|
Biotecnología Aplicada, Vol 18, No. 2, April 2001, pp. 67-75
Eddy E González, Dania M Vázquez, Carlos A Duarte*
*Autor de correspondencia Recibido en noviembre del 2000. Aprobado en febrero del 2001 Code Number: BA01010 Resumen La obtención de una vacuna contra el VIH/SIDA es la única esperanza para controlar esta epidemia. Uno de los principales obstáculos para lograrla es la falta de un modelo animal idóneo. Hasta la fecha se ha trabajado en diferentes modelos que podemos clasificar en dos grupos: 1) animales menores y 2) primates. En el primer caso, diversos esfuerzos por lograr infección en ratones, incluida la transgénesis, han sido estériles hasta el momento. Por otra parte, el modelo del ratón SCID se ha empleado con cierto éxito, aunque está demasiado alejado de la infección natural. La infección de conejos, en cambio, ha sido más exitosa puesto que se han reportado bajos niveles de replicación en conejos tratados previamente con diferentes agentes. Un conejo transgénico para los receptores del VIH (CD4 y CCR5) podría tener éxito, al menos como modelo de infección por VIH. El modelo del Virus de la Inmunodeficiencia de Simios (VIS) en macacos ha sido mucho más útil, pero este virus también presenta importantes divergencias genéticas con el VIH. Por estas razones no es posible extrapolar directamente sus resultados al VIH. La infección de chimpancés por VIH-1 también tiene grandes limitaciones como su elevado costo, su poca disponibilidad y la ausencia de síntomas clínicos. El modelo que está recibiendo mayor atención en la actualidad es el del virus híbrido o SHIV. El SHIV posee los genes env y tat del VIH y el resto de los genes del VIS, es capaz de infectar macacos y algunas cepas son incluso patogénicas. Su limitante radica en que sólo es válido para las vacunas basadas en las proteínas de la envoltura y Tat. Palabras claves: modelos animales, primates, ratones SCID, SHIV, SIDA, VIH Abstract Animal Models for HIV/AIDS: The Key for a Vaccine? The development of a protective vaccine against HIV-1/AIDS is the only hope to control this pandemic. One of the main obstacles to achieve this goal is the lack of an appropriate animal model. The models that have been used so far can be classified into two main groups: 1) small animals and 2) primates. Regarding the former, several unsuccessful efforts including transgenesis have been carried out to achieve HIV replication in mice. The SCID mice model has been used with certain success but it is too unrelated to the natural infection. On the other hand, the infection of rabbits has been more effective since low levels of viral replication have been observed, but only when animals have been pre-treated with different substances. A rabbit transgenic for the HIV receptors CD4 and CCR5 could be permissive to productive HIV-1 infection. The model of Simian Immunodeficiency Virus (SIV) has been much more useful so far. Nevertheless, this virus displays an important genetic divergence with HIV, therefore it is not possible to extrapolate the results directly. The infection of chimpanzees with HIV-1 has also important drawbacks as the high cost, low availability and absence of clinical symptoms. Most of the attention nowadays is been given to the hybrid model or SHIV. SHIV contains the env and tat genes from HIV-1 and the rest from SIV. It can infect macaques and certain strains are even pathogenic. The main difficulty is that it is limited to the study of the effect of envelope and Tat-based vaccine candidates. Keywords: AIDS, animal models, HIV, primates, scid mice, SHIV Introducción Desde el mismo momento del descubrimiento del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) [1, 2], agente causal del Síndrome de la Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA), se ha trabajado febrilmente en el desarrollo de una vacuna protectora contra esta pandemia. A pesar de los esfuerzos, el éxito de esta empresa no es evidente aún a corto plazo. Precisamente, una de las principales limitaciones para estos proyectos es la ausencia de un modelo animal que reproduzca de forma satisfactoria la infección por VIH y el desarrollo del SIDA. Un modelo de este tipo pudiera facilitar enormemente la evaluación rápida y simultánea de un número elevado de conceptos vacunales que, en la actualidad, a falta de un criterio mejor, se ven obligados a recorrer el largo camino que va desde los estudios de laboratorio hasta los ensayos clínicos de eficacia en humanos. Nuestro grupo ha venido transitando precisamente ese largo camino y ha pasado por diferentes etapas, desde la concepción del proyecto hasta los estudios clínicos de Fase I en humanos [3-5]. En estos momentos, una de nuestras prioridades es el desarrollo de modelos animales alternativos para evaluar los candidatos vacunales que se generen. En este trabajo se pretende resumir el estado de los principales modelos que se han desarrollado con estos fines, y resaltar sus bondades y limitaciones. Modelos de infección en animales menores Ratones Los experimentos realizados en ratones han mostrado que en esta especie existen limitaciones que impiden el desarrollo del ciclo replicativo normal del VIH-1. Desde 1986 se descubrió que el principal receptor del VIH en las células humanas era CD4 [6]. La molécula CD4 murina presenta baja afinidad por la proteína de la envoltura gp120 y, por consiguiente, el primer paso necesario para la infección ocurre muy ineficientemente [7]. Sin embargo, la expresión del CD4 humano en células murinas tampoco las vuelve susceptibles a la infección por VIH-1, ya que aunque el virus se une a las células no puede ser internalizado eficientemente [6, 7]. Estos resultados han sido corroborados en ratones transgénicos para CD4 humano [8], en los cuales no se detectó integración del provirus ni producción de partículas virales después de la inoculación de VIH-1 en estos animales. La introducción de ADN proviral en células murinas permite la obtención de cierta cantidad de viriones, aunque la cantidad de partículas virales producidas por estas células es muy baja en comparación con células humanas infectadas por el VIH-1 [9]. En ratones transgénicos obtenidos mediante la inyección de ADN proviral a un embrión, se detecta actividad relacionada con la replicación viral. Esta actividad incluye la síntesis de novo de proteínas virales en una línea celular indicadora y actividad de transcriptasa inversa en el sobrenadante del cultivo; sin embargo, no se logra detectar la aparición de nuevas partículas virales in vivo [10]. Algunos de los ratones de la descendencia F1 desarrollan una enfermedad que comparte algunas características con el SIDA y mueren alrededor de los 25 días. Como la replicación viral en estos animales es nula, los síntomas observados no pueden ser mediados por partículas virales, sino que posiblemente sean el resultado de los efectos tóxicos intra o extracelulares de algunos componentes virales. En este sentido se conoce que varias proteínas virales, entre las que se destaca Tat, median diversos efectos tóxicos en las células del sistema inmunitario e inducen la aparición de diferentes tipos de tumores en ratones transgénicos. Las proteínas reguladoras Tat y Rev cumplen funciones esenciales en el ciclo replicativo del VIH. Tat es un trans-activador de la transcripción que amplifica más de cien veces la expresión de las proteínas virales. Por otra parte, Rev es una proteína cuya principal función es exportar ARN mensajeros poco procesados hacia el citoplasma, lo que permite la síntesis de las proteínas estructurales para la producción de nuevas partículas virales. La baja actividad de estas proteínas en células murinas explica los bajos niveles de virus obtenidos cuando se inyecta ADN proviral directamente en estas células o en ratones transgénicos [11]. El descubrimiento reciente de que los receptores celulares de quimiocinas (CXCR4, CCR5 y otros) son co-factores medulares para la entrada del VIH en las células, podría explicar el bloqueo de la entrada viral a las células de ratones. Sin embargo, algunos hallazgos indican que la presencia de la proteína CXCR-4 murina no constituye una barrera para la entrada viral [12]. A pesar de que ratones transgénicos para CCR5 y CD4 humano son susceptibles a la infección por VIH-1, no se producen nuevas partículas virales en ellos [13]. Estas observaciones permiten concluir que la replicación del VIH en células murinas no sólo es bloqueada en el paso inicial de unión al receptor CD4, sino que existen, además, interferencias en pasos posteriores a la entrada del genoma viral y su inserción en la célula hospedante. Estas características hacen que no sea factible el uso del modelo murino para la infección por VIH. Ratones SCID La introducción de células hematopoyéticas humanas totipotentes a la línea murina CB-17 scid/scid, mediante el injerto de tejido fetal humano (timo, nódulos linfáticos mesentéricos, hígado) y/o linfocitos de sangre periférica, permiten el crecimiento y/o desarrollo de una serie de células humanas que constituyen blanco para el VIH [14, 15]. Aunque los ratones SCID trasplantados con tejido humano ofrecen un medio para estudiar la enfermedad inducida por el VIH in vivo, no reproduce ni remotamente la compleja inmunopatogénesis de la condición, que involucra diferentes tejidos y ocurre durante un período prolongado. El modelo de ratón SCID es el único que existe para evaluar in vivo la actividad antiviral de diferentes compuestos después de la infección por VIH (zidovudina, didesoxiinosina, neviparina, etc.) [16]. También se ha empleado en estudios de vacunas para demostrar la efectividad de la transferencia pasiva de anticuerpos monoclonales neutralizantes [17, 18] y células humanas de sangre periférica [19-22] para proteger contra la infección. No obstante, las conclusiones que puede proporcionar este modelo sobre la eficacia de las vacunas son muy limitadas y existen muchas dudas sobre si este modelo aporta un conocimiento diferente al que se obtiene en los experimentos in vitro. Conejos La infección de conejos por VIH está bien documentada. Se detecta mediante la seroconversión de los animales, la detección de genes virales mediante la reacción en cadena de la polimerasa y el aislamiento de virus a partir de linfocitos [23-25]. Sin embargo, es necesario puntualizar que para lograr la infección se requiere manipular previamente los animales o utilizar altas dosis de virus. Entre los procedimientos empleados para aumentar la susceptibilidad de los conejos, se encuentra la infección previa con el retrovirus HTLV [20] o la inoculación de tioglicolato en la cavidad peritoneal. La infección en conejos, como en otros animales, no provoca la aparición de síntomas clínicos de SIDA. La ausencia de sintomatología puede ser explicada por la baja eficiencia de infección y los bajos niveles de replicación viral. La producción de partículas virales maduras e infectivas depende en gran medida de la interacción de las proteínas reguladoras del VIH con factores celulares. A diferencia de las células murinas, los factores celulares de las células de conejo pueden apoyar mejor las funciones de las proteínas reguladoras (Tat y Rev) durante la replicación viral. A diferencia de los ratones, la principal barrera para que exista un ciclo replicativo eficiente parece estar antes de la transcripción, presumiblemente a nivel de la entrada viral [26, 27]. El VIH es capaz de replicarse in vitro en células normales de conejo, pero nunca a los niveles que se alcanzan en las células humanas [28, 29]. Las células de conejo transfectadas con el gen que codifica la molécula CD4 humana, son más susceptibles a infectarse con VIH-1 [30, 31] y la infección de ambos tipos de células (transfectadas y no transfectadas) puede ser bloqueada por la presencia de CD4 humano soluble [29]. Además, la molécula CD4 de conejo difiere de la humana en 6 de los 18 aminoácidos identificados como principales en la unión del receptor humano a la gp120 [29]. La introducción de ADN proviral a células SIRC (línea celular fibroblástica derivada de la córnea de los conejos) y células mononucleares de sangre periférica (CMSP) de conejos, permitió la producción de partículas virales infectivas, lo que demostró que la entrada viral es el paso limitante para la replicación del VIH en esta especie [28]. Estos estudios llevaron a desarrollar conejos transgénicos para la molécula CD4 humana [31]. Cuando las CMSP de conejos transgénicos para CD4 humano son expuestas al VIH-1 se observa un incremento en su infección, así como una rápida disminución de la viabilidad celular en comparación con las células de los animales normales [32]. También se demostró que la muerte celular ocurre mediante apoptosis (no hay formación de sincitios) y requiere la presencia de virus activos, ya que virus inactivados por calor o proteínas virales de la envoltura (gp120, gp160) no influyen en la viabilidad celular de los cultivos de CMSP [29]. Las CMSP de los animales transgénicos producen niveles de la proteína viral p24 significativamente mayores que los de sus semejantes no transgénicos. Después de dos días de infección, 25% de las células en cultivo de los animales transgénico se encuentran infectadas, mientras que esto ocurre sólo en 4% de las células de animales normales [32]. Aunque los niveles de infección de las células de estos animales transgénicos son mayores, éstos aún se consideran muy bajos en comparación con los que se alcanzan en células humanas. El descubrimiento del papel de los receptores de quimiocinas como correceptores para el VIH, podría explicar los bajos niveles de infección que se obtienen en los conejos transgénicos. Speck y colaboradores [27] demostraron que la presencia de CD4 y CCR5 humanos en células de conejo elimina el bloqueo de la entrada viral y permite la replicación a niveles similares a los que se alcanzan en células humanas. Además, se pudo detectar la formación de sincitios y la producción de partículas virales infectivas después de la exposición a diferentes cepas de VIH que usan CCR5. Estos descubrimientos sugieren que es factible el desarrollo de un modelo de conejo transgénico para CD4 y los correceptores, aunque es imposible predecir los niveles de replicación viral que se podrían alcanzar in vivo y la posible enfermedad que estaría asociada a dicha infección. Las principales ventajas de los modelos de animales pequeños son su disponibilidad, bajo costo y fácil manutención. Sin embargo, hay reservas con respecto a la utilidad de estos animales para estudiar las interacciones virus-hospedante. Los procedimientos usados para lograr la infección son incompatibles con las rutas naturales de infección del VIH. Además, como los ratones y conejos están distantes de los primates evolutivamente, es necesario analizar con cautela su relevancia como modelo animal para estudiar un agente etiológico altamente específico de especie. Modelos de infección en primates El virus de la inmunodeficiencia de los simios (VIS) es un lentivirus que infecta de forma natural diversos tipos de primates. Se han descrito cinco subgrupos de VIS. Los virus prototipos del primer grupo se han aislado de Cercocebus atys o mono tiznado de Mangabe (VISsmn), Macaca mulatta o macaco reso (VISmac), y Macaca nemestrina o macaco cola de cerdo (VISmne). Otros subgrupos han sido aislados de Cercopithecus sp. o mono verde africano (VISagm), Papio sphinx o mandril (VISmnd), Cercopithicus mitis albogularis o cercopiteco azul (VISsyk) y Pan troglodytes o chimpancé (VIScpz) [33]. Al igual que el VIH, el genoma de estos virus se caracteriza por presentar dos secuencias LTR en sus extremos 3' y 5', en las cuales se encuentran el promotor y las secuencias reguladoras o de unión a factores transcripcionales. Presentan tres marcos de lectura abierta para proteínas estructurales: gag, pol y env; marcos de lectura abierta para genes reguladores: nef, tat y rev, y los llamados genes accesorios: vif, vpr (VIH-1, VIH-2, VISmac), vpu (VIH-1) y vpx (VIH-2, VISmac, VISagm). Los miembros de los subgrupos VISmac, VISsmm, y VISmne comparten un alto grado de homología genética con el VIH-2 (70-85% de identidad aminoacídica), mientras que el VIScpz es altamente homólogo al VIH-1, mucho más que el VIH-2. VISagm, VISmnd, VISsyk tienen un bajo grado de homología con VIH-1 o VIH-2, además de que su inoculación en macacos no causa SIDA. Existen puntos comunes entre los virus VIS y VIH, entre los que se encuentran el tropismo celular, la organización genómica, las características ultraestructurales, el modo de transmisión, la respuesta del hospedante a la infección, y los síntomas clínicos y la enfermedad, con salvedad de las infecciones asintomáticas. Estas características han propiciado que estos modelos sean atractivos para la evaluación de la eficacia de candidatos vacunales, de la correlación entre la protección y el tipo de respuesta inmune, y el diseño de nuevas vacunas para ensayos en humanos. Modelo macacos y VIS La infección por VIS se caracteriza por un máximo de viremia en las primeras dos semanas, con una disminución de los niveles virales hasta un punto que es variable y del cual dependerá la progresión a la enfermedad. El período de incubación viral es menor que en la infección por VIH. La variabilidad en la progresión a la enfermedad entre individuos/especies, depende de la heterogeneidad genética de los macacos usados en estos estudios, así como del virus empleado en el reto y la ruta de exposición. Los modelos de transmisión han explorado la vía intravenosa, mucosal (intravaginal, intrarrectal, oral) y perinatal. Ante la infección por VIS, la respuesta del hospedante es parecida a la del VIH, pero difiere en la especificidad de los anticuerpos neutralizantes contra los antígenos de la envoltura. Algunos autores han encontrado una correlación entre el incremento de la supervivencia de los macacos y la respuesta de anticuerpos [34]. En el curso de la infección existe una disminución del nivel de anticuerpos anti-Gag que coincide con un aumento de la viremia y el comienzo de la inmunodeficiencia. En este modelo se han descrito también anticuerpos neutralizantes dirigidos a epítopos conformacionales de la gp130 [35]. A diferencia del VIH, el lazo V3 del VIS no es el blanco principal de los anticuerpos neutralizantes. La respuesta CTL contra antígenos estructurales y reguladores también aparece temprano en la infección [36]. Los animales con respuesta CTL sobreviven más tiempo y los que progresan hacia la enfermedad muestran un deterioro rápido de esta actividad [37]. En un trabajo publicado en 1999 [38] se resumen los resultados de un total de 527 estudios en macacos en los cuales se utilizaron virus vivos y atenuados, vectores replicativos (poxvirus, adenovirus), vectores no replicativos (ADN desnudo, inmunización intracelular, vectores recombinantes de ARN), antígenos no replicativos (células infectadas o transfectadas, virus muertos e inactivados, partículas similares a virus, productos recombinantes de subunidad, péptidos sintéticos), y anticuerpos administrados de manera pasiva. En general ha sido mucho más fácil lograr una protección contra retos con cepas homólogas y no patogénicas que contra virus heterólogos o patogénicos. En la Tabla 1 se muestran algunos de los experimentos de reto realizados en el modelo VIS/macacos, en los cuales se reporta la protección contra la infección (PI) o contra el desarrollo de la enfermedad (IPD). El efecto vacunal de la superinfección con virus vivo no ha sido muy eficaz y depende en gran medida de la dosis de virus usada [55]. El primer reporte de vacuna exitosa contra VIS en macacos [56] describió una protección moderada de macacos reso, con un virus totalmente inactivado preparado a partir de VISmac251. El reto intravenoso se realizó con el virus homólogo. Estos primeros resultados fueron confirmados por experimentos posteriores, los cuales mostraron un incremento en el número de animales protegidos [57, 58]. Sin embargo, se ha demostrado que en aquellos experimentos, en los cuales el virus usado en la inmunización y el reto había sido propagado en células humanas, la protección estaba asociada a la respuesta contra antígenos humanos que quedaban en la preparación viral [59]. Estudios posteriores a este hallazgo no demostraron protección contra virus propagados en células de macacos y administrados por vía intravenosa [39] o vaginal [40]. Tabla 1. Ejemplos de candidatos vacunales evaluados en el modelo VIS/macacos.
IV: intravenoso; IR: intrarrectal; VG: vaginal; OR: oral; NYVAC: virus vaccinia altamente atenuado; AdV: adenovirus. A través de la inmunización con los virus vivos atenuados, negativos para nef u otros genes accesorios, se han logrado altos niveles de protección ante retos por vía intravenosa, oral o intrarrectal. Este modelo ha demostrado que es posible proteger contra un virus heterólogo (más de 20% de divergencia genética). Sin embargo, a pesar de estos resultados positivos, el desconocimiento de los mecanismos de atenuación y su posible reversión al genotipo/fenotipo original, no hace totalmente seguro el uso de este inmunógeno en humanos. Experimentos en esta dirección han demostrado que estos virus son capaces de provocar el SIDA en macacos neonatos [60]. En cuanto a vectores replicativos, los mejores resultados se han obtenido mediante la inmunización con virus vaccinia recombinantes solos o administrados en combinación con ADN o subunidades recombinantes (Tabla 1). Con otros vectores replicativos diferentes a los poxvirus, como el bacilo de Calmette-Guérin (BCG) o adenovirus no se han logrado resultados superiores en este modelo. Los mejores resultados en esquemas de inmunización con ADN fueron reportados por Haigwood y colaboradores [53], quienes hicieron un reto intrarrectal con VISmne en el macaco cangrejero (Macaca fascicularis), y como vacuna un ADN multigénico y obtuvieron 100% de protección. Es interesante que al combinar el ADN con gp160 recombinante o partículas semejantes a virus (VLP, del inglés virus-like particles) la protección bajó hasta 25%. Las subunidades recombinantes como gp140/gp110 de VISmac producida en baculovirus, gp130 producida en células de mamíferos, o la combinación de gp160 con pr55gag no han logrado generar una inmunidad protectora [38]. Los estudios con VLP sólo han tenido un efecto protector moderado [61]. Se ha demostrado también protección parcial con la transferencia pasiva de anticuerpos de macacos infectados con VIS, tanto en adultos [62] como en neonatos, contra reto por vía oral [54]. Sin embargo, otros estudios de reto intravenoso no han logrado los mismos resultados. El VIS como modelo presenta varias desventajas. En primer lugar es un virus diferente al VIH; por lo tanto, las proteínas de la envoltura, que son el blanco fundamental de los anticuerpos neutralizantes, son muy divergentes en ambos modelos. Además, la respuesta CTL específica tampoco muestra reactividad cruzada entre ambos virus. Otro dato a añadir es que el VIS usa sólo el correceptor CCR5 para entrar a la célula, mientras que el VIH usa, además, otros correceptores como CXCR4, CCR2, CCR3, Bob y Bonzo. No se conoce aún la correlación entre la patogenicidad de cepas de VIS y la de diferentes variantes del VIH, ni se ha podido identificar el tipo de respuesta responsable de la protección observada en algunos experimentos de reto. Por estos elementos, la calidad y eficacia de un candidato probado en este modelo no es necesariamente extrapolable a humanos. Modelo macacos y VIH-2 El VIH-2 fue aislado originalmente en África occidental y se ha propagado poco al resto del mundo. La homología de hasta 75% con algunos aislamientos de VISmac y VISsmn y la capacidad de infectar algunas especies de macacos, lo han hecho atractivo como modelo. Sin embargo, el VIH-2 desarrolla una infección con un curso sintomático más tardío que el del VIH-1. En algunos estudios se ha observado una variación considerable en la susceptibilidad de los macacos a la infección cuando se emplean diferentes cepas virales, a pesar de existir 90% de identidad entre las cepas usadas. Los pases del VIH-2 in vivo aumentan su infectividad en macacos y en algunos casos se puede lograr una infección persistente y una progresión patogénica. La Tabla 2 resume algunos de los experimentos de reto ensayados en este modelo usando como inmunógeno el VIH-2 inactivado, virus vivo y poxvirus recombinantes con genes del VIH-2. Algunos experimentos de transferencia pasiva de anticuerpos han demostrado que son suficientes para proteger a los macacos después de un reto intravenoso [62]. Tabla 2. Ejemplos de estudios de candidatos vacunales en los modelos VIH-2/macacos y VIH-1/chimpancés
IV: intravenoso; IR: intrarectal; VG: vaginal; OR: oral; NYVAC: virus vaccinia altamente atenuado; ALVAC: virus de la viruela de los canarios; AdV: adenovirus; VV: virus vaccinia. Modelo chimpancés y VIH-1 El VIH-1 es capaz de infectar chimpancés, si bien esta infección es moderada y no conlleva a la disminución del conteo de células CD4+ e inmunosupresión características del SIDA. La infección puede ser detectada en plasma por 2 a 3 meses después de la infección y estos niveles desaparecen por años. Se ha especulado que la ausencia de síntomas clínicos en este modelo pudiera estar relacionada con la incapacidad del VIH para infectar los macrófagos y monocitos provenientes de células germinales pluripotentes de médula ósea. El chimpancé tiene la limitación de que no permite estudiar la protección contra la enfermedad. Por otra parte, estos animales son escasos y muy costosos, lo que impone dificultades adicionales a su uso. En 1993, un chimpancé que había recibido numerosas inyecciones con VIH-1 entre 1984 y 1985 mostró una disminución persistente de su conteo de CD4+ y una progresión hacia la enfermedad. Este hecho ha abierto el debate acerca de la futura relevancia de este modelo en la evaluación de candidatos vacunales, pero hasta la fecha se trata de un hecho aislado que no se ha podido reproducir. Los estudios de candidatos vacunales han sido restringidos a las cepas tituladas en chimpancés (por ejemplo, HTLV-IIIB y SF-2). Estudios preliminares con proteínas de la envoltura purificadas a partir de viriones, péptidos de la gp41, Env recombinante y virus totalmente inactivados, no indujeron inmunidad protectora. La infección con un virus vaccinia recombinante que expresa el gen env indujo respuesta linfoproliferativa y actividad citotóxica CD4+, pero bajos niveles de anticuerpos que no fueron neutralizantes. Aunque habían desarrollado respuesta de memoria contra el VIH, estos animales no quedaron protegidos ante un nuevo reto [74]. La Tabla 2 muestra los resultados más recientes en chimpancés inmunizados
con adenovirus y ALVAC (virus de la viruela de los canarios) recombinantes para
genes del VIH-1 y con ADN desnudo. La correlación entre la protección y la respuesta
de anticuerpos neutralizantes y anti-V3 en este modelo ha estimulado la administración
pasiva de anticuerpos. La administración de suero de pacientes infectados con
un título elevado de anticuerpos contra la envoltura, mos- Modelo del SHIV en macacos La incapacidad del VIH para infectar productivamente a los macacos, limitaba enormemente la utilización de este modelo en los estudios de reto de los candidatos vacunales desarrollados. En 1991 se obtuvo por primera vez un virus híbrido entre el VIH y el VIS, el cual fue bautizado como SHIV (del inglés simian-human immunodeficiency virus) [76]. Este híbrido contenía los genes env y tat del VIH y el resto del material genético de su similar de los simios. Para sorpresa de muchos, este virus SHIV fue capaz de infectar macacos reso, aunque no reprodujo los síntomas característicos del SIDA en los monos inoculados. Con este primer virus híbrido se dispuso de un modelo de infección en macacos útil para estudios de protección contra infección, si bien este modelo aún no permitía concluir si los candidatos vacunales eran capaces de proteger contra la enfermedad. Poco después, varios laboratorios ya eran capaces de reproducir estos resultados y surgieron varias cepas de SHIV con diferentes características. Unos años más tarde se logró otro adelanto importante, cuando a través de pases sucesivos por macacos y en cultivo, se lograron aislar variantes agresivas del SHIV capaces no sólo de infectar macacos, sino de producir un síndrome similar al SIDA [77-81]. Estas cepas, adaptadas a multiplicarse en los animales, provocan depleción en los linfocitos CD4 y la muerte de los monos en menos de un año después del día de la inoculación. Después de estos hallazgos, se cuenta también con un modelo para evaluar la protección contra la enfermedad y la muerte. La Tabla 3 resume algunos ejemplos de cepas de SHIV obtenidas en los últimos años y sus principales características. Tabla 3. Algunos ejemplos de virus quiméricos simio/humano (SHIV) y sus características.
El modelo del SHIV ha sido cada vez más empleado en estudios de reto con candidatos vacunales, basados primero en la envoltura y más tarde en el gen tat. Algunos de los candidatos evaluados no han conferido protección [90-94], mientras que otros han logrado al menos reducir la viremia [95-97]. Afortunadamente también se han reportado resultados más alentadores. La inmunización de macacos con VIH inactivado logró proteger completamente a estos animales del reto con la cepa SHIV-4 [98]. Posteriormente, Letvin y colaboradores [99] protegieron a macacos del reto con SHIV-4 mediante la vacunación con una combinación de ADN y proteína de la envoltura. Más recientemente, Cafaro y colaboradores [100] fueron capaces de proteger a M. fascicularis contra un reto con SHIV 89.6P a través de la inmunización intramuscular con la proteína Tat, y este mismo grupo logró mejores resultados aún con la inmunización con plasmidios que expresan el gen tat. El éxito obtenido con este tipo de virus híbrido demostró que los factores que median la especificidad de especie del VIH, al menos en relación con los macacos, no se encuentran en la envoltura viral, o lo que es igual, que las limitaciones del VIH para infectar a macacos productivamente no están en los procesos de unión al receptor y fusión de membranas. Algunos experimentos sugieren que el bloqueo se encuentra en un paso posterior, aunque aún temprano, del ciclo replicativo, como el desnudamiento del virus o la transcripción inversa [87]. Como aún no se ha reportado la obtención de cepas viables de SHIV con los genes gag o pol del VIH, es muy probable que al menos uno de ellos sea responsable de esta restricción. Otra enseñanza que ha dejado el modelo de SHIV es que las propiedades patogénicas del virus tampoco parecen ser mediadas por la envoltura, ya que si bien los virus SHIV son inicialmente incapaces de provocar enfermedad, ésta va siendo seleccionada a través de pases consecutivos por animales. ¿Cuáles son las nuevas propiedades biológicas adquiridas por el virus que lo hacen patogénico? ¿Qué cambios genéticos están en su base? ¿Está la patogenicidad directamente vinculada con la capacidad replicativa del virus o con otras propiedades más complejas de la interacción virus-hospedante? Quizá el modelo del SHIV en macacos contribuya en el futuro a despejar alguna de estas incógnitas que aún existen en el proceso de patogénesis del SIDA. Por ahora, el SHIV a venido a cubrir un vacío muy importante en los modelos animales para la obtención de candidatos vacunales basados en las proteínas de la envoltura y Tat, pero aún tiene la gran limitante de que no permite evaluar otras vacunas basadas solamente en los antígenos Gag o Pol. Por las mismas razones, este modelo puede subestimar notablemente la capacidad protectora de vacunas que contienen múltiples proteínas virales. En resumen, hasta hoy no contamos con un modelo totalmente confiable para ensayar las vacunas de VIH. No obstante, se puede predecir que a medida que aumente el nivel de conocimiento sobre los mecanismos de patogénesis del SIDA se logre perfeccionar un modelo que reproduzca tanto la infección como la enfermedad. Esto representaría un paso de avance inapreciable en la batalla contra el SIDA. Referencias
Copyright Elfos Scientiae 2001
|
|