Tendencias em HIV Vol 2 n4 2007 11 12 07 L2.indd

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Tendencias em HIV Vol 2 n4 2007 1 1
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Tendências
em
HIV•AIDS
Volume 2 - Número 4 - 2007
Editor chefe
Ricardo Sobhie Diaz – Universidade Federal de São Paulo
Corpo editorial
Adauto Castelo Filho – Universidade Federal de São Paulo
André Lomar – Hospital Israelita Albert Einstein
Artur Kalichman – Centro de Referência e Treinamento de DST/AIDS – SP
Artur Timerman – Hospital Heliópolis
Breno Riegel – Hospital Nossa Senhora da Conceição, Rio Grande do Sul.
Celina Maria Pereira de Moraes Soares – Universidade Federal de São Paulo
Celso Ramos – Universidade Federal do Rio de Janeiro
David Salomão Lewi – Universidade Federal de São Paulo – Hospital Israelita Albert Einstein
Eduardo Sprinz – Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Érico A. Gomes de Arruda – Hospital São José de Doenças Infecciosas do Ceará
Esper George Kallas – Universidade Federal de São Paulo
Estevão Portella – Universidade Federal do Rio de Janeiro
Guido Levi – Hospital do Servidor Público Estadual de São Paulo
João da Silva Mendonça – Hospital do Servidor Público Estadual de São Paulo
José Luiz de Andrade Neto – Universidade Federal do Paraná
Jeová Keny Baima Colares – Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto USP
Jorge Simão do Rosário Casseb – Médico Pesquisador do Laboratório de Imunologia 56 – LIM56 – Faculdade de Medicina da
Universidade de São Paulo
Márcia Rachid – Assessoria de DST/Aids da Secretaria do Estado do Rio de Janeiro
Marcos Vitória – Organização Mundial de Saúde
Marinella Della Negra – Instituto de Infectologia Emílio Ribas
Paulo Feijó Barroso – Universidade Federal do Rio de Janeiro
Reinaldo Salomão – Universidade Federal de São Paulo – Casa de Saúde Santa Marcelina
Ricardo Pio Marins – Organização Panamericana de Saúde
Rosana Del Bianco – Secretaria Municipal de Saúde de São Paulo
Unaí Tupinambás – Universidade Federal de Minas Gerais
Valdez Madruga – Centro de Referência e Treinamento de DST/AIDS – SP
ÍNDICE
VACINA TERAPÊUTICA: REVISÃO E PERSPECTIVAS ..................................................................................................................................... 5
Jorge Casseb
VIREMIA RESIDUAL DO HIV-1 EM INDIVÍDUOS SOB HAART: DESAFIO DA PERSISTÊNCIA VIRAL .......................................................... 10
Wagner Alkmim e Mário Janini
EVOLUÇÃO DO HIV-1 DURANTE A INFECÇÃO PEDIÁTRICA ....................................................................................................................... 17
Elcio de Souza Leal e Wilson Pereira Silva
A VARIABILIDADE DA REGIÃO V3 DO ENVELOPE DO HIV-1 ........................................................................................................................ 21
Wilson Pereira Silva e Elcio de Souza Leal
DESTAQUES ..................................................................................................................................................................................................... 25
RESUMO DE TESES ......................................................................................................................................................................................... 27
Atha Comunicação & Editora
Planejamento Editorial, Diagramação e Produção Gráfica
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EDITORIAL
A má notícia mais recente relacionada à luta contra a epidemia causada pelo HIV vem com a suspensão dos estudos de
vacina da empresa farmacêutica multinacional Merck. Para que se tenha uma idéia, esta vacina vinha sendo considerada
a mais promissora entre todas as vacinas anti-HIV em desenvolvimento. Obviamente este fato representou um grande
desapontamento a todos, principalmente àqueles que expressavam um grande otimismo relacionado especificamente
a este componente vacial que vinha sendo testado por uma década. O componente testado consistia na expressão
de 3 determinantes antigênicos do HIV, gag, pol e nef a partir de um vírus transgênico que causa o resfriado comum, o
adenovirus. Observa-se que pessoas infectadas pelo HIV apresentam uma resposta de células T mais intensa contra
estes componentes do HIV e desta forma conseguem combater o vírus mais eficazmente e apresentar uma progressão
mais lenta ao colapso imunológico. Os pesquisadores então teorizaram que o estímulo desta resposta em voluntários
não infectados ajudaria a combater o HIV de forma decisiva. Note que os objetivos mais realistas dos testes de vacina
atualmente não eram necessariamente prevenir a infecção, mas sim solidificar a resposta imune celular para que a
progressão ocorresse mais lentamente ou mesmo não ocorresse em caso de infecção pelo HIV. Nem isto aconteceu.
O estudo de fase II que começou no final de 2004, recrutou 3.000 voluntários, a maioria nos Estados Unidos e América
latina, e randomizou os voluntários a receber três doses de vacina ou de placebo em um período de 6 meses. A análise
interina de 1500 voluntárias feita em setembro de 2007 confirmou 24 casos de infecção pelo HIV entre 741 voluntários
que tomaram a vacina comparado a 21 casos de 762 participantes do grupo placebo. Mais relevante ainda, os indivíduos que utilizaram a vacina não apresentaram um basal de carga viral em níveis inferiores aos participantes do grupo
placebo. Desta forma, após revisão cuidadosa, o painel de especialistas independente que avaliou os resultados recomendou a suspensão do estudo, mas com continuidade do monitoramento dos pacientes recrutados. O que deve
ainda ser elucidado é o papel potencialmente facilitador do vetor, adenovirus 5, na aquisição da infecção, posto que
aparentemente as pessoas com maior imunidade prévia a este vírus tiveram risco maior da aquisição do HIV.
Tudo isto confirmando que o desenvolvimento de uma vacina a uma infecção que por si só não evolui para uma cura
espontânea será um desafio formidável. As indicações são, portanto que mais estudos em ciência básica devem ser
realizados e que a estratégia do estímulo não só da imunidade celular, mas também da imunidade humoral deverá ser
adotada. Enquanto isto, todos os especialistas concordam que a melhor forma de se lidar com a expansão da epidemia é a prevenção. Neste contexto, ganham força os estudos focalizados em profilaxia pré-exposição, que na verdade
atuam como pré e pós-exposição. Nestes estudos, pessoas engajadas em atividades de alto risco para aquisição do
HIV utilizam diariamente um ou dois Inibidores da Trasncriptase Reversa análogos aos nucleosídeos. Interessante notar
que outra abordagem relativamente simples, a circuncisão, pode diminuir em até 50% a aquisição do HIV. A simples
retirada deste pequeno fragmento de pele, que é a região mais friável e rica em linfáticos da região peniana, e sua
substituição por um tecido cicatrizado, tem um efeito protetor fenomenal. Mais do que isto, a circuncisão pode diminuir
em até 70% a transmissão do HIV. Historicamente já sabíamos deste efeito protetor à transmissão sem realmente nos
atentarmos ao fato. Parceiras de homens circuncidados desenvolvem menos câncer de colo de útero, que hoje se
sabe, tem uma etiologia viral: o HPV.
Ainda no campo das vacinas, uma perspectiva interessante está no desenvolvimento de vacinas terapêuticas. A supressão viral proporcionada pelos anti-retrovirais deve ter sempre como coadjuvante a imunidade do hospedeiro. Isto fica
evidente no desempenho aos anti-retrovirais em recém nascidos, onde a supressão viral é mais custosa em decorrência
provavelmente da ausência de um sistema imune plenamente amadurecido. Neste fascículo, o Prof. Dr Jorge Casseb
desenvolve este assunto, apontando as vantagens deste potencial coadjuvante em relação à diminuição de custos,
de efeitos colaterais do tratamento, bem como o potencial impacto na epidemia, tendo em vista a impossibilidade de
erradicação da infecção pelo HIV até o momento. Estes aspectos da persistência viral são também discutidos no interessante artigo de Alkimin e Janini. Em tempo, Dr Casseb discute aspectos sobre a utilização de células dendríticas
nas vacinas terapêuticas, citando esta linha inovadora de pesquisa que em verdade foi inicialmente desenvolvida aqui
no Brasil.
Enquanto isto, o controle da sobrevida dos pacientes se fia no tratamento combinado com anti-retrovirais, e a perspectiva
de novas drogas para utilização no resgate de pacientes é muito promissora. Entre estas perspectivas encontramos
novos inibidores de protease, os não peptídicos, como o Tipranavir e Darunavir, este último podendo estar disponível
em breve no Brasil. Temos também recentemente registrado o inibidor de integrase Raltegravir, com excelente potencial no resgate pela sua enorme potência. Outra perspectiva animadora está no Maraviroc, inibidor de CCR5 também
aprovado, que é um inibidor de entrada utilizado pela via oral. O Maraviroc deverá ser utilizado após um teste inicial de
determinação do tropismo do HIV, que definirá a ação do medicamento. O uso das cada vez melhores associações
de anti-retrovirais “antigos” para tratamento inicial e para o resgate precoce (primeiro resgate) e o potencial das novas
drogas para os resgates mais complexos será fundamental para a manutenção da vida dos pacientes infectados pelo
HIV, e isto é uma boa notícia.
Ricardo Sobhie Diaz
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VACINA TERAPÊUTICA:
REVISÃO E PERSPECTIVAS
THERAPEUTIC VACCINE: REVIEW AND PERSPECTIVES
Jorge Casseb
Médico-Pesquisador do Laboratório de Imunologia e Dermatologia – LIM56 FMUSP
Médico-Infectologista do Instituto de infectologia Instituto de Infectologia “Emílio Ribas”, Secretaria de Saúde do Estado
de São Paulo, Brasil.
RESUMO
Apesar do grande avanço nos últimos 10 anos no desenvolvimento de terapias anti-retroviral, o que transformou a AIDS em doença crônica requerendo tratamento por toda a vida. Entretanto, os desafios como prover tratamento anti-retroviral para milhões
de pessoas que vivem em países pobres, além das limitações impostas pelas toxidades e resistência associadas com longo
uso da terapia. O aumento da resposta imune específica anti-HIV pelo uso de uma vacina terapêutica pode ser uma alternativa
ao uso continuo da HAART. Nesta revisão, o progresso do desenvolvimento da vacina terapêutica é discutida. Apesar das várias
estratégias forma investigadas, o uso de células dendríticas, primadas pelo HIV são atrativas para seu uso terapêutico, porém
novos estudos são necessários para testar essa hipótese.
Descritores: HIV-1, Vacina, Terapia.
ABSTRACT
Highly active antiretroviral therapy (HAART) has transformed HIV-1 infection from an invariably fatal disease into a chronic infection
requiring lifelong treatment. However, the challenges we still face are the urgent need to provide affordable sustainable therapy
to the millions of infected individuals who live in resource-poor countries, and the limitations posed by serious drug toxicity and
viral resistance associated with long-term therapy. Augmentation of HIV-specific immunity by therapeutic vaccination is a possible
alternative to continuous HAART. In this review, progress in the development of therapeutic immunization strategies is discussed.
The orchestration of a coordinated immune response by dendritic cells (DCs) make them an attractive target for pathogens to
exploit to evade host immunity, as well as for use in therapeutic strategies to overcome this exploitation.
Keywords: HIV-1, Vaccine, Therapeutic.
INTRODUÇÃO
A infecção pelo Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV),
causadora da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (aids)
constitui um desafio sem precedentes na história moderna
da Saúde Pública. Esta pandemia vem exigindo importantes
medidas que mobilizam não só as autoridades sanitárias dos
países envolvidos, mas também seus profissionais de saúde
e Instituições de Pesquisa, na tentativa de minimizar seu impacto.
Desde o início da epidemia, da década de 80 até os dias atuais, o Ministério da Saúde do Brasil registrou 410.000 casos
de aids e estima que 600.000 indivíduos estejam infectados, o
que corresponde a aproximadamente 1% do existente no mundo, segundo a Organização Mundial de Saúde (Ministério da
Saúde, 2004; World Health Organization, 2007). Vale ressaltar,
entretanto, que este problema é sem dúvida muito maior em
outros países em desenvolvimento. Pelo menos 500.000 pessoas morrem por ano em decorrência desta doença (World
Health Organization, UNAIDS, 2007). Essa mortalidade sofre
enorme impacto do grande número de indivíduos infectados
e com aids que vive no continente africano.
Verifica-se que mesmo com os sensíveis progressos obtidos
pelo Programa de Aids do Ministério da Saúde, a doença ain-
Tendências em HIV • AIDS (Volume 2 - Número 4 - 05-07)
da se constitui sério problema de saúde pública, tanto do ponto de vista da morbidade como da mortalidade. Além disso,
apesar do impacto positivo sobre a mortalidade relacionada
com a aids, o novo tratamento com drogas anti-retrovirais
(ARVs) induz alterações clínicas e laboratoriais importantes
em nosso meio (Casseb et al, 1999). De fato, o uso por longo
prazo de ARVs, especialmente quando incluem os Inibidores
da Protease (IP), tem sido associado a várias anormalidades
nas concentrações séricas de lipídeos, com aumento do risco
de doenças cardiovasculares, redistribuição inadequada da
gordura corporal e resistência à insulina, que em regra também contribuem para a não adesão ao tratamento (Camy et
al. 2007).
Além das alterações decorrentes da terapia anti-retroviral,
o aumento de pacientes com falência terapêutica e o reconhecimento de vírus altamente patogênicos exigem medidas
imediatas, que deverão repensar o tratamento com drogas altamente potentes. Desta forma, outros esforços precisam ser
empreendidos para inibir ao máximo a replicação do vírus e
sua maior patogenicidade.
Neste contexto, têm sido desenvolvidas novas estratégias
para evitar o uso prolongado dos medicamentos que constituem a ARV e suas conseqüências. Entre elas destaca-se a
suspensão intermitente das drogas anti-retrovirais e o uso de
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imunomoduladores tal como a interleucina 2, além da possibilidade de outras manipulações imunológicas mais específicas
anti-vírus (El-Sadr et al. 2006; Durier C et al. 2007). Muitas destas estratégias não funcionam na prática clínica ou apresentam elevado custo e risco aos pacientes.
Diante destas constatações, a utilização de vacinas terapêuticas e/ou o uso de imunomoduladores têm sido apontados
como condição para aumentar a capacidade do organismo
infectado de responder contra o vírus (Tabela 1). Isto poderia
retardar o início da terapêutica anti-retroviral altamente potente, por manter os pacientes com baixa carga viral circulante. Isto implicaria uma melhor condição de vida, uma menor
transmissão do vírus e diminuição efetiva do uso de drogas,
sobretudo, também, a redução precoce da resistência aos
anti-retrovirais, atualmente em evidência (Tabela 2).
• Impacto da epidemia;
• Alto custo do tratamento;
• Restrições econômica ao acesso ao tratamento
(principalmente nos países de maior prevalência da
infecção);
• Dificuldades de adesão ao tratamento;
• Efeitos colaterais a médio e longo prazo;
• Impossibilidade de cura apesar do tratamento antiretroviral.
Tabela 1. Razões da necessidade de uma vacina terapêutica anti-hiv
• Queda de um log na carga viral pode permite uma
diminuição da transmissão do HIV;
• Maior tempo de progressão da infecção assintomática
para doença (aids);
• Menor exposição do uso aos anti-retrovirais
Tabela 2. Razões para investir em uma vacina terapêutica
2. Uso de vacinas terapêuticas
Antes da terapia de alta eficácia (HAART) se tornar disponível,
um número de estratégias foi realizado para avaliar o uso de
vacina como terapia para os pacientes infectados pelo HIV-1
(Vacinas terapêuticas). A primeira geração de candidatas à
vacina anti-HIV foi baseada nas proteínas do envelope, especialmente a gp 120. A indução de uma fraca resposta humoral (baseada na produção de anticorpos), não foi suficiente
para conferir qual mudança na história natural da infecção
durante os anos 90. O uso das proteínas do envelope como
principais constituintes de uma potencial vacina terapêutica tem sido frustrantes em diferentes estudos (Birx DL et al.
2000). De fato, apesar desta primeiras gerações de vacinas
terapêuticas terem se mostrado seguras e imunogênicas em
fase II, a falência de indução de anticorpos de alta afinidade
e com capacidade neutralizar isolados primários (obtidas de
diretamente de pacientes) indicaram dificuldade para a realização de estudos fase III usando essa estratégia (Donnelly
JJ, Barnett et al 2002). Ensaios clínicos usando peptídeos
quiméricos derivados de diversas proteínas do HIV, assim
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como diversos estudos em primatas, confirmaram que a estratégia baseada em peptídeo não seria suficiente para induzir anticorpos neutralizantes promíscuos (Gahery-Segard
H,et al. 2000). Entretanto, melhoria nas vacinas de peptídeos poderiam prover uma eficiente ferramenta para induzir
uma resposta celular contra múltiplos alvos do HIV. Talvez a
grande dificuldade para ação dos anticorpos neutralizantes
é a elevado nível de glicolização do envelope do HIV, que
se eleva com o decorrer da infecção, e que proporciona um
mecanismo de imune escape.
A secunda geração de candidates a vacina foram desenhadas usando ou vetores vivos ou DNA que codificam diferentes genes do HIV. A tecnologia com recombinantes tem sido
usada para produzir a segunda geração de vacinas candidatas. Vetores recombinantes com vírus canarypox que não
infectam células humanas e tem sido segura em humanos
até o momento. Trabalhos experimentais sugerem ser um
caminho de entrega das vacinas com canaripox para as
células dendríticas, isto poderá exarcebar a potência e a
duração de resposta específica citotóxica (Larsson M et al.
2000). Estudos em camundongos assim como em primatas
demonstraram que q vacinação com DNA pode induzir resposta antígeno-específica contra o HIV. Mais recentemente,
uma vacina que usa o adenovírus 5 como vetor e que inclui
gag, pol e nef mostraram resultados animadores em fase
I/II, com promessa de imunomodular a resposta imune, ou
seja mesmo que indivíduo não seja protegido da infecção,
a evolução clínica pode ser favorável e atrasando a progressão para doença (Catanzaro AT et al. 2006).
A terceira geração de vacinas, baseadas em proteínas regulatórias, não estruturais do HIV, como Tat, Rev, Nef tem
sido utilizadas ultimamente. Alguns protocolos de imunização utilizam uma combinação de dois diferentes vacinas para induzir uma resposta ampla e mais imunogênica.
Remune é um HIV-1 completo, mas morto, do envelope
do subtipo A e gag do subtipo, e que foi depletado da 20.
Essa vacina tem sido desenvolvida nos últimos 10 anos, e
uma das primeiras candidatas a imunoterapia que entrou
em fase II de ensaio clínico. Entretanto, apesar dos resultados desses ensaios indicam pouco benefício terapêutico,
valiosos conhecimentos sobre os mecanismos protetores e
estratégias de desenvolvimento de uma vacina terapêutica
tem sido descritos (Bojak A, et al. 2002; Peters BS. et al
2002;20:88-705).
Com objetivo de induzir uma resposta imune, DermaVir Patch tem sido desenvolvido. DermaVir consiste de um plasmídeo contendo DNA que codifica antígenos do HIV-1, é
quimicamente formulado em uma nanopartícula. DermaVir
é administrado debaixo de um patch depois que preparação da pele suporta a entrega da nanopartícula para as células de (LC). As LC epidermais capturam e transportam a
nanomedicina para os nódulos linfáticos de drenagem. Enquanto em trânsito, as LC maduras se transformam em células dendriticas (DC), as quais eficientemente apresentam
os antígenos codificados em DNA para as células virgens,
o que leva a uma indução de resposta celular. Estudos préclínicos e fase I do DermaVir em pessoas infectadas pelo
in HIV-1 demonstram segurança e tolerabilidade ao DermaVir Patch. Entretanto, novos estudos devem ser realizados,
com uso de adjuvantes moleculares para melhorar a imunomodulação deverão ser adicionados na nanopartícula
(Lori F, 2007).
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APLICAÇÕES TERAPÊUTICAS DO USO DE CÉLULAS
DENDRÍTICAS COMO VACINA TERAPÊUTICA
Estudos experimentais em macacos endossam o uso de células dendríticas primadas in vitro, nos intervalos entre os ciclos
de medicamentos anti-HIV. Protocolo recente registrou queda
de meio a um log da carga viral plasmática de macacos submetidos a este regime terapêutico (Lu et al, 2004). Com base
nesses resultados, os autores pressupõem que tal diminuição
de vírus circulante possa aumentar o intervalo sem medicação
anti-HIV no homem. Esses achados podem ter impacto em
Saúde Pública, visto que poderão fazer diminuir a necessidade de atenção médica e, sobretudo, os gastos públicos com
medicamentos. De maior importância poderia ser o emprego
da vacina nos pacientes que respondem à ARV, mantendo
ainda sua carga viral indetectável por longo período. Nestes
casos, a vacina terapêutica poderia, ao estimular o sistema
imune de uma forma específica, auxiliar na eliminação do vírus existente nos reservatórios, pouco vulneráveis à ação das
drogas ARV. Este benefício poderia resultar em suspensão da
ARV, terapêutica dispendiosa (cerca de U$ 1.500,00 / paciente
/ mês) com seus efeitos colaterais. Por outro lado, a utilização
de uma vacina em indivíduos em falência terapêutica, poderá potencializar a resposta imunológica anti-HIV e se associar
à ação residual das drogas anti-retrovirais, oferecendo maior
sobrevida e melhor qualidade de vida a estes pacientes. A
resposta imune ótima somente acontece onde ocorre controle
viral; ou seja há necessidade de resposta anti-viral pelos me-
dicamentos para que a vacina terapêutica funcione (Wherry
et al. JV, 2005). Entretanto, estudos com primatas suportam
essa idéia e que apresentação de antígenos pela DC podem
parcialmente restaurar a incapacidade de resposta T CD4 específica (Connolly NC et al. 2007).
Futuras estratégias
Dados mais recentes, provenientes de indivíduos com controle
virêmico permitiram identificar alguns fatores que podem ser
úteis na estratégia para elaboração de uma vacina terapêutica
eficiente no futuro. Como a expressão do haplótipo HLA-B*57,
CTL dominante para Gag, menor magnitude e ampla resposta
de resposta CTL específica anti-HIV, inibição variável da replicação viral pela CTL de diferentes especificidades, aumento
na função de células T CD4+ e CD8+ , e anticorpos neutralizantes fracos. Entretanto, nenhum desses fatores sozinhos
parecem indicar uma melhora da resposta imune e controle
da viremia e subseqüente proteção com a progressão para a
imunodeficiência decorrente da ação do HIV-1. deste modo,
a próxima geração de vacina irá combinar estratégias que incorporam vetores virais vivos (adenovirus, canaripox) que carream genes do HIV e aplicação de reforços (Bloosters) com
a gp120, pro exemplo. Além disso, o uso de adjuvantes que
estimulam a apresentação de antígenos, com o genes que
codificam a IL-12 e a IL-15, irão proporcionaram uma maior
resposta imune.
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VIREMIA RESIDUAL DO HIV-1 EM INDIVÍDUOS
SOB HAART:
O DESAFIO DA PERSISTÊNCIA VIRAL
HIV-1 RESIDUAL VIREMIA IN SUBJECTS ON HAART:
THE CHALLENGE OF VIRAL PERSISTENCE
Wagner Alkmim1, Mário Janini1,2
1 - Laboratório de Retrovirologia, Disciplina de Infectologia, Departamento de Medicina, Universidade Federal de São
Paulo / Escola Paulista de Medicina.
2 - Disciplina de Microbiologia, Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia, Universidade Federal de
São Paulo / Escola Paulista de Medicina.
RESUMO
A terapia antiretroviral combinada (HAART) reduz a viremia para níveis abaixo do limite de detecção dos ensaios clínicos ultra-sensíveis (usualmente níveis de RNA do HIV-1 no plasma abaixo de 50-400 cópias/mL, dependendo do sistema utilizado).
Contudo, o HIV-1 persiste em células TCD4+ em repouso e, possivelmente, em outros reservatórios. A caracterização da viremia
residual pode ajudar a esclarecer como e quais mecanismos o HIV utiliza para alcançar um estado de persistência viral. Além
disso, investigações da viremia residual em indivíduos sob HAART jogam luz sobre quais abordagens para uma possível erradicação viral ou, ao menos remissão a longo prazo devem racionalmente ser estudadas. Esta revisão abordará os mecanismos de
persistência do HIV-1 em indivíduos infectados com supressão viral pela HAART enfatizando os principais aspectos da infecção
residual.
Descritores: HIV-1, HAART, Latência, Doença residual
ABSTRACT
Highly Active Anti Retroviral Therapy (HAART) is able to reduce HIV-1 viral loads under detectable numbers, even if very sensitive
assays are used (cut offs of 50 to 400 viral RNA copies per ml). However HIV is able to persist either in resting TCD4 or other cell
types. Residual viral load studies may help us to understand how HIV is able to establish latency and which viral and host mechanisms are involved. Understanding viral latency is a way to eradicate or at least to suppress HIV for longer periods. This article will
review some of the aspects of residual viral load in patients undergoing HAART.
Keywords: HIV-1, HAART, Latency, Residual disease
INTRODUÇÃO
O HIV-1 replica-se em altos níveis na maioria dos indivíduos
infectados não tratados durante a infecção, incluindo a fase de
latência clínica. Os níveis de replicação viral ativa correlacionam-se diretamente com a progressão da doença.
A terapia antiretroviral combinada (HAART) reduz a viremia
para níveis abaixo do limite de detecção dos ensaios clínicos
ultra-sensíveis (usualmente níveis de RNA do HIV-1 no plasma abaixo de 50-400 cópias/mL, dependendo do sistema
utilizado)[1,2,3,4]. Pacientes que respondem bem a HAART não
só diminuem drasticamente os níveis de RNA viral plasmático
como também melhoram a contagem de células TCD4+ e, ao
menos parcialmente, restauram a função imune. Portanto, não
é surpreendente que a supressão da replicação viral, efetiva
e sustentada, promova reduções significativas dos problemas
10
de saúde e morbiletalidade relacionados ao HIV-1, especialmente nos países em desenvolvimento[4,5,6,7].
Esta modalidade terapêutica alterou completamente a epidemia em muitas regiões do mundo. A era da HAART possibilitou
o esclarecimento de questões clássicas na retrovirologia humana, como o rápido turnover que uma população viral pode
sofrer frente a uma nova pressão seletiva, mas também gerou
de novos problemas clínicos, como a resistência viral aos medicamentos e toxicidade medicamentosa [3,4].
Porém, mesmo na vigência da HAART o HIV-1 persiste em
células T CD4+ em repouso e, possivelmente, em outros reservatórios, como macrófagos teciduais, os quais são células
terminalmente diferenciadas. O reservatório latente em células
T CD4+ tem uma meia-vida longa o que, provavelmente, impossibilitaria a erradicação viral atreves de HAART a menos
que novas abordagens possam alcançar as células latente-
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mente infectadas. Em pacientes sob HAART a persistência
do HIV-1 é evidenciada não apenas pelo reservatório latente
em células T CD4+ em repouso, mas também por vírus livre no plasma. Os vírions livres podem ser detectados por
metodologias especiais, mesmo em pacientes com viremia
clinicamente não detectável. Dado a meia-vida curta do vírus
livre, a viremia residual indica produção viral ativa. Esta produção pode refletir o baixo nível de replicação em andamento
que continua apesar da HAART e/ou da liberação de vírus
das células latentemente infectadas que tornaram-se ativadas ou liberação contínua de outros reservatórios celulares
estáveis[7-11,14].
A caracterização da viremia residual pode ajudar a esclarecer como e quais mecanismos o HIV utiliza para alcançar um
estado de persistência viral. Além disso, investigações da
viremia residual em indivíduos sob HAART jogam luz sobre
quais abordagens para uma possível erradicação viral ou, ao
menos remissão a longo prazo devem racionalmente ser estudadas [9,10,12,13]. Entretanto, é importante ser considerado de
que a verdadeira erradicação viral pode ser extremamente difícil por muitas razões, incluindo o fato de que outras células,
além daquelas do sistema imune (i.e. rins, coração, cérebro
etc), são infectadas em baixos níveis pelo HIV-1 in vivo [10,14-17].
Esta revisão discutirá os mecanismos de persistência do HIV-1
em indivíduos infectados com supressão viral pela HAART.
Tanto a latência quanto o baixo nível de replicação viral residual serão discutidos em termos de reservatórios de células
do sistema imune e outros possíveis reservatórios. Estes parâmetros virais serão correlacionados com os problemas associados com a manutenção do controle a longo prazo das
infecções pelo HIV-1 e com a busca de novos indicadores de
replicação viral ativa.
A natureza multifatorial da latência viral
A latência retroviral é definida como provírus integrado com
ausência de transcrição ativa. A latência, uma propriedade
geral de todos os retrovírus, é uma das diversas interações
vírus-célula que pode permitir a persistência do HIV-1 durante a supressão viral efetiva pela HAART. Contrariamente, o
baixo nível de expressão viral crônica, ainda que produtiva,
tem sido referido pelo termo replicação crítica. No caso da
HAART, ainda não está totalmente esclarecido se existe ou
não a replicação viral ativa a partir de células previamente
infectadas [15-18]. A persistência viral ocorre após o sucesso
inicial da supressão viral pela terapia ou resposta imune antiviral efetiva no hospedeiro infectado. A replicação viral crítica pode continuar em sítios imunológicos privilegiados, tais
como cérebro, linfonodo, rins, baço etc. Igualmente, infecções virais não produtivas, mas transcripcionalmente ativas
(isto é, múltiplos mRNAs virais processados mas sem vírions
intactos) também podem ocorrer [16-19].
O ciclo replicativo do HIV-1 contém múltiplos estágios possíveis para a latência e persistência viral, tanto durante a pré
quanto a pós-integração do genoma viral ao genoma celular
humano (Figura 1) [16,79,80].
Inicialmente, o HIV-1 liga-se aos receptores e co-receptores
celulares (receptor CD4 e co-receptores CCR5 e CXCR4), com
subseqüente internalização do core viral e transcrição reversa
do template viral em um DNA dupla-fita. O DNA viral é então
integrado ao genoma da célula hospedeira como DNA proviral. Neste momento o HIV pode atingir um estado de latência
pós-integrativa depende do estado de ativação celular. A ativação transcripcional do provírus integrado é controlada por
uma complexa série de interações entre proteínas regulatórias
do HIV-1 (Tat e Rev) e fatores transcripcionais celulares, que
são controlados pelo estado de ativação da célula hospedeira. O provírus ativado produz várias espécies de mRNAs e, em
alguns casos, novos vírions [16,19,20-23].
Além da latência pós-integração, vários estudos de latência
pré-integração têm sido descritos tanto in vitro quanto in vivo.
A latência pré-integração ocorre quando o vírus infecta linfócitos T em repouso, os quais não oferecem as condições
ótimas para a transcrição reversa do genoma do HIV. Porém
nesta situação, transcritos virais longos podem se acumular
nos centrossomas da célula por várias semanas, podendo ser
ativados após a ativação celular, produzindo vírus e transcritos
virais [78,80].
Dessa forma, a latência celular existe in vivo e o número de
células latentemente infectadas pode variar de acordo com o
estágio da doença. Como o HIV-1 infecta in vivo tanto linfócitos TCD4+ quanto monócitos/macrófagos, bem como outras
células que não fazem parte do sistema imune, o vírus pode
manter a latência molecular por diferentes mecanismos em
diferentes tipos celulares [16,19,78].
O HIV-1 replica-se de forma extraordinariamente rápida em
indivíduos infectados, com uma meia-vida do vírion no plasma de minutos. A vasta maioria desta replicação viral (acima
de 99%) ocorre em linfócitos TCD4+ ativados e produtivamente infectados no sangue periférico e nos tecidos linfóides [2,14-17, 21,23].
Muitos estudos têm demonstrado que a latência clínica do
HIV-1, não pode ser definida como ausência de expressão
viral, em qualquer individuo infectado não tratado e em qualquer estágio da doença. Contudo, alguns estudos demonstram que nos indivíduos infectados algumas células contêm
DNA proviral, mas expressam pouco ou nenhum RNA viral e
produzem pouco ou nenhum vírion [4,8,9,13,15,16,21].
A análise do decaimento viral no plasma em pacientes inicialmente tratados com combinações potentes de drogas antiretrovirais demonstra um rápido decaimento de primeira fase
de células produtivamente infectadas, uma segunda fase de
decaimento de células de vida longa (possivelmente células
de vida longa tais como macrófagos ligados ao tecido) e uma
terceira fase de células persistentemente infectadas (linfócitos
TCD4+ em repouso) [20-25].
A HAART quando efetiva bloqueia a infecção de linfócitos
TCD4+ saudáveis e, a diminuição inicial dos níveis de HIV1 no sangue periférico reflete o aumento da expectativa de
vida das células que foram infectadas antes do início do tratamento [21,23,24]. Baseado nesta complexa cinética celular e viral, com o lento decaimento das células infectadas em várias
fases, a maioria dos indivíduos infectados pelo HIV-1 idealmente almejariam a supressão completa da replicação viral
por décadas, sendo permitido imaginar-se uma possível erra-
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dicação viral. Contudo, este objetivo é dificultado por vários
fatores, incluindo a limitação de tratamento ótimo, infecção
em sítios imunologicamente privilegiados e compartimentos
santuários in vivo, além da possível aquisição de resistência
medicamentosa pela população viral [13,16,19,21,22].
Célula em
Repouso
Latência
Pré-Integrativa
Célula
Ativada
Infecção
Produtiva
Célula Retornando
ao Repouso
Latência
Pós-Integrativa
Figura 1. Infecção do HIV em linfócitos T ativados ou em repouso.
Partícula do HIV em azul claro, genoma do HIV em vermelho, citoplasma celular em
lilás, núcleo celular em cinza escuro, e genoma celular em cinza claro. (a) A infecção
do HIV em linfócitos T não ativados em repouso, resulta no estabelecimento de uma
frágil latência pré-integrativa, onde o genoma viral é mantido no citoplasma da célula
(b) A Infecção em células T ativadas resulta na integração do provírus seguida de
produção de progênie viral (c) Infecção de linfócitos T retornando a um estado de
repouso pós-ativação, permite que haja a integração do provírus mas não a produção
de proteinas virais ou progênie viral, caracterizando a latência pós-integrativa.
Adaptado de Williams e Greene, 2007. Regulation of HIV-1 latency by T-cell activation.
Cytokine. 2007 Jul;39(1):63-74.
são primária do HIV-1 e durante a infecção perinatal também
mostrou ser incapaz de interromper o desenvolvimento desse
reservatório de vírus de replicação competente em linfócitos
TCD4+ [19,26,29,31,33].
Provírus de replicação competente, latente, foram demonstrados principalmente em linfócitos TCD4+ de memória em
repouso (CD45RO), mas um baixo nível de vírus competentes
também foi encontrado em linfócitos TCD4+ naive (CD45RA)
em repouso em pacientes com viremia suprimida pela HAART.
Foi sugerido que células TCD4+ naive são raramente diretamente infectadas, mas que células TCD4+ naive albergando
provírus são geradas através da reversão de um fenótipo de
memória [19,29,31-36].
A maioria dos vírus isolados de células TCD4+ em repouso
do sangue periférico de pacientes com níveis indetectáveis
de RNA viral no plasma tem poucas mutações que conferem
resistência aos antiretrovirais [16,19,37]. Como mutações de resistência nos genes da transcriptase reversa e protease do
HIV-1 correlacionam-se com o andamento da replicação viral
apesar do tratamento, estes achados sugerem que estes isolados virais podem representar uma espécie de arquivo de
um período antes do tratamento. Notavelmente, um estudo
demonstrou que mutações de resistência podem ocorrer em
pacientes com HAART viralmente supressiva que apresentam
picos transientes de vírus acima de 50 cópias/mL [37,38]. Dados
dos estudos acima mencionados demonstraram que mesmo
que provírus defectivos possam se acumular em linfócitos
TCD4+ in vivo, provírus de replicação competente podem ser
detectados em células TCD4+ em repouso o que pode retardar a diminuição dos reservatórios virais e pode realimentar
o hospedeiro com vírus se a HAART é descontinuada. Estas
possibilidades, portanto, confundem nossas tentativas de mediar farmacologicamente a erradicação viral. Além disso, um
estudo recente também demonstrou HIV-1 de replicação competente em monócitos do sangue periférico de pacientes com
supressão viral pela HAART [38-40].
O Tecido Linfóide Associado ao Intestino (GALT) também parece ser um importante sítio para a replicação precoce do HIV-1
nas mucosas. O tecido linfóide das mucosas, com um alto
baseline de ativação de células T, pode ser um reservatório
crítico, além do sangue periférico, para a formação da viremia
residual em pacientes sob HAART. As células tubulares epiteliais dos rins parecem ser outro reservatório potencial em
certos pacientes sob HAART [12,16,40,41].
A latência do HIV-1 em linfócitos T
Replicação viral crítica
Linfócitos TCD4+ não ativados, persistentemente infectados
podem ser detectados no sangue periférico de indivíduos infectados após tratamento capaz de suprimir eficientemente a
maioria da infecção viral produtiva [1,2,16,19,21]. Vírus de replicação competente podem ser recuperados destas células provirais positivas após a depleção in vitro de linfócitos TCD8+
[24-27]
. A maioria desses vírus apresenta tropismo por CCR5
(vírus R5) [28-30]. Além disso, este reservatório celular é estabelecido logo após a infecção primária e pode ser ativado por
citocinas pro-inflamatórias in vitro e, potencialmente também,
in vivo. A supressão pela HAART iniciada antes da soroconver-
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Linfócitos TCD4+ persistentemente infectados contendo DNA
proviral quiescente, mas não defectivo e o baixo nível de replicação viral poderiam ser responsáveis por vírus de replicação
competente nos linfócitos TCD4+ do sangue periférico e células seminais de indivíduos infectados sob HAART [16,29,31,41,56].
A replicação viral poderia ocorrer em níveis tão baixos que os
vírus não seriam detectáveis nos fluídos periféricos com ensaios clínicos padrão. Baixos níveis de células produtivamente
infectadas poderiam infectar um pequeno número de célulasalvo ao redor do microambiente celular. Um estudo demonsTendências em HIV • AIDS (Volume 2 - Número 4 - 10-16)
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trou que, numa minoria de pacientes sob HAART (supressiva)
ocorreu uma modesta evolução de seqüências do envelope
viral ao longo do tempo da infecção [48]. Outro estudo demonstrou que durante o que parece ser a supressão total do HIV-1
no plasma, como determinado por ensaios de RNA, há replicação viral em andamento na maioria dos pacientes em algumas
coortes, como verificado pela evolução das sequências virais
em reservatórios celulares [49]. Surpreendentemente, esses arquivos virais não demonstram mutações de resistência antiretroviral, mesmo naqueles isolados que poderiam apresentar
baixo nível de replicação, podendo sugerir que as drogas não
consigam ter acesso eficiente a estes arquivos do HIV [42-49].
Em estudos mais recentes [49-52], medidas sensíveis do footprint da replicação viral persistente foram usadas para avaliar
espécies de mRNA e formas circulares do HIV-1 formadas pela
auto-ligação do DNA proviral por ligases nucleares da célula
após o transporte do complexo pré-integração ao núcleo. Essas formas circulares do HIV-1 foram verificadas nos linfócitos
TCD4+ da maioria dos indivíduos infectados com viremia suprimida pela HAART. As formas circulares e níveis quase constantes de mRNA sugerem a existência de baixa replicação viral. Embora tenha sido sugerida que as formas circulares com
duas LTRs, tenham uma meia vida curta, insignificante para a
manutenção viral, isto ainda não está claro e requer estudos
adicionais [51-55].
Formas circulares do HIV-1: um novo parâmetro indicativo de infecção residual
No início da infecção retroviral, particularmente nas primeiras
seis horas após a infecção, o RNA viral é transcrito reversamente no citoplasma celular e produz uma única cópia de
cDNA linear flanqueado por LTRs. Então, o DNA viral migra ao
núcleo da célula hospedeira onde é covalentemente integrado
ao cromossomo celular pela ação da enzima integrase viral.
Após a integração, o DNA viral é transcrito em RNA para ser
usado ou como mRNA para a síntese de proteínas virais ou
como RNA genômico para a progênie de vírions [56-62].
Alternativamente, uma parcela dos genomas de DNA viral
linear, transcrito reversamente, pode sofrer reações de circularização, por ação de enzimas celulares, evitando sua integração subseqüente devido à perda de nucleotídeos conservados nas seqüências LTR terminais. Este processo de circularização ocorre após a conclusão da síntese do cDNA viral
no citoplasma celular e da translocação do genoma viral ao
núcleo da célula hospedeira. Deste modo, o núcleo da célula
infectada contém várias formas circulares de DNA viral além
do DNA linear sintetizado no citoplasma [62-63].
A circularização das moléculas de DNA viral lineares pode ser
realizada por, ao menos, quatro processos. No primeiro, o DNA
viral linear não integrado torna-se circularizado pela ligação
direta dos seus dois finais, formando um círculo com duas
seqüências LTRs. Em um segundo processo, a recombinação
homóloga entre as seqüências LTRs resulta na formação de
um círculo contendo uma única cópia de LTR. Em uma terceira via, formas circulares contendo apenas uma LTR também
podem ser formadas a partir de intermediários da transcrição
reversa que são degradados antes de completar a síntese do
DNA linear. Em um quarto processo, designado auto-integração, o próprio DNA viral pode ser usado como um alvo para a
integração, resultando em formas circulares rearranjadas [60-63].
A estrutura do DNA viral integrado no genoma da célula hospedeira é idêntica à da molécula linear não integrada exceto
pela ausência de dois pares de base de cada LTR terminal nos
sítios de ligação ao DNA celular e, há evidências convincentes
que a forma linear não integrada é o precursor direto do provirus integrado. Além disso, a forma circular mais abundante
no núcleo é aquela que contém somente uma seqüência LTR.
Quanto às concentrações das formas de DNA viral no núcleo,
sabe-se que a concentração do DNA linear permanece relativamente constante e baixa, enquanto que a formas circulares
não integradas e dos provírus integrados acumulam com o
tempo [64-66].
Os atuais regimes de terapia antiretroviral diminuem os níveis de RNA viral no plasma em quantidades indetectáveis
(<50cópias/mL), entretanto fracassam em eliminar os vírus de
outros compartimentos do organismo infectado. Estes níveis
de viremia extremamente baixos poderiam ser resultantes da
liberação de vírus de células infectadas cronicamente ou células infectadas latentemente que se tornam ativadas. Alguns
trabalhos sugerem que as formas circulares são detectadas
quando a replicação viral permanece ativa, mesmo que em
baixos níveis [66-69].
Vários estudos investigando os níveis dessas formas circulares em linhagens celulares infectadas com HIV-1 in vitro, concluíram que ocorre um rápido acúmulo e decaimento do DNA
epissomal (circular) não integrado. Baseados nesta observação, os autores afirmam que essas moléculas poderiam ser
úteis como marcadores de infecção recente por serem instáveis in vivo, possuindo uma meia-vida curta não excedendo 48
horas em células em divisão [70-72].
Entretanto, outros estudos indicam que cDNAs epissomais
virais são altamente estáveis in vitro, ao menos em experimentos prolongados por poucos dias, e a diminuição da concentração destas formas circulares deve estar relacionada à sua
diluição resultante da divisão celular, à sua degradação por
nucleases celulares ou à morte de células infectadas [61,68-70].
Sabe-se que os epissomos virais não integrados são incapazes de se replicar uma vez que não contém origens de replicação. Porém, ainda não há evidências se as formas extracromossomais do DNA viral são produtos terminais da transcrição
reversa ou se possuem capacidade de suportar transcrição
na ausência de integração. De qualquer forma, alguns autores não acreditam que possa haver processos apoptóticos em
células contendo formas circulares extracromossomais virais,
devido aos seus efeitos citopáticos [64].
A detecção dos níveis altos de formas circulares do HIV-1 está
relacionada ao diagnóstico clínico da demência associada à
aids, pela presença de grande quantidade de formas circulares contendo uma LTR no cérebro de pacientes soropositivos,
o que poderia sugerir uma intensa replicação viral. Há também
evidências moleculares de que os altos níveis de replicação
viral podem ser associados com a presença de células gigantes multinucleadas e demência. Além disso, existem relatos de
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que o LTR do HIV-1 não é um determinante de neurotropismo.
Isto sugere que replicação do HIV-1 e não somente a presença
do DNA circular do vírus dentro de células gigantes tem uma
importante contribuição para os danos ao sistema nervoso
central [70-73].
A disponibilidade de métodos alternativos para quantificar os
níveis de DNA circular do HIV-1 é necessária já que poderia facilitar a comparação da eficácia de diferentes regimes HAART.
Isto permitiria a avaliação do verdadeiro grau da supressão
virológica em pacientes com cargas virais plasmáticas indetectáveis, uma vez que qualquer aumento nos níveis de DNA
circular de HIV-1 neste cenário poderia estar relacionado aos
baixos níveis de replicação viral, porém contínua, em curso
nos tecidos [68-72].
Ademais, a quantificação das formas circulares do HIV-1 seria
extremamente útil para a avaliação da eficácia de terapias baseadas na imunidade às quais objetivam a remoção de reservatórios de DNA de HIV-1. Portanto, espera-se melhorar o uso
de agentes antiretrovirais na prática clínica com o desenvolvimento de novos métodos que possam detectar e quantificar
as formas circulares do HIV-1 [72]. Atualmente, estudos importantes visam detectar a presença e a viabilidade das formas
circulares em momentos específicos da infecção. Os achados
dessas pesquisas poderão revelar questões relevantes sobre
os mecanismos que regem o processo de replicação e manutenção viral, bem como jogar luz às investigações de infecção
residual do HIV-1 e a relevância do reservatório viral.
Tratamento da viremia residual do HIV-1
Hoje, várias opções de tratamento que visam livrar o organismo das células infectadas pelo HIV-1, as quais podem
produzir vírus de replicação competente em pacientes sob
HAART efetiva estão sendo exploradas [58]. Baseado em nosso entendimento da patogênese lentiviral, abordagens podem
ser desenvolvidas para ativar células persistentemente infectadas, as quais podem levar a morte celular induzida por vírus
e expurgá-los dos santuários virais. Na teoria, abordagens de
ativação para a eliminação de células latentemente infectadas
não levaria ao aumento de células infectadas recentemente,
uma vez que os vírus disseminados seriam prevenidos pela
HAART. Além disso, vários estudos investigam a função de
imunotoxinas especificas para depletar o reservatório proviral,
após o estímulo da transcrição viral de provírus integrados e o
direcionamento da replicação viral [16,19,22,73-77].
Como baixos níveis de replicação viral crítica contínua ocorrem em muitos indivíduos infectados pelo HIV-1 sob HAART,
a “intensificação” terapêutica deve ser adicionada à terapia
combinada inicial para reduzir ou eliminar esta replicação viral
se a erradicação é um objetivo [73-77].
A utilização de abordagens para eliminar apenas os reservatórios virais latentes não terá sucessos. Estudos adicionais
sobre a penetração de diferentes agentes farmacológicos
através de barreiras hemato-tissulares (i.e. barreira hematoencefálica, por exemplo) serão de importância no ataque a
potenciais sítios santuários, que podem conter tanto células
suportando a replicação viral quanto células latentemente infectadas[75-78]. Certamente, combinações dessas abordagens
também podem ser requeridas para a eliminação dos reservatórios do HIV-1 in vivo.
Foi sugerido que essas combinações deveriam abordar o tratamento do HIV-1 como um “paradigma oncológico”. Isto incluiria HAART efetiva como “indução da terapêutica” e então
abordagens adicionais contra a latência do HIV-1, replicação
crítica e sítios santuários para a remoção da doença residual.
Alguns testes clínicos de intensificação (i.e. hidroxiuréia mais
didanosina) combinada com terapia estimulatória (i.e. baixas
doses de OKT3 mais IL-2) em indivíduos infectados com viremia suprimida pela HAART demonstraram que essas combinações poderiam perturbar e alterar, mas não totalmente eliminar o HIV-1 dos reservatórios in vivo [75-78].
A complexidade de reservatórios virais durante a infecção
pelo HIV-1 é significativa e atualmente a HAART provavelmente não erradicaria o vírus dos indivíduos infectados. Contudo,
houve um marcante progresso no entendimento da patogênese da aids e no desenho racional de terapias antiretrovirais
na última década. Foram notáveis também os avanços em
pesquisas básicas e sua necessidade intrínseca de correlação com a prática clínica, particularmente nos países emergentes. Isto facilmente nos ajudará no desenvolvimento de
abordagens efetivas visando o controle e a remissão da infecção residual do HIV-1.
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EVOLUÇÃO DO HIV-1 DURANTE A INFECÇÃO
PEDIÁTRICA
EVOLUTION OF HIV-1 DURING PEDIATRIC INFECTION
Elcio de Souza Leal1, Wilson Pereira Silva1
1- Pos-doutorando da Universidade Federal de São Paulo
RESUMO
A infecção pediátrica por HIV - 1 apresenta notáveis características que são distintas das observadas na infecção em adultos.
Em crianças verticalmente infectadas com HIV - 1, a carga viral diminui mais lentamente, e a resposta de linfócitos - T citotóxicos
surge tardiamente, somente após o sexto mês de vida. Esta resposta geralmente tende a ser restrita e menos intensa do que a
observada nos adultos. Embora as nuances da resposta imunológica em nível celular durante a infecção pediátrica por HIV - 1
fui abordada, existe uma falta de estudos focando sobre as conseqüências deste atraso e redução da resposta imunológica no
nível populacional.
Descritores: Infecção pediátrica, Diversidade viral, HIV-1
ABSTRACT
Pediatric HIV-1 infection presents remarkable features that are distinct from those observed in adult infection. In vertically HIV-1infected children, the viral load declines more slowly, and the cytotoxic T-lymphocyte response emerges late, only after the sixth
month of life. This response generally tends to be narrow and less intense than that seen in adults. While the nuances of immune
response at the cellular level during pediatric HIV-1 infection have been addressed, there is a lack of studies focusing on the consequences of this delayed and narrowed immune response at the population level.
Keywords: Pediatric infection, Viral diversity, HIV-1
INTRODUÇÃO
A alta variabilidade genética do vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1) é devida à alta taxa de erro da transcriptase reversa viral (RT) e elevada produção de partículas virais
durante a infecção (Bebenek et al.,1989; Mansky e Temin,
1995; Nowak, 1990; Perelson et al.,1996). A evolução adaptativa do HIV-1 no hospedeiro é impulsionada principalmente
pela pressão seletiva exercida pelo sistema imunológico contra proteínas virais (Ross e Rodrigo, 2002; Williamson, 2003).
A resposta dos linfócitos-T citotóxicos (CTL) desempenha um
papel essencial na restrição da replicação do HIV-1 em indivíduos infectados (Draenert et al.,2004; Jamieson et al.,2003;
Kalams et al.,1999; McMichael e Rowland-Jones, 2001; Musey
et al.,1997; Sabbaj et al.,2002). Assim, a infecção aguda pelo
HIV-1 no adulto é caracterizada por um grande pico de carga
viral, seguido por um declínio rápido a um nível relativamente estável durante os meses seguintes da infecção (Betts et
al.,2001; Borrow et al.,1994; Schmitz et al.,1999). Este declínio
da carga viral coincide com o aparecimento de resposta imune celular (mediada por células CD8) específicas contra diferentes fragmentos das proteínas do HIV-1 (epitopos) (Harrer et
al.,1996; Koup et al.,1994. Ogg et al.,1998).
Infecção pediátrica pelo HIV-1
A resposta imune celular (células T citotóxicas circulantes) e
humoral estão associados à manutenção da carga viral em
níveis baixos durante a infecção aguda e crônica em indivíduos que progridem lentamente para a AIDS (Geffin et al.,
2003). Ademais, alguns estudos sugerem que a progressão
lenta para AIDS também esteja associada à presença de resposta citotóxica direcionada aos diferentes epitopos do gene
gag (Klein et al., 1995; Riviere et al., 1995; Betts et al., 1999).
Por outro lado, estudos realizados in vitro, evidenciaram que a
resposta de CTL está direcionada principalmente contra poucos epitopos dos genes env e pol, sugerindo que a progressão tende a ser rápida (Goulder et al., 1997; Hay et al., 1999;
Zhang et al., 1994). Dessa forma, não somente a presença de
atividade CTL, bem como a especificidade, duração e abrangência da resposta contra os diferentes tipos de epitopos, são
de fundamental importância na manutenção da replicação do
HIV-1 em níveis baixos.
A infecção aguda pelo HIV-1 em adultos é caracterizada por
um alto pico de carga viral que declina rapidamente durante
aproximadamente 3 a 4 meses após a infecção até alcançar a
estabilidade (Sandberg et al., 2003). Este declínio da viremia
coincide com a emergência da resposta mediada por células
T citotóxicas (Musey et al., 1997; Phillips, 1999). Em contraste,
a carga viral das crianças é muito alta e o declínio da viremia
é mais lento. Esta elevada carga viral encontrada em crianças
recém-nascidas pode estar relacionada com a alta produção
de partículas virais no timo, uma vez que crianças possuem
um elevado número de células T CD4 circulantes e porque
a resposta de CTL ocorre somente após 6 meses de idade.
Além disso, estudos demonstraram que a sobrevida das crian-
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ças infectadas é menor do que a dos adultos infectados, o que
pode ser explicado por alguns fatores incluindo: imaturidade
do sistema imune, falha na aquisição da imunidade materna,
momento da transmissão ou carga viral materna, taxa de replicação viral, indução de sincício, diminuição de células T CD4
e a infecção no timo (Zang et al., 2006).
A dinâmica da infecção pelo HIV-1 em crianças parece ser
muito distinta daquela observada em adultos. Em crianças
observa-se que a carga viral do HIV-1 declina muito mais lentamente após a infecção inicial (Mofenson et al., 1997; Pillay
and Phillips, 2005; Shearer et al., 1997). A média da carga viral
se mantém em níveis elevados durante os três primeiros anos
de vida, depois declina gradualmente para níveis semelhantes
aos observados em adultos infectados (McIntosh et al.,1996;
Shearer et al., 1997). Em adição, a resposta CTL é raramente
observada antes do sexto mês de idade na infecção maternoinfantil. Nessas crianças, a resposta CTL geralmente tende a
ser restrita e menos intensa do que a observada em adultos
infectados (Buseyne et al.,1998; Chandwani et al.,2004; Luzuriaga et al.,1995; McFarland et al.,1994; Sandberg et al.,2003;
Scott et al.,2001). O atraso no desenvolvimento da resposta
imune celular contra os epítopos do HIV-1 observados em
crianças infectadas pode induzir tolerância a alguns peptídeos virais. Este mecanismo é semelhante a tolerância induzida
pela infecção neonatal de camundongos pelo vírus de tumor
mamários de camundongos (MMTV) (Adkins, 1999). Alternativamente, a resposta imune observada durante a infecção pediátrica pelo HIV-1 pode indicar que os primeiros peptídeos
virais expostos induzem uma resposta exacerbada e ineficaz
do sistema imunológico das crianças (Sandberg et al.,2003).
autores relatam que a diversificação está diretamente relacionada com a progressão para AIDS (Holmes et al.,1992; Strunnikova et al.,1995), enquanto outros têm encontrado o oposto
(Ganeshan et al.,1997; Wolinsky et al.,1996). Alguns estudos,
usaram uma abordagem diferente: comparando a contribuição relativa das mutações adaptativas em indivíduos com progressão lenta da doença (Ross e Rodrigo, 2002; Williamson,
2003). Os autores destes estudos identificaram altas taxas de
mutações adaptativas no gene env do HIV-1 nos pacientes que
passaram por períodos longos de fase assintomática. Mais recentemente, evidências adicionas da ação direta da intensidade da resposta imune celular como o principal fator de diversificação do HIV foram obtidas em adultos (Lemey et al., 2007).
Poucos estudos que avaliaram a diversificação do HIV-1 especificamente durante a infecção pediátrica. Na maioria desses
estudos buscou-se estabelecer uma ligação entre a diversidade viral com a progressão e severidade da AIDS (Briant et al.,
1995; Ganeshan et al., 1997; Pasquier et al., 1998; Wade et al.,
1998). Estudos mais recentes avaliaram o efeito da perda de
diversidade genética e pressão seletiva induzida por anticorpos maternais durante a transmissão materno-infantil (Dickover et al., 2006; Edwards et al., 2006). Igualmente, um estudo
em crianças infectadas pelo HIV-1 do subtipo C mostrou que
períodos mais longos de fase assintomática estão diretamente
associados com pressão seletiva mais intensa (Walker et al.,
2007). Dessa forma, a magnitude da resposta imune pode ser
avaliada indiretamente pela estimativa do padrão de seleção
dos genes do HIV.
Evolução do HIV-1 na Infecção pediátrica
A transmissão materna de variantes de escape imunológico
tem sido relatada principalmente em crianças que partilham os
mesmos alelos do MHC com suas respectivas mães (Cheynier
et al.,1992; Goulder et al.,2001. Nesses casos, o escape dos
mutantes foi previamente selecionado e em seguida, transmitido a um hospedeiro que compartilham o mesmo alelo MHC,
o que poderia abreviar o processo de adaptação nos próximos variantes. No entanto evidências filogenéticas indicam,
que grande parte das mutações que surgem nas mães e eventualmente são transmitidas às crianças (transmissão vertical)
desaparecem no decorrer da infecção pediátrica apesar da
resposta celular surgir após o sexto mês de idade (Sandberg
et al., 2003). Desse modo, o sucesso de variantes capazes
de evadir à resposta de células T citotóxicas está restrita às
crianças que possuem o mesmo perfil de haplótipo de MHC
que as mães. Nesses casos observa-se que as crianças são
incapazes de controlar a replicação viral e progressão para
AIDS tende a ser bastante rápida (Pillay e Phillips, 2005; Sanchez-Merino et al., 2005). Por outro lado, a resposta por anticorpos neutralizantes é gerada rapidamente e pode contribuir
bastante para o controle da replicação do HIV em crianças
(McAdam, Gotch, 1999; Moore et al., 2002; Nájera et al., 1995;
Rouzine & Coffin, 1999a; Yusim et al., 2002; Pillay & Phillips et
al., 2005; Lemey et al., 2007).
Embora seja amplamente aceito que existe uma grande diferença na infecção pelo HIV-1 entre adultos e crianças, em
termos de resposta imune celular, pouco se sabe sobre o padrão evolutivo do vírus durante a infecção pediátrica. Embora
a presença de seleção positiva tenha sido detectada em muitos genes do HIV-1 (Yang et al., 2003). Acredita-se que a pressão seletiva nas regiões C2 e V5 do envelope viral, pode estar
diretamente correlacionada com a progressão para AIDS na
infecção pediátrica (Ganeshan et al.,1997). Paralelamente, em
adultos HIV-1 infectados, a intensidade de seleção está diretamente relacionada com a gravidade da doença (Ross e Rodrigo, 2002). De forma que em indivíduos com progressão mais
rápida para AIDS a seleção positiva nos genes virais é menos
intensa. Outro fator importante associado diretamente com a
pressão seletiva é o surgimento de variantes do HIV-1 capazes
de escapar à resposta do sistema imunológico do hospedeiro. Nesse sentido, observou-se que variantes de escape da
resposta imune podem surgir logo no início da infecção pelo
HIV-1 e que esse processo está associado com a intensidade
da resposta imune celular (Borrow et al., 1997, Ganeshan et
al.,1997 e Price et al., 1997).
Transmissão materno-infantil
Influência da diversidade viral no curso da doença
DISCUSSÃO
Muitos estudos têm focalizado sobre a diversificação de HIV
e sua influência no curso da doença em adultos (Holmes et
al.,1992; Shankarappa et al.,1999; Wolinsky et al.,1992; Wolinsky et al.,1996). Esses estudos, no entanto, produziram resultados contraditórios e inconclusivos quanto a relevância da
diversidade genética viral e a progressão da doença. Alguns
Visto que o sistema imunológico em crianças não está completamente desenvolvido como nos adultos, o curso natural
da infecção pediátrica pelo HIV-1 apresenta algumas peculiaridades. Notadamente a resposta imune em crianças com
idade entre 0 e 3 anos é pouco eficiente à infecção pelo HIV-1,
contudo crianças com idade superior a 4 anos são capazes
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de montar uma resposta bastante eficaz contra o as proteínas
(Sandberg et al, 2003; Pillay e Phillips, 2005). Essa diferença na intensidade da resposta imune ao HIV-1, observada em
crianças, sugere que o processo de diversificação dos genes
virais pode ser mais lento durante a infecção pediátrica (Buseyne et al., 2006). Vários estudos abordaram a relação entre
da diversidade do HIV-1 e progressão para AIDS. Existe um
consenso nesses estudos no sentido que quanto mais intensa a resposta imune (celular e humoral) dirigida às proteínas
virais mais diversificada a população viral no hospedeiro. No
entanto não se sabe se a diversificação do HIV-1 afeta a progressão para a AIDS ou se é simplesmente uma decorrência
direta do tempo de infecção. Assim, adultos infectados pelo
HIV-1 que apresentam progressão rápida para AIDS possuem
uma população viral mais homogênea e pouco diversificada,
enquanto que em adultos que progridem lentamente possuem
a população viral é mais heterogêneas. Igualmente, em crianças infectadas pelo HIV-1 observou-se que em pacientes que
progridem lentamente para AIDS, as proteínas viras sofrem
mais pressão seletiva (Walker et al., 2007). Assim, as taxas
evolutivas do HIV-1 nesses pacientes são mais elevadas que
em crianças com a progressão mais rápida. Outra análise feita
em pares mães-filhos mostrou que a taxa de diversificação do
HIV-1 ao longo do tempo em crianças é similar àquela observa em adultos (Leal et al., 2007). Esses achados indicam que
apesar de que durante a infecção pediátrica a dinâmica da
resposta imune às proteínas viras é mias lenta que em adultos,
o processo de diversificação do HIV-1 é idêntico.
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A VARIABILIDADE DA REGIÃO V3 DO
ENVELOPE DO HIV-1
DIVERSITY OF THE V3 REGION OF ENVELOPE OF HIV-1
Autores: Wilson Pereira Silva1, Elcio de Souza Leal1
1- Pos-doutorando da Universidade Federal de São Paulo
RESUMO
A região V3 da gp120 é fundamental para diversas características biológicas do HIV. Além da ligação do vírus a célula, há resposta imunodominante de anticorpos são dirigidas principalmente contra a região V3. A região V3 também determina qual dos
dois correceptores de quimiocinas (CCR5 ou CXCR4) será utilizado para a entrada. Quase metade dos indivíduos infectados
pelo HIV-1 muda o uso do correceptor de quimiocina durante a progressão da infecção. Na fase inicial da infecção por HIV-1, os
vírus isolados são tipicamente os variantes R5, que apresentam tropismo para os correceptor CCR5, do que os variantes X4, que
preferencialmente utilizam os correceptores CXCR4, os quais surgem mais tarde na infecção. Estes variantes têm propriedades
distintas, e o aparecimento de variantes X4 tem sido associado com menor contagem de células CD4 e a rápida progressão da
doença. No entanto, a razão para a mudança do uso do correceptor, bem como a razão por que é restrito a poucos pacientes,
permanece desconhecida.
Descritores: Correceptores, Diversidade viral, HIV-1
ABSTRACT
The V3 region of gp120 is fundamental to various biological characteristics of HIV. In addition to virus-cell binding, there are
immunodominant antibody response are directed primarily against the V3 region. The V3 region also determines which of two
chemokine coreceptors (CCR5 or CXCR4) will be used for entry. Nearly half of infected individuals HIV-1 change its chemokine
receptor usage during the progression of infection. In the early phase of HIV-1 infection, the viruses isolated are typically the R5
variants, which present tropism for the CCR5 receptors, whereas the X4 variants, which preferentially use the CXC4 receptors,
emerge later in the infection. These variants have distinct properties, and the emergence of X4 variants has been associated with
lower CD4 cell counts and rapid disease progression. However, the reason for the change in coreceptor usage, as well as why it
is restricted to a few patients, remains unknown.
Keywords: Correceptors, Viral diversity, HIV-1
INTRODUÇÃO
Variantes R5 e X4
A infecção com HIV-1 é vista primeiramente em células T
CD4+ e em macrófagos, embora outros tipos de células
possam também ser infectadas. O tropismo celular é determinado essencialmente por uma série de interações entre
a glicoproteína do envelope (env) viral e receptores celulares. Para entrar nas células alvo, o HIV-1 precisa reconhecer
e ligar a dois receptores de membrana. Estes eventos são
cruciais para a infecção pelo HIV-1, inicialmente envolvendo
a interação do envelope com o receptor principal (CD4) e então com os correceptores de quimiocina (Berger et al., 1999;
Boyd et al., 1993; Wu et al., 1996). O envelope é uma glicoproteína trimérica não covalentemente associada composta
de duas subunidades de superfície a gp120 e de uma subunidade de transmembrana a gp41. A interação do envelope
com a superfície da célula causa mudanças conformacionais
na glicoproteína viral. Pensa-se que, seguindo a ligação da
gp120 ao CD4, as modificações conformacionais permitem
a subunidade gp41 de interagir com a membrana da célula,
permitindo desse modo que o vírus incorpore à célula hospedeira (Weiss, 2003).
A região V3 da gp120 é fundamental às várias características
biológicas do HIV-1. Para o exemplo, na infecção por HIV-1, há
uma resposta imunodominante de anticorpos dirigida à região
V3 (Frost et al., 2005). Além da ligação vírus-célula, a região V3
determina também qual dos dois correceptores de quimiocina (CCR5 ou CXCR4) será usado para a entrada (Choe et al.,
1996; Cormier e Dragic, 2002; Rizzuto et al., 1998). Em aproximadamente 50% dos indivíduos infectados, o vírus muda o
uso do receptor de quimiocina durante a progressão da infecção por HIV-1 (Boyd et al., 1993; Schuitemaker et al., 1992).
Na fase inicial da infecção por HIV-1, os vírus isolados são tipicamente variantes R5, com o tropismo para os receptores
CCR5, visto que os variantes X4, que usam preferencialmente
os receptores CXC4, emergem mais tarde na infecção. Na fase
avançada da infecção por HIV-1, a população viral intra-hospedeiro pode apresentar uma variedade de composições: pode
ser composta exclusivamente dos variantes X4; pode consistir
nos variantes capazes de usar ambos os correceptores (variantes R5X4); ou pode apresentar números iguais dos variantes R5 e X4 (Kuiken et al., 1992; Scarlatti et al., 1997; Shioda
21
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et al., 1991). Em um mesmo indivíduo infectado por HIV-1, os
variantes R5 e X4 podem recombinar (van Rij et al., 2003).
Características dos variantes R5 e X4
Estes variantes têm propriedades distintas, notadamente a
emergência dos variantes X4 está associada com contagens
mais baixas de células CD4 e a progressão rápida da doença (Berkowitz et al., 1998; Shankarappa et al., 1999; Schuitemaker et al., 1992). Conseqüentemente, sugeriu-se que os
variantes X4 são mais virulentos do que são os variantes R5.
Os variantes R5 são isolados tipicamente das células T CD4+
de memória, visto que os variantes X4 podem ser isolados das
células de memória ou das células naïve (Blaak et al., 2000;
Koot et al., 1993). Entretanto, a razão para a mudança no uso
do co-receptor, bem como o porquê é restringido a alguns pacientes, permanece desconhecido. Sugeriu-se que os variantes R5 têm uma vantagem seletiva, desde que seus níveis de
replicação são mais elevados em células de memória do que
nas células naïve (Bleul et al., 1997; Davenport et al., 2002).
Além, em células T CD 4+ latentes, os variantes R5, mas não
os variantes X4, induzem a expressão dos genes envolvidos
na proliferação da célula, que pode facilitar a replicação dos
variantes R5 (Cicala et al., 2006). Estes achados podem explicar a predominância dos variantes R5 nas fases iniciais da
infecção, mas não na emergência mais tardia dos variantes
X4. Tem-se sugerido recentemente que a mudança de variantes R5 a variantes X4 mais tardiamente na infecção é atribuível
à diferença no tempo de vida entre células naïve e de memória
nos infectadas (Ribeiro et al., 2006). Também o aumento mais
rápido na taxa de divisão das células naïve observadas durante a progressão da doença, apesar da redução total nas contagens CD4, poderia fornecer um cenário razoável para a super
população dos variantes X4 (Ribeiro et al., 2006). Esta idéia
dá uma explicação mecanicista para a mudança de variantes
R5 para variantes X4. No nível de população viral a vantagem
seletiva, se existirem, de substituir os variantes R5 pelos variantes X4 permanece pouco explicada.
Vantagem adaptativa e dinâmica das células alvo
Deve haver uma razão pela qual os variantes X4 não prevalecem na fase inicial (assintomática) da infecção por HIV-1. Visto
que o número de mutações associadas com as mudanças do
coreceptor é pequeno e restrito a uma parcela pequena da
alça V3. Assim variantes X4 poderiam aumentar sua freqüência na população viral logo após a infecção inicial. Contudo,
mostrou-se que, em células dendríticas, a produção da partícula viral R5 é maior do que a partícula viral X4 (Vanham et
al., 2000). Esse achado sugere que existe um favorecimento a
transmissão dos variantes R5 através do contato via mucosa,
onde existe um grande numero de células dendríticas (Meng
et al., 2002). Não obstante, variantes R5 e X4 podem ser igualmente transmitidos através do trato genital, sugerindo que não
existem o favorecimento de transmissão de variantes R5 pela
via sexual (Hladik et al., 1999). Ademais os variantes R5 predominam na infecção inicial, independentemente da rota de
transmissão (van’t Wout et al., 1994). Talvez a melhor explicação para a mudança no uso de coreceptores e favorecimento de variantes X4 nos estágios tardios da infecção resida na
dinâmica de divisão das células naïve que é levemente acentuada durante a progressão da doença (Ribeiro et al., 2006).
Essa disponibilidade maior de células naïve poderia favorecer
22
a replicação de variantes X4, contudo isso não explica o surgimentos desses variantes.
Escudo de glicanos
Outra característica da infecção por HIV-1 que poderia fornecer
vantagem adaptativa aos variantes R5 é a variação observada
nos sítios onde a proteína é glicosilada nos resíduos de asparagina (glicosilação N-ligada). Essa variação é impulsionada
pelo escape imune humoral do vírus ao ataque dos anticorpos
do hospedeiro: mecanismo conhecido como escudo de glicanos (van’t Wout et al.,). Durante a infecção inicial, o HIV-1 escapa ao ataque do anticorpo com a aquisição de mutações em
alguns sítios do envelope. Com isso ocorre um aumento no
número de moleculares de açúcares (glicanos) que se ligam
ao envelope viral, culminando em modificações da estrutura
tridimensional dessa proteína viral. Estas mutações permitem
que vírus escape à neutralização dos anticorpos, permitindo
conseqüentemente que o HIV escape à vigilância imune humoral (Dacheux et al., 2004). Em adição, o padrão de glicosilação do envelope afeta a fusão e a entrada do HIV-1 nas células
do hospedeiro (Ogert et al., 2001).
Diversificação e neutralização por anticorpos
Os primeiros estágios da infecção pelo HIV-1 podem ser cruciais para a geração e caracterização da diversidade viral (Herbeck et al., 2006; Li et al., 2007). Nesse contexto a resposta
imunológica mediada por anticorpos contra epítopos virais
pode ser a principal força de diversificação do HIV na fase
inicial da infecção (Frost et al., 2005). Conseqüentemente, a
observação que anticorpos monoclonais neutralizam preferencialmente os variantes X4 (Lusso et al., 2005) pode explicar a vantagem inicial dos variantes R5. Entretanto, tem sido
mostrado que os variantes X4 que emergem precocemente na
infecção são mais sensíveis à neutralização por anticorpo do
que aqueles que emergem em etapas mais tardias da infecção
(Bunnik et al., 2007). Isto sugere que os variantes X4 se adaptam eficazmente e escapam da neutralização dos anticorpos.
Visto que, o HIV-1 apresenta taxas extremamente elevadas de
mutações adaptáveis (Williamson, 2003), e a emergência dos
variantes X4 está associada com a aquisição de poucos aminoácidos positivamente carregados na alça V3 (De Jong et al.,
1992; Fouchier et al., 1992). Conseqüentemente, a pressão seletiva imposta unicamente pela neutralização dos anticorpos
não é suficiente para explicar a emergência tardia de variantes
X4. Todas essas características da mudança de R5 para X4
deixam claro que a modificação do uso de coreceptor é um
processo complexo.
Outros Variantes no V3
O tetrâmero de GPGR encontrado na extremidade da alça V3
do envelope é predominante nos isolados do subtipo B encontrados na pandemia causada pelo HIV-1. Em contrapartida
a epidemia de HIV-1 do subtipo B no Brasil é caracterizada
por uma alta freqüência dos isolados que apresentam o tetrâmero GWGR no envelope viral. Os estudos prévios demonstraram que os vírus que contem os tetrâmeros GWGR, GPGR
e mesmo outras formas (GGGR, GFGR, GRGR, etc) não são
geneticamente distintos (Kuiken e Leitner, 1999; Potts et al.,
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1993; Louwagie et al., 1994). Embora alguns autores associem
a infecção com variantes GWGR com um perfil de progressão
para AIDS mais lento (Santoro-Lopes et al., 2000). Em contrapartida, a composição genética do V3 do HIV-1 do subtipo B
encontrado na Tailândia difere em vários aspectos de isolados
do subtipo B de outras regiões, Assim variantes do subtipo B
isolados na Tailândia (denominados B’) são filogeneticamente
diferentes de outros isolados do subtipo B (Kuiken e Leitner,
1999). No entanto indivíduos infectados pelos variantes B ou
B’ encontrados na Tailândia não apresentam nenhum tipo de
distinção em seu perfil clínico ou no tempo de progressão
para AIDS.
CONCLUSOES
Todas essas características dos variantes do HIV-1 relacionadas com modificações na composição dos nucleotídeos
da região V3 do envelope viral provavelmente refletem um
processo de adaptação do vírus ao ambiente celular de um
determinado indivíduo. Outras características, no entanto, podem decorrer de processos adaptativos do vírus durante os
eventos de transmissão inter-hospedeiros. Para aumentar as
chances de replicação na população de hospedeiros o HIV-1
precisa manter um equilíbrio entre esses dois processos de
adaptativos.
Em razão desse balanço existem algumas propriedades do
V3 do HIV-1 bastante importantes na infecção. Por exemplo,
notou-se durante a infecção pelo HIV-1 do subtipo B, ocorrem pequenas modificações na estrutura tridimensional do
V3 sugerindo que o envelope viral é maleável em resposta
a ação dos anticorpos do hospedeiro (Watabe et al., 2006).
Essas modificações de estrutura do V3 ocorrem em razão
de mutações de certos resíduos da seqüência protéica. As
conseqüências dessa maleabilidade do V3 podem ter importância não somente no mecanismo de fuga da resposta
imune. Recentemente, observou se que são necessárias no
mínimo quatro substituições de aminoácidos no V3 do HIV1 para tornar o vírus resistente ao anti-retroviral AD101 que
inibe a fusão do vírus com o CCR5 (Kuhmann et al., 2004).
Curiosamente, apesar dessa maleabilidade do V3 existem
um região do envelope (Gp120) que é extremamente conservada na sua estrutura mesmo em diferentes subtipos do
HIV-1 (Zhou et al., ). Esse achado é bastante promissor no
sentido que pode conduzir a uma estratégia de neutralização
do HIV-1 por anticorpos monoclonais direcionados contra o
envelope viral.
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11/12/2007 12:11:21
DESTAQUES, SIMPAIDS 2007
ITAPEMA-SC, BRASIL
Dra. Shirley Komninakis
Pós-doutoranda da Universidade Federal de São Paulo
Neste VII Simpósio de Pesquisa em AIDS, tivemos a premiação de três temas livres. O
primeiro lugar com enfoque na relação da coinfecção GBV-C/HIV-1 com a ativação celular e
carga do GBV-C envolvidos na proteção para
progressão para a imunodeficiência. Os terceiro e quarto lugares, tiveram como enfoque
principal o desenvolvimento de novas terapias
anti-retrovirais e testes com novos anti-retrovirais, respectivamente. Não podemos esqucer
da alta qualidade das apresentações dos pôsteres orais e pôsteres propriamente ditos.
independente da CV e contagens de CD4+ e
CD8+. Logo, os autores evidenciaram a associação entre a viremia do GBV-C e menor
ativação celular. Este estudo é importante,
pois já foi demonstrado por outros autores
que o nível de ativação celular está relacionado à patogênese do HIV-1.
SEGUNDO LUGAR
The neurotrophins NGF, BDNF and proNGF
Induce Enhancement of HIV-1 Replication
in Primary Macrophages.
Souza TML, et al.
APRESENTAÇÕES PREMIADAS
PRIMEIRO LUGAR
GBV-C Infection is Associated With Less T
Cell Activation in Recently HIV-1 Subjects
and is Independent of HIV-1 Viral Load
Giret, MTM et al.
Os indivíduos co-infectados GBV-C/HIV-1
parecem apresentar um melhor prognóstico para a infecção pelo HIV. O trabalho teve
como objetivo relacionar a ativação celular
com o status do vírus GBV-C em 40 (24 GBVC positivos) indivíduos recentemente infectados pelo HIV-1. Os modelos de regressão
mostraram que o status do GBV-C RNA+ foi
associado com marcadores de ativação celular, medidos por %CCR5 em células T CD4+
ou T CD8+ ou %CD38 em células T CD8+,
O autor evidencia que a liberação de Nerve
Growth Factor (NGF) é induzida pela infecção
do HIV e é essencial para a sobrevivência do
macrófago e para a replicação viral. O objetivo do trabalho foi verificar se o NGF e outras
neurotrofinas, poderiam modular a replicação
do HIV.
O autor verificou em seus experimentos com
PBMCs e macrófagos infectados com HIV-1 e
tratadas com neurotrofinas, que a NGF, BDNF
e proNGF estimularam a replicação do HIV em
macrófagos. A NGF não teve nenhum efeito
nas PBMCs. Os caminhos de sinalização celular, sugerem que a produção de HIV-1 induzida
por NGF envolve receptores como o TrKA, mobilização de cálcio intracelular, etc. Eles observaram também uma diminuição da produção
da APOBEC 3G nos macrófagos tratados com
NGF. A APOBEC 3G tem sido apontada como
25
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um mecanismo contra retroviroses, pois é incorporada a partícula viral e restringe o crescimento viral por meio de um processo maciço
de deaminação.
O autor conclui então que o NGF ajuda na manutenção dos reservatórios do HIV-1 e enfatiza a
importância do estudo como uma base no desenvolvimento de novas terapias anti-retrovirais.
TERCEIRO LUGAR
In vitro Selection and Characterization of
Resistence to Two New HIV-1 Protease
Inhibitors: CRS-074 and CRS-075
Calazans A, et al
Entre todas as apresentações orais, tivemos
este trabaho que mostrou a importância do
desenvolvimento de novas drogas anti-retrovirais (ARV) com maior potência contra variantes
multi-resistentes do HIV-1, sendo inibidores da
protease viral (IP). O objetivo do estudo foi caracterizar a atividade fenotípica ARV, utilizando
cepas selvagens e resistentes aos IPs, de diferentes subtipos do HIV-1.
Os valores e EC50 do CRS-074 contra cepas
resistentes variaram de 2.5 a 510 vezes mais
alto comparado com vírus de referencia, enquanto que para o CRS-075, variou de 1.8-9.3.
Nenhuma mutação foi encontrada nos vírus sobre pressão seletiva do CRS-075, após 53 dias
de cultura. A conclusão é que o CRS-074 é um
dos mais potentes IPs já descritos, enquanto o
CRS-075 é um forte candidato a se tornar uma
nova droga IP.
APRESENTAÇÕES ORAIS DE PÔSTERES
Near Full-Length Genomic Analysis of
45 HIV-1 isolates from recently infected
26
patients in São Paulo, Brazil
Sanabani SS, et al
Neste trabalho o autor realizou o sequenciamento do genoma completo do HIV-1 de 45
amostras de indivíduos recentemente infectados. O estudo da diversidade do HIV-1 é importante para o descobrimento de alvos para
novas drogas, como também para o desenvolvimento de vacinas.
Com esta análise verificaram a existência da
circulação em nosso meio de subtipos puros
(B, C e F1) e recombinantes (B/F) e que, o
subtipo B é ainda o mais prevalente em São
Paulo. O autor chama a atenção para o desenvolvimento futuro de uma vacina multiepítopos
para a população brasileira.
Genetic Variation of Mbl2 Increases the
Risks of HIV-1 Infection on Brazilian
Patients
Rodrigues FF, et al
A deficiência da proteína codificada pelo gene
da MBL-2, pode ocasionar susceptibilidade a
doenças, pois esta ativa a via complementar
do sistema complemento quando se liga a
carboidratos da superfície do HIV-1. Analisaram a relação da presença de SNPs no gene
da MBL2 com a susceptibilidade para infecção
pelo HIV.
Os resultados evidenciaram diferenças entre
grupo controle (C) e infectados (I), sendo que
nos selvagens a freqüência de polimorfismos
foi menor nos infectados do que no controle;
nos heterozigotos a freqüência nos infectados
foi maior que no C e nos mutantes maior nos
infectados e menor no C.
O autor sugere que a presença de mutantes
de MBL2 pode estar relacionado com a susceptibilidade a infecção pelo HIV-1.
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Resumo de Teses
Aluno: Caroline Pereira Bittencourt Passaes
Orientador: Mariza Gonçalves Morgado
Instituição: Instituição: Fundação Oswaldo Cruz
– Rio de Janeiro.
Nível: Mestrado
Ano de Defesa: 2007
Titulo: Caracterização molecular da região da
integrase do gene POL de subtipos de HIV-1
prevalentes no Brasil: avaliação de marcadores de
resistência e antogenicidade
Resumo:
A diversidade genética do HIV-1 tem sido bem
estudada tendo-se como alvo as proteínas estruturais. Porém, na região da integrase essa diversidade ainda não foi bem caracterizada. A integrase é uma enzima essencial para o ciclo de
replicação do HIV-1 e é um alvo promissor para a
terapia anti-retroviral. Atualmente, a terapia inclui
inibidores de protease (PR), transcriptase reversa
(TR) e de entrada viral. Entretanto, não está claro por quanto tempo os benefícios clínicos serão
mantidos devido à emergência de variantes com
resistência a múltiplas drogas. Neste contexto, o
objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética da integrase do HIV-1 em amostras
dos subtipos B (B”), C e F, obtidas de pacientes
virgens de tratamento, e identificar a presença de
mutações naturais relacionadas aos inibidores
de integrase em amostras de indivíduos apresentando falha terapêutica, a fim de verificar se esta
região ainda permaneceria como um alvo íntegro
para o tratamento. O DNA proviral foi extraído de
111 amostras de sangue de indivíduos virgens de
tratamento, infectados com os subtipos prevalentes no Brasil, previamente determinados com base
na região C2-V3 do envelope. O RNA viral foi extraído de amostras de plasma de 30 indivíduos apresentando falha terapêutica às drogas correntes,
infectados pelo subtipo B do HIV-1, previamente
determinado com base no gene pol (PR/RT). As
amostras foram amplificadas pela metodologia de
nested PCR e seqüenciadas automaticamente. O
pacote de programas DNASTAR, ClustalX e MEGA
foram usados para edição, alinhamento, tradução,
análise filogenética (neighbor-joining) e definição
das seqüências consenso. Não verificamos a
ocorrência de recombinação inter-gênica entre a
região da integrase e os genes env e PR/RT, tipados previamente. Entretanto, identificamos genomas apresentando recombinação intra-gênica na
região da integrase (3B/F, 3B/C) em amostras de
indivíduos virgens de tratamento. Todos os recombinantes B/C apresentaram um mesmo padrão de
recombinação quando analisamos a região da integrase/vif, sugerindo a ocorrência de uma nova
Forma Recombinante Circulante (CRF) no Brasil.
Após procedermos à análise do genoma completo dessas amostras, observamos diferenças no
perfil de recombinação das mesmas, confirmando
tratar-se de Formas Recombinantes Únicas, embora, possivelmente de mesma origem. Dentre
as amostras analisadas, pudemos identificar não
apenas assinaturas moleculares típicas dos subtipos B, C e F do HIV-1, como assinaturas características de amostras brasileiras, principalmente
nas do subtipo C. Um grande número dessas variações foi verificado em regiões correspondentes
a epítopos imunodominantes. Com relação às mutações previamente relacionadas aos inibidores
de integrase, V72I ocorre como uma assinatura
típica (91,4%) para o subtipo C e como um polimorfismo para o subtipo B (41,9%); V165I ocorre
como um polimorfismo entre amostras F (40,7%) e
V201I para o subtipo B (45,2%), respectivamente.
Além disso, V201L foi identificada como uma assinatura típica dos subtipos C e F (97,8% e 100%,
respectivamente). Outras mutações foram observadas em freqüências menores. Não observamos,
no entanto, diferença significativa para as freqüências observadas entre os grupos de indivíduos
sem tratamento e apresentando falha terapêutica.
27
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Algumas das mutações relacionadas à resistência aos inibidores de integrase foram identificadas como polimorfismos em amostras brasileiras
dos subtipos B (B”), C e F. Considerando o desenvolvimento de inibidores de integrase, nossos
resultados evidenciam que a integrase é uma proteína altamente conservada e parece ser um alvo
terapêutico promissor no tratamento da infecção
pelo HIV e no desenvolvimento de vacinas baseadas em sua seqüência, apesar das mutações naturais e polimorfismos observados neste estudo.
Entretanto, mais dados precisam ser gerados no
que diz respeito à diversidade genética da integrase, a fim de melhor avaliarmos o impacto dessas
mutações/polimorfismos na resposta imune e no
tratamento da AIDS com inibidores desta enzima,
principalmente em países onde os subtipos não-B
são prevalentes.
Aluno: Eduardo Garcia Necco Peixoto Regis
Orientador: Dumith Chequer Bou-Habib
Instituição: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Ano de Defesa: 2007
Nível: Mestrado
Título: O Papel do Fator Inibidor da Migração de
Macrófagos (MIF) na infecção pelo HIV-1
Resumo:
Citocinas possuem um papel crucial na infecção
pelo HIV-1. A citocina Fator Inibidor da Migração
de Macrófagos (MIF) está envolvida em diversas
patologias inflamatórias e infecciosas. No entanto,
a participação do MIF na infecção pelo HIV-1 ainda é desconhecida. Assim, investigamos o MIF na
infecção de células mononucleares de sangue periférico (PBMCs) e macrófagos (MDM) pelo HIV-1.
PBMCs foram obtidos de doadores saudáveis por
centrifugação em gradiente de densidade e MDM
por aderência em plástico de PBMCs. As células
foram infectadas com o isolado de HIV-1 Ba-L (R5trópico), e Tybe (X4-trópico),e células infectadas
foram expostas,ou não, à MIF humano recombinante (rhMIF, 25ng/mL),anticorpos anti-MIF (20
mg/mL) ou probenecide ( 10mM). Os níveis de MIF
e de replicação viral foram dosados por ELISA. A
expressão celular de CD4, CCR5 e CXCR4 foi vista por citometria de fluxo. Nós observamos que
a infecção por HIV-1 em PBMCs, tanto pelo Ba-L
quanto pelo Tybe, induziu uma aumentada secreção de MIF, quando comparados aos controles.
A adição de rhMIF exógeno dobrou a replicação
do HIV-1 em PBMCs infectados , e também aumentou a replicação viral de maneira dose-dependente em MDM. A replicação do HIV-1 PBMCs foi
inibida em 40% quando células infectadas foram
tratadas com anticorpos anti-MIF, e em 38% quando tratadas com probenecide, que também inibiu
a secreção de MIF. PBMCs tratados com gp 120
(5mg/mL) também liberaram mais MIF do que os
controles. MIF recombinante exógeno, ou anticorpos anti-MIF não aumentaram a expressão celular
das moléculas CD4, CCR5 e CXCR4.
Aluno: Walter de Araújo Eyer Silva
Orientador: Mariza Gonçalves Morgado
Instituição: Fundação Oswaldo Cruz – Rio de Janeiro.
Nível: Doutorado
Ano de Defesa: 2007
Titulo: Epidemiologia Molecular do Vírus da
Imunodeficiência Humana Tipo 1 (HIV-1) em
Municípios do Interior do Estado do Rio de Janeiro,
com Ênfase nas Cidades de Miracema, Santo
Antonio de Pádua e Saquarema, 2001 a 2006
Resumo:
Embora conserve um perfil epidemiológico predominantemente associado aos grandes centros urbanos do país, a epidemia de Aids vem se expandindo em direção aos pequenos municípios e ao
interior do Brasil. A disseminação da epidemia em
direção a esses locais trará consigo enormes desafios de ordem médica, social e logística. Embo-
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ra os dados epidemiológicos do Ministério da
Saúde apontem para a interiorização da epidemia
de Aids no Brasil, muito pouco se sabe sobre suas
características clínicas, epidemiológicas e virológicas. Tendo como alvo, sobretudo, os genes do
envelope e da polimerase, buscamos, no conjunto
de estudos que compõem esta tese, extrair das
seqüências de HIV-1 informações nucleotídicas
que nos permitam começar a caracterizar a diversidade genética, a epidemiologia molecular e o
perfil de resistência genotípica aos fármacos antiretrovirais no interior do estado do Rio de Janeiro.
Não sendo possível nos deter detalhadamente em
todas as cidades do interior do estado, concentramos nossa lupa de investigação em três cidades
escolhidas como amostragem de conveniência:
Miracema e Santo Antonio de Pádua, no noroeste
fluminense, e Saquarema, na Costa do Sol. Destas casuísticas, poderemos talvez extrair informações que sejam úteis à compreensão de aspectos
importantes da interiorização da epidemia de Aids
no estado do Rio de Janeiro e no país. Entre julho
de 1999 e maio de 2006, um total de 208 pacientes adultos recebeu atenção médica nos programas municipais de HIV-1/Aids das três cidades.
Obtivemos um perfil de epidemia heterossexual,
com uma razão de sexos homem-mulher de 1,1.
Quase 60% dos pacientes iniciaram acompanhamento em estágios avançados de infecção pelo
HIV-1, o que sugere a existência de um grande reservatório de casos não diagnosticados na comunidade. O sexo masculino e a idade mais avançada mostraram-se variáveis independentemente
associadas a um diagnóstico de estágio clínico
definidor de Aids quando da apresentação. Mais
de 90% dos casos eram de pessoas residentes
nas cidades em estudo, o que demonstra uma
grande demanda local por serviços de aconselhamento, testagem e tratamento da infecção pelo
HIV-1 e suas complicações. Dessa forma, acreditamos que o estabelecimento do maior número
possível de programas municipais de HIV-1/Aids
será parte importante da luta contra a interiorização da epidemia no Brasil. Registramos ainda uma
baixa freqüência de circuncisão masculina, um importante determinante da transmissão heterossexual do HIV-1. Cerca de um quarto da casuística
referiu uso prévio de cocaína inalada. Nas duas
cidades do noroeste do estado, registramos que
14,5% dos pacientes em estágio C do CDC desenvolveram meningoencefalite por Cryptococcus neoformans. Para as análises de epidemiologia molecular, tivemos ainda oportunidade de estudar
casos isolados de outros 26 municípios não metropolitanos do estado. Geramos seqüências de
HIV-1 de amostras colhidas de um total de 221 pacientes e registramos a ocorrência dos subtipos B
em 190 (86%), F1 em 14 (6,3%), CRF02_AG em
duas (0,9%), D em duas (0,9%), além de variantes
recombinantes intersubtipo com regiões representativas dos subtipos B e F1 em 13 (5,9%) amostras. Embora os subtipos B e F1 sejam os mais
prevalentes no sudeste do Brasil, as variantes D e
CRF02_AG haviam sido até então descritas apenas em casos isolados na capital fluminense.
Apresentamos ainda a primeira evidência molecular de transmissão autóctone do subtipo CRF02_
AG no Brasil. A análise filogenética das seqüências do subtipo D, estudada em conjunto com
outras seqüências deste subtipo identificadas em
nosso laboratório, demonstrou que as seqüências
autóctones brasileiras guardam grande similaridade genética com seqüências deste subtipo descritas ao longo da década de 1980 na África do Sul,
um país onde esta variante ocorre apenas em casos isolados. Nossos resultados sugerem a introdução bem sucedida desta variante no sudeste
brasileiro a partir do efeito fundador de uma seqüência ancestral de provável origem sul-africana.
Observamos na casuística de Saquarema a presença de uma variante BF1 cujo genoma completo forma, em conjunto com outras três seqüências
oriundas de diferentes estudos em curso em nosso laboratório, um cluster candidato a um novo
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CRF_BF brasileiro. Os estudos de eficácia dos esquemas anti-retrovirais mostraram que 70% dos
pacientes em tratamento quando da coleta da
amostra estavam com a carga viral plasmática
abaixo do limite de detecção. Os estudos de prevalência de resistência genotípica aos fármacos
inibidores da transcriptase reversa e da protease,
conduzidos com seqüências geradas do compartimento proviral, mostraram um caso (1,2%) de
resistência primária entre 84 pacientes virgens de
tratamento. Entre aqueles que estavam em uso
de esquemas anti-retrovirais quando da coleta,
31,1% apresentavam diminuição da sensibilidade
a algum agente anti-retroviral. Apenas cinco casos de diminuição da sensibilidade aos inibidores
da protease foram registrados em toda a casuística. A baixa prevalência de resistência anti-retroviral nestas comunidades pouco privilegiadas economicamente, porém com amplo acesso às
medicações componentes dos esquemas terapêuticos, contribui para o debate sobre a conveniência de acesso universal da terapia anti-retroviral em países do terceiro mundo. Nossos dados
sustentam que, por mais complexos que sejam
os esquemas de tratamento, comunidades menos favorecidas economicamente não devem deixar de se beneficiar da terapia anti-retroviral e que
não há evidências de que estejam mais propensas a emergência e disseminação de variantes
resistentes às drogas. As reconstruções filogenéticas mostraram perfis polifiléticos, sugestivos de
múltiplas introduções virais nas cidades estudadas. Mostraram ainda a ocorrência de clusters
monofiléticos de seqüências que guardam grande similaridade genética entre si e que foram geradas de amostras de pacientes que provavelmente tomaram parte na mesma cadeia de
transmissão viral. Análises de regressão logística
identificaram que ter sempre residido na cidade
em estudo e ter uma relação epidemiológica conhecida com algum outro componente da casuística são variáveis independentemente associadas
a ser um paciente cuja amostra gerou seqüências
que se abrigaram em algum cluster monofilético.
A alta freqüência seqüências que vieram a se
agrupar em algum cluster monofilético sugere a
existência de redes de interação sexual nas comunidades e é um indicativo de que múltiplas novas infecções estão ocorrendo em um intervalo
de tempo relativamente curto. Este perfil molecular é sugestivo de alta incidência e chama a atenção para a necessidade urgente de se conduzir
estudos de prevalência nas pequenas cidades do
interior do Brasil. Análises de coalescência sugerem que os ancestrais comuns mais recentes que
desencadearam as duas cadeias de transmissão
que resultaram nos dois maiores clusters de Miracema já estavam em circulação no início da década de 1990. A demonstração de que a disseminação dessas variantes fundadoras já estava em
curso em uma época em que pouco ou nada se
falava sobre a interiorização da epidemia no Brasil pode ter importantes implicações de saúde pública. Ao compararmos os clusters monofiléticos
dos dois municípios vizinhos de Miracema e Santo Antonio de Pádua observamos a total independência dessas redes de transmissão. Os resultados sugerem que cada uma dessas cidades
experimentou a introdução independente, com
subseqüente disseminação, de diferentes linhagens de subtipo B, em um padrão que não é indicativo de redes de transmissão comprometendo
toda a sub-região noroeste fluminense, mas sim
de múltiplas micro-epidemias difusamente distribuídas e desenrolando-se em ambiente municipal. As reconstruções filogenéticas dos genes do
envelope e da polimerase produziram resultados
em todo similares, demonstrando que, apesar de
ser uma região genômica extremamente conservada, a crescente disponibilidade de seqüências
de polimerase geradas para fins de estudos de
resistência genotípica pode encontrar aplicabilidade adicional para estudos de cunho epidemiológico.
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