VIH

El HIV es un retrovirus del género Lentivirus de la familia Retroviridae. Ésta se caracteriza por poseer una enzima que cataliza la transcripción de DNA de doble cadena a partir del genoma viral formado por RNA de polaridad positiva.
Se conocen dos tipos virales: el HIV-1, de distribución universal, y el HIV-2, aislado en África Occidental en 1985 y endémico en esa región continental.

Estructura:
Está formado por un virión, que es una esfera icosahédrica con un diámetro aproximado de 100 nm. La envoltura externa contiene las glicoproteínas virales gp120 y gp41. Contactando con la envoltura viral se encuentra la proteína p17, y por dentro la cápside, en forma de pirámide truncada, formada por la p24. La cápside protege las dos hebras no complementarias del genoma viral, formadas por RNA positivo, múltiples moléculas de la transcriptasa inversa y proteínas pequeñas que podrían tener un papel regulador.

Genoma viral:
El genoma viral contiene al menos nueve genes virales, de los cuales los tres principales son comunes a todos los retrovirus(ver figura 3):
gag: La traducción del gen gag da como resultado cuatro polipéptidos que constituyen el core de la partícula del HIV. La proteína precursora se asocia con la membrana celular después de la traducción y se ensambla con el RNA viral para formar cores virales inmaduros, que son clivados por la proteasa viral en cuatro proteínas más pequeñas designadas p17 (o proteína de matriz), p24 (proteína de la cápside), p7 (nucleocápside) y p6.
pol: El gen pol codifica para una poliproteína que sirve como precursor para la proteasa, transcriptasa reversa e integrasa. Pol se sintetiza como una proteína fusionada con Gag. La proteasa viral cliva al polipéptido Pol y lo separa del Gag y lo sigue digiriendo para separar la proteasa (p10), transcriptasa reversa (p66/51) e integrasa (p32).
env: El gen env codifica para la poliproteína gp160, que por acción de la proteasa genera las glicoproteínas de la envoltura gp120 y 41. La gp41 está unida a la membrana por un segmento de transmembrana, mientras que gp120 se conecta a la envoltura a través de uniones no covalentes con gp41. Este complejo media la unión con la proteína CD4 en células blanco. La gp120 se pliega en 5 pequeñas regiones hipervariables, designadas como V1 a V5 cuyas secuencias de aminoácidos son ampliamente divergentes entre aislamientos de HIV. Una de estas regiones, el V3 "loop", se encuentra entre los aminoácidos 296 a 331, unidos por un puente disulfuro .El V3 "loop" no está involucrado en la unión con el CD4, pero parece ser un determinante importante del tropismo hacia macrófago o linfocito en HIV-1. Esta región es el principal blanco para anticuerpos neutralizantes que bloquean la infectividad viral.
La proteína gp41 contiene un dominio N-terminal fusogénico que promueve la entrada viral. Este dominio es responsable también de la formación de sincicios entre células infectadas y células CD4+ no infectadas.
Los otros productos genómicos del HIV: tat, rev, nef y vpr intervienen para regular el ciclo viral (nef también afecta la infectividad viral). Los productos virales vif y vpu tienen que ver con la infectividad viral y la maduración de la partícula viral respectivamente.
Los nueve genes del HIV pueden agruparse en categorías de acuerdo a la función de los productos para los que codifican.
El genoma viral está flanqueado por secuencias repetitivas (LTRs). Los LTRs contienen sitios de unión para proteínas celulares que pueden activar la transcripción viral y que también están bajo el control de señales virales. La compleja regulación del HIV le permite al virus establecer latencia celular, responder rápidamente a varias señales y sintetizar altos niveles de proteínas virales y viriones.

La variación genética del virus del VIH:
La gran heterogeneidad genética del VIH-1 es el resultado de la elevada tasa de mutación que se genera durante la replicación del ARN viral. La tasa de mutación se define como el número de bases incorrectamente incorporadas por nucleótido y por ciclo de replicación. Representa el número de veces que la ARN polimerasa incorpora un nucleótido erróneo y es del orden de 10-3-10-5 sustituciones/nucleótido/ciclo replicativo en virus ARN. La razón principal de la alta tasa de mutación es que las ARN polimerasas y las retrotranscriptasas (RT) carecen de una actividad exonucleasa 3´-5´ denominada actividad editorial, así se incrementa la probabilidad de incorporación equívoca de nucleótidos cuando se compara con las ADN polimerasas que, por lo general, tienen mecanismos de corrección y reparación4. La variación genética en los virus ARN no sólo puede ocurrir por mutaciones puntuales (transiciones y transversiones), sino también por adiciones y deleciones, por recombinación homóloga y no homóloga y por reordenamiento de segmentos genómicos.
Las poblaciones de virus ARN replican como distribuciones complejas de genomas diferentes pero genéticamente relacionadas, denominadas cuasiespecies. Toda población de virus ARN presenta una secuencia definida estadísticamente llamada secuencia promedio o consenso, que tiene en cada posición el nucleótido más frecuente del conjunto de moléculas de la población. Cada genoma viral puede diferir del consenso en un número distinto de posiciones nucleotídicas. Las cuasiespecies constituyen un reservorio de variantes virales, que representan un amplio rango de fenotipos con respecto a virulencia, tropismo, cinética de replicación y composición antigénica.
El tamaño poblacional es de gran importancia en la heterogeneidad genética. En un individuo infectado por el VIH-1 puede existir del orden de 109 a 1012 viriones, siendo el recambio de viriones y de células infectadas muy elevado. Por tanto, el control de las enfermedades infecciosas causadas por virus ARN, entre ellas el SIDA/VIH, constituye una tarea difícil por la gran plasticidad genética y el enorme potencial evolutivo del VIH-1 y 2.
Las cepas del VIH-1 que circulan alrededor del mundo presentan gran heterogeneidad de genotipos y de subtipos virales. Los análisis filogenéticos obtenidos con base en sus secuencias génicas, principalmente de los genes pol y env, han revelado dos grandes grupos dentro del VIH-1: el grupo M (“main” o principal), subdividido en 10 subtipos hasta el momento (A-J) y el grupo O (“outlier”), con varios aislados muy divergentes entre sí. Para el VIH-2 se han descrito 6 subtipos (A-F). El subtipo A del VIH-1 y en menor medida el B, son los más frecuentes a nivel mundial. Los subtipos C, D y E, y quizá el F, podrían comportarse como no patogénicos en el ser humano.
La variación en la secuencia de aminoácidos de la proteína gp 120 entre los subtipos del VIH-1 es mayor que la observada en un mismo individuo o en un subtipo Dentro de un mismo subtipo, los aislados varían entre 3% y 23% en su secuencia de nucleótidos. La divergencia genética entre distintos subtipos del VIH-1 oscila en torno a 20% y 30% dentro del grupo M, y en más de 35% entre los aislados del grupo M y del O, si consideramos la secuencia genética del gen env que codifica a las proteínas de superficie19. Los virus del grupo O del VIH-1 presentan un grado de variabilidad mayor, aunque no han sido clasificados en subtipos por el bajo número de aislados caracterizados hasta la fecha. La divergencia genética entre los subtipos del grupo M es de 14% en la región gag21. Además, las secuencias nucleotídicas del VIH-1 identificadas hasta ahora sólo tienen 50% de homología con las del VIH-2. Las distancias genéticas entre subtipos son, en promedio, dos veces mayores que para aislados separados del mismo subtipo. Los subtipos de la mayoría de los aislados del VIH-1 son congruentes para gag y env; sin embargo, los subtipos E y G son variantes mosaico, esto es, con env de E y G, respectivamente, pero gag de A.

Ciclo de replicación viral:
El ciclo de replicación del HIV (ver figura 4) comienza con la unión específica del virión a la célula huésped, esta unión está mediada por la interacción de la glicoproteina gp120 con el receptor CD4 de la célula. La fusión de las membranas se completa por la acción de los receptores de quimoquinas CCR5 y CXCR4 presentes en la célula que actúan como co-receptores. Esta unión provoca un cambio conformacional en la glicoproteina gp 41 que permite la exposición e interacción del péptido de fusión, presente en esta proteína, con la membrana celular. Luego de la fusión, se produce la entrada de la cápside viral al citoplasma celular, una vez adentro, las proteínas se mantendrán asociadas al ARN hasta que comience la transcripción. La enzima transcriptasa reversa inicia la síntesis del ADN a partir del ARN viral por el extremo 5’ del LTR, copia las regiones U5 y R del 5’ LTR, y luego salta al extremo 3’ de la cadena de ARN, donde la nueva región R sintetizada de ADN se une a la región 3’ LTR. Luego continúa a través de U3 de la región 3’ LTR dando lugar a un híbrido ADN/ARN. El ARN viral parental es degradado por la misma enzima. Posteriormente se genera una segunda cadena de ADN de polaridad positiva, como copia de la primera. Una vez sintetizado el ADN doble cadena puede circularizarse formando 2 LTRs o 1 LTR, permanecer en forma lineal e integrarse al ADN celular luego de migrar hacia el núcleo o acumularse como ADN extracromosómico en las tres formas mencionadas. A partir del provirus (ADN viral integrado) se sintetizan ARN mensajeros que pueden ser traducidos a proteínas o servir como genomas de la nueva progenie viral. Las proteínas de la estructura se sintetizan como poliproteínas y una vez clivadas y glicosiladas se ubican en la membrana celular. Las proteínas reguladoras se asocian al ARN y adquieren la envoltura durante el proceso de brotación. La liberación de los viriones puede producirse rápidamente causando la lisis celular (ciclo lítico) o de forma más lenta conservándose la integridad de la célula (ciclo lisogénico).