A apoptose, também conhecida como morte celular programada de tipo I, é um processo biológico fundamental no corpo que ocorre sem inflamação ou lesão dos tecidos circundantes; está envolvida no desenvolvimento embrionário, regulação hormonal, inflamação e produção de tumores. Uma regulação anormal da apoptose pode perturbar o equilíbrio entre a proliferação celular e a morte; uma diminuição da apoptose pode levar ao desenvolvimento de tumores malignos ou doenças auto-imunes; inversamente, um aumento da apoptose pode levar a doenças neurodegenerativas ou imunossupressão. Portanto, a manutenção do equilíbrio do sistema apoptótico é importante nos processos fisiológicos do corpo.
Uma variedade de factores fisiológicos e fisiopatológicos pode promover a apoptose, um processo dependente da energia que utiliza a activação de uma série de caspases de protease cisteína para conduzir a vias de sinalização apoptóticas. Dependendo do estímulo externo, a sinalização apoptótica é dividida na via intrínseca ou via mitocondrial, que foi concebida para envolver membros da família das proteínas Bcl-2 e proteínas mitocondriais, e a via extrínseca, que é mediada por Este último é mediado por sinais de estímulo extracelular através de Receptores de Morte (DR). A autofagia, também conhecida como morte celular programada tipo II, é um mecanismo altamente conservado de morte celular, um mecanismo complexo que leva à sobrevivência celular e à morte quando as células passam fome de organelas danificadas ou de componentes intracelulares através da autofagia. Apoptose e autofagia não se excluem mutuamente e os dois reguladores das vias de sinalização celular coordenam-se um com o outro.
A estimulação externa do sistema imunitário do organismo induz a proliferação de linfócitos específicos de antigénios e agentes patogénicos claros, e a apoptose desempenha um papel importante na cessação do processo imunitário adquirido, um processo que envolve a proliferação e diferenciação das células T em células T effector em resposta à estimulação antigénica; a maioria das células effector diferenciadas entra num estado depauperado para prevenir o desenvolvimento de doenças auto-imunes; algumas células T sobrevivem para funcionar como as células de memória sobrevivem para funcionar. O processo apoptótico reduz as células T activadas e termina a resposta imunitária, tornando-se a morte celular induzida pela activação (AICD).
O vírus da imunodeficiência humana (VIH) pode induzir apoptose em células imunitárias, especialmente as células T CD4+, e este documento analisa os mecanismos envolvidos na apoptose pelo VIH.
1. estrutura do HIV-1.
O VIH-1 é um retrovírus e um membro da família do lentivírus. As infecções lentivíricas manifestam-se geralmente como um processo de doença crónica, latência clínica a longo prazo, replicação virológica sustentada e envolvimento do sistema nervoso central. O vírus da imunodeficiência dos macacos (SIV) e o vírus da imunodeficiência felina (FIV) são exemplos típicos de infecções lentivíricas. O VIH-1 e o VIH-2 são extremamente semelhantes sob o microscópio electrónico, mas os seus pesos moleculares de proteínas e genes acessórios são completamente diferentes, e o VIH-2 é geneticamente mais próximo do SIV encontrado em macacos de pelagem branca do que do VIH-1, pelo que se especula que o VIH possa ter sido transmitido pelos macacos aos seres humanos. Tanto o VIH-1 como o VIH-2 podem replicar-se em células CD4 e são agentes patogénicos que causam doenças em indivíduos infectados.
As partículas virais HIV-1 têm 100 nm de diâmetro e estão rodeadas por uma membrana lipoproteica. Cada partícula viral contém 72 complexos de glicoproteínas, que são integrados na membrana lipídica. Cada complexo de glicoproteína consiste num trímero da glicoproteína extrínseca gp120 e da proteína transmembrana gp41. gp120 e gp41 são ligados frouxamente e podem ser libertados espontaneamente no ambiente local. gp120 é detectado no soro e nos tecidos linfóides dos doentes infectados com VIH. Durante o crescimento viral, liga-se também a diferentes proteínas hospedeiras tais como HLA-I ou II na membrana da célula hospedeira à sua própria camada de lipoproteína, ou à proteína de adesão ICAM-I para promover a adsorção viral a outras células alvo. A proteína matriz p17 é distribuída no lado interno da membrana lipoproteica viral e a proteína viral p24 contém duas cópias do HIV-RNA; as partículas virais do HIV-1 também incluem enzimas necessárias para replicação viral, tais como a transcriptase RT inversa, a integrase p32, e a protease p11.
A estrutura típica do genoma retroviral contém principalmente sequências de repetição terminal (LTR) de 5 e 3 longos, genes gag, pol e env. As sequências de repetição terminal longas são as duas extremidades do genoma viral que não codificam proteínas virais e estão ligadas ao ADN da célula hospedeira após integração do ADN viral no genoma da célula hospedeira. os genes env e gag codificam glicoproteínas citosólicas virais e nucleocapsids; os genes pol codificam transcriptase inversa e outras enzimas. Além disso, seis genes estão incluídos no genoma HIV, nomeadamente vif, vpu, vpr, tat, rev e nef.
As proteínas Tat e rev são proteínas reguladoras que se ligam a regiões específicas de RNA viral no núcleo e são o elemento de resposta de trans-activação do LTR e o elemento de resposta do gene citosólico viral da glicoproteína env, respectivamente. A proteína T1 do regulador do ciclo celular é um co-factor celular essencial para o Tat. tat. tat e as proteínas rev estimulam a transcrição do ADN proviral HIV-1 para o RNA, iniciam o alongamento do RNA e facilitam a translocação do RNA HIV do núcleo para o citoplasma.
As proteínas vpr são necessárias para a replicação do vírus HIV em células não-divididas; estudos actuais mostram que as proteínas vpr bloqueiam a paragem do ciclo celular na fase G2; também translocam complexos de pré-integração viral para o núcleo.
As proteínas Nef têm múltiplas funções dentro da célula. Foi demonstrado que as proteínas Nef induzem a desregulação da expressão da molécula CD4 e HLA-I na superfície das células infectadas pelo HIV-1. As proteínas Nef ligam-se a muitas proteínas de vias de sinalização e interferem com a activação de linfócitos T. Foi também demonstrado que a eliminação do gene Nef atrasa a replicação viral mas não impede a produção de SIDA.
As proteínas Vpu estão envolvidas no crescimento de vírus HIV e as mutações no gene vpu causam a permanência de partículas HIV na superfície da célula hospedeira. vpu está envolvido na degradação do complexo CD4-gp120 no retículo endoplasmático, permitindo ao gp160 entrar na reciclagem e formar novos viriões HIV.
A proteína Vif desempenha um papel importante na replicação do VIH. Os vírus vif deficientes do VIH não se podem replicar nas células T CD4+ e macrófagos, ou seja, não se podem replicar nestas células “não permissivas”, enquanto que as estirpes selvagens que contêm o gene vif se podem replicar nestas células. Estudos demonstraram que a replicação do HIV é executada pela presença ou ausência de um repressor celular, o APOBEC3G endógeno, que é uma enzima de edição intracelular de RNA que desaminam a citosina no mRNA para formar uracil, levando à acumulação de G e A mutantes e consequentemente à degradação do DNA viral. vif bloqueia a actividade inibitória do APOBEC3G, ligando-se ao APOBEC3G para formar um complexo. Na ausência do vif, o APOBEC3G foi integrado em partículas virais recém-formadas e subsequentemente bloqueou a formação de DNA proviral em células-alvo infectadas; na presença da proteína vif, o APOBEC3G ligado à proteína vif foi degradado pelo sistema de ubiquitinação e não se conseguiu integrar em partículas virais recém-formadas. As conclusões acima sugerem que o APOBEC3G é um mecanismo de auto-protecção celular, mas vif é uma proteína que o vírus HIV contraria a função do APOBEC3G, resultando em que o vírus HIV se escapa ao processo de auto-limpeza intracelular.
2. vírus HIV e apoptose de células imunitárias.
O vírus HIV infecta células imunitárias, levando a uma diminuição gradual das células T CD4+, a um declínio gradual da função imunológica do corpo e a várias infecções oportunistas. A proteína envolvente do HIV Envolve-se com moléculas CD4 na superfície das células imunitárias, levando à replicação do vírus HIV nas células CD4, resultando na eventual morte celular. As células CD4+ maduras são as células-chave efetoras da resposta imunológica antiviral e pensava-se anteriormente que a imunodeficiência associada ao VIH era o resultado da morte mediada pelo vírus das células T CD4+, mas esta visão é considerada demasiado simplista com base no entendimento actual dos mecanismos de redução das células T CD4+. Foram apresentadas várias hipóteses para a redução de células T CD4+ devido ao VIH: estas incluem a produção de danos às células T no timo e a localização de linfócitos T específicos do vírus no tecido linfóide, o que altera o equilíbrio da proliferação de células T CD4+ e leva à apoptose induzida pelo VIH. Há provas crescentes de que a apoptose de linfócitos induzida pelo VIH é uma causa importante de destruição do sistema imunitário devido à infecção pelo VIH. Devido à replicação contínua das partículas virais do VIH, a infecção pelo VIH leva a uma taxa acelerada de renovação das células T in vivo, resultando numa multiplicação acelerada das células T, controlando estas últimas o número de células T através do aumento da apoptose em condições fisiológicas normais. Além disso, o VIH leva à evasão imunológica ao desencadear mecanismos apoptóticos dentro das células; os mecanismos moleculares de evasão imunológica do VIH incluem a mutação viral rápida e a desregulamentação da expressão da molécula MHC da célula hospedeira.
Os mecanismos moleculares da apoptose linfocitária associada ao VIH incluem: morte directa de células alvo infectadas pelo vírus VIH; morte de células espectadoras devido a proteínas virais pró-apoptóticas libertadas a partir de células infectadas; morte de células efectoras específicas do VIH aquando do recrutamento para tecidos linfóides infectados; e alterações nas moléculas reguladoras da apoptose intracelular.
A apoptose é uma forma importante de morte celular que é regulada pela via de sinalização de células apoptóticas, que é uma forma importante de manter a homeostase linfocitária in vivo. Além disso, na resposta imunitária aos antigénios estranhos, a apoptose requer uma redução na maioria das células T específicas de antigénios, a fim de bloquear a resposta auto-imune. A apoptose é realizada através de duas vias principais de transdução: morte celular induzida por activação (AICD), que é mediada principalmente por receptores de morte (via de sinalização exógena), e morte autónoma por célula T activada (ACAD). Esta última é mediada por proteínas relacionadas com o BCL-2 (via de sinalização endógena). A via de sinalização apoptótica exógena é desencadeada pela ligação dos receptores de morte da família do factor de necrose tumoral e seus ligandos; a via de sinalização apoptótica endógena é desencadeada pela transdução do receptor intracelular para mitocôndrias.
Após a infecção aguda pelo VIH, as lesões das células T CD4+ resultam em “balonamento”, a formação de sinócitos e apoptose das células infectadas e células circundantes. gp120-gp41, o complexo genómico de citosesoproteínas T do VIH, é a principal molécula indutora de apoptose, causando apoptose em células infectadas e células circundantes. A molécula Env expressa no citosol das células infectadas é capaz de se ligar a moléculas CD4 e cofactores, levando à fusão celular-célula e o sincício resultante levando à apoptose. O sincício induzido pelo HIV ou SIV e a contagem reduzida de células CD4 são responsáveis pela patogénese da SIDA. Nos gânglios linfáticos dos indivíduos seropositivos, os marcadores de sincronia expressam a apoptose precoce. A apoptose da sincronia não é mediada pelas vias de condução do Fas e do factor de necrose tumoral 1, mas as células T infectadas pelo VIH são mais sensíveis à via de condução da apoptose mediada pelo Fas, e esta susceptibilidade pode ser induzida por produtos seropositivos como o vpu. Células infectadas expressando Env fusível com células que expressam o complexo CD4-CXCR4 para formar sincícia, que induzem apoptose através de uma via de condução dependente da mitocôndria que é mediada pela upregulação da via de sinalização da ciclina B-CDK1 e do alvo mamífero da rapamicina (mTOR) nuclear a localização é realizada. Isto leva à fosforilação mediada por mTOR da serina p53 15 (p53ser15), upregulação da expressão da proteína BAX dependente de P53 e activação da via de transdução mitocondrial, ou seja, a proteína BAX insere-se na membrana mitocondrial, libertando o citocromo C e activando a via de transdução caspase e a apoptose. Estudos demonstraram um aumento da expressão de moléculas de ciclina B e mTOR no sangue periférico e células linfonodais de doentes infectados com VIH, com estas últimas correlacionadas com fosforilação da proteína serina 15 (p53ser15) e carga viral p53. Além disso, quando as células T do sangue periférico CD4+ foram fortemente infectadas com o vírus HIV in vitro, a morte e necrose celular foram associadas, mas não à apoptose.
Para além da proteína viral HIV Env, várias outras proteínas virais podem desencadear vias de sinalização apoptóticas tanto em células infectadas como não infectadas. A via endógena é activada pela proteína viral vpr, que leva à rápida decomposição do potencial da membrana mitocondrial, libertação do citocromo c, e apoptose. A proteína tat induz a apoptose pela desregulação da BCL-2 e a caspase-8 upregulating. Além disso, a ligação do HIV gp120 às moléculas CD4 induz a desregulação do BCL-2 e promove a libertação do citocromo c, induzindo assim a apoptose. Além disso, a activação da caspase-8 pela protease codificada pelo genoma do VIH leva à degradação da proteína BCL-2, resultando numa diminuição dos níveis de BCL-2 e induzindo assim a apoptose. Estudos actuais mostram que o vírus HIV também afecta as vias de condutância exógenas apoptóticas, tanto nas células infectadas como nas células que se encontram nas proximidades, com o vírus HIV gp120 e a ligação cruzada com células T CD4+ activando a via de condutância Fas-FasL; as células Tef-expressoras co-expressoras de FasL e tornam-se potenciais assassinos de linfócitos não infectados pelo HIV expressando a molécula Fas. Do mesmo modo, as proteínas de tat secretadas pelas células infectadas upregulam Fas e moléculas de FasL em células não infectadas, aumentando a susceptibilidade à apoptose Fas-induzida. Em conclusão, o VIH pode controlar mecanismos apoptóticos, levando a perturbações do sistema imunitário do organismo e favorecendo a evasão imunológica do vírus.
Estudos demonstraram que a infecção pelo VIH pode levar à morte autónoma de células T activadas (ACAD), e que a apoptose espontânea de células T do sangue periférico de doentes com VIH cultivados in vitro sem estimulação exógena está associada à desregulação da expressão BCL-2. As células que expressam baixos níveis de BCL-2 têm um fenótipo activado in vivo, sugerindo que a estimulação repetida de células T in vivo com antigénios virais leva à activação imunitária, alterando o equilíbrio fisiológico das células T activadas in vivo e levando à activação de membros da família da proteína BCL-2 pró-apoptótica (BCL-2 pró-apoptótica). Estudos em gorilas mostraram uma falta de activação imunitária na infecção não patogénica pelo VIH, baixos níveis de apoptose espontânea das células T e expressão normal da proteína BCL-2 intracelular. acad é normalmente bloqueada por citocinas, e IL-2 e IL-15 mantêm a sobrevivência das células T in vitro promovendo a upregulação da expressão da BCL-2.
Os linfócitos T em doentes infectados com VIH são estimulados com mitogénio, superantigénio e anticorpos específicos de TCR in vitro para activar a morte celular induzida (AICD). O aumento da expressão Fas na superfície das células T CD4+ e CD8+ em doentes infectados com VIH aumenta a susceptibilidade à apoptose Fas-mediated, que se correlaciona com a progressão da doença na infecção pelo VIH. A proteína FasL solúvel pode ser detectada no soro e os seus níveis podem ser utilizados como um preditor serológico da progressão da SIDA. A proteína FasL é altamente expressa na superfície e no soro das células T CD4+T e CD8+ em doentes infectados com VIH; a proteína FasL associada a macrófagos é altamente expressa no tecido linfóide de doentes infectados com VIH, o que está correlacionado com o nível de apoptose do tecido. A expressão da proteína supressora da apoptose FLIP é reduzida após a activação das células T em repouso, uma vez que os linfócitos activados sofrem de apoptose em doentes infectados com VIH, pelo que se assume que a expressão reduzida da proteína supressora da apoptose FLIP correlaciona-se com a susceptibilidade à apoptose dos linfócitos Fas-induzidos.
Nos doentes infectados com VIH, a via de sinalização do factor de necrose tumoral TNF está envolvida na apoptose linfocitária. Embora relatórios anteriores tenham mostrado que as células T do sangue periférico de doentes infectados com VIH eram tolerantes à apoptose induzida pela via de sinalização TNF, relatórios mais recentes mostraram susceptibilidade à apoptose induzida por TNFR1 e TNFR2 nas células T CD4+ e CD8+, e que esta via de transmissão apoptótica e o domínio da morte associada a TNFR1 (TRADD), receptor Esta via de transmissão apoptótica não está relacionada com a expressão do domínio da morte associada ao TNFR1 (TRADD), proteína de interacção de receptores (RIP) e factor 2 associado ao TNFR (TRAF2), mas está associada com a desregulamentação da expressão BCL-2. Durante a apoptose, a ligação cruzada do receptor da morte leva à activação de várias proteínas caspase, incluindo o iniciador da apoptose caspase-8 e a caspase-3 effector. Ambas estas formas activas de proteínas caspase são expressas em linfócitos CD4+ T e CD8+ T infectados pelo VIH, sendo esta última induzida in vitro por uma variedade de diferentes proteínas codificadas pelo VIH, tais como Tat, Env, Nef e Vpr; outra proteína caspase, ICE, é também detectável em células T CD4+ T infectadas pelo VIH. Estudos demonstraram um aumento da actividade da caspase-3 em doentes com infecção progressiva pelo VIH, sugerindo uma correlação entre a expressão da caspase-3 in vivo e a patogénese do VIH. Estudos demonstraram que a apoptose mediada por TNFR está envolvida na apoptose das células T CD8+, e que a ligação da proteína Env viral HIV e moléculas CXCR4 upregula a expressão TNFR2, levando à susceptibilidade apoptótica das células T CD8+. Nos doentes com VIH, os níveis séricos de TNF são significativamente elevados e os níveis séricos de TNFR2 solúveis podem ser elevados, servindo este último como um marcador preditivo para a progressão da doença VIH. TRAIL é outro ligante indutor de apoptose relacionada com TNF que também está envolvido na apoptose das células T associadas ao VIH, e estudos demonstraram que as células T em doentes infectados com VIH são susceptíveis à apoptose mediada por TRAIL; ao utilizar A função antagónica dos anticorpos TRAIL contra TRAIL inibe a morte celular induzida pela activação.
Em doentes infectados com VIH, as células CD4+ T upregulam a expressão da proteína FasL através da infecção pelo VIH e proteínas virais como o gp120, tat e nef, que podem tornar-se células assassinas para as células Fas-expressoras. Estudos in vitro mostraram que as células T FasL-expressoras CD4+ podem matar células T FasL-expressoras CD8+; os macrófagos FasL-expressores são também potenciais assassinos de células T FasL-expressoras, e esta matança não é controlada por moléculas MHC. Notavelmente, a matança por macrófagos selecciona predominantemente células T não infectadas; os CTL específicos do VIH são potenciais assassinos de linfócitos activados Fas-expressing. Em indivíduos infectados pelo VIH, a proteína viral Nef específica do CTL é capaz de mediar tanto a actividade citotóxica perforina como Fas-mediated. Assim, certas células effectoras específicas do VIH são deletérias para o sistema imunitário dos indivíduos infectados pelo VIH, principalmente as células infectadas que matam linfócitos não infectados pelo VIH, FasL, uma condição que persiste no sistema imunitário infectado pelo VIH.
3. o papel das proteínas apoptóticas na infecção pelo VIH.
Muitas proteínas estão envolvidas no desenvolvimento da apoptose. Três ligandos indutores da morte têm papéis importantes no desenvolvimento da apoptose, incluindo TNF, FasL e TRAIL.
O Fas/FasL tem um papel importante na imunopatogenia da infecção pelo VIH. Os níveis de Fas/FasL solúvel e citosólico são significativamente mais elevados em doentes infectados do que em doentes não infectados pelo VIH, o que está correlacionado com a progressão da doença da SIDA. Nos doentes infectados com VIH, a expressão da molécula Fas foi aumentada nas células T CD4+ e CD8+; a expressão FasL foi aumentada na superfície dos monócitos-macrófagos e células Nk, ambas ocorrendo na circulação periférica e nos gânglios linfáticos. A análise dos microarranjos genéticos revelou um aumento da expressão Fas/FasL nos gânglios linfáticos dos doentes infectados com VIH. Em comparação com as células não infectadas, as células infectadas com VIH eram mais sensíveis à apoptose Fas-mediated, mas não constituíam a maior parte da apoptose in vivo. Em doentes infectados com VIH, a maioria das células mononucleares do sangue periférico apoptótico em circulação não exprime Fas; os macrófagos infectados com VIH induzem apoptose em células T de doentes infectados com VIH, mas não de doentes não infectados, sugerindo uma hipótese de efeito “espectador” de que a apoptose que ocorre na infecção pelo VIH envolve tecido linfóide. A apoptose que ocorre na infecção pelo VIH envolve células não infectadas no tecido linfóide que respondem à infecção. Estudos demonstraram que as células T CD4+ em chimpanzés infectados com VIH são incapazes de induzir apoptose através da ligação Fas/FasL; contudo, as células T CD4+ e CD8+ em chimpanzés infectados com o vírus SIV expressam moléculas Fas, e as células T e B expressam FasL aumentado na sua superfície. Em indivíduos não infectados pelo HIV, o sangue periférico era menos solúvel na proteólise Fas, os linfócitos expressavam menos moléculas Fas/FasL, e a sensibilidade da molécula Fas foi reduzida. Um estudo mostrou que o bloqueio da via de condução de FasL utilizando um anticorpo monoclonal para a progressão da doença na fase aguda da infecção por FasL.
A patogénese da TNF-α na infecção pelo VIH e complicações associadas, particularmente na replicação viral do VIH e na apoptose mediadora das células T CD4+, tem sido extensivamente estudada. Vários estudos demonstraram que a inibição da via de condução TNF-α não encontrou uma vantagem imunológica significativa contra o VIH, e em vez disso, várias experiências encontraram efeitos secundários significativos, incluindo o aumento da carga viral. Além disso, os resultados dos ensaios clínicos mostram que o TNF-α recombinante tem efeitos tóxicos significativos e não pode ser utilizado como método para eliminar o VIH latente.
TRAIL, um membro da superfamília TNF, medeia a apoptose das células T CD4+ na infecção pelo VIH e actua interagindo com receptores de morte DR4 e DR5 tanto em células T infectadas como não infectadas. A infecção com células dendríticas e macrófagos por VIH leva a uma maior expressão TRAIL, o que induz apoptose em células T não infectadas. As concentrações séricas de sangue periférico TRAIL foram aumentadas em doentes infectados com VIH em comparação com doentes não infectados, e a expressão do receptor DR5 na morte de células nucleadas individuais foi aumentada. células plasmáticas semelhantes a células dendríticas expressando TRAIL em sangue periférico infectado com VIH induziram apoptose em células T CD4+ não infectadas mas não em células T infectadas com VIH. O aumento da expressão TRAIL e DR5 foi encontrado no tecido linfóide de indivíduos infectados com VIH; foram encontrados níveis reduzidos de TRAIL livre no sangue periférico e expressão reduzida de TRAIL e DR5 por células T CD4+ após o início do tratamento HAART. Contudo, verificou-se uma diminuição da expressão TRAIL nos tecidos linfóides de doentes infectados com VIH após o início do tratamento HAART, mas não se verificou qualquer diminuição da expressão DR5.
Estudos in vitro demonstraram que o tratamento de macrófagos de doentes infectados com VIH com proteína TRAIL recombinante mostrou uma redução significativa dos níveis de vírus VIH, sugerindo que a proteína TRAIL recombinante pode ser um tratamento para a infecção pelo VIH. Anticorpos monoclonais para recombinar a proteína TRAIL e DR4 e DR5 estão actualmente a ser utilizados em ensaios clínicos de fase I e fase II para a terapia tumoral através da indução de apoptose em células tumorais. Teoricamente, o tratamento imunológico de doentes infectados com VIH com proteínas recombinantes TRAIL pode matar células infectadas com VIH, mas as células T CD4+ T que se encontram na sua frente também podem sofrer apoptose; estudos in vitro demonstraram que o tratamento de doentes infectados com VIH com PBL utilizando proteínas recombinantes TRAIL leva a uma redução do número de vírus VIH, mas não foi encontrada qualquer alteração no número ou função dos linfócitos.
O sistema imunitário do corpo é estimulado por um novo antigénio e previamente activado, outras células imunitárias específicas do antigénio são reduzidas. O mecanismo envolve apoptose de células imunitárias activadas, conhecida como morte celular induzida por activação (AICD). A activação crónica do sistema imunitário durante a infecção pelo VIH caracteriza-se por aumento generalizado dos linfonodos, aumento dos níveis de linfócitos B, linfócitos T activados, células NK, células que apresentam antigénios, e hipergamaglobulinemia. Estudos demonstraram que a activação imunitária crónica ocorre durante a infecção pelo VIH, tal como uma diminuição dos monócitos activados em circulação (HLA-DR+), células T CD8+ activadas (CD38+) e células T CD4+ e a progressão da doença na infecção pelo VIH. A estimulação imunitária crónica leva à AICD de células T CD4+ através de um mecanismo Fas-dependente e independente. durante a infecção pelo VIH, a AICD não se restringe às células T CD4+ mas actua também sobre o esgotamento das células T CD8+, que está associado à expressão da morte programada 1 (PD-1) pelas células T CD8+ activadas durante a infecção pelo VIH. .
As fontes de estimulação imunitária crónica durante a infecção pelo VIH são diversas e incluem, inter alia, a replicação persistente de vírus, proteínas HIV circulantes, agentes infecciosos oportunistas e reactivação de outros agentes infecciosos; uma redução na contagem de células T reguladoras absolutas está associada à activação imunitária crónica durante a progressão da doença na infecção pelo VIH. Estudos recentes mostraram que o esgotamento das células T CD4+ no tracto gastrointestinal leva à deslocalização microbiana e ao aumento de componentes microbianos na circulação, incluindo endotoxinas e ADN bacteriano, que estão associados à progressão da doença HIV. A circulação sistémica de produtos microbianos leva à activação de vias de sinalização tipo Toll-like receptor que promovem o AICD de células T CD4+ gastrointestinais, resultando numa diminuição das células T CD4+. A circulação sistémica de produtos microbianos também inibe a proliferação e função das células T através da upregulação da expressão PD-1 e da produção de IL-10.
4. proteínas HIV e apoptose.
Gp120 é uma glicoproteína expressa pelo genoma do VIH na membrana plasmática do VIH que se liga ao receptor CD4 e aos co-receptores CXCR4 ou CCR5, facilitando a ligação viral e a entrada de células. Os receptores gp120 e CD4 ligados por membranas e solúveis ligam-se, levando à apoptose de células T CD4+ infectadas e não infectadas. Estudos demonstraram múltiplos mecanismos envolvidos na apoptose induzida pelo gp120 nas células T CD4+: upregulação da expressão Fas, FasL e TNF-α, mímica molecular do Fas, upregulação da expressão TRAIL, DR4 e DR5, indução da paragem do ciclo celular na fase G2, produção de radicais de oxigénio reactivos, expressão reduzida de BCL-2, fosforilação da proteína mTOR e p53, proteína pro-apoptótica aumento da expressão PUMA, e activação da proteína P38. Embora não seja claro qual o mecanismo que desempenha um papel importante na infecção pelo VIH in vivo, o que é claro é que a molécula gp120 é pluripotente e induz apoptose em células T CD8+, células endoteliais vasculares, células neuronais, cardiomiócitos, células tubulares renais, hepatócitos, etc.
A Tat é uma proteína trans-activadora do VIH que promove a transcrição de sequências de repetição terminal longa do VIH e é pleiotrópica na apoptose das células T CD4+. A proteína Tat é produzida no início do ciclo de vida viral e pode ser secretada por células infectadas pelo VIH e absorvida por células não infectadas através da endocitose mediada por clatrina. Estudos demonstraram que a proteína Tat pode exercer efeitos apoptóticos e anti-apoptóticos in vitro, dependendo das células utilizadas, do vector de expressão endógena, e da dose de proteína Tat aplicada. O tratamento das células T de Jurkat não infectadas com baixas doses de proteína tat resultou em tolerância à apoptose induzida pelas moléculas TNF, Fas, e TRAIL, e redução da expressão caspase 10 e aumento da expressão de Bcl-2 e c-FLIP. O tratamento de células T não infectadas e células mononucleares com altas doses de proteína tat aumentou a expressão de Fas, caspase 8, Bax e moléculas RCAS-1 e promoveu a apoptose. a proteína tat também se ligou a microtubos intracelulares, levando à sua alteração e à apoptose mitocondrial mediada por Bim. O mecanismo pelo qual o Tat induz ou inibe a apoptose em doentes infectados com VIH ainda não é compreendido, uma vez que o Tat está presente no organismo em concentrações séricas anti-apoptóticas; o tratamento de monócitos e macrófagos de doentes infectados com VIH com proteína Tat leva à upregulação da expressão celular das moléculas TRAIL, que induzem a apoptose em “espectadores” não infectados T Células T de chimpanzés tratadas com apoptose mediada por tat antagonista da proteína tat.
A Vpu é uma proteína auxiliar codificada pelo genoma HIV que desregula a expressão do receptor CD4, prevenindo uma maior infecção das células T CD4+ infectadas e permitindo que o vírus recentemente gerado “brote” no citosol. A alta expressão da proteína Vpu nas células T de Jurkat leva a uma maior susceptibilidade à apoptose Fas-mediated, que está associada à supressão da expressão genética anti-apoptótica intracelular NF-κB-mediated em células infectadas com VIH que expressam moléculas Vpu. Remoção do componente Vpu da estrutura viral do VIH NL4-3 redução do esgotamento das células T CD4+. Estudos demonstraram que as proteínas Vpu derivadas de diferentes subtipos de vírus HIV têm diferentes taxas de esgotamento das células T CD4+.
A proteína Nef é uma proteína multifuncional codificada pelo genoma viral do VIH que se expressa principalmente no início do ciclo de vida viral e é responsável pela diminuição da expressão dos receptores CD4 e das moléculas MHC-I, melhorando ao mesmo tempo a replicação viral. As células T que expressam a proteína Nef upregulate Fas e moléculas FasL, reduzem a expressão Bcl-2 e Bcl-XL, aumentam a expressão da molécula PD-1 e induzem a apoptose através de vias dependentes da caspas e independentes. As proteínas Nef produzidas pelas células T CD4+ infectadas causam uma maior permeabilidade lisossómica e libertação de catepsina D no citoplasma, levando subsequentemente à ruptura da membrana mitocondrial externa. A acção das moléculas Nef sobre as células T CD4+ não infectadas pode levar à apoptose por um mecanismo que ainda não é compreendido mas que pode estar relacionado com a acção de CXCR4 e SDF-1α.
5. apoptose de células imunitárias e danos imunitários.
5.1 Apoptose de células T CD4+ e lesões imunitárias em.
As células T CD4+ são frequentemente consideradas células T helper do sistema imunitário, facilitando a produção de imunidade humoral e celular e promovendo a produção de anticorpos e CTL CD8+. ao encontrarem um antigénio, as células T helper diferenciam-se em células effector, que secretam níveis elevados de γ-IFN, IL-4, IL-10 e outras moléculas imunomoduladoras. a característica mais marcante da infecção pelo VIH é a Falta de células T CD4+ específicas do VIH. A proliferação de células T CD4+ específicas do VIH que ocorre depois da terapia anti-retroviral controlar a carga viral confirma o importante papel das células CD4+ T effector; também confirma a rápida perda de respostas das células T CD4+ específicas do VIH durante a fase aguda da infecção pelo VIH. Vários mecanismos poderiam explicar esta perda: os precursores de células T CD4+ específicos do VIH são destruídos nos gânglios linfáticos após a ligação do vírus VIH ao receptor de referência CD62L; quando os precursores de células T CD4+ naturais são recrutados para tecido linfóide infectado, são mortos sob a orientação de células dendríticas infectadas pelo VIH. Assim, durante a infecção aguda do VIH, as células T de memória CD4+ específicas do VIH são altamente susceptíveis à infecção pelo VIH e transportam mais ADN viral do que outras células T de memória CD4+, sugerindo que o VIH infecta preferencialmente células T CD4+, levando à destruição preferencial subsequente; a destruição das células CD4+ T effector activadas específicas do VIH é mediada por FasL e Baixos níveis de células T CD4+ específicas do VIH em doentes infectados com VIH estão associados a altos níveis de viremia, à sua “incapacidade” de interagir com células dendríticas do sangue periférico ou à sua supressão pelas células T reguladoras CD4+CD25+. Isto está relacionado com a supressão de células dendríticas do sangue periférico ou por células T regulamentares CD4+CD25+.
As células T são diferenciadas em dois grupos principais durante a resposta imunitária: as células Th1, que secretam principalmente γ-IFN, e as células Th2, que secretam IL-4, e as células Th1 têm um papel importante na resposta CTL antiviral. Muitas citocinas influenciam a transformação de células T de Naïve em células Th1, como a IL-12, que é derivada de macrófagos ou células dendríticas activadas por agentes patogénicos, e γ-IFN, que é derivada de células NK activadas por agentes patogénicos, e estas citocinas são importantes para a diferenciação das células T de Naïve. A infecção pelo VIH induz alterações nos padrões de secreção de citocinas. A progressão da infecção pelo VIH é acompanhada por uma diminuição da IL-2, IL-12 e γ-IFN secreção por células mononucleares do sangue periférico e um aumento da IL-4 e IL-10 secreção, que são indicadores de uma diminuição das células T CD4+ e da progressão da doença. γ- As células T produtoras de NIF persistiram durante todo o curso da infecção pelo VIH. Entre as diferentes subclasses de células Th1, algumas são susceptíveis à morte celular induzida por activação (AICD), que é regulada pela expressão celular da proteína BCL-2. A redução progressiva das células T produtoras de IL-2 correlaciona-se tanto com a susceptibilidade à apoptose como com a progressão da doença. Estes resultados sugerem uma correlação entre o aumento do sangue periférico AICD e os danos imunitários específicos do VIH durante a infecção pelo VIH.
5.2 Diferenciação alterada das células T CD8+.
Em doentes infectados com VIH, o VIH estimula a produção de uma forte resposta CD8+ CTL. Durante a infecção aguda, as respostas CTL e a carga viral no sangue periférico aumentam; quando as respostas CTL atingem o pico, os níveis virais diminuem; durante a infecção crónica, é encontrada uma correlação negativa entre as respostas CTL e a carga viral. As CTL CD8+ têm um papel importante no controlo da viremia VIH, e estudos em chimpanzés mostraram que o esgotamento das células T CD8+ após a infecção por SIV resulta num fracasso do controlo precoce da infecção viral. O esgotamento das células T CD8+ também não conseguiu controlar a infecção pelo VIH. A análise in vitro de CTL específica do vírus mostrou que os défices específicos do VIH na função CTL prejudicaram a sua capacidade de controlar o vírus. Embora os CD8+ CTL específicos do VIH produzam moléculas antivirais tais como γ-IFN e CCL4, a maioria dos CTL expressam baixos níveis de perforina e não são eficazes para matar células alvo. a diferenciação alterada dos CTL está associada a uma apoptose aumentada, com subclasses CD8+ CTL diferencialmente diferenciadas com susceptibilidade diferencial à apoptose Fas-induzida; um ambiente pobre de citocinas in vivo é prejudicial para as células sobrevivência. Além disso, a incapacidade da CTL de controlar a infecção pelo VIH está também associada às células T imunoreguladoras, uma vez que ficou demonstrado que o antigénio do VIH induz a secreção TGF-β por células T regulamentares CD8+ T (Regulatory CD8+ T) e para reduzir a resposta γ-IFN das células T CD8+ específicas do VIH. Assim, a morte celular induzida por activação (AICD) e as citocinas inibitórias são mecanismos importantes dos defeitos de diferenciação CD8+ CTL.
6. apoptose das células T e progressão da SIDA.
Estudos em doentes infectados com VIH e em modelos animais de infecção por SIV mostraram uma correlação entre a intensidade da apoptose das células T e a progressão da SIDA. Em primeiro lugar, aqueles com infecção por VIH sem progressão a longo prazo tinham níveis mais baixos de apoptose das células T; em segundo lugar, estudos na África Ocidental mostraram que a infecção pelo VIH-2, que é menos patogénica do que o VIH-1, exibia baixos níveis de activação imunitária e reduzia a apoptose das células T; em terceiro lugar, ao comparar as infecções virais por VIH-1 e VIH-2 com o esgotamento das células T CD4+ semelhantes, verificou-se que a activação imunitária e o esgotamento das células T CD4+ foram correlacionados; em quarto lugar, ao comparar modelos animais de infecção por lentivírus com modelos animais de controlo, verificou-se que a apoptose linfocitária ocorreu em modelos animais de infecção por lentivírus. Estudos em modelos animais de infecção por SIV de chimpanzé mostraram uma diminuição progressiva das células T CD4+ associadas a uma carga viral elevada, uma activação imunitária elevada e um aumento da apoptose das células T CD4+. Estudos em modelos de pesquisa com ratos mostraram um papel importante para a activação imunitária crónica na imunodeficiência das células T. A construção de ratos transgénicos expressando moléculas CD70, que podem ser consistentemente expressas em resposta à estimulação antigénica, pode produzir um perfil clínico semelhante ao da infecção pelo VIH, ou seja, uma conversão progressiva das células T de Naïve para células T effector, levando ao esgotamento do pool de células T de Naïve e à eventual apoptose devido a uma infecção oportunista. Em conclusão, os resultados experimentais acima referidos fornecem mais provas de que a activação imunitária crónica pode ser a principal causa da função anormal das células T CD4+ e da apoptose, o principal mecanismo molecular patológico da progressão da SIDA.
7. evasão virológica da apoptose.
A inibição da apoptose favorece a produção de partículas virais filhas do VIH, e vários produtos genéticos virais do VIH têm actividade viral anti-HIV. As proteínas nef, gp120 e Vpu favorecem a desregulação da expressão da molécula CD4 nas células infectadas pelo VIH e previnem a apoptose mediada pela molécula gp120-CD4. As proteínas nef desregulam a expressão da molécula MHC-I e upregulam a expressão da molécula fasL, uma Esta estratégia protegeu as células infectadas de serem mortas por CTL e células NK. A baixa expressão da proteína viral Vpr causa upregulação da expressão da BCL-2 e desregulação da BAX, inibindo assim a apoptose. Nos gânglios linfáticos infectados com VIH, a apoptose in vivo ocorreu principalmente nas células não infectadas das pessoas que se encontram nas proximidades, sugerindo um mecanismo molecular indirecto de apoptose; também sugere a presença de células CD8+ CTL, células B e células dendríticas apoptóticas no tecido linfóide dos doentes infectados com VIH. Em contraste, as células infectadas pelo VIH eram menos susceptíveis à apoptose, sugerindo tolerância ao abate de células infectadas pelo VIH. Assim, o vírus HIV assegura a sua própria sobrevivência através do controlo dos mecanismos apoptóticos antes de serem activados, levando à destruição do sistema imunitário.