HIV/AIDS

1. HIV/AIDS

2. Retrovirusuri • 1911 - Peyton Rous descoperă virusul sarcomului la păsări (ulterior denumit virusul sarcomului Rous); premiul Nobel 60 de ani mai tîrziu. • Ulterior este descoperită RT: Temin şi Mizutani, în 1970, simultan cu Baltimore.

3. Clasificare • După implicaţii clinice: • Oncovirinae(grupează virusuri oncogene dar şi neoncogene); HTLV I şi HTLV II; mai fac parte: Bovine Lukemia Viruses (BLV) şi SimianTcells leukemia viruses (STLV); • Lentivirinae: grupează agenţi ai unor afecţiuni lent degenerative ale SNC (aici este inclus HIV1 şi HIV2 dar şi SIV – simian immunodeficiency virus); • Spumavirinae: produc infecţii persistente asimptomatice

4. Clasificare • După particularităţile de replicare: v. oncogene rapide şi lente; • După prezenţa receptorilor membranari la suprafaţa celulei ţinta: • Ecotrope: se replică numai în celule speciei de la care au fost izolate • Xenotrope: se replică numai în celule altei specii decît cea originară • Amfotrope: se replică în celulele speciilor homo- şi heterologe.

5. Istoric • Primele cazuri de SIDA au fost descrise în 1981 în SUA fiind asociate cu infecţiile severe cu oportunişti, şi anume pneumonia cu Pneumocystis carinii, infecţii care indicau alterarea profundă a imunităţii celulare în absenţa altor cauze. • Cînd sindromul a fost asociat cu virusul imunodeficienţei umane (HIV: Human Immunodeficiency Virus) a devenit clar că infecţiile severe cu oportunişti şi neoplasmele rare reprezintă stadii terminale ale bolii.

6. Pandemia HIV/SIDA • dec 1996: 22.6 mil (HIV + SIDA) (42% femei şi 830.000 copii) • 36.1 mil infectaţi (la finele 2000, dintre care 5.3 mil infectaţi în acest an); • la 25.11. 2000: 2.312.860 – persoane cu SIDA • decese de la începutul pandemiei: 21.8 mil (3 mil doar în 2000) • Romania: peste 9000 de infectaţi (dintre care “doar” 1000 sunt adulţi, restul copii!!!).

7. Pandemia HIV/SIDA • Decembrie 2002 : 42 mil • 38.6 mil adulti (19.2 femei) • 3.2 copii < 15 ani. • In 2002 - 5 mil cazuri noi. • Numar decese in 2002: 3.1 mil • Nov. 2002: cazuri SIDA - 2.822.111

8. Pandemia HIV/SIDA • Decembrie 2003– 40 mil cazuri • 3 mil decese in 2003 (dintre care 250.000 copii) • 2/3 dintre decese – Africa sub-Sahariana.

9. Romania • Martie 2000: 6089 SIDA • Iunie 2003: • 5722 HIV infectati (4414 copii) • 8250 cazuri SIDA • TOTAL: 13972 cazuri • Tratament: 5232

10. HIV - ME

11. HIV - ME (detaliu)

12. Taxonomie • Familia Retroviridae • Genul Lentivirinae. • Retrovirusurile sunt virusuri ARN cu polaritate pozitivă, învelite, care prezintă o RT (sintetizează ADN pe matriţă ARN). Revestranscripţia este un fenomen unic în biologie (ADN este de regulă decriptat prin transcriere enzimatică în ARN).

13. Structura • Virion sferic, de 80 - 130 nm cu un • miez sub formă de con. • Are simetrie icosaedrică şi 72 de spicului externi formaţi din proteinele majore ale învelişului viral: gp 120 şi gp transmembranară 41 (cu g.m. de 41000 Da) • Virionul are un strat bilipidic presărat cu proteine ale gazdei (ex: antigene MHC de clasa I şi II) obţinute prin “înmugurirea” virusului.

14. Structura • Matricea proteică, aşezată între înveliş şi miez (“core”) este alcătuită din proteina de • membrană (p 17) dar conţine şi protează virală.

15. HIV - schematic

16. Structura • Miezul central este format din 2 molecule ARN şi proteine: • proteina majoră internă (p 24); • proteina internă asociată ARN-ului (p 15) care este disociată în cele două subunităţi: • p9 şi p 7. • Miezul mai conţine şi enzimele virale: RT şi integraza.

17. Structura • Mantaua nucleocapsidei este formată în cea mai mare parte din polipeptidul fosforilat p24 (proteina internă majoră); • proteina internă p17 este asociată cu suprafaţa internă a stratului bilipidic, servind la stabilizarea componentelor externe şi interne a miezului.

18. Tipuri • HIV există sub forma a 2 tipuri: HIV1 şi HIV2, care diferă prin secvenţele genomice (peste 50% diferenţe).

19. HIV - schematic

20. Genomul şi funcţiile genelor structurale şi nestructurale • HIV conţine un genom diploid alcătuit din 2 molecule de ARN identice cu polaritate (+), asamblate printr-o legătură de hidrogen (70S). • Genomul (de aprox 9.7 kbaze) este flancat de 2 secvenţe repetitive LTR (Long Terminal Repeats) cu rol în integrarea HIV şi transcripţie.

21. HIV 1 genomul schematic

22. Organizarea genomului • Genomul conţine gene care codifică proteinele structurale (gag, pol şi env în acestă ordine dinspre capătul 5’) comune pentru toate retrovirusurile. • Gena gag (grup antigenic) codifică sinteza proteinelor de miez (p24, p17, p7); • gena pol (polimeraza): sinteza enzimelor (p66/51, p32, p11; • gena env (envelope) codifică sinteza proteinelor de învelis (precursorul gp120 şi gp41 este gp160).

23. Gene reglatorii • tat: important activator transcripţional; • rev: regulator al expresiei genelor structurale deci activator al producţiei de virus; • nef: factor de reglare negativă a producţiei de virus

24. Gene de maturare • Neesenţiale in vitro în culturi de celule dar importante in vivo: • vif: promotor al infectivităţii virusului; • vpr: slab activator transcripţional ; unii autori nu confirmă acest rol • vpu: creşte proporţia particulelor virale extracelulare.

25. HIV schematic

26. HIV1 genomul şi virionul matur

27. HIV 1 genomul schematic

28. Clasificare: • HIV1 este împărţit în trei grupuri: • M (major) cu 10 subtipuri (de la A la J); în Romania predomină tipul F (probabil importat din Brazilia); în Europa de Vest şi SUA, tipul B, iar în Asia tipul E. • O (outlier - deviat) – doar 300 de pacienţi în lume; iniţial izolat în Camerun; • N (non-M- non-O)

29. HIV1 şi HIV2 genom (comparativ)

30. HIV2 • HIV2 , asemănător în proporţie de 80% cu SIV (Simian Immunodeficiency Virus); • izolat mai tîrziu (1986) din Africa de Vest, prezintă omologii genetice cu HIV1 de 50% (seamănă mai mult cu SIV decît cu HIV1).

31. Diferenţe între HIV1 şi HIV2: • epidemiologic: HIV1 este răspîndit în toată lumea iar HIV2 doar în Africa de Vest; • originea: HIV2 derivă de la mangabeu (sooty mangabey) iar HIV1 de la cimpanzeu • HIV2 nu are gena vpu ci vpx.

32. Diferenţe între HIV 1 şi HIV2: • patogenetic: HIV1 este mai virulent, inducînd SIDA într-un interval de timp de aproximativdoua ori mai scurt; • terapeutic: HIV2 este natural rezistent la inhibitorii non-nucleozidici de RT-ază.

33. Tropism celular • In principal limfocite T (CD4 pozitive) • Altele: limfocite B, M, cel NK, megacariocite, celule dentritice, promielocite, celule stem, celule timice epiteliale, celule dentritice foliculare, etc.

34. HIV - tropism celular

35. Tropismul celular • Variază în funcţie de tipul infecţiei: primară sau tardivă: • In infecţia primară predomină tulpinile cu tropism pentru M (macrofagotrope sau M-trope) şi nesinciţizante; • ele utilizează pentru ataşare coreceptorul pentru beta-chemochine (CCR5)

36. Tropismul celular • In infecţia tardivă tulpinile au tropism pentru limfocite T (T-trope) şi sunt sinciţizante. • Nu sunt influenţate de beta-chemochine; • utilizează drept coreceptor fuzina (CXCR4).

37. Activarea limfocitelor B

38. HIV - tropism celular

39. Replicarea • Atasare la receptori CD4 (limf T helper si M) • Interacţiunea între domeniul de fuziune ale HIV (gp41) cu receptorul de fuziune al celulei gazdă (este o fuziune dependentă de pH-ul membranei celulei gazdă); • Situsul de fixare la molecula CD4 se află în regiunea conservată a gp120.

40. HIV ataşare-penetrare

41. HIV ataşare-penetrare

42. Replicarea • ARN, rol de matrita – RT – DNA mc – DNA d.c. • DNA proviral – transportat la nucleu – integrat in nucleul gazdei (proces controlat de integraza virala). • Limf T in repaus nu replica virus.

43. HIV forma imatură (schematic)

44. Replicarea • In limf T activate, factorii transcriptionali de activare (ex citokinele) pot declansa replicarea virala prin intermediul secventelor care interactioneaza cu LTR. • Activarea unei infectii latente: co-infectia cu alte virusuri (VCM, VH 6, 7, 8, VEB, HTLV).

45. HIV - replicarea (schematic)

46. HIV - replicare (schematic)

47. Replicare • Integrarea DNA – infectie lenta. • Transcriptia genomului viral in ARNm se realizeaza printr-o polimeraza a gazdei. • Primii ARNm transcrisi codifica genele reglatoare tat, rev si nef. • 2 tipuri de ARNm dicteaza sinteza proteinelor structurale.

48. HIV - replicare

49. HIV - replicare

50. HIV - ataşare