contra o HIV-1 compostas de células citotóxicas, proliferativas e secretoras de IL-2 (veja descrição adiante) são achadas em LTNPs (Zimmerli e outros, 2005);
2) Respostas específicas de células TCD8 contra o HiV-1 são encontradas em sujeitos respectivamente expostos ao HIV-1 que permanecem não infectados (Kaul e outros, 2004; Makedonas e outros, 2005);
3) A associação temporal entre o aparecimento de respostas específicas de células TCD8 contra HIV-1 e a supressão da carga viral durante a infecção primária (Mc Michael e outros, 2000);
4) A rápida progressão da doença segundo a emergência da doença seguida à emrgência de vírus mutantes escapa à resposta de células TCD8 (Mc Michael e outros, 2000); e
5) A depleção de células TCD8 em macacos infectados com o vírus de imunodeficiência símio está associada com perda do controle da replicação viral e altos níveis de carga viral (Schmitz e outros, 2005).
Alexandre Harari e Giuseppe Pantaleo
(Capítulo do livro: HIV-1 MOLECULAR BIOLOGY AND PATHOGENESIS)
Tradução: Isabela Matheus
1.INTRODUÇÃO
O sistema imune inato representa a primeira linha de defesa contra a invasão de microorganismos, e existe uma crescente evidência de que a interação inicial entre microorganismos invasores e o sistema imune inato molda substancialmente o desenvolvimento da imunidade adaptativa. Entretanto, a proteção contra infecções virais é predominantemente mediada pela imunidade adaptativa e por ambas imunidades mediada por células e humoral. O efeito antiviral da imunidade humoral é mediado através da geração de anticorpos capazes de bloquear a entrada / infecção do vírus em células marcadas (alvo). Esses anticorpos que bloqueiam a entrada do vírus são conhecidos como anticorpos neutralizantes. Os componentes efetores da imunidade mediada por células, células T CD4 e TCD8, mediam seu efeito antiviral através da secreção de citocinas e da morte de células infectadas pelo vírus marcadas. Existe uma diferença na resposta antiviral entre as imunidades humoral e mediada por células. Anticorpos neutralizantes são críticos na prevenção de infecção viral e têm pouco ou nenhum efeito em controlar infecções crônicas estabelecidas, enquanto as células TCD4 e TCD8 específicas para o vírus não previnem a infecção mas são críticas no controle da infecção crônica.
As viroses humanas mais difusas têm de fato diferentes suscetibilidades para componentes efetores das imunidades humoral e mediada por células baseada em suas habilidades para persistir e estabelecer a infecção crônica. Exemplos de viroses que são rapidamente expulsas pela resposta imune durante a infecção primária incluem o vírus influenza, póliovírus, vírus measles, da rubéola, poxvírus (da varíola), vírus da hepatite A, e vírus da febre amarela (Arvin, 1996; Griffin, 1995; Pantaleo e Koup, 2004). O HIV-1 pertence à classe das viroses tal como citomegalovírus (CMV), vírus Epstein-Barr (EBV), vírus do herpes simples (HSV), vírus da hepatite B (HBV) e viroses C (HVC), vírus da varicela zoster (VSV), e vírus do papiloma humano (HPV) que persistem em infecções crônicas estabelecdas. (Bertoletti e Ferrari, 2003; Callan, 2003; Doherty e outros, 2001; Harari e outros, 2004b; Panteleo e Koup, 2004). A habilidade de certas viroses para estabelecer infecções crônicas resulta de uma variedade de mecanismos que as viroses têm envolvido para evadir à resposta imune do hospedeiro. (Alcami e Koszinowski, 2000; Bechmann e kopf, 1999; Bachmann e Zinkernagel, 1997; Doherty e Christensen, 2000; Mc Michael e Phillps, 1997; Walker e Goulder, 2000; Zinkernagel e ouros, 2001). Os mecanismos de escape imune do vírus operam em dois níveis admitindo ambas a persistência do vírus no momento do primeiro encontro entre o vírus e o hospedeiro e o controle ineficiente da replicação viral durante a infecção crônica estabelecida.
Interessantemente, existe uma diferença substancial na resposta imune para viroses que são eficientemente expulsas durante a infecção primária e crônica (Pantaleo e Koup, 2004). A resposta imune contra viroses que são eficientemente expulsas no momento da infecção primária é predominantemente mediada por anticorpos neutralizantes (Pantaleo e Koup, 2004). Anticorpos neutralizantes também são primariamente responsáveis pela proteção contra infecções seguidas à vacinação. A efetividade dos anticorpos neutralizantes é relacionada à biologia do vírus e ao tipo de infecção. Por exemplo, viroses que são rapidamente expulsas durante a infecção primária geralmente são altamente citopáticas (conferem patologia às células) e induzem morte massiva de células alvejadas e liberam partículas virais que, por sua vez, as tornam suscetíveis à atividade neutralizante dos anticorpos. Essas viroses não são capazes de estabelecer infecções crônicas em células alvejadas e por isso a imunidade mediada por células tem efeito limitado contra essas viroses.
Viroses que estabelecem infecções crônicas são capazes de estabelecer a infecção crônica em células alvejadas e a imunidade mediada por células é uma resposta ótima contra as viroses associadas a células. Os efeitos protetores da neutralização por anticorpos contra viroses associadas a células ainda não está estabelecido.
O presente capítulo focaliza as análises da resposta imune específica ao HIV-1. Em particular, nós analisaremos ambas imunidades humoral e mediada por células específicas para o HIV-1. Com respeito à resposta específica contra o HIV-1 das células T, nós revisaremos as estratégias correntes, fenotípica e funcional, para analisar a resposta de células T específica para o HIV-1, as anormalidades fenotípicas e funcionais observadas nas respostas específicas de células T contra o HIV-1 comparadas com outras infecções crônicas que são eficientemente controladas pela resposta imune, e finalmente, a correlação de imunidade protetora de respostas de células T a vírus específicos.
2.A RESPOSTA HUMORAL ESPECÍFICA PARA O VÍRUS DO HIV-1
Os correlatos imunes de proteção à infecção das vacinas efetivos que têm sido desenvolvidas contra uma variedade de viroses são representados por anticorpos neutralizantes (Letin, 2006; Mc Michael, 2006; Pantophlet e Burton, 2006). Anticorpos neutralizantes tanto previnem infecções como podem efetivamente conter a expansão de infecções seguidas da exposição ao vírus. Eles são predominantemente efetivos contra partículas virais livres enquanto tem limitado efeito contra células infectadas por vírus. (Bachmann e Kopf, 1999; Bachmann e Zinkernagel, 1997; Zinkernagel e outros, 2001). A resposta imune humoral para o HIV-1 é caracterizada pela presença de uma vigorosa resposta de anticorpos contra várias proteínas virais. (Pantophlet e Buron, 2006). A presença de anticorpos contra o HIV-1 é de fato usada como seletores em ensaios laboratoriais para o diagnóstico da infecção por HIV-1. Entretanto, a grande maioria das respostas de anticorpos é composta de anticorpos sem atividade neutralizante.
O papel protetor dos anticorpos neutralizantes na infecção crônica por HIV-1 não está esclarecido. Anticorpos neutralizantes não são encontrados em sujeitos com infecção progressiva enquanto altos títulos (medidas) de anticorpos neutralizantes com nítida atividade neutralizante são encontrados em sujeitos com infecção do HIV-1 não progressiva, que são portadores não progressivos a longo prazo (LTNPs). (Carotenuto e outros, 1998).
Vários estudos têm investigado os mecanismos responsáveis pela pobre resposta neutralizante e para a limitada atividade neutralizante contra os diferentes HIVs isolados inicialmente. Isso é particularmente relevante para o desenvolvimento de vacina. Nesse contexto, vacinas candidatas baseadas em proteínas tem sido usadas para induzir respostas de anticorpos. (Letvin, 2006; Mc Michael, 2006; Pantophlet e Burton, 2006). Entretanto, os resultados obtidos com vacinas individuais que têm sido testadas atualmente na fase III de testes de eficácia clínicos têm sido desapontadoras em termos de magnitude e sobre a atividade neutralizante das respostas de anticorpos elicitadas (que surgiram) (Letvin, 2005). Por isso existem três problemas principais com as respostas de anticorpos induzidas pelas vacinas correntes baseadas em proteínas:
1) pouca magnitude;
2) pobre ou nenhuma atividade neutralizante;
3) falta de atividade neutralizante nítida (específica).
Nesse contexto, é importante mencionar que a atividade neutralizante no soro de pessoas infectadas com o HIV-1 não é detectada até o título de Elisa ser maior que > 1: 100.000. Dois mecanismos. Dois mecanismos principais têm sido propostos para explicar a evasão de anticorpos do HIV-1:
1) a presença de regiões V1-V3 variáveis; e
2) o escudo de glicana (polissacarídeo).
Com respeito ao primeiro mecanismo, tem sido proposto que o sítio de ligação do co-receptor é mascarado (disfarçado) peãs regiões V1-V2. A respeito do escudo de glicana, 50% das glicoproteínas gp120 são cobertas por carboidratos que tornam a superfície das gp120 inacessíveis aos anticorpos.
Por isso, elicitar robustas respostas de anticorpos neutralizantes contra o HIV em particular permanece o principal bloco de tropeços para o desenvolvimento da vacina (Burton e outros, 2004). Somente poucos anticorpos neutralizantes humanos têm apresentado potência suficientemente nítida. Estes anticorpos neutralizantes têm alvejado regiões conservadas das glicoproteínas do envelope do HIV. Os anticorpos neutralizantes IgG1b2 (Burton e outros, 1994) e 2G12 (Trkola e outros, 1996) marcam GP 120, enquanto 2F5, 4E10 e Z13 (e Z13i) alvejam uma região externa proximal à membrana (MPER) da glicoproteína gp41. (Buchacher e outros, 1994; Muster e outros, 1993; Purtscher e outros, 1994; Stiegler e outros, 2001; Zwick e outros, 2001). Uma série de observações têm claramente demonstrado que estes anticorpos são protetores. Primeiro, tem sido demonstrado que a transferência passiva de anticorpos neutralizantes pode proteger completamente contra a ameaça de lentivírus em primatas não humanos (Zwih e outros, 2005). Segundo, um importante achado em recente estudo clínico tem demonstrado que a administração de uma alta dose combinada (coquetel) de 2F5, AE10 e 2G12 pode retardar significativamente a repercussão após a cessação da terapia antiviral demonstrando potencial protetor da resposta humoral .(Trkola e outros, 2005). Esses achados demonstram que os epítopos alvos são de fato presentes nos envelopes virais circulantes e sugerem que um deles poderia ser capaz de induzir anticorpos neutraliantes para este e outros epítopos se estratégias apropriadas de imunização fossem empregadas.
3. RESPOSTAS ESPECÍFICAS DAS CELULAS T AO HIV-1
A- O PAPEL PROTETOR DE RESPOSTAS DE CÉLULAS T ESPECÍFICAS PARA O HIV-1
Um grande número de estudos defendem vigorosamente o papel protetor das respostas específicas de células T ao HIV-1 no controle da replicação viral e na preservação de enfermidades associadas ao HIV-1. Mc Michael e outros, 200; Miueles e outros, 2002; Pantaleo e Harari, 2006; Pantaleo e Koup, 2004; Rosemberg e outros, 1997, 2000) Certos perfis funcionais das respostas de células TCD4 e TCD8 específicas ao HIV-1 têm sido apresentadas com correlação ao mais efetivo controle de replicação viral e enfermidade estável (Appay e outros, 2004c, 2005, 2006; Betts e outros,2006; Harari e outros, 2004c, 2005,2006; Iyasere e outros, 2003; Lichterfeld e outros, 2004; Migueles e outros, 2002; Panteleo e Harari, 2006; Pantaleo e Koup, 2004; Rosember e outros, 1997; Younes e outros, 2003; Zimmerli e outros, 2005). Cm respeito às células TCD4, respostas vigorosas de células T proliferativas CD4 específicas contra o HIV-1 estão correlacionadas a mais baixos níveis de carga viral e ais efetivo controle de replicação viral seguindo a infecção primária (Rosemberg e outros, 1997). Além disso, também tem sido demonstrado que um componente crítico das respostas protetoras de células TCD4 específicas para o HIV-1 são representadas pela presença de IL-2 secretada de células TCD4 (veja descrição adiante). Vigorosas respostas de células TCD4 conta o HIV-1 também são constantemente encontradas em LTNPs (pessoas que não progridem por longo tempo). (Harari e outros, 2004c, 2005; Iyasere e outros, 2003; Tilton e outros, 2007).
As evidências de um papel protetor das respostas específicas de células T contra o HIv-1 são ainda mais fortes para células TCD8 (Betts e outros, 1999; Pantaleo e Harari, 2006; Pantaleo e Koup, 2004). Em particular, existem várias observações defendendo o papel protetor das respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1:
1) Vigorosas respostas de células TCD8 específicas contra o HIV-1 compostas de células citotóxicas, proliferativas e secretoras de IL-2 (veja descrição adiante) são achadas em LTNPs (Zimmerli e outros, 2005);
2) Respostas específicas de células TCD8 contra o HiV-1 são encontradas em sujeitos respectivamente expostos ao HIV-1 que permanecem não infectados (Kaul e outros, 2004; Makedonas e outros, 2005);
3) A associação temporal entre o aparecimento de respostas específicas de células TCD8 contra HIV-1 e a supressão da carga viral durante a infecção primária (Mc Michael e outros, 2000);
4) A rápida progressão da doença segundo a emergência da doença seguida à emrgência de vírus mutantes escapa à resposta de células TCD8 (Mc Michael e outros, 2000); e
5) A depleção de células TCD8 em macacos infectados com o vírus de imunodeficiência símio está associada com perda do controle da replicação viral e altos níveis de carga viral (Schmitz e outros, 2005).
RESPOSTAS IMUNES ESPECÍFICAS PARA O HIV-1
ALEXANDRE HARARI E GIUSEPPE PANTALEO
CAPÍTULO DO LIVRO HIV-1: MOLECULAR BIOLOGY E PATHOGENESIS
Tradução: Isabela Matheus
Continuação
B. CINÉTICA DAS RESPOSTAS ESPECÍFICAS DE CÉLULAS T CONTRA O HIV NA INFECÇÃO PRIMÁRIA
As respostas vigorosas de células T específicas contra o HIV-1 e particularmente das células TCD8 são associadas com a infecção primária (Gandhi e Walker, 2002). Nesse sentido, tem sido mostrado que células TCD8 específicas para o HIV-1 podem ser massivamente expandidas e representadas acima de 40% do total de células TCD8. Como mencionado anteriormente, o pico de respostas de células TCD8 está correlacionado com o declínio de altos níveis de viremia, e este é certamente um importante papel na supressão inicial da replicação viral (Pantaleo outros, 1994). A resposta da população massiva de células TCD8 específicas para o vírus expandidas durante a infecção primária é principalmente direcionada a um epítopo singular (Cao e outros, 2003). A população de células TCD8 específicas para o HIV-1 expandida inicialmente reduz progressivamente conforme os níveis de viremia declinam. Por isso, está claro que essa resposta de células TCD8 inicial é muito poderosa, e é aceitável que essa resposta exerça alta pressão seletiva como indicado pela diversificação da seqüência viral e eventualmente a emergência de vírus mutantes que escapam. Após a transição para a fase crônica da infecção, a magnitude da resposta de células TCD8 específicas contra o HIV-1 é geralmente mais baixa comparada à infecção primária. Entretanto, mudanças substanciais ocorrem na especificidade e tolerância da resposta das células TCD8 específicas para o HIV-1 (Asso e outros, 2003; Cao e outros, 2003). As respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 são direcionadas contra diferentes proteínas do HIV-1 e contra múltiplos epítopos. Dessa forma, existe uma especificidade mais ampla e uma tolerância mais larga da resposta das células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a infecção crônica (Altfeld e outros, 2001). A emergência do escape de vírus mutantes ocorre menos freqüentemente durante a infecção crônica assim indicando a presença de limitada pressão seletiva ao vírus mediada pela resposta de células TCD8 específicas contra o HIV-1. Adicionalmente, essas observações estão no sentido de uma resposta de células TCD8 menos eficiente. A esse respeito, um estudo recente mostrou um rearranjo (deslocamento) proveniente da alta atividade para a baixa atividade das células TCD8 específicas para o HIV-1 da primeira fase para a fase crônica da infecção consistente com uma menor eficiência da resposta de células TCD8 durante a infecção crônica (Lichterfeld e outros, 2007).
A cinética da resposta de células TCD4 específica para o HIV-1 é certamente muito influenciada pela depleção massiva inicial de células TCD4 associada com a infecção primária. (Bunchley e outros; Mattapallil e outros, 2005). Como mencionado anteriormente, a presença de células TCD4 proliferativas específicas para o HIV-1 está associada com melhor controle da infecção primária (Rosemberg e outros, 2000). Adicionalmente, essas células TCD4 também secretam IFN-y (interferon gama) (veja descrição adiante) (Pitcher e outros, 1999). Com respeito à especificidade da resposta, esta é predominantemente direcionada contra GAG enquanto esta (proteína) tenha sido apresentada, já que as respostas de células TCD4 ao envelope rapidamente desaparecem.
C. PERFIL FENOTÍPICO E FUNCIONAL DAS RESPOSTAS DE CÉLULAS TCD4 E TCD8 ESPECÍFICAS PARA O HIV-1.
A caracterização das respostas de células T específicas para o HIV-1 têm sido o objeto de grande número de estudos e nenhum tipo de anormalidade fenotípica e funcional tem sido descrita (Apay e outros, 2002; Autran e outros, 1995; Brenchley e outros, 2003; Champagne e outros, 2001; Gillespie e outros, 2000; Hanann e outros, 1997; Harari e outros, 2004ª, 2006; van Barle e outros, 2002; van Lier e outros, 2003; Weecks e outros, 1999a,b; Zimmerli e outros, 2005). Por estas razões é importante promover algum conhecimento geral dos marcadores fenotípicos e funções que são geralmente usados para definir populações de antígenos (Ag)-específicos de células T em diferentes estágios de diferenciação antes de entrar em detalhes sobre as anormalidades observadas na infecção por HIV.
D.FENÓTIPO
O termo “células T de memória” é geralmente usado para definir células T experientes em antígenos que estão presentes após o retraimento da resposta imune que é associada com a eliminação do antígeno ou efetiva remoção. (Sprent e Surh, 2002; Zimkernagel e outros, 1996). Ambas condições refletem tanto a eliminação do patógeno ou o controle efetivo mediado pelo sistema imune. Por isso, cautela deve ser usada na utilização do termo “células T de memória” na infecção por HIV onde o patógeno não é eliminado nem efetivamente controlado. Por estas razões, nós pensamos que o termo antígeno-específico e não células T de memória é mais apropriado para discutir o perfil fenotípico de células T específicas para o HIV-1.
Os marcadores que tem sido extensivamente usado para definir células TCD4 e TCD8 antígeno-específicas incluem CD45RO, CD45RA, CD62L, CD28, CD27, CD7, CD57, CD127 E CCR7 (Appay e outros, 2002; Autran e outros, 1995; Brenchley e outros, 2003; Champagne e outros, 2001; Gillespie e outros, 2000; Hamann e outros, 1997; Harari de outros, 2004ª, 2006; van Baarle e outros, 2002; van Lier e outros, 2003; Weeks e outros, 1999 a, b; Zimmerli e outros, 2005). O uso desses marcadores tem sido instrumental para identificar células T antígeno-específicas em diferentes estágios de diferenciação. Como mostrado na figura 1, quatro níveis de diferenciação de células T (inicial, intermediário, avançado e terminal) têm sido definidos e a regra geral é que os marcadores de células listados acima são progressivamente perdidos durante a diferenciação. (Kaech e outros, 2002; Klenerman e Hill, 2005. Van Lier e outros, 2003). Células TCD4 e TCD8 no primeiro estágio de diferenciação expressam CD45RA/RO, CD28, CD27, CD7, CD127 e CCR7 e CD27; no estágio intermediário CD45RO, CCR7 e CD27; no estágio avançado CD45RO; e no último estágio adquirem CD45RA e CD57 (Harari e outros, 2006; Kaech e outros, 2002; Klenerman e Hill, 2005; van Lier e outros, 2003). O marcador CD57 tem sido associado com células T senescentes (velhas) (Brenchley e outros, 2003).
O uso combinado de CCR7 e CD45RA tem sido a primeira combinação de marcadores levando à identificação de duas populações distintas fenotipicamente e funcionalmente de células T antígeno-específicas (Sallusto e outros, 2004,1999). A distinção foi predominantemente baseada sobre a expressão de CCR7. Populações de células TCD4 e TCD8 expressando CCR7 são chamadas memória central (TCM) e células T sem CCR7 são chamadas efetoras de memória (TEM) (Sallusto e outros, 2004, 1999). Isto é importante para sublinhar que TCM reside predominantemente em órgãos linfóides secundários e estão no primeiro estágio de diferenciação comparada com TEM que é concentrada na periferia e no local de infecção. CD27 tem sido usada em combinação com CD45RA/RO para definir populações de TCM e TEM (van Baarle e outros, 2002; van Lier e outros, 2003). Entretanto, CD27 e CCR7 não identificaram populações similares de TCM e TEM e, por isso, cautela tem que ser usada na comparação de resultados de estudos usando esses dois marcadores.(Harari e outros, 2006).
CD127, a IL-7Rα, é um marcador valioso e tem sido apresentada como expressada em células TCD4 e TCD8 de longa vida (Kaech e outros, 203).
O uso combinado de CD45RA/RO, CCR7 e CD127 define quatro populações distintas de células TCD4 e TCD8 antígeno-específicas:
1) TCM definidas por CD45RA-/RO + CD127 + CCR7 + fenótipo;
2) TEM definidas por CD45RA-/RO + CD127-/+ CCR7 – fenótipo;
3) Efetor terminal (TET) definidas por CD45RA+/RO- CD127 – CCR7 – fenótipo;
4) Efetoras (E) definidas por CD45RA-/RO+ CD127 – CCR7 – fenótipo.
O fenótipo das células TCD4 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária é típico de células efetoras e assim CD45RA – CCR7 – CD127 -(Harari e outros, 2004ª, 2005, 2006). Esse perfil fenotípico não é diferente daquele observado para células TCD4 específicas para CMV (citomegalovírus) durante a infecção primária por CMV (Harari e outros, 2004ª, 2005, 2006) Por isso, o fenótipo de células TCD4 específicas para o HIV-1 não tem nenhuma anormalidade e é consistente com um típico efetor primário de resposta de células T durante o primeiro encontro com o patógeno.
Entretanto, na infecção crônica, o fenótipo de células TCD4 específicas para o HIV-1 é substancialmente diferente daquele observado para células TCD4 específicas para vírus contra CMV, EBV e HSV que embora estabeleçam infecções crônicas são efetivamente controlados pela resposta imune (Appay e outros, 2002; Klenerman e Hill, 2005; van Lier e outros, 2003) O fenótipo das células TCD4 específicas para o HIV-1 permanece inalterado na infecção crônica comparado à infecção primária. (Harari e outros, 2004a, 2006). Dessa forma, existe um típico fenótipo de células efetoras, e isso é consistente com ambas a falta de eliminação e de controle do HIV-1 na infecção crônica. O controle mais efetivo da replicação viral no caso da infecção crônica por HIV-1 em LTPNs (portadores não progressores a longo prazo) e de inecção por HSV é refletida por células TCD4 específicas ao vírus com ambos fenótipos TCM e TEM (Harari e outros, 2004ª, 2006). Em defesa de um controle mais efetivo da replicação viral durante a infecção crônica, o fenótipo de células TCD4 específicas para CMV e EBV é consistente com aquele de células TCD4 TCM, TEM e TET. (Harari e outros, 2004a, 2006).
Considerações similares podem ser feitas para o perfil fenotípico de células TCD8 específicas para o HIV durante as infecções primária e crônica. O fenótipo de células TCD8 específicas para CMV e HIV-1 durante a infecção primária é típico de células efetoras e assim CD45RA – CCR7 – CD127 - e assim consistente com a resposta primária típica de células T. Como para células TCD4, o fenótipo de células TCD8 específicas para HIV-1 permanecem inalteradas na infecção crônica comparadas com a infecção primária consistentemente com a persistência do HIV-1 e com a falta de controle da replicação viral (Zimmerli e outros, 2005). Entretanto, células TCD8 específicas para o HIV-1 de LTNPs e células TCD8 específicas para influenza têm perfis fenotípicos característicos de TCM e TEM. Finalmente, o fenótipo de células TCD8 específicas para CMV e EBV é consistente com o de células TCD8 TCM, TEM, TET. (Harari e outros, 2006).
Por isso, existe uma boa correlação entre os perfis fenotípicos de ambas as células TCD4 e TCD8 específicas para vírus e o controle de replicação viral. Nesse sentido, é importante mencionar que um número de estudos tem demonstrado uma correlação entre a magnitude da população de células TCD8 específicas para HIV-1 e controle viral, que é, baixo nível de viremia em sujeitos com infecção crônica (Champagne e outros, 201; Ellefsen e outros, 2002).
ALEXANDRE HARARI E GIUSEPPE PANTALEO
CAPÍTULO DO LIVRO HIV-1: MOLECULAR BIOLOGY E PATHOGENESIS
Tradução: Isabela Matheus
Continuação
B. CINÉTICA DAS RESPOSTAS ESPECÍFICAS DE CÉLULAS T CONTRA O HIV NA INFECÇÃO PRIMÁRIA
As respostas vigorosas de células T específicas contra o HIV-1 e particularmente das células TCD8 são associadas com a infecção primária (Gandhi e Walker, 2002). Nesse sentido, tem sido mostrado que células TCD8 específicas para o HIV-1 podem ser massivamente expandidas e representadas acima de 40% do total de células TCD8. Como mencionado anteriormente, o pico de respostas de células TCD8 está correlacionado com o declínio de altos níveis de viremia, e este é certamente um importante papel na supressão inicial da replicação viral (Pantaleo outros, 1994). A resposta da população massiva de células TCD8 específicas para o vírus expandidas durante a infecção primária é principalmente direcionada a um epítopo singular (Cao e outros, 2003). A população de células TCD8 específicas para o HIV-1 expandida inicialmente reduz progressivamente conforme os níveis de viremia declinam. Por isso, está claro que essa resposta de células TCD8 inicial é muito poderosa, e é aceitável que essa resposta exerça alta pressão seletiva como indicado pela diversificação da seqüência viral e eventualmente a emergência de vírus mutantes que escapam. Após a transição para a fase crônica da infecção, a magnitude da resposta de células TCD8 específicas contra o HIV-1 é geralmente mais baixa comparada à infecção primária. Entretanto, mudanças substanciais ocorrem na especificidade e tolerância da resposta das células TCD8 específicas para o HIV-1 (Asso e outros, 2003; Cao e outros, 2003). As respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 são direcionadas contra diferentes proteínas do HIV-1 e contra múltiplos epítopos. Dessa forma, existe uma especificidade mais ampla e uma tolerância mais larga da resposta das células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a infecção crônica (Altfeld e outros, 2001). A emergência do escape de vírus mutantes ocorre menos freqüentemente durante a infecção crônica assim indicando a presença de limitada pressão seletiva ao vírus mediada pela resposta de células TCD8 específicas contra o HIV-1. Adicionalmente, essas observações estão no sentido de uma resposta de células TCD8 menos eficiente. A esse respeito, um estudo recente mostrou um rearranjo (deslocamento) proveniente da alta atividade para a baixa atividade das células TCD8 específicas para o HIV-1 da primeira fase para a fase crônica da infecção consistente com uma menor eficiência da resposta de células TCD8 durante a infecção crônica (Lichterfeld e outros, 2007).
A cinética da resposta de células TCD4 específica para o HIV-1 é certamente muito influenciada pela depleção massiva inicial de células TCD4 associada com a infecção primária. (Bunchley e outros; Mattapallil e outros, 2005). Como mencionado anteriormente, a presença de células TCD4 proliferativas específicas para o HIV-1 está associada com melhor controle da infecção primária (Rosemberg e outros, 2000). Adicionalmente, essas células TCD4 também secretam IFN-y (interferon gama) (veja descrição adiante) (Pitcher e outros, 1999). Com respeito à especificidade da resposta, esta é predominantemente direcionada contra GAG enquanto esta (proteína) tenha sido apresentada, já que as respostas de células TCD4 ao envelope rapidamente desaparecem.
C. PERFIL FENOTÍPICO E FUNCIONAL DAS RESPOSTAS DE CÉLULAS TCD4 E TCD8 ESPECÍFICAS PARA O HIV-1.
A caracterização das respostas de células T específicas para o HIV-1 têm sido o objeto de grande número de estudos e nenhum tipo de anormalidade fenotípica e funcional tem sido descrita (Apay e outros, 2002; Autran e outros, 1995; Brenchley e outros, 2003; Champagne e outros, 2001; Gillespie e outros, 2000; Hanann e outros, 1997; Harari e outros, 2004ª, 2006; van Barle e outros, 2002; van Lier e outros, 2003; Weecks e outros, 1999a,b; Zimmerli e outros, 2005). Por estas razões é importante promover algum conhecimento geral dos marcadores fenotípicos e funções que são geralmente usados para definir populações de antígenos (Ag)-específicos de células T em diferentes estágios de diferenciação antes de entrar em detalhes sobre as anormalidades observadas na infecção por HIV.
D.FENÓTIPO
O termo “células T de memória” é geralmente usado para definir células T experientes em antígenos que estão presentes após o retraimento da resposta imune que é associada com a eliminação do antígeno ou efetiva remoção. (Sprent e Surh, 2002; Zimkernagel e outros, 1996). Ambas condições refletem tanto a eliminação do patógeno ou o controle efetivo mediado pelo sistema imune. Por isso, cautela deve ser usada na utilização do termo “células T de memória” na infecção por HIV onde o patógeno não é eliminado nem efetivamente controlado. Por estas razões, nós pensamos que o termo antígeno-específico e não células T de memória é mais apropriado para discutir o perfil fenotípico de células T específicas para o HIV-1.
Os marcadores que tem sido extensivamente usado para definir células TCD4 e TCD8 antígeno-específicas incluem CD45RO, CD45RA, CD62L, CD28, CD27, CD7, CD57, CD127 E CCR7 (Appay e outros, 2002; Autran e outros, 1995; Brenchley e outros, 2003; Champagne e outros, 2001; Gillespie e outros, 2000; Hamann e outros, 1997; Harari de outros, 2004ª, 2006; van Baarle e outros, 2002; van Lier e outros, 2003; Weeks e outros, 1999 a, b; Zimmerli e outros, 2005). O uso desses marcadores tem sido instrumental para identificar células T antígeno-específicas em diferentes estágios de diferenciação. Como mostrado na figura 1, quatro níveis de diferenciação de células T (inicial, intermediário, avançado e terminal) têm sido definidos e a regra geral é que os marcadores de células listados acima são progressivamente perdidos durante a diferenciação. (Kaech e outros, 2002; Klenerman e Hill, 2005. Van Lier e outros, 2003). Células TCD4 e TCD8 no primeiro estágio de diferenciação expressam CD45RA/RO, CD28, CD27, CD7, CD127 e CCR7 e CD27; no estágio intermediário CD45RO, CCR7 e CD27; no estágio avançado CD45RO; e no último estágio adquirem CD45RA e CD57 (Harari e outros, 2006; Kaech e outros, 2002; Klenerman e Hill, 2005; van Lier e outros, 2003). O marcador CD57 tem sido associado com células T senescentes (velhas) (Brenchley e outros, 2003).
O uso combinado de CCR7 e CD45RA tem sido a primeira combinação de marcadores levando à identificação de duas populações distintas fenotipicamente e funcionalmente de células T antígeno-específicas (Sallusto e outros, 2004,1999). A distinção foi predominantemente baseada sobre a expressão de CCR7. Populações de células TCD4 e TCD8 expressando CCR7 são chamadas memória central (TCM) e células T sem CCR7 são chamadas efetoras de memória (TEM) (Sallusto e outros, 2004, 1999). Isto é importante para sublinhar que TCM reside predominantemente em órgãos linfóides secundários e estão no primeiro estágio de diferenciação comparada com TEM que é concentrada na periferia e no local de infecção. CD27 tem sido usada em combinação com CD45RA/RO para definir populações de TCM e TEM (van Baarle e outros, 2002; van Lier e outros, 2003). Entretanto, CD27 e CCR7 não identificaram populações similares de TCM e TEM e, por isso, cautela tem que ser usada na comparação de resultados de estudos usando esses dois marcadores.(Harari e outros, 2006).
CD127, a IL-7Rα, é um marcador valioso e tem sido apresentada como expressada em células TCD4 e TCD8 de longa vida (Kaech e outros, 203).
O uso combinado de CD45RA/RO, CCR7 e CD127 define quatro populações distintas de células TCD4 e TCD8 antígeno-específicas:
1) TCM definidas por CD45RA-/RO + CD127 + CCR7 + fenótipo;
2) TEM definidas por CD45RA-/RO + CD127-/+ CCR7 – fenótipo;
3) Efetor terminal (TET) definidas por CD45RA+/RO- CD127 – CCR7 – fenótipo;
4) Efetoras (E) definidas por CD45RA-/RO+ CD127 – CCR7 – fenótipo.
O fenótipo das células TCD4 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária é típico de células efetoras e assim CD45RA – CCR7 – CD127 -(Harari e outros, 2004ª, 2005, 2006). Esse perfil fenotípico não é diferente daquele observado para células TCD4 específicas para CMV (citomegalovírus) durante a infecção primária por CMV (Harari e outros, 2004ª, 2005, 2006) Por isso, o fenótipo de células TCD4 específicas para o HIV-1 não tem nenhuma anormalidade e é consistente com um típico efetor primário de resposta de células T durante o primeiro encontro com o patógeno.
Entretanto, na infecção crônica, o fenótipo de células TCD4 específicas para o HIV-1 é substancialmente diferente daquele observado para células TCD4 específicas para vírus contra CMV, EBV e HSV que embora estabeleçam infecções crônicas são efetivamente controlados pela resposta imune (Appay e outros, 2002; Klenerman e Hill, 2005; van Lier e outros, 2003) O fenótipo das células TCD4 específicas para o HIV-1 permanece inalterado na infecção crônica comparado à infecção primária. (Harari e outros, 2004a, 2006). Dessa forma, existe um típico fenótipo de células efetoras, e isso é consistente com ambas a falta de eliminação e de controle do HIV-1 na infecção crônica. O controle mais efetivo da replicação viral no caso da infecção crônica por HIV-1 em LTPNs (portadores não progressores a longo prazo) e de inecção por HSV é refletida por células TCD4 específicas ao vírus com ambos fenótipos TCM e TEM (Harari e outros, 2004ª, 2006). Em defesa de um controle mais efetivo da replicação viral durante a infecção crônica, o fenótipo de células TCD4 específicas para CMV e EBV é consistente com aquele de células TCD4 TCM, TEM e TET. (Harari e outros, 2004a, 2006).
Considerações similares podem ser feitas para o perfil fenotípico de células TCD8 específicas para o HIV durante as infecções primária e crônica. O fenótipo de células TCD8 específicas para CMV e HIV-1 durante a infecção primária é típico de células efetoras e assim CD45RA – CCR7 – CD127 - e assim consistente com a resposta primária típica de células T. Como para células TCD4, o fenótipo de células TCD8 específicas para HIV-1 permanecem inalteradas na infecção crônica comparadas com a infecção primária consistentemente com a persistência do HIV-1 e com a falta de controle da replicação viral (Zimmerli e outros, 2005). Entretanto, células TCD8 específicas para o HIV-1 de LTNPs e células TCD8 específicas para influenza têm perfis fenotípicos característicos de TCM e TEM. Finalmente, o fenótipo de células TCD8 específicas para CMV e EBV é consistente com o de células TCD8 TCM, TEM, TET. (Harari e outros, 2006).
Por isso, existe uma boa correlação entre os perfis fenotípicos de ambas as células TCD4 e TCD8 específicas para vírus e o controle de replicação viral. Nesse sentido, é importante mencionar que um número de estudos tem demonstrado uma correlação entre a magnitude da população de células TCD8 específicas para HIV-1 e controle viral, que é, baixo nível de viremia em sujeitos com infecção crônica (Champagne e outros, 201; Ellefsen e outros, 2002).
RESPOSTAS IMUNES ESPECÍFICAS PARA O HIV-1
ALEXANDRE HARARI E GIUSEPPE PANTALEO
CAPÍTULO DO LIVRO HIV-1: MOLECULAR BIOLOGY E PATHOGENESIS
Tradução: Isabela Matheus
Continuação
E. FUNÇÃO
Durante os últimos anos, uma série de funções Têm sido apresentadas como relevantes na imunidade antiviral (Appay e outros, 2000; Belts e outros, 2003, 2004; Harari e outros, 2004ª, 2005, 2006; Tyasere e outros, 2003; Lichterfeld e outros, 2004; Mallard e outros, 2004; Pantaleo e Harari, 2006; Pantaleo de Koup, 2004; Seder e Ahmed, 2003; Simi e outros, 2005; Younes e outros, 2003; Zimmerli e outros, 2005. Eles incluem:
1) Capacidade proliferativa;
2) Secreção de citocinas/quimiocinas incluindo IL-2, IFN-gama, TNF-alfa, e MIP-1beta; e
3) Cititoxidade como é meddo pela expressão de perforina/ granzima β e atividade de imobilização/degranulação de CD107 a/b.
Em base de análises de IL-2 e IFN-ƴ (gama), três populações funcionalmente distintas de células TCD4 antígeno-específicas (IL-2 singulares, IL-2/IFN- ƴ duais e IFN- ƴ singulares) tem sido identificadas (Betts e outros, 2006; Harari eoutros, 2004c, 2005, 2006; Pantaleo e Harari, 2006; Youner e outros, 2003; Zimmerli e outros, 2005). Além disso, a presença de células T secretoras de IL-2 é consistentemente associada com a capacidade proliferativa de células antígeno-específicas. (Harari eoutros, 2004c, 2006; Zimmerli e outros, 2005) Populações de célullas TCD4 antígeno-específicas IL-2 singulares e demais IL-2/IFN-gama têm capacidade proliferativa intrínseca enquanto as células singulares IFN-y têm pobre capacidade proliferativa que pode ser promovida na presença de IL-2 exógena. (Harari eoutros, 2004c, 2006; Zimmerli e outros, 2005). Uma grande porcentagem (maior que 60%) de células TCD4 antígeno-específicas secretam TNF-alfa e, baseado na secreção de IFN-gama, duas populações equitativamente representadas de células singulares de IFN-gama e duais de IFN-gama/ TNF-alfa (fator de necrose tumoral–alfa) são identificadas.
Com respeito a células TCD8, duas populações de células TCD8 antígeno-específicas (duais IL-2/IFN-gama e singular IFN-gama) podem ser definidas baseadas na habilidade de secretar IL-2 e IFN-gama (Zimmerli e outros, 2005). Ambas populações de células TCD8 são citotóxicas como foi medido pela expressão de perforina e granzima B ou pela atividade degranulatória seguindo a estimulação antígeno-específica (Harari e outros, 2006). Entretanto, a expressão desses marcadores de funções citotóxicas é maior (mais notável) em células TCD8 singulares de IFN-gama comparadas às duais IL-2/IFN-gama. As células TCD8 duais IL-2/IFN-gama proliferam seguindo a estimulação antígeno-específica através de um mecanismo autócrino (denotando auto-estimulação através da produção celular de um fator e de um receptor específico para este. Dic.Stedman). Células TCD8 singulares de IFN-gama não tem capacidade proliferativa intrínseca, e sua proliferação pode ser resgatada na presença de células TCd4 antigeno-específicas e de IL-2 exógena. (Harari e outros, 2006; Pantaleo e Harari, 2006; Zimmerli e outros, 2005). Além disso, a totalidade virtual de células secretoras de TNF-alfa eram também células secretoras de IFN-gama, que são duais IFN-gama/ TNF-alfa. Finalmente o acesso do MIP-1β tem sido proposto por definir percentual variável (de mais de 30%) de células TCD8 antígeno-específicas não produtoras de IL-2, TNF-alfa e IFN-gama (Betts e outros, 2006).
Recentemente, o termo multifucional tem sido usado para definir respostas de células TCD4 e TCD8 que, em adição a funções típicas de efetoras tal como a secreção de IFN-gama, TNF-alfa, MIP-1β, e atividade citotóxica, compreendem distintas populações de células T também hábeis para secretar IL-2 , retendo a capacidade de proliferação antígeno- específica. O termo “somente efetora” define respostas de células T ou populações de células T hábeis para secretar citocinas tais como IFN-gama, TNF-alfa e MIP-1β,e dotadas de atividade citotóxica, mas faltando IL-2 e capacidade proliferativa.
Os padrões de resposta de células TCD4 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária são típicos de respostas “somente efetora”, que é, células TCD4 secretoras de TN-alfa e IFN-gama com falta de capacidade proliferativa. Esse padrão não é diferente daquele observado nas respostas primária de células TCD4 específicas para CMV. Os padrões de resposta de células TCD4 específicas para o HIV-1 durante a infecção crônica são dependentes do grau de controle de replicação do vírus. Na ausência de controle de replicação viral, as respostas de células TCD4 específicas para o HIV-1 permanecem inalteradas se comparadas com a infecção primária e mantêm um perfil de efetoras. Na presença de controle efetivo de replicação viral seguindo a terapia antiviral ou em LTNPs, o perfil de resposta de células TCD4 específicas para o HIV-1 torna-se multifuncional (Harari e outros, 2005, 2006; Tiltron e outros, 2007). A supressão da replicação do vírus é por isso associada com a presença de populações de células TCD4 específicas para o HIV-1 secretoras de IL-2 somente e de IL-2/IFN-gama dotadas de capacidade proliferativa (Harari e outros, 2005,2006; Tilton e outros, 2007). Essas observações defendem fortemente a hipótese de que a replicação do vírus e altos níveis de carga viral impedem a geração de células TCD4 específicas para o HIV-1 secretoras de IL-2 e proliferativas. (Harari e outros, 2005, 2006; Tilton e outros, 2007). O desenvolvimento de um modelo multifuncional de respostas de células TCD4 específicas para o HIV-1 somente sob condições e efetiva supressão de replicação viral também é consistente com os padrões de resposta de células TCD4 específicas para o vírus observadas em uma série de infecções virais crônicas tais como CMV, EBV, HSV e HCV (Harari e outros, 2005, 2006; Tilton e outros, 2007). Em todos os exemplos desses modelos de infecção viral crônica, a presença de respostas de células TCD4 multifuncionais está associada com controle de replicação viral mais efetivo (Harari e outros, 2005, 2006; Tilton e outros, 2007). Similares às respostas de células TCD4, os padrões de respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária são típicos de uma resposta “somente efetora”, que é, IFN-gama e TNF-alfa secretadas de células TCD8 e não diferente daquela observada nas respostas primárias de células TCD8 específicas para CMV.
Similares às respostas de células TCD4, os padrões de respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária são típicos de uma resposta “somente efetora”, que é, IFN-gama e TBF-alfa secretadas de células TCD8 e não diferente daquela observada nas respostas primárias de células TCD8 específicas para CMV. Os padrões de resposta de células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a fase crônica de infecção por HIV-1 foram somente em parte relacionadas por extensão da carga viral (Pantaleo e Harari, 200). Assim como para a resposta de células TCD4, os padrões de resposta das células TCD8 específicas para o HIV-1 permanecem típicos de resposta efetora na ausência de controle de replicação viral e alta carga viral (Zimmerli e outros, 2005). Entretanto, o desenvolvimento de respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 multifuncionais ocorre somente em 30% a 40% de sujeitos que são tratados com sucesso com terapia antiviral (Pantaleo e Harari, 2006). Por isso, respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 multifuncionais não são readquiridas em uma grande porcentagem de sujeitos a despeito da supressão da replicação viral e de carga viral (Zimmerli e outros, 2005). Esses achados são diferentes daqueles obtidos em respostas de células TCD4 específicas para o HIV-1 que são consistentemente associadas com a recuperação das respostas multifuncionais após a supressão da replicação viral mediada por terapia. Respostas multifuncionais de células TCD8 específicas para o HIV-1 são, entretanto, consistentemente encontradas em LTNPs (Betts e outros, 2006; Zimmerli e outros, 2005). Além disso, as respostas multifuncionais de células TCD8 vírus-específicas também são encontradas em infecções virais tais como influenza, CMV, EBV nas quais o vírus é ou completamente eliminado ou eficientemente controlado após o estabelecimento da infecção crônica (Harari e outros, 2006; Pantaleo e Harari, 2006).
Essas observações tomadas juntas indicam que, como para células TCD4, as repostas multifuncionais das células TCD8 também são consistentemente associadas com controle mais efetivo da replicação viral. Entretanto, em adição à carga viral, outros fatores parecem influenciar o desenvolvimento de respostas multifuncionais de células TCD8.
F. ESPECIFICIDADE E AMPLITUDE DE RESPOSTAS DE CÉLULAS T ESPECÍFICAS PARA O HIV-1
Caracterizações extensivas de especificidade e de amplitude de respostas de células T específicas para o HIV-1 têm sido desempenhadas particularmente para células TCD8. Células TCD8 específicas para o HIV-1 reconhecem um grande número de epítopos dentro de diferentes proteínas do HIV-1 incluindo estruturais, regulatórias, e proteínas assessórias. A este respeito, um estudo recente tem apresentado uma associação entre a presença de respostas de células TCD8 específicas para Gag em baixos níveis de viremia. (Kiepiela e outros, 2007). Em contraste, respostas de células TCD8 contra o Env e proteínas regulatórias são associadas com níveis mais altos de viremia (Kiepieka e outroa, 2007). Essas observações são de interesse e indicam a possibilidade de que respostas imunes marcando certas regiões do HIV-1 podem ser mais protetoras do que outras e eventualmente influenciam o curso clínico de infecção crônica do HIV-1. Entretanto, não está claro se as respostas de células TCD8 específicas para Gag são diretamente responsáveis por maior controle de replicação viral ou se as repostas de células TCD8 específicas para Env são realmente pouco efetivas. Não pode ser excluído que o surgimento de respostas específicas para Env é relativamente o resultado e não a causa da alta na replicação viral. Em defesa desse estudo prévio, tem sido mostrado também que ao final das respostas de células TCD8 específicas para Gag, uma grande amplitude de respostas de células TCD8 está associada a maior controle da replicação viral.
ALEXANDRE HARARI E GIUSEPPE PANTALEO
CAPÍTULO DO LIVRO HIV-1: MOLECULAR BIOLOGY E PATHOGENESIS
Tradução: Isabela Matheus
Continuação
E. FUNÇÃO
Durante os últimos anos, uma série de funções Têm sido apresentadas como relevantes na imunidade antiviral (Appay e outros, 2000; Belts e outros, 2003, 2004; Harari e outros, 2004ª, 2005, 2006; Tyasere e outros, 2003; Lichterfeld e outros, 2004; Mallard e outros, 2004; Pantaleo e Harari, 2006; Pantaleo de Koup, 2004; Seder e Ahmed, 2003; Simi e outros, 2005; Younes e outros, 2003; Zimmerli e outros, 2005. Eles incluem:
1) Capacidade proliferativa;
2) Secreção de citocinas/quimiocinas incluindo IL-2, IFN-gama, TNF-alfa, e MIP-1beta; e
3) Cititoxidade como é meddo pela expressão de perforina/ granzima β e atividade de imobilização/degranulação de CD107 a/b.
Em base de análises de IL-2 e IFN-ƴ (gama), três populações funcionalmente distintas de células TCD4 antígeno-específicas (IL-2 singulares, IL-2/IFN- ƴ duais e IFN- ƴ singulares) tem sido identificadas (Betts e outros, 2006; Harari eoutros, 2004c, 2005, 2006; Pantaleo e Harari, 2006; Youner e outros, 2003; Zimmerli e outros, 2005). Além disso, a presença de células T secretoras de IL-2 é consistentemente associada com a capacidade proliferativa de células antígeno-específicas. (Harari eoutros, 2004c, 2006; Zimmerli e outros, 2005) Populações de célullas TCD4 antígeno-específicas IL-2 singulares e demais IL-2/IFN-gama têm capacidade proliferativa intrínseca enquanto as células singulares IFN-y têm pobre capacidade proliferativa que pode ser promovida na presença de IL-2 exógena. (Harari eoutros, 2004c, 2006; Zimmerli e outros, 2005). Uma grande porcentagem (maior que 60%) de células TCD4 antígeno-específicas secretam TNF-alfa e, baseado na secreção de IFN-gama, duas populações equitativamente representadas de células singulares de IFN-gama e duais de IFN-gama/ TNF-alfa (fator de necrose tumoral–alfa) são identificadas.
Com respeito a células TCD8, duas populações de células TCD8 antígeno-específicas (duais IL-2/IFN-gama e singular IFN-gama) podem ser definidas baseadas na habilidade de secretar IL-2 e IFN-gama (Zimmerli e outros, 2005). Ambas populações de células TCD8 são citotóxicas como foi medido pela expressão de perforina e granzima B ou pela atividade degranulatória seguindo a estimulação antígeno-específica (Harari e outros, 2006). Entretanto, a expressão desses marcadores de funções citotóxicas é maior (mais notável) em células TCD8 singulares de IFN-gama comparadas às duais IL-2/IFN-gama. As células TCD8 duais IL-2/IFN-gama proliferam seguindo a estimulação antígeno-específica através de um mecanismo autócrino (denotando auto-estimulação através da produção celular de um fator e de um receptor específico para este. Dic.Stedman). Células TCD8 singulares de IFN-gama não tem capacidade proliferativa intrínseca, e sua proliferação pode ser resgatada na presença de células TCd4 antigeno-específicas e de IL-2 exógena. (Harari e outros, 2006; Pantaleo e Harari, 2006; Zimmerli e outros, 2005). Além disso, a totalidade virtual de células secretoras de TNF-alfa eram também células secretoras de IFN-gama, que são duais IFN-gama/ TNF-alfa. Finalmente o acesso do MIP-1β tem sido proposto por definir percentual variável (de mais de 30%) de células TCD8 antígeno-específicas não produtoras de IL-2, TNF-alfa e IFN-gama (Betts e outros, 2006).
Recentemente, o termo multifucional tem sido usado para definir respostas de células TCD4 e TCD8 que, em adição a funções típicas de efetoras tal como a secreção de IFN-gama, TNF-alfa, MIP-1β, e atividade citotóxica, compreendem distintas populações de células T também hábeis para secretar IL-2 , retendo a capacidade de proliferação antígeno- específica. O termo “somente efetora” define respostas de células T ou populações de células T hábeis para secretar citocinas tais como IFN-gama, TNF-alfa e MIP-1β,e dotadas de atividade citotóxica, mas faltando IL-2 e capacidade proliferativa.
Os padrões de resposta de células TCD4 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária são típicos de respostas “somente efetora”, que é, células TCD4 secretoras de TN-alfa e IFN-gama com falta de capacidade proliferativa. Esse padrão não é diferente daquele observado nas respostas primária de células TCD4 específicas para CMV. Os padrões de resposta de células TCD4 específicas para o HIV-1 durante a infecção crônica são dependentes do grau de controle de replicação do vírus. Na ausência de controle de replicação viral, as respostas de células TCD4 específicas para o HIV-1 permanecem inalteradas se comparadas com a infecção primária e mantêm um perfil de efetoras. Na presença de controle efetivo de replicação viral seguindo a terapia antiviral ou em LTNPs, o perfil de resposta de células TCD4 específicas para o HIV-1 torna-se multifuncional (Harari e outros, 2005, 2006; Tiltron e outros, 2007). A supressão da replicação do vírus é por isso associada com a presença de populações de células TCD4 específicas para o HIV-1 secretoras de IL-2 somente e de IL-2/IFN-gama dotadas de capacidade proliferativa (Harari e outros, 2005,2006; Tilton e outros, 2007). Essas observações defendem fortemente a hipótese de que a replicação do vírus e altos níveis de carga viral impedem a geração de células TCD4 específicas para o HIV-1 secretoras de IL-2 e proliferativas. (Harari e outros, 2005, 2006; Tilton e outros, 2007). O desenvolvimento de um modelo multifuncional de respostas de células TCD4 específicas para o HIV-1 somente sob condições e efetiva supressão de replicação viral também é consistente com os padrões de resposta de células TCD4 específicas para o vírus observadas em uma série de infecções virais crônicas tais como CMV, EBV, HSV e HCV (Harari e outros, 2005, 2006; Tilton e outros, 2007). Em todos os exemplos desses modelos de infecção viral crônica, a presença de respostas de células TCD4 multifuncionais está associada com controle de replicação viral mais efetivo (Harari e outros, 2005, 2006; Tilton e outros, 2007). Similares às respostas de células TCD4, os padrões de respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária são típicos de uma resposta “somente efetora”, que é, IFN-gama e TNF-alfa secretadas de células TCD8 e não diferente daquela observada nas respostas primárias de células TCD8 específicas para CMV.
Similares às respostas de células TCD4, os padrões de respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a infecção primária são típicos de uma resposta “somente efetora”, que é, IFN-gama e TBF-alfa secretadas de células TCD8 e não diferente daquela observada nas respostas primárias de células TCD8 específicas para CMV. Os padrões de resposta de células TCD8 específicas para o HIV-1 durante a fase crônica de infecção por HIV-1 foram somente em parte relacionadas por extensão da carga viral (Pantaleo e Harari, 200). Assim como para a resposta de células TCD4, os padrões de resposta das células TCD8 específicas para o HIV-1 permanecem típicos de resposta efetora na ausência de controle de replicação viral e alta carga viral (Zimmerli e outros, 2005). Entretanto, o desenvolvimento de respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 multifuncionais ocorre somente em 30% a 40% de sujeitos que são tratados com sucesso com terapia antiviral (Pantaleo e Harari, 2006). Por isso, respostas de células TCD8 específicas para o HIV-1 multifuncionais não são readquiridas em uma grande porcentagem de sujeitos a despeito da supressão da replicação viral e de carga viral (Zimmerli e outros, 2005). Esses achados são diferentes daqueles obtidos em respostas de células TCD4 específicas para o HIV-1 que são consistentemente associadas com a recuperação das respostas multifuncionais após a supressão da replicação viral mediada por terapia. Respostas multifuncionais de células TCD8 específicas para o HIV-1 são, entretanto, consistentemente encontradas em LTNPs (Betts e outros, 2006; Zimmerli e outros, 2005). Além disso, as respostas multifuncionais de células TCD8 vírus-específicas também são encontradas em infecções virais tais como influenza, CMV, EBV nas quais o vírus é ou completamente eliminado ou eficientemente controlado após o estabelecimento da infecção crônica (Harari e outros, 2006; Pantaleo e Harari, 2006).
Essas observações tomadas juntas indicam que, como para células TCD4, as repostas multifuncionais das células TCD8 também são consistentemente associadas com controle mais efetivo da replicação viral. Entretanto, em adição à carga viral, outros fatores parecem influenciar o desenvolvimento de respostas multifuncionais de células TCD8.
F. ESPECIFICIDADE E AMPLITUDE DE RESPOSTAS DE CÉLULAS T ESPECÍFICAS PARA O HIV-1
Caracterizações extensivas de especificidade e de amplitude de respostas de células T específicas para o HIV-1 têm sido desempenhadas particularmente para células TCD8. Células TCD8 específicas para o HIV-1 reconhecem um grande número de epítopos dentro de diferentes proteínas do HIV-1 incluindo estruturais, regulatórias, e proteínas assessórias. A este respeito, um estudo recente tem apresentado uma associação entre a presença de respostas de células TCD8 específicas para Gag em baixos níveis de viremia. (Kiepiela e outros, 2007). Em contraste, respostas de células TCD8 contra o Env e proteínas regulatórias são associadas com níveis mais altos de viremia (Kiepieka e outroa, 2007). Essas observações são de interesse e indicam a possibilidade de que respostas imunes marcando certas regiões do HIV-1 podem ser mais protetoras do que outras e eventualmente influenciam o curso clínico de infecção crônica do HIV-1. Entretanto, não está claro se as respostas de células TCD8 específicas para Gag são diretamente responsáveis por maior controle de replicação viral ou se as repostas de células TCD8 específicas para Env são realmente pouco efetivas. Não pode ser excluído que o surgimento de respostas específicas para Env é relativamente o resultado e não a causa da alta na replicação viral. Em defesa desse estudo prévio, tem sido mostrado também que ao final das respostas de células TCD8 específicas para Gag, uma grande amplitude de respostas de células TCD8 está associada a maior controle da replicação viral.
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