FAMILIA RETROVIRIDAE Dra. Dora Ruchansky Prof. Adjunta del Dpto. Bacteriologia y Virologia. Facultad de Medicina – U.D.E.L.A.R

Clasificación de acuerdo a morfología: FAMILIA SUBFAMILIA GENERO EJEMPLOS Retroviridae Orthoretrovirinae Alpharetrovirus Virus del sarcoma y leucemia de aves (AVL)* Betaretrovirus Virus de tumor mamario de ratón (MMTV)* Gammaretrovirus Virus relacionado con leucemia de ratón (Mo-MLV)* Deltaretrovirus Virus linfotrópico humano de células T (HTLV-1, HTLV-2)* Virus linfotrópico bovino ( BLV)* Lentivirus Virus de la inmunodeficiencia humana (HIV-1, HIV-2)* Virus de la inmunodeficiencia Simia (SIV)* Epsilonretrovirus Wally dermal sarcoma virus Spumaretrovirinae Spumavirus Espumavirus Humano (HFV)* Clasificación de acuerdo a morfología: Tipo A: Partículas intracisternales, esféricas de 60- 90 nm en diámetro con lumen central, consideradas como formas virales inmaduras no patógenas (A) Tipo B. Virión acéntrico, en forma de anillo,(B) Tipo C: Partículas de 90-110 nm de diámetro, nucleocapside central. C Tipo D: Similares a las B con espículas más prominentes B C D A

ESTRUCTURA DE LOS RETROVIRUS Virus esférico envuelto Diametro: 90 – 130 nm Pequeñas proyecciones en su superficie Nucleocapside esférica o en cono truncado 2% de ácido nucleico.(2 ARN (+) y 1 ARNt (trp, pro,lys). Su tamaño varía entre 8 a 11 kb. Sigla Proteina Función MA Matriz Proteina de la matriz (gen gag) CA Capside Proteinas de la capside (gen gag); protege al core. NC Nucleocapside Proteina de la capside (gen gag); protege al genoma, forma parte del core. PR Proteasa Esencial para el clivaje de la proteina Gag durante la maduración RT Transcriptasa Reversa Retrotranscripción del RNA genómico, también tiene actividad RNAsaH IN Integrasa Codificada por el gen pol, es necesaria para la integración del provirus SU Glicoproteínas de superficie Proteínas externas de la envoltura; Antigeno viral muy importante. Interviene en la union al receptor. TM Proteina transmembrana Glicoproteinas internas de la envoltura madura

VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA Familia Retroviridae Subfamilia Orthoretrovirinae Género Lentivirus Tipos: VIH-1 y VIH-2 Virus esférico envuelto (90–130 nm) Genoma: 2 hebras simples de ARN + Proteínas de Superficie gp120-gp41 // gp105-gp36 Polimerasas unidas al ARN p65/51; p31 // p68 – p34 Proteinas del Core p17 -p24 // p16 - p26 p7 (NC) p32 (IN) p10 (PR) p66,p51 (RT) p17 (MA) p24 (CA) envoltura gp120 (SU) ARN+ gp 41 (TM)

Organización genómica del HIV-1

SALTO INTER- ESPECIE DESDE PRIMATES NO HUMANOS ORIGEN DEL VIH SALTO INTER- ESPECIE DESDE PRIMATES NO HUMANOS sooty mangabeys reservorio SIV sm HIV-2 Pan troglodytes troglodytes reservorio del SIV cpz HIV-1 AS YOU KNOW Two types of HIV with differences in progression to Motivation use HIV-2 to learn how to make HIV-1 less cytopathic 7

¿Cómo saltó el virus simio (SIV) a los humanos? Se cree que el virus simio se propagó de los chimpancés a los humanos, mediante la matanza de los animales y el consumo de su carne. Mascotas de primates no humanas. 8

Diversidad Genética del VIH TIPO GRUPO SUBTIPO RECOMBINANTES M (mayor) A,B,C,D,”E”,F G,H,”I”,J,K,L HIV-1 O (outlier) N (no M, no O) P HIV-2 A,B,C,D,E,F A/E, B/F, A/G A/G/H/K/U

enfermedades oportunistas CICLO DEL VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA Muerte celular Destrucción sist. Inmunologico enfermedades oportunistas SIDA Células blanco: Linfocitos T CD4, Monocitos, Macrofagos, Cél de Langherans, Cél dendríticas

Infección asintomática pero progresiva HISTORIA NATURAL DE LA INFECCION POR VIH Primoinfección Infección asintomática pero progresiva SIDA Riesgo de transmisión Diversidad viral Anticuerpo VIH Cel T Citotóxicas CD8+ Cel T CD4+ 4-8 semanas aprox. 10 años 2-3 años

Terapia antirretroviral (TARV) La finalidad del Tratamiento Antiretroviral (TARV) es reducir al máximo y durante el mayor tiempo la replicación viral.El otro objetivo es preservar o restaurar el sistema inmune de la persona infectada. Su aplicación, de acuerdo a las buenas prácticas clínicas ha disminuído la morbimortalidad y ha logrado una sustancial mejoría en la calidad de vida y años de sobrevida de los pacientes. Inhibidores de la retrotranscripción Inhibidores de la Fusión Inhibidores de la Proteasa Inhibidores de la Integrasa

FACTORES DE VARIABILIDAD GENETICA DEL VIH Alta tasa de mutación: 1 nucleótido/genoma/ciclo Recombinación: ~ 7-30/genoma/ciclo Rápida replicación: 4,4 x 1010/ partículas virales/día Taylor et al, N Engl J Med 2008;358:1590-602.

FACTORES DE VARIABILIDAD GENETICA DEL VIH Recombinación retroviral: Coinfección de subtipos distintos CRF: formas recombinantes circulantes, URF : formas recombinantes únicas

ESTRUCTURA GENÓMICA DE LAS FORMAS RECOMBINANTES CRFs URFs A B C D E F G H J K Sin Clasificar Sin Secuenciar http://www.hiv.lanl.gov/content/sequence/HIV/CRFs/CRFs.html

Impacto de la Variabilidad Genética en la Epidemia de VIH Transmisión y Progresión de la enfermedad Resistencia antirretroviral Diagnóstico y Monitoreo Formulación de Vacunas Evolución de la Pandemia

DIAGNOSTICO DE LABORATORIO Estudio de respuesta inmune humoral: IgM, IgA, IgG Test de Tamizaje : Enzimo inmuno análisis (EIA) Test rápidos Aglutinación de partículas Test Confirmatorios Western Blot (WB) Ensayo en Línea (LIA) Detección directa de presencia viral Estudio de Proteinas virales (Ag p24) Estudio de Acidos nucleicos: ADN proviral ARN viral

Estudio de respuesta inmune humoral: IgM, IgA, IgG Los test serológicos se basan en la interacción Antígeno – Anticuerpo. Test de Tamizaje Son altamente sensibles para poder detectar los Ac en la muestra. Detectan anticuerpos para HIV-1 y HIV-2 (sin lograr discriminar) Detectan anticuerpos contra grupo M y O Antígenos: Lisado total de virus, Proteinas recombinantes, Peptidos sintéticos Test Confirmatorios Son altamente específicos para confirmar con certeza la presencia de Ac. Específicos contra HIV. Pueden discriminar infección por HIV-1 o por HIV-2

EIA 4ª GENERACION Sustrato E E Muy buena especificidad HIV-2 env HIV-1 env HIV-1 pol E Soporte Solido HIV-1gag HIV-O HIV-2 Sustrato EIA 4ª GENERACION Proteinas recombinantes Peptidos sinteticos Ac paciente Ag viral Ac conjugado HIV-2 env HIV-1 env HIV-1gag HIV-O E Muy buena especificidad Detecta bajos títulos de Anticuerpos (seroconversión) Buena sensibilidad para Ac. anti HIV-2 y Ac. anti grupo M y O de HIV-1, Detecta IgG e IgM Detecta Ag virales HIV-1 (grupo M y O) HIV-2

TEST RAPIDOS

TEST CONFIRMATORIOS LIA WB mejorado Western Blot Criterios: ID muestra 3.+ 1+ +/- gp120 gp 41 p31 p24 P17 gp105 gp36 Criterios: WB Positivo: p24,gp41,gp120/160 (p24 con al menos otra) WB Negativo: Ausencia total de Bandas

Algoritmo para el diagnóstico serológico de la infección por VIH No Reactivo informar Técnicas de Tamizaje Laboratorio Periférico Banco de Sangre Reactivo Laboratorio de Referencia 2 Técnicas de Tamizaje Distinta Configuración antigénica No Reactivo (-/-) informar Reactivo (+/+) Discordante (+/-) WESTERN BLOT INFORMAR Positivo * Indeterminado Negativo Repetir serología en 30 días

Aplicación de Técnicas de Biologia Molecular en la Infección por VIH ADN proviral PCR (cualitativa) Carga Viral (cuantitativa) Test de Resistencia ARN viral

Aplicación de Técnicas de Biologia Molecular en la Infección por HIV Detección cualitativa de Acido Nucleico (ADN proviral o ARN viral) Diagnóstico en niños nacidos de madres seropositivas. Serología indeterminada Hipoglobulinemia Detección cuantitativa de Acido Nucleico (ARN viral) Carga Viral ( nº copias de ARN v/ml) en pacientes infectados Inicio de tratamiento Evaluación de tratamiento Cambios de tratamiento Estudios de variabilidad genética del VIH Caracterización molecular de tipos (VIH1-VIH2), subtipos y recombinantes Estudio resistencia a drogas antiretrovirales

infectado serorrevertido IgA en sangre: indicador de una respuesta inmunológica específica a la infección viral en el niño.

Seguimiento en el laboratorio del niño nacido de madre VIH + 48 hs – 2 semanas de vida 1 – 2 meses de vida >5 meses de vida PCR, Elisa, Western Blot PCR - PCR+- PCR Carga Viral Población Linfocitaria PCR PCR - PCR + PCR + PCR - PCR Carga Viral Población Linfocitaria PCR Carga Viral Población Linfocitaria PCR PCR PCR + PCR - PCR + PCR - PCR + PCR - PCR - infectado Infección poco probable nueva PCR nueva PCR

Seguimiento en el laboratorio del niño nacido de madre VIH + Diagnostico de no infección: 3 PCR – 2 muestras negativas en dos momentos distintos en niños >1 mes de vida, más 1 muestra negativa en > 4 meses de vida Diagnostico de infección: 3 PCR + 3 muestras positivas en dos momentos distintos y al menos una de ellas en niños > 4 meses Diagnostico de serorreversión: 2 o más muestras con ELISA y Western Blot negativos entre los 6 y 18 meses de edad y dosificación de inmunoglobulinas normales En todos los casos seguir con ELISA hasta 18 meses de edad

El LABORATORIO de VIROLOGÍA EN LA INFECCIÓN POR VIH EN PEDIATRIA Diagnostico de la Infección por VIH Niños mayores de 18 meses: ELISA - Western Blot Niños menores de 18 meses: Determinación Cualitativa ADN proviral ARN viral Seguimiento de Niños infectados Carga Viral : nº de copias de ARN v/ ml Inicio de tratamiento Evaluación de tratamiento Cambios de tratamiento Estudio de Resistencia a drogas antirretrovirales

Distribución mundial de niños y adultos viviendo con VIH / 2009 Principales vías de transmisión por región. Total: 33,3 (31,4– 35,3) millones Europa occidental y central 820 000 HSH, UDI África del norte y Oriente Medio 460 000 HSex, UDI África subsahariana 22,5 millones HSex Europa oriental y Asia central 1,4 millones UDI Asia meridional y sudoriental 4,1millones Oceanía 57 000 HSH América del Norte 1,5millones HSex, HSH, UDI Caribe 240 000 HSex, HSH América Latina Asia oriental 770 000 HSex, UDI, HSH HSex: Heterosexual, HSH: hombres que tienen relaciones sexuales con hombres, UDI: Usuarios de Drogas Inyectables.

Distribución Geográfica del VIH Tipos, Subtipos y CRFs B A A,B A,B, C,D B,A,C,D,G A,C,D,F A,D,E,O B,D B/F CRF B/C ,C VIH-1 VIH-2

Epidemia de VIH en Uruguay Epidemia Concentrada: baja prevalencia en población total (< al 1% )y la prevalencia mayor de 5% en grupos de población clave. Total de casos notificados a 7/ 2010: 13405 (VIH = 9443; SIDA = 3962) Prevalencia en Población general: 0,42% (2008) Prevalencia en poblaciones vulnerables: - UDI = 18.5% (2004) - Usuarios cocaína no inyectable: 9.5% (2004) - Trabajadores sexuales masculinos: 19.3% (2008-09) - Trans 36.5% - HSH: 9% (2008-09) - PPL: 5.5% (2008) MSP. ONUSIDA. PITS/SIDA. FCS. OPS. 2008/2009. Informe Epidemiológico VIH/SIDA, DEVISA. MSP, 2010.

Epidemia de VIH en Uruguay En relación al análisis geográfico, 75% de los casos de VIH notificados en Montevideo 25% restante al interior, (> Canelones y Maldonado; siguen Rivera, Tacuarembo, Paysandú y Colonia. En relación al sexo (casos notificados 1/2005- 7/2010) 54.1% población de varones 45.9% población de mujeres En relación a la edad Edad de máxima incidencia entre 25 y 34 años, aunque afecta a todos los grupos etarios.

Mecanismos de Transmisión VIH en Uruguay Sexual Sanguínea Vertical Informe Epidemiológico ITS -VIH/Sida – Diciembre 2010 Mecanismos de Transmisión VIH en Uruguay

Epidemia de VIH en Uruguay Distribución porcentual de genotipos* 0.01 H K J G A 2 F2 Recombinantes BF 50,9% Subtipo B 45,6 % Subtipo D 0,58 % Subtipo F1 1,16% Subtipo A1 0,58 % Subtipo C 1,16 % 89 71 90 99 9 4 9 9 *Ruchansky,D, et al. XVCongreso Panamericano de Infectologia Uruguay 2011#SP1A006 Ruchansky D et al. 2009 AIDS Res Hum Retroviruses 25, 351-6.

Objetivos de la estrategia de ONUSIDA para 2015: Reducir a la mitad la transmisión sexual del VIH, también entre los jóvenes, los hombres que tienen relaciones sexuales con hombres y dentro del contexto del trabajo sexual. Eliminar la transmisión vertical del VIH y reducir a la mitad la mortalidad materna relacionada con el sida. Prevenir todas las nuevas infecciones por el VIH entre usuarios de drogas. Acceso universal a la terapia antirretrovírica para las personas que viven con el VIH que son elegibles para recibirla. Reducir a la mitad las muertes por tuberculosis en personas que viven con el VIH. Incluir en las estrategias de protección social nacionales a las personas que viven con el VIH y a los hogares afectados por el virus, quienes además tienen acceso a servicios de atención y apoyo esenciales. Reducir a la mitad el número de países con leyes y prácticas punitivas en torno a la transmisión del VIH, el trabajo sexual, el consumo de drogas o la homosexualidad que bloquean las respuestas efectivas. Eliminar en la mitad de los países que las imponen las restricciones en la entrada, estancia y residencia relacionadas con el VIH. Abordar las necesidades relacionadas con el VIH de mujeres y niñas en, al menos, la mitad de las respuestas nacionales al VIH. Tolerancia cero con la violencia de género.

Bibliografía: Temas de Bacteriología y Virología Médica. 3º Edición. 2008 Oficina del Libro FEFMUR Fields Virology. David M. Knipe and Peter M. Howley. Fifth edition. Lippincott Williams and Wilkins. 2007. HIV/AIDS epidemiology, pathogenesis, prevention, and treatment. Lancet. 2006 Aug 5 ;368(9534):489-504. The challenge of HIV-1 subtype diversity. Taylor BS, Sobieszczyk ME, McCutchan FE, Hammer SM. N Engl J Med. 2008 Apr 10; 358(15):1590-602. http://www.msp.gub.uy/homepidemiologia_198_1.html http://www.unaids.org/es/