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Microbiologia: AIDS – Prof. Sabrina (29.08.19) O vírus da imunodeficiência humana (HIV) é o agente etiológico da síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS). A infecção pelo HIV causa uma doença crônica progressiva que pode levar à destruição do sistema imunológico (leucócitos), e é, atualmente, delineada pela contagem do número de células CD4⁺, pela quantidade de partículas virais no sangue (carga viral) e pelos sintomas clínicos. HIV é um vírus que infecta o linfócito TCD4 (T Helper). O sistema imunológico de uma pessoa infectada pelo HIV torna-se tão enfraquecido que ela não pode proteger-se de infecções sérias. Quando isto acontece, do ponto de vista clínico esta pessoa contraiu a AIDS, que pode manifestar-se tão precocemente quanto em 2 anos ou tão tardiamente quanto em 10 anos depois da infecção pelo HIV. A AIDS é causada por um retrovírus (vírus envelopado de RNA que possui a enzima transcriptase reversa que cataliza RNA em DNA, ou seja, faz transcrição reversa), da família Retroviridae, subfamília Orthoretrovirinae, gênero Lentivírus. Através de estudos sorológicos, foram evidenciados até o momento, dois tipos antigênicos: HIV-1 e HIV-2 (que diferem no peso molecular de suas proteínas, assim como apresentam diferenças nos seus respectivos genes acessórios). O HIV- 1 (apresenta nove subtipos – A,B,C,D,F,G,H,J e K) é o tipo mais virulento e mais disseminado pelo mundo e o HIV-2 (possui cinco subtipos – A-E) tem curso mais benigno causando menos patogenicidade, sendo encontrado somente no oeste da África. VARIABILIDADE GENÉTICA Fatores que contribuem para a variabilidade genética: Erro na transcrição reversa Elevada frequência de recombinação envolvendo a transcriptase reversa Grande quantidade de vírus produzidos na infecção Grande nº de indivíduos infectados Quasispecies: é um grupo de vírus mutagênicos, dentre eles o HIV-1, que apresenta elevada taxa de mutação, ou seja, existem subpopulações de vírus no mesmo indivíduo infectado pelo HIV, e não uma população única. A variabilidade do HIV-1 está em torno de 6% em um mesmo paciente, podendo chegar a 50% em indivíduos de regiões geográficas diferentes, por isso é tão complicado formular uma vacina contra o vírus HIV. Fora isso, para o indivíduo ser infectado pelo vírus, é necessária uma grande carga viral. Quando ocorrem incidentes com possíveis materiais infectados, o coquetel administrado é de maneira profilática, exatamente porque, para o indivíduo ser infectado, é necessária uma grande carga viral. Assim como, também é levado em consideração o tempo em que o indivíduo é exposto àquela carga viral. O HIV-1 é classificado em três grupos (linhagens): M (major), O (outlier) e N (nem M, nem O). No grupo M, estão classificados 95% dos isolados de HIV-1 descritos até o momento, havendo 9 subtipos geneticamente diferentes, que divergem entre si em torno de 30% na região do envelope. Além disso, existem também 15 formas recombinantes circulantes (CRFs)= 2 vírus de diferentes subtipos podem infectar uma mesma célula, formando um vírus híbrido, que não consegue se manter, mas forma uma CRFs (ex.: CRF A/B). No Brasil foram detectados os subtipos B, C e F, assim como a CRF B/F. Recentemente, em SP, foram identificadas 2 novas formas recombinantes classificadas como CRF28_BF e CRF29_BF Alguns tipos de HIV e CRFs têm sido predominantemente associados a modos de transmissão específicos, ex.: o subtipo B é mais frequentemente encontrado quando a transmissão se faz por contato homossexual ou pelo uso de seringas contaminadas, enquanto o subtipo C tendem a ser mais encontrados em epidemias com transmissão heterossexual. TRANSMISSÃO DO HIV A capacidade do HIV-1 infectar um indivíduo depende de alguns fatores, como: concentração do vírus no fluido biológico, a integridade e vulnerabilidade da mucosa envolvida (anal, vaginal, oral), a duração da exposição e a amostra viral transmitida. As principais formas de transmissão são: Sexual: de cada 100 adultos infectados pelo HIV, 7585% contraíram a infecção durante uma relação sexual não protegida. As DSTs, especialmente as lesões ulceradas da genitália, aumentam o risco de transmissão. Sanguínea: ▪ Agulhas compartilhadas/contaminadas por usuários de drogas – Corresponde a 5-10% de todas as infecções em adultos ▪ Transfusão de sangue ou produtos de sangue contaminados – Corresponde a 3-5% de todas as infecções em adultos ▪ Instrumentos cirúrgicos contaminados ▪ Práticas tradicionais (tatuagens, perfuração das orelhas, circuncisão) ▪ Sêmen doado por homem contaminado pelo HIV Vertical: de mãe para filho durante a gestação, parto ou aleitamento. ▪ Pré-natal – Intrauterina transplacentária ▪ Intraparto – Exposição ao sangue materno e secreções vaginais durante o trabalho de parto e o parto ▪ Pós-parto – Durante a lactação ▪ 25-35% de todas as crianças nascidas de mulheres infectadas pelo HIV em países em desenvolvimento se tornam infectadas ▪ 90% de recém-nascidos e crianças foram infectados pela mãe Ocupacional: acidente de trabalho em profissionais da área da saúde. ▪ A maioria das exposições não resulta em infecção. ▪ O risco varia com: tipos de exposição, quantidade de sangue envolvida, quantidade de vírus no sangue do paciente no momento da exposição e instituição (ou não) de tratamento após a exposição O HIV não é transmitido por: Contato ocasional pessoa-a-pessoa em casa, no trabalho ou em locais públicos ou sociais Alimentos, ar, água Picadas de insetos/mosquitos Tosse, espirro, cuspidela Aperto de mãos, carícias, beijo seco ou abraço Piscinas, banheiros etc. QUEM TEM ALTO RISCO DE CONTRAIR AIDS A pessoa que: Usa agulhas e seringas compartilhadas/contaminadas É portadora de uma DST Prática sexo anal com sua/seu parceiro(s) Possui vários parceiros sexuais AS MULHERES E O HIV Fatores de risco sociais: Analfabetismo Desconhecimento de medidas preventivas Fatores de risco biológicos: Mulheres tem risco duas vezes maior de contrair HIV de homens Fisiologia feminina Condições relacionadas à gravidez (p. ex., anemia, hemorragia) aumentam a necessidade de transfusão de sangue MORFOLOGIA O HIV apresenta um nucleocapsídeo em forma de cone, formado pela proteína p24 (proteína do capsídeo). Dentro desse nucleocapsídeo existem duas moléculas idênticas de RNA de fita simples com polaridade positiva ligadas às enzimas virais (transcriptase reversa ou DNA polimerase-RNA dependente, integrase e protease), assim como a proteína p6 (proteína associada ao RNA - promove brotamento) do nucleocapsídeo. A superfície do vírus é formada por espículas constituídas por glicoproteínas (gp) presentes no envelope. Essas glicoproteínas são derivadas de um precursor (gp160) que é clivado em duas proteínas, que são levadas para a superfície da célula, são elas: a gp120 (proteína de superfície do envelope) e gp41 (proteína transmembrana do envelope). A gp41 tem uma porção hidrofóbica que se encontra mergulhada no envelope e uma porção hidrofílica que se localiza na parte externa e tem sua região central ligada a gp120. A gp120 contém os sítios de ligação aos receptores celulares e os principais domínios para neutralização. A parte interna do envelope viral é circundada por uma capa proteica (p17 – proteína matriz) ligada ao ácido mirístico (M), que fornece a matriz para a estrutura viral e é vital para a integridade do vírus. Organização genômica: o HIV possui um genoma que codifica várias proteínas virais. Existem 3 genes ditos estruturais: Gag, Pol e Env; 2 genes regulatórios: Tat e Rev; e quatro acessórios: Nef, Vif, Vpr e Vpu. BIOSSÍNTESE VIRAL O HIV infecta células do sistema imunológico que possuem a molécula CD4 na superfície, principalmente os linfócitos T auxiliares (T Helper), embora outras células também sejam susceptíveis à infecção. A glicoproteína CD4 pode ser detectada na superfície celular doslinfócitos T, nas células precursoras de células T na medula e timo, nos monócitos, macrófagos, eosinófilos, micróglia e células dendríticas. O vírus causa a redução no número de células TCD4⁺ do organismo por mecanismos ainda não totalmente esclarecidos. A biossíntese do HIV-1 nas células susceptíveis inclui as seguintes etapas: adsorção e fusão; penetração; desnudamento; transcrição reversa; transporte do DNA para o núcleo; integração; transcrição e expressão gênica; montagem, brotamento e maturação. Após a penetração do HIV no organismo, ocorre a interação das glicoproteínas do envelope viral com receptores da superfície da célula. A ligação da gp120 ao receptor CD4, permite a entrada do vírus na célula e também interfere com as vias intracelulares de transdução de sinal promovendo a apoptose das células TCD4⁺. A interação da glicoproteína gp120 à molécula CD4 gera uma alteração conformacional nesse receptor, permitindo que a gp120 também se ligue a um segundo receptor ou co-receptor, que é representado por algumas moléculas receptoras de quimiocinas (CCR5 e CXCR4). A molécula CCR5 presente nas superfícies das células é ligante para vírus que apresentam tropismo para macrófagos, monócitos e células dendríticas e sua transmissão se dá, preferencialmente, por mucosas e vais endovenosas. O CXCR4 é o co-receptor para vírus que apresentam tropismo por células T. A ligação da gp120 ao CD4 e ao co-receptor leva também a uma alteração conformacional da gp41, promovendo a fusão do envelope viral com a membrana celular e levando ao desnudamento parcial do core viral no citoplasma. A conversão do RNA viral em DNA, mediada pela enzima viral transcriptase reversa, ocorre no citoplasma da célula hospedeira. Após o desnudamento do nucleocapsídeo o complexo da enzima (RNA genomico, RNAt, enzima transcriptase reversa, integrase, proteína matriz, proteína do capsídeo e proteínas do hospedeiro) é liberado no citoplasma e se associa a microfilamentos de actina para iniciar a síntese de DNA. Através da ligação do RNAt ao RNA genômico, ocorre a transcrição de cada fita do RNA em uma fita dupla de DNA. O DNA viral sofre uma compactação para que haja transporte através do núcleo, e após passar pelo poro nuclear é inserido no genoma celular através da enzima integrase formando o DNA proviral. Em seguir a polimerase celular é recrutada para iniciar a síntese de RNA, desta forma o provírus é transcrito pela RNA polimerase II (RNApolimerase – DNA dependente) celular, inicialmente em RNAs mensageiros virais que vão para o citoplasma e darão origem a proteínas não-estruturais que serão responsáveis pela regulação da transcrição de outros RNAs mensageiros para a síntese das proteínas estruturais do vírus e síntese do RNA viral. As proteínas do envelope (estruturais) gp120 e gp41, são geradas através da clivagem do precursor gp160. A gp160 é uma poliproteína sintetizada no retículo endoplasmático rugoso (RER) e transportada para o aparelho de Golgi, onde sofre clivagem para gerar as proteínas do envelope. Os vírus saem da célula T para o espaço extracelular através do mecanismo de brotamento, e nesse momento as partículas virais estão imaturas e não-infecciosas. Durante o brotamento, a partir da membrana da célula hospedeira, o vírus pode também incorporar no seu envelope diferentes proteínas do hospedeiro que podem facilitar a adesão a outras células-alvo. Nos monócitos e macrófagos ocorre o acúmulo de vírions em vacúolos celulares. Somente no meio extracelular as partículas virais sofrem maturação através da ação da protease e se tornam infecciosas (forma característica). Obs.: em doentes que apresentam uma progressão rápida para a doença (declínio células TCD4⁺) são frequentemente isolados de suas células vírus que utilizam CXCR4 como co-receptor predominante. Em linfócitos TCD4⁺, o co-receptor CXCR4 é expresso principalmente em células não-ativadas, enquanto o CCR5 está presente em células efetoras/ memória ativadas. A importância do CCR5 como co-receptor predominante, deriva da observação em que as pessoas que possuem um defeito genético homozigoto e não expressam o receptor CCR5 na superfície, são resistentes à infecção como HIV. PATOGÊNESE DA INFECÇÃO PELO HIV Na transmissão sexual, o HIV tem acesso às células do organismo por meio de mucosas (oral, retal e genital) constituídas por células de Langerhans, que funcionam como captadoras de antígenos ou partículas virais. Somente após 18 horas da infecção pelo HIV que os vírus são encontrados em células T da mucosa, em dois dias em linfócitos e monócitos próximos ao local da infecção, e em seguida nos tecidos linfoides regionais. Subsequentemente, ocorre viremia, que resulta na disseminação do vírus através dos outros tecidos linfoides do organismo. Nesta fase, o organismo ainda não desenvolveu qualquer resposta imune e a medida quantitativa do RNA viral circulante (carga viral) revela níveis elevados. A resposta imunológica inicial envolve os mecanismos inespecíficos de defesa do organismo. Células NK fazem parte dessa defesa inespecífica do hospedeiro à infecção, e a quantidade dessas células encontra-se bastante aumentada durante a infecção aguda. A infecção pelo HIV também está associada com a resposta imunológica específica. A resposta humoral ocorre com a produção de anticorpos, que aparecem algumas semanas após a infecção, e uma parte desses anticorpos pode neutralizar as partículas virais íntegras pela ligação às glicoproteínas na superfície do vírus, ou depois da ligação da gp120 ao receptor CD4, impedindo a fusão. Estudos realizados durante a infecção aguda sugerem que a taxa de vírus no sangue pode começar a cair antes mesmo de os anticorpos neutralizantes serem detectados, o que sugere uma resposta imune mediada pela atividade citotóxica dos linfócitos CD8. Os níveis plasmáticos do RNA viral caem para níveis mais baixos. A imunidade celular é essencial para limitar a replicação do HIV, com a resposta dos linfócitos T citotóxicos CD8⁺ e linfócitos T CD4⁺ auxiliares. Devido à heterogeneidade genética que constitui a população do HIV e às células que funcionam como reservatório (macrófagos, monócitos, células dendríticas e células TCD4⁺) para o vírus, os anticorpos neutralizantes não são capazes de neutralizar todas as partículas virais, ocorrendo, então, uma redução no número de células T que pode estar relacionada como aumento da replicação viral. Sugere-se que grande parte dos linfócitos TCD4⁺ são eliminados nos estágios iniciais da infecção, devido ao fato de serem as células alvo da infecção e destruição pelo HIV, quando isso acontece começam a aparecer as manifestações clínicas da imunodeficiência e infecções oportunistas por microorganismos. Ocorre então, uma ativação imunológica crônica, em que novas partículas virais são produzidas e mais células do sistema imunológico são lançadas na circulação, na tentativa de eliminar esses vírus. Estima-se que até 10 bilhões de partículas virais possam ser produzidas e eliminadas, diariamente, em um indivíduo infectado. Os fatores que influenciam a susceptibilidade à infecção e à progressão da doença podem ser agrupados em três categorias: fatores virais que determinam a replicação do vírus e sua capacidade de escapar do sistema imunológico; fatores celulares que modulam a imunidade inespecífica ou adquirida à infecção; fatores celulares que colaboram com produtos virais no ciclo replicativo, favorecendo a infecção das células (fatores do hospedeiro). O período de incubação varia de duas a quatro semanas, e a progressão da doença varia de pessoa para pessoa e depende de fatores genéticos, da quantidade do vírus e do modo de transmissão. Resumindo: Na transmissão sexual, o HIV tem acesso às células do organismo por meio de mucosas, onde as mucosas da orofaringe, retal e genital são predominantemente constituídas de células de Langerhans, que funcionam como capturadoras de antígenos ou partículas virais e formamagregados linfoides no tecido da submucosa. Após a infecção pelo vírus, ocorre sua disseminação para os tecidos linfoides, nessa fase a resposta imunológica devido à agressão sofrida pelo agente viral é normal, mas devido a heterogeneidade genética que constitui a população do HIV e às células que funcionam como reservatórios para o vírus, os anticorpos neutralizantes não são capazes de eliminar todas as partículas virais, ocorrendo uma replicação persistente no organismo Macrófagos circulantes, micróglias do cérebro, macrófagos alveolares pulmonares, células dendríticas podem disseminar o vírus e devido a replicação contínua do vírus nos linfonodos, ocorre liberação subsequente dos vírus e células T infectadas no sangue. Após a infecção primária, que é caracterizada por viremia elevada, existe, normalmente uma soroconversão seguida por uma fase assintomática que dura de meses a anos. À medida que o nº de linfócitos diminui a carga viral no sangue aumenta. A carga viral é um importante marcador que indica a quantidade de vírus no plasma e prediz a taxa de progressão da infecção. Após a infecção aguda, apesar do aparente desaparecimento do vírus na circulação, a replicação do HIV continua nos tecidos linfoides. A infecção pelo HIV é persistente crônica. 1. Inicialmente, há grande produção de vírus e viremia, embora os níveis de vírus no sangue diminuam durante o período clinicamente latente, mas a replicação viral nos linfonodos continua. 2. No estágio avançado da infecção, o nº de linfócitos TCD4 está bastante diminuído, com consequente imunodeficiência. RESERVATÓRIOS PARA O HIV Na infecção aguda, após a diminuição inicial da quantidade de vírus circulante, os vírus permanecem no organismo em reservatórios que são fonte de vírus para infectar novas células. Quais células funcionam como reservatórios? 1. Macrófagos: infectados logo no início da infecção, podendo chegar a 50%, prejudicando suas funções imunológicas vitais 2. Células dendríticas: primeiras células a serem infectadas na mucosa genital, infectadas migram para os linfonodos, onde transferem os vírus para os linfócitos, infectando células que deveriam funcionar como barreira para a infecção da mucosa. RESPOSTA IMUNOLÓGICA PARA O HIV 1. Resposta humoral: os anticorpos aparecem em algumas semanas após a infecção, onde uma parte deles pode neutralizar os vírus. No entanto, é mínimo o efeito dos anticorpos contra a replicação dos vírus, visto que não são capazes de neutralizar todas as partículas virais circulantes. 2. Resposta celular é essencial para limitar a replicação do HIV: antes do aparecimento dos anticorpos já ocorre declínio da quantidade de vírus no sangue = resposta dos CLTs e TCD4 auxiliares. A detecção de células T citotóxicas é obtida na infecção aguda até os estágios iniciais da AIDS, já nos estágios mais avançados da infecção, ocorre redução no nº de CLTs, devido ao aumento da replicação viral. MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS DO HIV A infecção pelo HIV pode ser dividida os seguintes estágios: aguda; fase assintomática ou latência clínica; fase sintomática inicial (contagem de CD4 maior que 500 células/mm3); fase sintomática intermediária (CD4 entre 200 e 500 células/mm3); fase sintomática tardia (CD4 entre 50 e 200 células/mm3) e infecção avançada (menor que 50 células/mm3). Infecção Aguda: os sintomas aparecem durante o pico da viremia e da resposta imunológica. As manifestações clínicas variam desde um quadro de gripe até sintomas à infecção pelo vírus da mononucleose. Além de sintomas virais como febre, linfadenopatia, mialgia, faringite, artralgia, exantema, cefaleia, perda de peso, náuseas e vômito. Fase Assintomática: não existem sinais clínicos. Nesse estágio ocorre replicação viral, debilitação do sistema imunológico e transmissão do vírus. Fase sintomática Inicial: os sintomas podem variar, incluem febre, sudorese noturna, cefaléia, mal-estar, diarreia e perda de peso. Linfadenopatias podem estar presentes, assim como alterações dermatológicas (herpes, foliculite, dermatite seborréica) Fase Sintomática Intermediária: mesmos sintomas anteriores com piora nesse estágio, podendo também ocorrer candidíase oral ou genital, bronquite, sinusite e pneumonia Fase sintomática Tardia: grande risco de contrair pneumonia, encefalite e candidíase esofágica. Fase Avançada: os sintomas anteriores pioram de forma significativa, ocorre também perda de peso e além disso, pode ocorrer o aparecimento de sacorma de Kaposi, infecções por micobactérias. 1. Perda de peso: maior que 10% do peso corporal 2. Diarreia crônica: duração por mais de 1 mês 3. Febre intermitente ou constante por mais de 1 mês 4. Dermatite persistente 5. Anemia 6. Linfopenia, plaquetopenia 7. Candidíase oral, esofágica, vaginal recorrente 8. Infecções recorrentes do trato respiratório superior 9. Linfoma primário no cérebro 10. Herpes simplex por mais de um mês 11. Sarcoma de Kaposi 12. Doença de Chagas DIAGNÓSTICO LABORATORIAL Após suspeita de risco de infecção pelo HIV, deve-se considerar o tempo necessário para que o exame detecte a presença do HIV no sangue ou fluido corporal utilizado para o diagnóstico da infecção. A duração desse período depende do tipo do teste, da sensibilidade e do método utilizado para detectar o marcador, seja ele RNA viral, DNA pró-viral, antígeno p24 ou anticorpo. ELISA (ensaio imunoenzimático) para avaliar nível de anticorpos (MS recomenda que o teste anti-HIV seja realizado 60 dias após uma possível infecção) Teste de Imunofluorescência: células infectadas em lâminas de microscópio Parâmetro a ser avaliado: taxa de linfócitos CD4 e CD8 (2:1) Os testes sorológicos baseiam-se na detecção de anticorpos e/ou antígenos do HIV presentes ou não na amostra do paciente. Em adultos, esses anticorpos aparecem no sangue dos indivíduos infectados, em média de quatro a 12 semanas após a infecção. Reação de ensaio imunoenzimático: o principal teste utilizado no diagnóstico sorológico do HIV é o ensaio imunoenzimático, conhecido como Elisa. Nas últimas décadas, foram desenvolvidas quatro gerações de ensaios imunoenzimáticos. Western blot: Esse teste é utilizado para confirmação do resultado reagente ao teste Elisa, ou seja, é também um teste confirmatório da infecção. Tem alta especificidade e sensibilidade. INFECÇÕES OPORTUNISTAS ASSOCIADAS À AIDS
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