Unidad de Laboratorios de Virología, Inmunoterapia y Biotecnología CIDCS-UANL
INTRODUCCIÓN
Los virus son agentes causales de una amplia gama de infecciones emergentes y re-emergentes, tales como el virus del dengue; los virus del papiloma humano, inductor de cáncer cérvicouterino (VPH); de la inmunodeficiencia humana, causante del Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (VIH/SIDA); de la influenza (H1N1), de la Hepatitis B (HVB), de la Hepatitis C (HVC), del Oeste del Nilo (WN).
En México, así como en algunas áreas de Europa, América e inclusive Asia, la prevalencia de infecciones virales es alta, y la incidencia puede estar subestimada, debido a un deficiente diagnóstico o a una falta de registro en los países afectados por estas infecciones virales. En la literatura se encuentran reportes de cofactores, como la inmunosupresión, que podrían ser la causa de la emergencia y re-emergencia de enfermedades.
El cáncer es una enfermedad de causas múltiples, entre las que destacan la infección viral y la alteración de la apoptosis.
IMPACTO ECONÓMICO POR INFECCIONES VIRALES
La emergencia y re-emergencia de las infecciones virales ha afectado negativamente la economía de nuestro país, como en el caso del VIH/SIDA en los 80 y 90, así como con el virus H1N1, responsable de la pandemia de 2009; el impacto económico se debe al gasto que se aplica a la atención externa u hospitalaria de pacientes de esas enfermedades; en el diagnóstico de laboratorio, molecular e inmunológico, y en el tratamiento específico y el ausentismo laboral. Por ejemplo, el virus del dengue, tan sólo en América, ha generado un gasto estimado en más de dos mil millones de dólares anuales (Universidad de Brandeis, American Journal de Medicina Tropical e Higiene de febrero de 2011).
INMUNOPATOGÉNESIS DE LAS INFECCIONES VIRALES
Las infecciones por los virus son muy variadas; destaca en algunos virus la propiedad de establecerse de manera latente, con reactivaciones clínicas esporádicas, como los virus del herpes, SIDA y hepatitis B, mientras que otros virus se han asociado al desarrollo de cáncer, el virus del papiloma humano y el virus Epstein-Barr.
Las vías de contagio son diversas también: pueden ser a través de la piel, por las vías respiratorias, el tracto gastrointestinal, el tracto genitourinario o la conjuntiva. Contra este primer contacto, el organismo responde, para defenderse, con la síntesis de sustancias, como los denominados interferones de tipo I. Éstos son interferón (INF) α y β, y pertenecen al grupo de citocinas producidas por nuestras células, tras la detección y el reconocimiento de los virus a través de receptores denominados PRR (pattern recognition receptor) como los TLR (Toll Like Receptors) principalmente TLR 3, TLR7 y TLR9, los cuales tienen la propiedad de reconocer virus RNAs de doble cadena, los de RNA de cadena sencilla y los de DNA.
Este reconocimiento activa vías de señalización intracelulares, una de ellas el factor nucleas-kB para la producción de más citocinas proinflamatorias y la activación del Factor Regulador de INF (IRF) para la síntesis de INF, todo en conjunto para la defensa contra las infecciones virales. Pero, a pesar de la producción de estos factores de defensa, establecidos por la célula, los virus pueden evadir la respuesta antiviral mediante varios mecanismos propios; uno de ellos es la expresión de proteínas en la superficie de la partícula viral, así como lo hace el VIH por medio de las proteínas gp40/gp120 que favorecen y facilitan la internalización a los linfocitos CD4+, y en el caso del virus del Herpes Simplex las glicoproteínas gD/gC hacen algo similar.
Una vez que el virus está dentro de la célula, ocurre un drástico cambio celular, ya que la célula no puede entrar en apoptosis, beneficiando la replicación viral que se traduce en cáncer; además de bloquear los mecanismos de apoptosis, se disminuye la expresión de algunos receptores de superficie celular para algunas citocinas, también MHC de clase I, lo cual no permite que los antígenos virales sean presentados a los linfocitos e interfieren en las vías de señalización intracelular y, consecuentemente, la infección viral persiste.
LATENCIA VIRAL
Finalmente, quedan en estado latente algunas infecciones virales, ya sea que infecten a otras células, tal como sucede en la infección por el VHS y VIH sobre las neuronas; o mediante la integración del genoma viral al de nuestras células. El ciclo de latencia viral aún tiene muchos puntos que requieren de investigación para entender la interacción del virus y el hospedero.
El inicio y progresión de la enfermedad depende de numerosos factores. El hospedero debe ser susceptible; es decir, deben existir factores de riesgo para desarrollar la enfermedad. Estos factores de riesgo pueden ser sistémicos, como la diabetes; genético; hábitos como el tabaquismo, que es un factor de riesgo relacionado con el comportamiento del individuo. Otro factor que considerar es el medio local, el cual debe contener especies bacterianas que promuevan la infección o que no inhiban la actividad patogénica y favorezcan la expresión de los factores de virulencia del patógeno, para luego producir daño tisular.
Los factores de virulencia pueden dividirse en tres categorías: sustancias que dañan las células tisulares, productos que inducen a las células a liberar moléculas biológicamente activas y mediadores que afectan la matriz extracelular, como la interleucina1β, prostaglandinas, factor de necrosis tumoral, interleucina 8 y factores quimiotácticos. Algunos de estos factores presentan una actividad pleiotrópica; es decir, producen más de una respuesta, ya sea inhibiendo la respuesta protectora de las células involucradas en los mecanismos de defensa, o produciendo daño directo a los tejidos.
Algunas de nuestras líneas de investigación están dirigidas a determinar mecanismos de virulencia e inmunopatogenicidad en ciclo de latencia de virus DNA; actualmente estamos evaluando la supervivencia a la infección por HSV1 en un modelo experimental de infección ocular, y la supervivencia a la infección por HSV-2 en un modelo experimental de infección vaginal.
VACUNAS VIRALES
En el caso de las vacunas virales, se puede utilizar un virus inactivo o una forma atenuada de un virus activo (vivo). Las vacunas inactivadas se logran por tratamiento de las partículas virales con beta propiolactona, formaldehido o luz ultravioleta. Las vacunas de virus activos son aquellas producidas o amplificadas a partir de virus que se han cultivado en varios pasajes de cultivo y subcultivos, ya sea en células vegetales o animales, como huéspedes infecciosos, pero perdiendo sus propiedades patogénicas. En el futuro cercano, se desarrollarán la vacuna de la hepatitis C y E, del virus de la Parainfluenza y el Rotavirus.
Para el diseño de vacunas, es común el uso de recombinantes virales, para conservar el potencial de inducir la respuesta inmune, y atenuar la virulencia. Un ejemplo de estos estudios lo realizamos en la Universidad de Harvard, en colaboración con el Ph. D. David M. Knipe, con las vacunas dl5-29, dl5-29vhs, que son dos recombinantes virales doble y triplemente mutadas, ambas con una alta eficiencia de protección en un modelo de infección con ratones infectados con HSV-1 y HSV2 respectivamente.
ULVIB Y LA INMUNOTERAPIA
La inmunoterapia consiste en inducir, suprimir o potenciar la respuesta inmune para buscar la curación de la enfermedad. Se han desarrollado estrategias para el desarrollo de inmunomoduladores, con efecto supresor o potencializador.
El sistema inmune mantiene de forma constitutiva diferentes efectores que se activan por un estímulo infeccioso (antigénico); la forma más común de inducir una respuesta inmune protectora son las vacunas, que inducen una activación policlonal celular, que tiene como consecuencia el montaje de una respuesta inmune celular y humoral grande y conjunta para prevenir la enfermedad.
Los anticuerpos monoclonales son glucoproteínas especializadas, producidas por los linfocitos B. Éstos han revolucionado la forma de tratar enfermedades de origen infeccioso, y también canceroso, enfermedades autoinmunes, y tienen la gran ventaja de que los efectos secundarios que puedan generar son mínimos.
Una de las áreas donde se hacen mayores esfuerzos en la inmunoterapia es en el tratamiento del cáncer, donde se procura identificar citocinas como los interferones y las interleucinas, con la esperanza de estimular las células del sistema inmunitario y lograr la destrucción de las células tumorales.
La inmunoterapia puede causar efectos secundarios, tales como síntomas parecidos a los de la gripe, como fiebre, escalofríos, náuseas y pérdida del apetito. En el lugar donde se inyectan, pueden aparecer erupcion cutánea o edema. También pueden afectar la presión sanguínea, usualmente bajándola. La fatiga es otro efecto secundario frecuente.
El tratamiento convencional del cáncer puede provocar inmunosupresión, al afectar la producción de células inmuno-competentes en la médula ósea; en ese caso, los factores estimuladores de colonias pueden usarse para recuperar la función medular, pero sus efectos adversos incluyen dolor en los huesos, fatiga, fiebre y pérdida del apetito.
LAS VACUNAS ANTITUMORALES
Los investigadores están desarrollando vacunas que pueden hacer que el sistema inmunitario del paciente reconozca las células cancerosas. En teoría, funcionarían de manera similar a las vacunas para el sarampión, la polio y la viruela. La diferencia en el tratamiento del cáncer es que las vacunas se usan una vez que una persona tiene cáncer. Estas vacunas se administrarían para evitar que el cáncer regrese o para hacer que el cuerpo rechace los tumores. Esto es mucho más difícil que prevenir una infección viral. El uso de las vacunas antitumorales continúa siendo estudiado en ensayos clínicos.
OBJETIVO DE LA ULVIB
Debido al crecimiento de las infecciones virales y a sus consecuencias descritas, el objetivo principal de nuestra unidad es detectar, identificar y estudiar las enfermedades de origen viral de importancia en nuestra región, haciendo especial énfasis en la inmunorregulación y en la inmunopatología de la infección de aquellas enfermedades asociadas a virus emergentes y re-emergentes, tales como virus de la hepatitis, adenovirus, arbovirus, virus respiratorios, oncovirus; agentes virales responsables de patologías mucocutánes: herpes simplex virus, exantemáticas virales y el papilomavirus humano, entre otros.
Parte del objetivo principal de la ULVIB es remarcar la importancia del diagnóstico, mediante la aplicación de técnicas moleculares para la identificación y caracterización del agente etiológico, la modulación del sistema inmunitario y a futuro el desarrollo de vacunas para la adecuada profilaxis.
Debido a que las enfermedades infecciosas inducen múltiples complicaciones, las pruebas realizadas en esta unidad consisten en evaluar la respuesta inmune humoral dada por anticuerpos, la respuesta inmune celular o adaptativa y la respuesta innata dada por células accesorias y moléculas de amplificación de la Respuesta Inmune. Para ello, la ULVIB cuenta con la capacidad de desarrollar plataformas de Proteómica y de Inmunofenotipificacion celular, técnicas útiles para la detección de anticuerpos y de su contraparte, los antígenos, así como de células accesorias de diferentes muestras biológicas que participan en enfermedades oncológicas, incluida la detección de Biomarcadores de diagnóstico y pronóstico.
La ULVIB cuenta con el equipamiento necesario, como lo son la Inmunocitoquímica combinada con Citometría de Flujo, que son dos herramientas para un buen diagnóstico en este grupo de enfermedades; otras metodologías utilizadas en la ULVIB son Inmunenzimáticas (ELISA), Inmunoelectrotransferencia (Western-blot) donde las muestras que nos envían son examinadas utilizando anticuerpos específicos para la proteína. Otra técnica empleada es la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Esta técnica amplifica secuencias de DNA o RNA e identifica así virus y bacterias u otros agentes causales de diversas enfermedades.
AUTORES:
Doctor Ernesto Torres López, Ph. D.
Profesor Investigador del Departamento de Inmunología,
Facultad De Medicina, Posdoctorado de la Universidad de Harvard, Investigador Principal de la Unidad de Laboratorios de Virología, Inmunoterapia y Biotecnología, (ULVIB) del CIDCS, UANL
Ms. C Pilar del Carmen Morales
Responsable de Laboratorio de Inmunología Clínica del Servicio de Inmunología, Facultad d Medicina, Colaborador de la ULVIB-CIDCS , UANL
Ms. C Juan Salazar Reyna
Profesor de la Escuela de Medicina de la Universidad Autónoma de Tamaulipas
Candidato a Doctor en Medicina en el Departamento de Inmunología.
Facultad de Medicina UANL
Q.B.P. Andrés Mendiola Jiménez
Responsable del Laboratorio de Inmunología Clínica del Servicio de Inmunología, Facultad d Medicina, Colaborador de la ULVIB-CIDCS , UANL
MCP. Cynthia Mendoza Rodríguez
Residente del Servicio de Dermatología del Hospital Universitario de la UANL Candidato a Doctor en Medicina de la Escuela de Posgrado de la Facultad de Medicina UANL
MCP. Verónica Garza Rodríguez
Residente del Servicio de Dermatología del Hospital Universitario de la UANL Candidato a la Especialidad en Dermatología de la Escuela de Posgrado Facultad de Medicina
Ms. C Rodrigo Cantú Guzmán
Servicio de Psicología de la Unidad de Servicios Médicos de la UANL Candidato al Doctorado en Ciencias de la Escuela de Posgrado Facultad de Psicología, UANL
REFERENCIAS
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- Ranmawat KG, Merillon JM. Bioactive molecules and Medicinal Plants. Springer , 2008
- Søren R. P, Andrew G. Bowie, Kristy A. Horan and Katherine A. Fitzgerald. Recognition of herpes viruses by the innate immune system. Nature Reviews Immunology. 2011. 11: 143-154.
- Novak N. Peng WM. Dancing with the enemy: the interplay of herpes simplex virus with dendritic cells. Clin Exp Immunol. 2005; 142. 405–410.
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- Ríos-Ibarra C, Blitvich BJ, Farfan-Ale J, Ramos-Jiménez J, Muro-Escobedo S, Martínez-Rodriguez HR, Ortiz López R, Torres-López E, Rivas-Estilla AM. First fatal human case of West Nile virus in Mexico. Emerging Infectious Diseases, 2010, 16, 4
- Dudek T, Torres-Lopez E, Ballard RC, Crumpacker C, Knipe DM. 2011. Herpes Simplex Virus 2 Strains from the United States and South Africa Differ in Both Immunological and Pathogenesis Properties. Journal of Infectious Diseases. IN PRESS.
