ciclo deconferencias y debates en
ciencias
monografía
FUNDACIÓN RAMÓN ARECESNATURE PUBLISHING GROUP
EmErGiNG iNfEcTious disEasEsEnfermedades infecciosas emergentes
THE NEW paNdEmics iN THE 21sT cENTuryLas nuevas pandemias del siglo xxi
ciclo deconferencias y debates en
ciencias
monografía
FUNDACIÓN RAMÓN ARECESNATURE PUBLISHING GROUP
Madrid, 7 de febrero de 2013
FUNDACIÓN RAMÓN ARECES
C/ Vitruvio, 5 • 28006 Madrid
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES AUTOIMMUNE INFECTIOUS DISEASES
Las nuevas pandemias del siglo xxi
The new pandemics in the 21st century
© 2013 Nature Publishing Group Iberoamérica, S. L. C/ Capitán Haya 1, edificio Eurocentro, 9º 28010 Madrid (España) Tel.: (+34) 91 447 46 43 www.npgiberoamerica.com
Depósito legal: M-9765-2013 Impreso en España – Printed in Spain
3
Enfermedades infecciosas emergentesPresentaciónRaimundo Pérez-Hernández y Torra ___________________________________________________ 7Federico Mayor Zaragoza ___________________________________________________________ 8Javier Cazaña Aguilar _____________________________________________________________ 10
introducciónJuan Carlos López _______________________________________________________________ 13
conferenciasVirus emergentes y estrategias de intervenciónAlbert Osterhaus ________________________________________________________________ 17
Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIHMichael Malim _________________________________________________________________ 27
¿Es realista la cura funcional del VIH?Giuseppe Pantaleo _______________________________________________________________ 35
Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínicaJavier Martínez-Picado ____________________________________________________________ 41
debateJuan Carlos López, Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado _______ 49
Emerging infectious diseasespresentationRaimundo Pérez-Hernández y Torra __________________________________________________ 57Federico Mayor Zaragoza __________________________________________________________ 58Javier Cazaña Aguilar _____________________________________________________________ 60
introductionJuan Carlos López _______________________________________________________________ 63
lecturesEmerging viruses and intervention strategiesAlbert Osterhaus ________________________________________________________________ 67
Novel therapeutic opportunities for HIV infectionMichael Malim _________________________________________________________________ 77
s HIV functional cure a realistic cure? Giuseppe Pantaleo _______________________________________________________________ 85
Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observationJavier Martínez-Picado ____________________________________________________________ 91
discussionJuan Carlos López, Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado _______ 99
ÍNDICE
5
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gent
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pre
senta
ció
n
Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector de la Fundación Ramón Areces
Javier Cazaña Aguilar Director General de
Nature Publishing Group Iberoamérica
Federico Mayor ZaragozaPresidente del Consejo Científico
de la Fundación Ramón Areces
7
L a presente Monografía “Enfermedades infecciosas emergentes: las nuevas pan
demias del siglo xxi”, recoge las intervenciones de los expertos reunidos en la
5.ª edición del Ciclo de conferencias y debates en Ciencias, organizada conjun
tamente con Nature Publishing Group Iberoamérica (NPGI).
En las cuatro ediciones anteriores se ha hablado y debatido sobre enfermedades auto
inmunes, medicina personalizada, la revolución nanotecnológica y pruebas genéticas,
temas todos que a juicio de nuestro Consejo Científico y de NPGI debían ser abordados
ampliamente y de una manera monográfica por su interés académico, de vanguardia y
de enorme actualidad.
Las cinco jornadas celebradas son fruto de la colaboración iniciada en 2008 con
NPGI con el objetivo de difundir el saber y el conocimiento científicos, uno de los prin
cipales fines de la Fundación, junto con la promoción de la investigación científica y la
formación de capital humano.
Esta colaboración se ha consolidado ya como una verdadera alianza estratégica
similar a las que mantenemos con institutos, universidades, centros y fundaciones de
excelencia y estamos convencidos de que seguirá dando sus frutos en beneficio de la
sociedad. ❙
Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector de la Fundación Ramón Areces
Presentación
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Presentación
S in duda, esta colaboración con el grupo Nature está siendo muy fructífera, sobre
todo si se tiene en cuenta la importancia de las publicaciones de esta editorial.
Desde un punto de vista histórico, sus artículos van señalando cuáles son las
prioridades que, sobre todo en el campo de la biomedicina, merecen una jornada dedi
cada especialmente a ellas.
En esta ocasión se aborda el interesante y siempre actual tema de las infecciones
emergentes. Nos damos cuenta de que se repite la historia, siempre implicados en la lucha
contra los agentes patógenos. Es una batalla inacabable: aunque en un momento deter
minado logremos vencerlos, ellos “buscan” a su vez nuevas formas mediante mutaciones
que les permitan adoptar imprevistas estrategias patogénicas, que hacen que este ataque
y contraataque sea incesante. Debemos tener muy presente que en todo lo relacionado
con los microorganismos (bacterias, virus…) no podemos bajar la guardia, puesto que
estamos continuamente en riesgo de encontrarnos con desagradables novedades, ya sea
porque cambian los pacientes o porque varía la naturaleza de los patógenos, por adapta
ciones sucesivas. Ésta es y debe ser una lucha permanente.
Son muchos los distintos factores que concurren en la importancia de las infecciones
emergentes en estos momentos. En primer lugar, hoy en día contamos con una extraordi
naria capacidad para movernos por el mundo, sobre todo por las facilidades que ofrecen
los nuevos medios de transporte. Esto hace que ya forme parte del pasado la idea de que
cualquier infección localizada en un lugar determinado de la Tierra deje de tener tras
cendencia para el resto.
Además, la longevidad ha hecho que los pacientes cambien muy rápidamente de na
turaleza. En España se ha registrado en los últimos cuarenta y cinco años un aumento
de más de veinte años de vida media, lo que origina un nuevo espectro en la atención
sanitaria, provocando cambios radicales en el tipo de enfermedades a evitar o tratar y en
los recursos a utilizar. Esta mayor longevidad se logra en buena medida gracias a lo que
podríamos llamar “andamiajes terapéuticos”. Hace cincuenta años, la persona que llegaba
a los ochenta años tenía una salud de roble. En la actualidad, son los tratamientos polifa
céticos los que hacen posible no sólo que podamos disfrutar de más años de vida, sino de
“más vida” durante varios años.
Por lo tanto, hay cambio de estrategias en los agentes patógenos, hay cambios de es
trategia en la manera de combatirlos, pero también tenemos que tener en cuenta este
cambio en la naturaleza de los pacientes. Antes había muchas enfermedades, sobre todo
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
9
Presentación
estas enfermedades que ahora son emergentes, o que vuelven a emerger, que solían afec
tar a poblaciones en edades tempranas; sin embargo, ahora tenemos progresivamente
una mayor población de la “tercera edad”, que muestra una especial vulnerabilidad a este
tipo de trastornos.
En este contexto, adquiere aún mayor relevancia la acción preventiva. La profilaxis ha
sido de una importancia crucial y guarda una estrecha relación con esta mayor longevi
dad poblacional. Hemos sido capaces de poner en práctica una verdadera estrategia pre
ventiva frente a las enfermedades, sobre todo a través de vacunas, algunas muy efectivas
y, a veces, prácticamente permanentes, como en el caso de la fiebre amarilla.
En definitiva, debemos luchar en dos grandes frentes: por un lado, el frente de lo
paliativo, del tratamiento terapéutico que cura pero que puede después reproducir una
situación patológica igual o similar; y, por otro, contamos con el frente preventivo, donde
en los últimos años hemos acumulado grandes victorias.
Pero ya sea desde la perspectiva preventiva o curativa, lo cierto es que hoy tenemos
un nuevo campo de acción muy preocupante: las infecciones emergentes. Sobre todo
debido a la velocidad y facilidad de traslación de muchas de estas infecciones (como el
Ébola o el dengue), con mención aparte para el sida, nos encontramos en la sociedad
actual con la amenaza de una serie de enfermedades que hasta hace unos años se sabía
que existían pero que en realidad no preocupaban, al menos al mundo más próspero.
Por todo ello, creo que en estos momentos es una decisión muy acertada por parte de
NPGI proponer el abordaje científico de las novedades que se plantean para hacer frente
adecuadamente a estas enfermedades infecciosas.
Este tema, además, encaja muy bien en una de las principales líneas de acción de
la Fundación Ramón Areces, que es precisamente la biomedicina y, dentro de ésta, en
aquella que puede servir para “paliar o evitar el sufrimiento humano”, porque ésta era
una máxima de D. Ramón Areces, quien decía siempre que era nuestra función atraer a
los científicos jóvenes para que contribuyesen al alargamiento de la vida en las mejores
condiciones posibles.
Es evidente que esta jornada es ya un éxito y espero que el año que viene se continúe
con el mismo enfoque, quizá abordando otros temas de gran actualidad, como la diabetes
adquirida. ❙
Federico Mayor ZaragozaPresidente del Consejo Científico de la Fundación Ramón Areces
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
B uenas tardes y gracias por asistir a esta nueva conferencia debate organizada
por la Fundación Ramón Areces y NPGI, dedicada en esta ocasión a las
enfermedades infecciosas emergentes.
La buena acogida y el interés despertado en años anteriores han permitido que sea
éste el quinto año de colaboración continuada entre ambas instituciones. A lo largo de
estos años, y siguiendo el mismo formato, hemos abordado temas de gran actualidad
y repercusión científica, como las enfermedades autoinmunes, la medicina personali
zada o la nanotecnología aplicada a la medicina.
Quiero agradecer, por tanto, en nombre de NPGI a la Fundación Ramón Areces, re
presentada por el Sr. PérezHernández y Torra y el profesor Mayor Zaragoza, el acuerdo
de colaboración entre ambas instituciones. Una Fundación que continúa financiando
más de 100 proyectos de investigación y que además hace posible la celebración de ac
tividades como ésta; un mecenazgo que adquiere todavía más valor en unos momentos
en los que los recortes han pasado a ser parte del día a día de nuestro entorno.
Quiero dar las gracias también a los profesores Malim, Pantaleo, Osterhaus y
MartínezPicado, todos ellos reconocidos expertos en cada uno de sus campos, por
participar como ponentes en este evento
Por último, agradecer también al Dr. López, editor de la revista Nature Medicine,
revista que un año más vuelve a ser número uno en la categoría de Medicine, Research
and Experimental con un Factor de Impacto de 22,462.
Y ahora es momento de dar paso al Dr. López. Espero que disfruten del evento. ❙
Javier Cazaña AguilarDirector General de Nature Publishing Group Iberoamérica
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
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intr
oducció
n
Juan Carlos LópezEditor de Nature Medicine
Licenciado en Investigación biomédica por la Uni-
versidad Nacional Autónoma de México, obtuvo
el doctorado en neurobiología y conducta en Co-
lumbia University (Nueva York), donde se dedicó al
estudio de los mecanismos celulares y moleculares
de formas simples de memoria, en el laboratorio de
Eric Kandel. Antes de introducirse en el mundo edi-
torial, Juan Carlos trabajó en el Instituto Cajal (CSIC,
Madrid), estudiando aspectos funcionales de la neu-
rotransmisión inhibitoria. En noviembre de 1999 fue
galardonado con el premio europeo de divulgación
científica “Estudi General” por su libro El Taller de
la Memoria. Actualmente es editor jefe de la revis-
ta Nature Medicine y previamente lo fue de Nature
Reviews Neuroscience.
13
E s indispensable agradecer a la Fundación su
apoyo y su interés para el desarrollo de estas
conferencias. Igualmente, es necesario agra
decer a los ponentes que han sacado tiempo de sus
agendas para pasar esta tarde con nosotros, con el obje
tivo de contarnos algunas de las interesantes investiga
ciones que realizan.
Las enfermedades infecciosas emergentes son un
tema muy interesante. Cuando me dijeron que era el
tema elegido para la edición de este año, empecé a dar
le vueltas sobre cómo se podía abordar; y es que, desde
luego, hay muchas enfermedades infecciosas emergen
tes (como el dengue o el Ébola), pero existen otras en
fermedades que no podríamos llamar emergentes pero
que todo el tiempo están en la mente de la gente, que
también son importantes y de las que hay que hablar.
Al elaborar el programa, al final decidimos dirigir
nos a temas específicos en los que se estaba producien
do el mejor y mayor avance científico, de ahí el interés
por aproximarnos con especial hincapié a la gripe y al
virus del sida.
Es un honor contar con los ponentes que participan
en esta conferencia, puesto que se trata de científicos
fantásticos y a los que conozco personalmente desde
hace muchos años.
Las enfermedades infecciosas emergentes, causa
das por microorganismos, como virus, bacterias, hon
gos y protozoos, son actualmente una de las amenazas
más graves para la salud pública, ya que provocan más
muertes en el mundo que cualquier otra causa única. La
Organización Mundial de la Salud (OMS) ha advertido
que las enfermedades infecciosas se están esparciendo
al ritmo más acelerado de la historia. En este momento,
dado que 2.000 millones de personas se trasladan anual
mente por vía aérea, un brote epidémico en una parte
del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de
cualquier otro lugar.
De esta manera, si emergiera un virus pandémico cla
ramente transmisible, no se podría evitar la propagación
y ésta afectaría aproximadamente al 25% de la población
mundial. Además del sida, la gripe o la hepatitis C, desde
1970 aparece al menos una nueva enfermedad infeccio
sa al año. Y en los últimos cinco años, los expertos de
la OMS han detectado 1.100 epidemias. ¿Se mantendrá
esta tendencia en el futuro? ¿Existe alguna manera de
detener la propagación de una nueva enfermedad? ¿Son
realmente efectivas las medidas que se están adoptando
actualmente? Las ponencias de esta tarde nos ayudarán
a esclarecer algunas de estas preguntas. ❙
Introducción
“2.000 millones de personas se trasladan anualmente por vía aérea, un brote epidémico en una parte del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de cualquier otro lugar.”
15
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ren
cia
sVirus emergentes y estrategias de intervenciónAlbert OsterhausJefe del Departamento de Virología, Universidad de Rotterdam, Países Bajos
Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIHMichael MalimCatedrático de Enfermedades Infecciosas, Facultad de Medicina, King’s College, Londres, Reino Unido
¿Es realista la cura funcional del VIH?Giuseppe PantaleoCatedrático de Medicina y Director del Departamento de Inmunología y Alergia, Centro Hospitalario Universitario Vaudois (CHUV), Universidad de Lausanne, Suiza
Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínicaJavier Martínez-PicadoProfesor de Investigación ICREA, Instituto de Investigación del Sida, IrsiCaixa y Universitad Autónoma de Barcelona, Barcelona, España
17
A unque existe la sensación generalizada de
que en el último siglo, y especialmente en los
países occidentales, se ha conseguido con
trolar gran parte de las enfermedades infecciosas, aún
quedan muchas infecciones emergentes que tienen un
difícil y deficitario abordaje.
Los humanos arrastramos clásicamente, y desde
nuestro origen, una importante carga viral, en muchos
casos dependiente de la interrelación con el mundo ani
mal. Desde la época de los homínidos hasta el momento
actual se ha heredado una importante cantidad y varie
dad de virus, muchos de los cuales son fruto de la convi
vencia y relación con los animales. Una rápida revisión
de la evolución experimentada por la especie humana
a lo largo de miles y miles de años revela, entre otras
cosas, los extraordinarios y bruscos cambios que ha su
frido el hombre, que le han llevado de su vida de depre
dador y nómada hasta la colonización, la domesticación
de animales, el desarrollo de la agricultura y, finalmente,
la urbanización e industrialización, todos ellos procesos
que se han acompañado con virus emergentes.
Con todo, y según aclaró el Dr. Albert Ostehaus, “en
el momento actual se congrega una serie de factores
que interactúan y predisponen a nuevas infecciones,
la mayor parte de ellas de carácter viral y procedentes
del mundo animal”. A su juicio, “la sociedad moderna
está expuesta a enfermedades infecciosas causadas por
virus que no han dado aún el salto de la especie animal
a la humana”.
Virus emergentes y estrategias de intervenciónAlbert OsterhausJefe del Departamento de Virología, Universidad de Rotterdam, Países Bajos
En las últimas décadas parece haberse producido
un aumento drástico en la aparición o reaparición de
virus que amenazan a la población humana o animal
a escala mundial. Una larga lista de nombres exóticos
como Ébola, Lassa, Valle del Rift, Crimea Congo, Hen
dra, Nipah o Nilo occidental proporciona una clara
idea, según Osterhaus, de algunos de los lugares aso
ciados con el origen de virus que pasaron a los huma
nos con graves consecuencias sólo en la última década.
Los cambios que se están produciendo en la sociedad
moderna, según Albert Osterhaus, crean nuevas opor
tunidades para el surgimiento de infecciones víricas.
“El conjunto de cambios complejos que están teniendo
lugar en los entornos sociales, las tecnologías médicas
y agrícolas y los ecosistemas sigue creando nuevos ni
chos para que los virus salten a nuevas especies y se
adapten rápidamente a ellas”, afirmó.
Reseña biográfica
El Dr. Albert Osterhaus es uno de
los virólogos más importantes del
mundo y su grupo fue el primero
en identificar la infección humana
de la cepa H5N1 de la gripe aviar.
Después de su licenciatura en ve-
terinaria, realizó un doctorado en
virología. Su primer gran descu-
brimiento fue la identificación del
morbilivirus que causó la muerte masiva de focas en la Europa
Nororiental. En la actualidad dirige un grupo de más de 100 vi-
rólogos en la Universidad de Rotterdam y es cofundador de dos
empresas biotecnológicas.
Albert Osterhaus
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
Virus de procedencia animalLos animales son virtualmente la fuente de todas las
nuevas infecciones emergentes en humanos. Entre los
ejemplos más paradigmáticos y recientes, el ponente
citó el caso del virus del Nilo Occidental (provocado
por pájaros salvajes y mosquitos), el coronavirus SARS
(que se origina en murciélagos) y el virus de la gripe A
(derivado de patos en libertad). En general, todas es
tas infecciones emergentes tienen un enorme impacto,
tanto a nivel de salud pública como en la salud animal,
los suplementos alimenticios, la economía o la biodi
versidad ambiental.
Sin duda, el sida es el ejemplo más sobresaliente y
conocido de este tipo de infecciones emergentes, una
enfermedad que se detectó hace ya 30 años y que se
ha convertido en una verdadera pandemia, con más
de 55 millones de personas infectadas por el VIH1
y que provoca más de dos millones de fallecimientos
anualmente. Como detalló el Dr. Ostehaus, se trata
de un virus que ha estado presente en los chimpacés
durante cientos de miles de años y que recientemen
te ha atravesado la barrera de las especies”. Esto se ha
desencadenado ahora, fundamentalmente porque se
han concitado en el mismo tiempo distintos factores:
cambios en la conducta humana (cambio de tabúes,
abuso de drogas intravenosas…), modificaciones en
los contactos con animales (consumo de ciertas car
nes…), pobreza, masificación demográfica, creciente
urbanización, prácticas médicas de riesgo (transmi
sión iatrogénica), adaptación del virus (mutación, re
combinación...), etc.
Se debe asumir, por lo tanto, que en la sociedad
moderna realmente estamos predispuestos a sufrir
infecciones víricas emergentes. Y aunque se cuenta
también con numerosos ejemplos de infecciones de
este tipo que se han erradicado (como la viruela), se
detectan algunas infecciones que son secuelas de éstas
y que resultan más fácilmente manejables (como su
cede con el virus de la viruela bovina o cowpox, o el
de los monos).
El cowpox se encuentra en Europa y principalmente
en el Reino Unido. Los infecciones humanas son muy
raras actualmente y la mayoría de las veces contraídas
de gatos domésticos. El virus no se encuentra común
mente en las vacas; los reservorios del virus son los
roedores de los bosques, en particular Cricetidae. Los
gatos domésticos contraen el virus de estos roedores. Se
trata de un virus que causa una enfermedad de la piel
que se manifiesta en forma de ampollas rojas y que se
transmite por contacto de animales infectados a los se
res humanos. Está relacionado con el virus vacuna (Va-
ccinia virus) y con el virus de la viruela (Variola virus).
Cuando se ha curado, la persona es inmune a la viruela.
La enfermedad era frecuente entre las lecheras, que se
infectaban al tocar las ubres de las vacas.
De especial interés y trascendencia para el experto
del Departamento de Virología de la Universidad de
Rotterdam es el denominado Morbillivirus, un género de
la familia de los Paramyxoviridae. Muchos miembros de
este género causan enfermedades, como peste bovina y
sarampión, que son altamente infecciosas. En los huma
nos, el único virus de esta familia es el del sarampión, por
lo que a veces se los toma como sinónimos.
En los últimos años se ha procedido a identificar
nuevos virus en distintas especies animales, observándo
se la presencia de Morbillivirus en varias especies y docu
mentándose el traspaso de la barrera de las especies. En
la década de los ochenta se registró un importante brote
de la enfermedad de las focas provocado por el Morbi-
livirus, que posteriormente se reprodujo (a principios
“La sociedad moderna está expuesta a enfermedades infecciosas causadas por virus que no han dado aún el salto de la especie animal a la humana.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
19
Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
del siglo xxi). Similar fenómeno se ha observado en el
moquillo canino (CDV), que también causó estragos en
la población de focas del Caspio en 1997, 2000 y 2001. A
partir de estos ejemplos, se ha debatido sobre la necesi
dad o no de continuar con las medidas de vacunación
del sarampión para siempre, a pesar de haber controla
do satisfactoriamente el virus. Y es que, como advirtió
el ponente, “cabe la posibilidad de que otro Morbillivirus
atraviese la barrera de las especies, como ha sucedido re
cientemente en los macacos en China”.
Descubriendo nuevos virusEn cualquier caso, lo cierto es que el listado de nuevos
virus que se identifican anualmente está en un creci
miento constante. Ésta es una de las principales líneas
de investigación de la Universidad de Rotterdam, sien
do un centro de referencia en la detección y caracte
rización de nuevos patógenos virales; grosso modo,
desde el año 1995 (cuando se relacionó el moquillo
canino como causa del fallecimiento masivo de leo
nes del Serengeti) hasta 2010 (cuando se identificó el
astrovirus y el picobirnavirus humanos), más de una
docena de importantes hallazgos virológicos jalonan la
trayectoria de este centro investigador. No todos son vi
rus emergentes; el metapneumovirus humano, a pesar
de haberse descubierto en 2001, lleva tan sólo unos 150
años presente en el organismo humano.
El extraordinario soporte que facilitan las nuevas
técnicas moleculares está ayudando enormemente en
esta labor de identificación de nuevos patógenos vira
les. En el caso del metapneumovirus humano (MPVh)
se combinaron técnicas clásicas y modernas (PCR)
para lograr su reconocimiento, siendo esencial el papel
desempeñado por las técnicas de biología molecular.
Éste es un nuevo virus respiratorio descubierto
en el año 2001 por Van den Hoogen, en Holanda. El
género Metapneumovirus pertenece a la familia Para-
myxoviridae y la subfamilia Pneumomovirinae. Exis
ten dos linajes genéticos diferentes y, dentro de ellos,
dos subtipos de cada uno. MPVh es un virus de ARN,
de hebra simple y polaridad negativa. Afecta exclusi
vamente a humanos y de ahí su denominación como
Metapneumovirus humano. La evidencia acumulada
desde su descubrimiento sugiere que el MPVh es uno
de los mayores agentes etiológicos de infección respi
ratoria baja en niños. Tiene una distribución temporal
similar al virus respiratorio sincitial (VRS), presentán
dose principalmente en invierno, pero hay trabajos que
lo muestran también durante toda la primavera. Los es
tudios realizados por nuestro grupo han mostrado una
distribución estacional con predominio de finales de
invierno y primavera durante los años de seguimien
to de 2004 a 2007. Su circulación es mayor después de
la desaparición del VRS. Desde su descubrimiento se
ha detectado en todos los continentes. Según distin
tos estudios, se ha logrado determinar que el MPVh
produce entre 520% de los cuadros respiratorios en
niños donde otro agente viral no ha podido ser re
conocido. Su período de incubación es de 56 días.
Es de espectro amplio y similar al de VRS, con sig
nología respiratoria alta y baja, produciendo desde
cuadros leves a muy graves.
Los grupos de mayor riesgo de infección por MPVh
son los menores de 5 años, especialmente de 2 años (en
la serie de Rotterdam, estaba presente en aproximada
mente un 10% de los niños con infección del tracto res
piratorio, ITR), los ancianos y los pacientes inmunode
primidos, donde puede presentarse de forma más grave
(e, incluso, mortal). También se han documentado ca
sos en población general, estando presente en aproxi
“En las últimas décadas se ha producido un aumento drástico en la aparición de virus que amenazan a la población humana o animal a escala mundial.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
madamente un 5% de las ITR en estudios de vigilancia
llevados a cabo en la comunidad.
El espectro clínico va desde cuadros de infección
respiratoria superior, bronquiolitis, síndrome bron
quial obstructivo y neumonía. Mucho menos frecuente
es su presentación en cuadros como laringitis. Los sín
tomas y signos más frecuentes son fiebre, tos, polipnea,
dificultad respiratoria y sibilancias. La radiografía de
tórax muestra infiltrados perihiliares, engrosamiento
peribronquial, atropamiento aéreo, atelectasias y, con
menor frecuencia, imágenes de condensación.
SARSPero este MPVh podría incluso estar por detrás del
síndrome agudo respiratorio severo (SARS). En el año
2002, en la provincia de Guangdong de China, se de
tectó un brote de neumonía por un nuevo agente que,
gracias a la cooperación internacional y a su urgente
secuenciación (en tan sólo unos días, mientras que la
secuenciación completa del VIH1 se prolongó duran
te un par de años), logró rápidamente ser identificado.
Se le denominó SARS coronavirus (SARSCoV). Este
brote afectó a 8.422 personas, provocó 916 muertes y se
controló en un plazo de 7 meses.
SARS CoV es un virus de ARN, que pertenece al gru
po 3 de los coronavirus. El período de incubación es de
214 días, con un promedio de 46 días. Tiene una pre
sentación bifásica y en algunos casos trifásica. Produce
un cuadro respiratorio febril, acompañado de escalofríos,
cefalea y mialgias, con linfopenia y trombocitopenia. En
una segunda fase, aparecen diarrea y vómitos, con pro
gresión de la afectación respiratoria, y en el 2030% de los
casos, evolución a un síndrome de dificultad respiratoria
aguda (SDRA). La recuperación se produce al final de la
segunda semana o comienzos de la tercera. La mortali
dad es del 716%, que llega al 50% en mayores de 65 años.
La presencia de comorbilidades aumenta la gravedad y
la mortalidad. Los menores de 12 años tienen una evolu
ción de menor gravedad y mortalidad.
Se trasmite por contacto directo con secreciones,
gotitas y en menor medida por aerosoles, aunque tam
bién pudiera haber una diseminación por deposicio
nes. Hay transmisión del virus de persona a persona.
El diagnóstico se realiza por RTPCR. Este agente es
de origen zoonótico, su reservorio son los murciélagos
insectívoros, que transmiten la infección a animales co
mercializados en mercados chinos, como la civeta. Des
pués de este brote no se han detectado nuevos casos en
el mundo.
Los trabajos de Fouchier y de Kuiken, realizados en
monos macacos (Macaca fascicularis) a los que se ino
culó el virus SARSCoV, MPVh o SARSCoV seguido
de MPVh, sirvieron para certificar que el SARSCoV
por sí solo era suficiente para causar en estos animales
una patología pulmonar que era idéntica al SARS. Esto
provocó que, en abril de 2003, se celebrase una rueda de
prensa en la que se declaró oficialmente que el SARS
CoV era el agente etiológico del SARS; además, se mar
caron los objetivos a alcanzar a corto y medio plazo:
clarificación de las rutas de transmisión y la historia
natural, así como el establecimiento y la evaluación
de las herramientas diagnósticas. Como lo expresó el
Dr. Osterhaus, “estábamos, por lo tanto, ante un nuevo
virus que, como se sabe actualmente, procede del mun
do animal, posiblemente del murciélago”.
A partir de estos primeros hallazgos, se dieron rápi
dos y eficaces pasos en el diagnóstico, pero también en
el tratamiento y posible desarrollo de vacunas específi
cas para este virus. Uno de los primeros fármacos anali
zados fue el peginterferónα, revelándose en estudio de
Haagmans et al. que la administración en macacos de
este interferón pegilado era un tratamiento profiláctico
eficaz en un modelo de infección respiratoria induci
da por SARSCoV; en concreto, el uso preventivo de
este fármaco en macacos infectados por el coronavirus
reducía significativamente la replicación viral y la ex
creción, la expresión de antígeno viral por neumocitos
de tipo 1 y el daño pulmonar en comparación con los
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
21
Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
animales no tratados. Sin embargo, a pesar de los efec
tos positivos de esta investigación, “el gran avance en
el manejo de esta infección emergente había procedido
del diagnóstico, con la inclusión de recursos diagnósti
co tan avanzados y efectivos que permitían poner pre
cozmente en cuarentena a los afectados y evitar así la
propagación”.
HCoV-EMCCasi de forma simultánea, se identificó otro coronavi
rus. En el año 2004, dos grupos de investigadores ho
landeses describieron casi simultáneamente un nuevo
coronavirus aislado de un paciente con bronquiolitis
y de muestras respiratorias guardadas de un paciente
con neumonía del año 1988. Inicialmente se pensó que
podría tratarse de un paramixovirus, pero la prueba re
sultó negativa. Denominaron a este nuevo virus CoV
NL63, y se le catalogó finalmente como un coronavirus
del grupo 1, muy relacionado con el CoV 229E.
Tiene una distribución universal, encontrándose en
América del Norte, Asia, Europa y Oceanía. Circula en
invierno y afecta con mayor frecuencia a lactantes. Pue
de producir, entre otros trastornos, disfonía, exantema
o diarrea. Se asocia en un 17,4% de los casos a laringi
tis obstructiva. En pacientes hospitalizados se detecta
en un 29% de los casos con estudio negativo de los
agentes tradicionales de IRAB, se asocia a bronquioli
tis y neumonía. En ocasiones es indistinguible de una
infección por VRS y MPVh. Hay coinfecciones espe
cialmente con VRS. Afecta pacientes adultos e inmu
nodeprimidos. Se desconoce su período de incubación,
aunque se sabe a las 3 semanas de evolución el 50% de
los infectados continúa diseminando el virus. Ocasiona
infecciones intrahospitalarias. Se ha detectado la pre
sencia del virus y del genoma viral en pacientes con
enfermedad de Kawasaki, lo que despierta grandes ex
pectativas relacionadas con su asociación como agente
etiológico de esta enfermedad. El diagnóstico se realiza
por RTPCR específica para este agente.
Recientemente se ha comprobado que este virus no
precisa del receptor del coronavirusSARS y mantiene
una amplia capacidad replicativa en líneas celulares de
mamíferos. Se han realizado tests de laboratorio para la
confirmación de infecciones provocadas por este virus.
Igualmente, se ha conseguido llevar a cabo la caracteri
zación genómica de este coronavirus que se asocia con
la aparición de distrés respiratorio agudo en humanos.
Actualmente está pendiente de publicación un estudio
del grupo de trabajo de la Universidad de Rotterdam que
muestra cómo se ha logrado identificar el receptor del
HCoVEMC; partiendo de este hallazgo, incluso se ha
podido ya detectar y aislar en diferentes órganos (pul
mones, principalmente) de macacos (utilizando para
ello pruebas de PCR), “lo que supone ya un gran avance
en el objetivo de ir diseñando y probando diferentes es
trategias de intervención”, adelantó el ponente.
Virus de la gripeCentrándose ya en el virus de la gripe, el Dr. Albert Os
terhaus recordó que “se puede presentar con tres tipos
de apariencia distintos: la gripe estacional (A: H3N2,
H1N1; B), la gripe aviar (A: H7N7, H5N1…) y la gripe
pandémica (A: H1N1, H2N2, H3N2, H1N1…), que por
el momento parece que no se disemina de humano a
humano de forma eficiente.
El virus influenza es un virus de ARN, de genoma
fragmentado. Posee dos proteínas importantes: hema
glutinina y neuraminidasa, que determinan cambios
antigénicos menores y cambios antigénicos mayores.
Los cambios menores están relacionados con variacio
nes de la cepa de FLUA anual por reordenamiento y los
mayores con cambios generados por recombinación.
“Los animales son virtualmente la fuente de todas las nuevas infecciones emergentes en humanos.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
Esta situación ha condicionado pandemias en tres oca
siones: el año 1918, con la llamada gripe española por
H1N1 de origen aviar, 1957 (H2N2) y 1967 (H3N2).
Los virus de la gripe se dividen en tres tipos: A, B y C.
La gripe A tiene un amplio reservorio en la naturaleza,
en aves acuáticas, donde se encuentran varios subtipos
de hemaglutinina y neuramidasa. Los subtipos H5 y
H7 son altamente patogénicos en aves, provocando una
elevada mortalidad. La gripe B produce enfermedad en
el hombre y la C puede afectar al hombre y al cerdo.
Clásicamente se asume que todos los virus de la
gripe proceden de las aves, no ocasionándoles inicial
mente enfermedad alguna; pero si se transmite a otros
animales se abre la posibilidad de que éste mute rá
pidamente en formas muy patógenas para las propias
aves. Convencionalmente se ha considerado que estos
virus de la gripe A podrían pasar de las aves a los cer
dos y, si se adaptaban a éstos, podrían a su vez transmi
tirse a los humanos. En el año 1997 se identificó, por
primera vez, un virus de la gripe A (en la provincia
de Guangdong, China); fue el H5N1, que provocó el
fallecimiento por neumonía de un niño y dio lugar a
una serie de episodios similares posteriores (17 muer
tes más en Hong Kong). Según apuntó el ponente,
“cuando conseguimos aislar este virus y secuenciarlo,
concluyendo que se trataba de un H5N1, se despertó
un escepticismo generalizado en la comunidad cientí
fica, que al cabo del tiempo se transformó en recono
cimiento y preocupación por el posible problema de
salud pública que se avecinaba”.
Se logró controlar este brote con la muerte de mi
llones de aves. El año 2003 en Hong Kong aparecieron
nuevos casos, extendiéndose posteriormente a Asia, Eu
ropa y África. Se estima que desde el año 2003 hasta el
momento actual se han registrado más de 650 casos de
pacientes hospitalizados por infección causada por este
virus, con una tasa de mortalidad próxima al 60%. Ana
lizando la evolución del virus por países, se ha llegado a
la idea de que el virus ha entrado y salido de Euro pa de
forma repetida, pero en Indonesia y el Sudeste asiático
tiene un carácter endémico.
Este virus de origen aviar ocasiona en el hombre un
cuadro respiratorio similar a una influenza que evolu
ciona en el plazo de 5 días a un SDRA, se acompaña
de síntomas gastrointestinales como nauseas, vómitos
y diarrea. Hay afectación renal y miocárdico, y puede
producir encefalitis. El mecanismo de transmisión es
el contacto con aves enfermas, manipulación de carca
sas y contacto con secreciones o deposiciones de aves
enfermas. Los trabajos de Van Riel et al. han permitido
profundizar en la evolución de este virus, comparándo
lo con el H3N2 estacional y con el H1N1 pandémico;
entre otras observaciones, se ha puesto de relieve que el
virus de la gripe estacional se replica en el tracto respi
ratorio superior mientras que el virus aviar se replica
en los pulmones. Se inició así un potente y ágil progra
ma de investigación, con propuestas de distinta índole
y la participación activa de distintos grupos de investi
gadores financiados por organismos públicos y priva
dos, llegándose a un amplio consenso en la comunidad
científica mundial sobre la necesidad de considerar este
campo de estudio como un todo, disponer de financia
ción suficiente, evaluar todas las propuestas existentes
y nombres revisores externos.
Fruto de esta estrategia de colaboración, se imple
mentaron diferentes experimentos, dirigidos sobre
todo a ayudar a conocer cómo el virus H5N1 pue
de adquirir la habilidad en condiciones naturales de
transmitirse por el aire. Identificar los requerimientos
mínimos para la trasmisión del virus entre mamíferos
tiene un valor predictivo y diagnóstico muy útil, lo que
permitiría estar preparados para una posible pandemia
de gripe aviar.
“Las medidas de control actuales podrían servir contra estos nuevos virus transmisibles.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
23
Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
Entre estos trabajos, el Dr. Osterhaus citó uno rea
lizado en hurones para estudiar la transmisibilidad
del virus. Se crearon cepas mutantes del virus de la
gripe aviar H5N1 con capacidad para trasmitirse en
tre hurones por vía aérea. En este trabajo, publicado
en Nature, los investigadores construyeron una qui
mera: un nuevo virus mezcla de siete genes del virus
de la gripe humana H1N1 A/California/04/2009 y el
gen de la hemaglutinina de un mutante del virus de la
gripe aviar H5N1 A/Vietnam/1203/2004. Previamen
te habían construido varios mutantes del virus H5N1
con modificaciones en el gen de la hemaglutinina
para mejorar su estabilidad, facilitar que se uniera a
los receptores celulares humanos y se replicara me
jor en células humanas. Por tanto, este nuevo virus
recombinante llevaba todos los genes de un virus de
la gripe humana H1N1 excepto el de la hemaglutini
na, que provenía del virus H5N1 (la hemaglutinina
es la proteína viral que reconoce el receptor celular y
que sirve pare entrar dentro de las células). Para de
mostrar si este nuevo virus se transmitía por el aire,
emplearon hurones como modelo animal de experi
mentación, ya que son susceptibles a la infección con
virus de la gripe humana y de aves, y desarrollan una
gripe muy similar a la nuestra. Para ello, colocaron
en jaulas próximas, pero sin contacto, hurones sanos
junto con hurones infectados con los nuevos virus.
Al cabo de unos días pudieron confirmar la infección
y la presencia de virus en los hurones sanos, demos
trando que se había transmitido por el aire. Los inves
tigadores concluyen que sólo cuatro modificaciones
en la hemaglutinina H5 son suficientes para permitir
la trasmisión a través del aire en hurones.
Ya en otro estudio, publicado en Science, los inves
tigadores en vez de construir un nuevo virus quimera
por recombinación, modificaron genéticamente el vi
rus H5N1 (en concreto la cepa A/Indonesia/5/2005
aislada de humanos) mediante técnicas de mutagéne
sis dirigida y posteriormente lo sometieron a varios
pases secuenciales entre hurones. Tras los pases, el
virus adquirió las mutaciones necesarias que le per
mitieron trasmitirse entre los hurones por vía aérea.
En este caso, los virus tenían cuatro mutaciones en
el gen de la hemaglutinina y uno en el gen de la po
limerasa 2, lo que demuestra que con sólo cinco mu
taciones el virus H5N1 se puede hacer transmisible.
Además, este trabajo demuestra que puede obtenerse
un nuevo virus de la gripe pandémico sin necesidad
de recombinación entre virus, sino solamente por
mecanismos de mutación.
En ambos trabajos, como resaltó en su conferen
cia el experto holandés, “los nuevos virus, a pesar
de ser fácilmente transmisibles, no eran virulentos
para los animales, y ninguno de los hurones falleció”.
Gracias a estos estudios, añadió, “podemos conocer
mejor estos virus y estar preparados ante un eventual
fenómeno pandémico, sobre todo porque se trata de
virus a los que hay que prestar una especial atención,
especialmente por su capacidad patógena con muy
pocas mutaciones”.
Los investigadores de estos estudios también de
mostraron que los mutantes eran sensibles al antigri
pal oseltamivir y que las vacunas actuales son útiles
para su control, confirmando que las medidas de con
trol actuales podrían servir contra estos nuevos virus
transmisibles.
El Dr. Osterhaus durante su disertación.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
La pandemia de gripe A (H1N1)También despertó gran temor entre las autoridades y
la población general la pandemia de gripe A (H1N1)
surgida en México en marzo de 2009, causada por una
variante de la gripe A (subtipo H1N1) y que afectó es
pecialmente a población joven. El origen de la infección
fue una variante de la cepa H1N1, con material genéti
co proveniente de una cepa aviaria, dos cepas porcinas
y una humana, que sufrió una mutación y dio un salto
entre especies (o heterocontagio) de los cerdos a los hu
manos, para después permitir el contagio de persona a
persona.
La gripe H1N1 es un subtipo de Influenzavirus tipo
A, perteneciente a la familia de los Orthomyxoviridae;
este virus ha mutado en diversos subtipos que incluyen
la gripe española, la gripe porcina, la gripe aviar y la gripe
bovina. Cuando se comparó el virus de 1918 con el ac
tual, se descubrió que únicamente hubo alteraciones en
2530 aminoácidos de los 4.400 que componen el virus.
El 11 de junio de 2009, la OMS la clasificó como
de nivel de alerta seis; es decir, “pandemia en curso”.
El 10 de agosto de 2010, la OMS anunció el fin de la
pandemia, 14 meses después y después de haber dado
la vuelta al mundo. La pandemia tuvo una mortalidad
baja, en contraste con su amplia distribución, dejando
tras de sí miles de víctimas (y decenas de miles de in
fectados) y un dramático impacto socioeconómico. Su
rápida propagación fue fruto de una cierta alarma so
cial que, en opinión del Dr. Osterhaus, “estaba en cierta
forma justificada, sobre todo al comprobar el alto nú
mero de infectados (los datos ofrecidos por la OMS,
de casos confirmados en el laboratorio, rebajaban en
más de 15 veces el número total estimado de casos)
y su acelerada extensión por los países (facilitada por
la buena comunicación de México con otros países)”.
Como reconoció este experto, “países como Reino
Unido y España fueron de los más afectados inicial
mente por esta primera oleada de temor ante la propa
gación del virus”.
Para conocer mejor el mecanismo de acción de este
virus, se regresó de nuevo al modelo animal del hurón,
que es considerado como el más representativo de la
gripe humana; por ejemplo, alcanzar en hurones un tí
tulo de anticuerpos comúnmente asociados con títulos
protectores para la gripe humana es un hito relevante
en el desarrollo de vacunas para la influenza.
En la Universidad de Rotterdam, se empleó el mo
delo con hurones para evaluar con mayor detalle evi
dencias encontradas en pacientes, facilitando el enten
dimiento de posibles factores que podían incidir en la
prolongación de la infección por virus de la gripe y en
el desarrollo de resistencia. Se encontró que los pacien
tes inmunodeprimidos expresan el virus durante largos
períodos de tiempo y tienen más riesgo de desarrollar
virus más resistentes; se ha sugerido, por lo tanto, que
los pacientes con sistemas inmunes deprimidos pueden
desarrollar rápidamente infecciones de gripe H1N1
que resisten a todos los medicamentos conocidos (in
cluido oseltamivir), y en ocasiones una sola mutación
en estos sujetos podría ser suficiente para que el virus
se vuelva resistente.
Vacunas frente a gripes pandémicasOtro incipiente campo de investigación frente a los
virus pandémicos es el de las vacunas, “siendo nece
sario el apoyo de los gobiernos y estrategias de cola
boración internacionales para pasar de una actitud
reactiva a una actitud proactiva frente al virus H1N1”,
demandó el conferenciante. Sin embargo, admitió,
“subsisten tres grandes tipos de problemas en este
campo: la dificultad de contar con suficientes y rigu
rosos estudios de eficacia y seguridad en los que se
analicen prototipos de vacunas; la limitada capacidad
de producción de estas vacunas; y el hecho de que el
tiempo de respuesta sea demasiado prolongado (en
muchos casos superior a 6 meses), por lo que su utili
dad se minimiza en el momento de estar padeciendo
una pandemia”.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
25
Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus
Una posible solución para estos problemas podría
pasar por el uso de vacunas adyuvadas prepandémicas,
ofreciendo la posibilidad de proteger a su población
por adelantado o ante una situación de pandemia de
gripe declarada oficialmente.
Hay dos tipos de estrategias basadas en dos vacunas
que pueden utilizarse en el caso de pandemia: una vacu
na pandémica y otra vacuna prepandémica. La produc
ción de vacunas pandémicas sólo puede iniciarse una
vez declarada la pandemia de gripe, utilizando para ello
la cepa pandémica concreta, identificada como la res
ponsable de la pandemia. Puesto que su proceso de fa
bricación es largo, las vacunas pandémicas sólo estarán
disponibles entre cuatro y seis meses después de que se
haya declarado la pandemia, lo que probablemente será
muy tarde para muchos de los afectados en las prime
ras oleadas de la misma. Una vacuna prepandémica se
produce con antelación a la pandemia.
Como ejemplo de vacuna prepandémica, se ha
auto rizado Prepandrix®, una vacuna basada una varian
te del virus H5N1 de la gripe aviar, que ha demostrado
la capacidad de incrementar la respuesta inmune frente
a posibles mutaciones de la cepa H5N1. Esta vacuna
está formulada con un novedoso sistema adyuvante
diseñado para conseguir, aun utilizando dosis bajas de
antígeno, una elevada respuesta inmune duradera en el
tiempo, contra una amplia gama de cepas del H5N1.
La autorización de esta vacuna por parte de la
Unión Europea, para personas de 18 a 60 años, se basa
en los resultados obtenidos en numerosos estudios
clínicos que evaluaron la seguridad, reactogenicidad,
inmunogenicidad y protección cruzada de la vacuna
prepandémica, utilizando la cepa Vietnam, una de las
recomendadas por la OMS para el desarrollo de va
cunas prepandémicas. En uno de los estudios prin
cipales, la vacuna, que utiliza como antígeno la cepa
H5N1 conocida como A/Vietnam/1194/04, demostró
incrementar cuatro veces como mínimo la cantidad de
anticuerpos en sangre capaces de neutralizar el virus
en un 7785% de los vacunados, frente a tres variantes
distintas del H5N1: A/Indonesia/5/05, A/Anhui/1/05 y
A/Turquía/1/05. La respuesta inmune inducida por la
vacuna prepandémica frente a las variantes del virus
H5N1 que circulan en Asia, Europa y África sugiere la
posibilidad de protección frente a una eventual cepa
pandémica del H5N1. Por otra parte, en los estudios
preclínicos realizados, esta vacuna ha demostrado con
ferir protección cruzada evitando la muerte a un 96%
de los animales vacunados y posteriormente infectados
con distintas cepas del H5N1.
En sus conclusiones, el Dr. Albert Osterhaus resaltó
que “se están identificando cada vez con mayor frecuen
cia virus emergentes en animales y humanos, debido a
una compleja mezcla de factores predisponentes y al
hecho de poder contar en estos momentos con técnicas
moleculares más avanzadas. Sin duda, en nuestra socie
dad cambiante y globalizada, los virus humanos nuevos
proceden fundamentalmente del mundo animal”. Para
luchar eficazmente frente a estas amenazas, propuso,
“es imprescindible mayor colaboración y coordinación
internacional, usando todos los investigadores implica
dos la tecnología disponible (tanto la clásica como la
más innovadora), puesto que de todo ello depende el
futuro control óptimo de las infecciones emergentes”. ❙
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Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIHMichael MalimCatedrático de Enfermedades Infecciosas, Facultad de Medicina, King’s College, Londres, Reino Unido
L os recientes avances registrados en el conoci
miento de la biología del virus de la inmu
nodeficiencia humana (VIH1) están vis
lumbrando la posibilidad de desarrollar nuevas y más
ambiciosas estrategias de manejo de esta infección,
planteándose la posibilidad de inhibir el virus e, in
cluso, erradicarlo.
El VIH1 es un lentivirus (de la familia Retroviri-
dae), causante del síndrome de inmunodeficiencia ad
quirida (sida). La replicación del VIH1 causa la pérdida
de células Thelper (CD4), favoreciendo la aparición de
inmunodeficiencia. Tal y como se ha podido confir
mar al cabo de años de investigación, la patogénesis es
directamente atribuible a la replicación viral. Hasta el
momento, los diferentes tratamientos comercializados
para hacer frente a este trastorno han tratado, funda
mentalmente, de inhibir la replicación del VIH1. Para
optimizar este abordaje es indispensable, según apuntó
inicialmente el Dr. Michael Malim, “conocer bien cómo
se produce el ciclo de replicación de este virus”.
Replicación del VIH-1Las células que el VIH invade son esencialmente los
linfocitos T CD4+, pero también en menor medida los
monocitos/macrófagos, las células dendríticas, las célu
las de Langerhans y las células de microglía del cerebro.
La replicación viral tiene pues lugar en tejidos diversos
(de ganglios linfáticos, intestino, cerebro, timo...). Los
órganos linfoides, sobre todo los ganglios linfáticos,
constituyen la principal sede de su replicación. El virus
está presente en numerosos líquidos del organismo, en
particular la sangre y las secreciones genitales.
Según sintetizó el experto del King’s College, “el pro
ceso de replicación del virus está sujeto a un delicado
equilibrio, registrándose tres fases cruciales”. En primer
término, penetra en una célula diana susceptible, de for
ma que debe infectar a estas células sensibles para poder
crecer y expandirse; en segundo término, una vez ins
talado en estas células susceptibles, inicia un complejo
proceso de replicación de su información genética; todo
ello posibilita una tercera fase, en la que se objetiva la
producción de la descendencia. Las enzimas virales y
las proteínas promueven la replicación y la salida de los
virus, siendo múltiples los factores del huésped implica
dos en la promover la replicación viral. Pero la replica
ción del virus se desarrolla en muchas más etapas.
Reseña biográfica
El Profesor Malim se doctoró en
bioquímica en la Universidad de
Oxford en 1987 y después rea-
lizó una estancia posdoctoral en
la Universidad Duke en Carolina
el Norte antes de incorporarse
como profesor en la universidad
de Pensilvania en 1992. Des-
pués de nueve años en Filadelfia,
el Profesor Malim volvió al Reino Unido como Catedrático y
jefe del departamento de Enfermedades Infecciosas.
Michael Malim
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim
La fijación representa la primera etapa en la inva
sión de una célula. Se basa en el reconocimiento mutuo
y el acoplamiento de proteínas de la envoltura del virión,
las gp120 y gp41, y los receptores de la célula blanca, los
CD4. Este reconocimiento no es posible sin ayuda de
correceptores propios de las células susceptibles de ser
invadidas; en el caso de los macrófagos son los CCR5 y
en el caso de los LT4, los CXCR4, que interactúan con la
proteína superficial. Macrófagos y LT4 tienen en común
su principal receptor: el receptor CD4. Este reconoci
miento es condición obligada para que el virus llegue a
penetrar en la célula y continuar con el proceso de in
fección.
Posteriormente se produce la penetración, que es el
segundo paso. Una vez reconocido el virión por los re
ceptores de superficie, se vacía dentro de la célula, fusio
nándose la envoltura lipídica del virión con la membra
na plasmática de la célula. Protegidos por la cápside y las
nucleocápsides, los dos ARN mensajeros que forman el
genoma viral y sus proteínas asociadas se encuentran
ahora en el citoplasma. Luego ocurre la eliminación de
las cubiertas proteicas, cápside y nucleocápsides, que
dando el ARN vírico libre en el citoplasma y listo para
ser procesado.
También son reseñables las fases de transcripción
inversa del ARN vírico para formar ADN comple
mentario con la misma información, la integración del
genoma vírico en el genoma de la célula huésped, la
transcripción del ADN vírico por los mecanismos nor
males de la célula y la traducción o síntesis de proteínas.
Finalmente, se describe un proceso de gemación, que
ocurre cuando los nucleoides víricos se aproximan a la
membrana plasmática y se hacen envolver en una ve
rruga que termina por desprenderse, formando un nue
vo virión o partícula infectante. En cada célula infectada
se ensamblan varios miles de nuevos viriones, aunque
muchos son incompletos y no pueden infectar.
Dianas antirretroviralesActualmente, las esperanzas terapéuticas en este campo
proceden, sobre todo, del desarrollo de fármacos capa
ces de interferir positivamente en algunos de los factores
indispensables para favorecer la replicación del virus.
Los fármacos disponibles en estos momentos inhiben la
acción de las proteínas que son necesarias para la repli
cación del VIH1; en concreto, se han identificado como
dianas terapéuticas tres enzimas virales esenciales, jun
to con la intervención sobre la maquinaria para rellenar
células diana y un factor de acoplamiento a la superficie
celular requerido para este proceso.
En todos los casos se trata de inhibir directamente la
función de proteínas víricas con el objetivo de impedir
la infección de las células diana o romper el ciclo repli
cativo del virus. Los tratamientos con combinaciones
de tres de estos fármacos han permitido conseguir una
mayor supervivencia y calidad de vida de los afectados
(especialmente en lo que referente a una mejora del
estado inmunológico de los pacientes, lo cual conlleva
una menor incidencia de infecciones oportunistas y un
menor deterioro físico y psíquico), haciendo posible en
un corto período de tiempo que pase de ser una enfer
medad mortal a convertirse en una infección crónica en
muchos pacientes.
Los inhibidores de la transcriptasa inversa análogos
de nucleósidos (ITIAN), también conocidos como aná
logos de nucleósidos, son los antirretrovirales más anti
guos, con una acción específica que permite bloquear la
capacidad del VIH de copiar el ADN de una célula que
necesita para realizar copias de sí mismo. En esta mis
ma línea, los inhibidores de la transcriptasa inversa no
nucleósidos (ITINAN) bloquean la misma proteína que
los AN, aunque su composición química es diferente (si
“Las esperanzas terapéuticas proceden del desarrollo de fármacos capaces de interferir en la replicación del virus.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
29
Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim
no se emplean en combinación con un AN, el paciente
desarrolla resistencia a ellos muy rápidamente).
Por su parte, los inhibidores de la proteasa actúan
sobre la enzima proteasa, que es la responsable del mol
deado y ensamblaje de las distintas partes del virus que
se producen en la célula siguiendo las instrucciones
del ARN viral transcrito a ADN por la transcriptasa.
Su aparición a mediados de los noventa revolucionó el
tratamiento del VIH, ya que permitían, junto con los
ITIAN e ITINAN, atacar al virus en dos pasos distintos
y esenciales de su reproducción, con lo que las posibili
dades de inhibir su actividad y mantener en el tiempo
esa inhibición se incrementaron enormemente.
Los inhibidores de la fusión evitan que el VIH pene
tre en las células sanas del cuerpo; en concreto, dificul
tan o impiden la unión del VIH a los receptores que los
linfocitos tienen en su superficie, esto es, a las proteínas
por las que el VIH tiene gran afinidad.
Por su parte, los inhibidores de la integrasa actúan
sobre una enzima que es la responsable de la integración
del material genético viral en el material genético de la
célula infectada.
También se está avanzado en los denominados inhi
bidores de la maduración, fármacos que dificultan el
proceso de “maduración” o transformación de las dis
tintas piezas del VIH sintetizadas gracias a la actividad
de la proteasa; su actividad se asemeja a la de los IP, aun
que actúan de manera distinta a éstos y en fases poste
riores a la intervención de la proteasa dentro del ciclo
vital del virus.
A pesar de los avances registrados en este campo te
rapéutico, debido a las interacciones farmacológicas, las
resistencias generadas y los efectos adversos, produci
dos sobre todo por la combinación de estos fármacos y a
la exigencia de recurrir a la administración subcutánea
en el caso de los inhibidores de la fusión, se hace ne
cesaria la búsqueda de nuevas dianas moleculares en el
tratamiento del sida: el objetivo es conseguir principios
activos con un buen perfil de seguridad y eficacia, con
alta especificidad por el VIH1 y que no provoquen la
aparición de resistencias.
Actualmente se trabaja no sólo en la obtención de
fármacos que actúen sobre proteínas o elementos víri
cos, sino que también se estudia el desarrollo de molé
culas que interaccionen sobre proteínas celulares impli
cadas en mecanismos de proliferación y diferenciación
celular, ya que se consideran como posibles dianas tera
péuticas en el tratamiento de enfermedades infecciosas.
Hacia nuevas alternativasEntre las líneas de investigación más prometedoras en
el tratamiento del VIH1, el Dr. Malim destacó un abor
daje celular destinado a interferir en la replicación viral.
Algunos factores intracelulares pueden también inhibir
o restringir la replicación del virus; se han identificado
recientemente varias proteínas que forman parte del
sistema inmunitario innato del ser humano, expresadas
por todas las células del cuerpo y que han documenta
do su capacidad para entorpecer satisfactoriamente la
replicación de todo tipo de virus. Y es que para que el
virus tenga éxito en su misión es preciso que antes sea
capaz de antagonizar o “vencer” a estas proteínas, para
lo cual debe tener la capacidad de sintetizar proteínas
antagonistas y desarrollar una serie de mecanismos de
ataque que permitan soslayar esta capacidad de defensa
que opone el organismo humano; los propios virus in
corporan frecuentemente estas contramedidas.
En el proceso de replicación viral, como insistió
el ponente, “subsiste una serie de equilibrios, donde
desempeñan una función crucial los factores innatos/
intrínsecos de resistencia del huésped (Fv1, TRIM5a,
APOBEC3, teterina/BST2, SAMHD1) y las numero
“Los individuos persistentemente seronegativos no se infectan aunque se expongan repetidamente al VIH.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim
sas vías y cofactores celulares (de dependencia). En este
equilibrio, el principal factor desestabilizador lo aportan
los propios virus, al codificar algunos de ellos mecanis
mos de evasión y antagonistas, capaces de superar la
oposición de los factores protectores que posee el or
ganismo”.
Partiendo de este escenario, resulta atractivo diseñar
estrategias terapéuticas encaminadas a potenciar los
factores intrínsecos o innatos de resistencia al virus y/o
regular a la baja o inhibir tanto los factores de depen
dencia del virus (las vías y cofactores celulares) como
los mecanismos de evasión o antagonización de los fac
tores protectores del organismo.
Entre las líneas de investigación que se están tra
tando de desarrollar en el mundo, destaca el interés
por comercializar nuevos inhibidores de la fusión más
potentes y seguros, emplear inmunotoxinas capaces de
eliminar selectivamente las células CD4+ infectadas que
actúan como reservorio del virus, crear moléculas que
interaccionan con proteínas implicadas en las vías de
transducción de señales (como serina/treoninacinasas),
generar inhibidores de las CDK de los complejos cicli
na/cdk, moléculas que interaccionen con proteínas de la
superficie de las células infectadas, nuevos inhibidores
de la integrasa del virus, inhibidores del complejo Tat
TAR y análogos de la neomicina que se unen específica
mente a la región de empaquetamiento del ARN vírico.
Con algunas de estas posibles opciones el Dr. Mi
chael Malim se mostró optimista, aunque también ad
virtió que “otras seguramente no lleguen a buen puerto”.
En su opinión, de las nuevas oportunidades terapéuticas
resaltó fundamentalmente tres: “la ablación genética de
los receptores de entrada CCR5 para crear linfocitos re
sistentes a VIH, la introducción intencionada de genes
modificados de factor de restricción (como APOBE
C3G: apolipoproteína B con actividad citidinadeamina
sa de tipo 3G, o TRIM5α: motivo tripartito 5 alfa) para
crear linfocitos resistentes a virus y estrategias farma
cológicas para activar factores naturales de restricción
en humanos.
Resulta de especial interés profundizar en el conoci
miento de los factores inmunológicos involucrados en
la baja susceptibilidad a la infección por el virus de la
inmunodeficiencia humana. Existen individuos expues
tos repetidamente al virus de la inmunodeficiencia hu
mana sin evidencia clínica ni serológica de infección (se
les denomina persistentemente seronegativos: HEPS,
highly exposed persistently seronegative). Se han identi
ficado factores del huésped genéticos e inmunológicos
que confieren una baja susceptibilidad a la infección por
VIH en HEPS. Los factores genéticos están relacionados
con genes que codifican los receptores de quimiocinas
y sus ligandos naturales, así como los genes del com
plejo mayor de histocompatibilidad. Los factores inmu
nológicos se refieren tanto a la inmunidad innata como
adaptativa. El estudio de los HEPS proporciona una
oportunidad única para identificar los posibles meca
nismos del huésped implicados en un control eficaz de
la infección vírica, pudiendo ser de gran interés para el
diseño de estrategias preventivas o inmunoterapéuticas
(incluyendo vacunas).
La entrada del VIH1 en las células requiere la pre
sencia de dos proteínas de membrana: CD4 y un recetor
de quimiocina (CCR5/CXCR4). Se estima que aproxi
madamente un 1% de la población caucásica es CCR5
negativa debido a que expresa un polimorfismo natural,
siendo estos individuos resistentes a la infección por
VIH. En un artículo de Nature, del 22 de agosto de 1996,
científicos belgas, franceses, japoneses y norteamerica
nos comunicaron que el 1% de los blancos caucásicos
del norte de Europa tenían una mutación genética por
la cual el receptor CCR5 era completamente inactivo,
“Los objetivos farmacológicos tratan de impedir la infección de las células diana o romper el ciclo replicativo del virus.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
31
Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim
lo que los hacía naturalmente resistentes a la infección
por el VIH. Ese mismo estudio encontró que los japo
neses y los negros africanos no tenían esta mutación,
siendo siempre susceptibles a la infección.
Los factores genéticos desempeñan un papel esen
cial en la susceptibilidad y resistencia a la infección
por el VIH. El más importante de éstos es una deleción
(CCR5/Δ32) en el correceptor principal para la entrada
primaria del VIH en las células CD4+, un receptor de
citocinas CCR5. Los individuos homocigotos para esta
alteración genética no expresan el correceptor CCR5 en
la superficie de los linfocitos CD4+ y, por lo tanto, sólo
pueden infectarse por cepas de VIH que utilicen otros
correceptores celulares secundarios, como el CXCR4.
De esta manera, aunque los individuos homocigotos
CCR5/Δ32 muestren un significativo grado de resis
tencia a la infección, se han descrito casos de infección
por cepas del VIH que utilizan el correceptor CXCR4.
La mutación CCR5/Δ32 no se ha detectado en todas las
razas; en la actualidad, sólo se ha detectado en caucási
cos (1%), particularmente en la población del norte de
Europa. Por todo ello, se cree posible que los individuos
heterocigotos CCR5/Δ32 (entre un 515% de descen
dientes del norte europeo), al expresar concentraciones
más bajas del correceptor CCR5 que la mayoría de las
personas, muestran un cierto grado de resistencia a la
infección y en ellos la enfermedad progresa más lenta
mente.
Otros dos polimorfismos en el gen CCR5 han de
mostrado ejercer también un efecto en la susceptibili
dad al VIH. Uno es una rara mutación en la secuencia
de codificación de CCR5, la cual, en combinación con
la deleción CCR5Δ32, se asocia a resistencia al VIH. El
otro es un polimorfismo en la región promotora (po
sición 59356), circunscrito a población africana, que
aumenta la probabilidad de la transmisión de madre
a hijo. Los polimorfismos en la región promotora que
codifican la quimiocina VIHsupresora denominada
RANTES se han relacionado con la susceptibilidad al
VIH. Curiosamente, el mismo haplotipo se asocia a
una mayor supervivencia en los individuos infectados.
Se ha sugerido que este haplotipo conlleva una mayor
producción de la quimiocina RANTES, la cual podría
aumentar la probabilidad de inflamación de la mucosa y
reducir su integridad. Sin embargo, en caso de infección,
la elevación de las concentraciones de RANTES supri
miría la replicación del VIH.
La resistenciasusceptibilidad al VIH también se ha
relacionado con diversos subtipos del complejo mayor
de histocompatibilidad (HLA). En Kenia, en una cohor
te de prostitutas con un alto grado de exposición al VIH,
se observó que los subtipos HLAA2, A2/6802, B18 y
DR1 se asociaban a resistencia al virus, mientras que el
subtipo HLAA23 se relacionaba a una mayor suscep
tibilidad. Anteriormente, también se había detectado
un menor riesgo de transmisión vertical en niños con
subtipos específicos de HLA de clase II (concretamente
DRB1*1501 y DR13).
Por otro lado, se ha observado que las células de
individuos con un alto grado de exposición al virus y
persistentemente seronegativos (HEPS) son a menu
do menos fáciles de infectar por cepas primarias del
VIH, incluso en ausencia de cualquier mutación cono
cida CCR5, y que este fenotipo se asocia a una mayor
producción de quimiocinas supresoras del VIH, como
MIP1a, MIP1b y RANTES, las cuales se unen al recep
tor CCR5, bloqueándolo.
El paciente de BerlínUn caso paradigmático, que ha despertado una gran
expectación entre la comunidad científica y la socie
dad en general, ha sido el conocido “Paciente de Ber
“El 1% de los blancos caucásicos del norte de Europa son naturalmente resistentes a la infección por el VIH.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim
lín”. Tim Brown estudiaba en una universidad de Berlín
cuando en 1995 tuvo la sorpresa de su vida: estaba in
fectado por el VIH. En esa época no se habían aprobado
todavía los medicamentos retrovirales y el diagnóstico
de la infección por el VIH era prácticamente una con
dena de muerte. Por suerte para Tim, al año siguiente
se aprobó el uso de los antirretrovirales y él se benefició
de ellos durante 11 años, controlando la infección por el
VIH y volviendo a su rutina de vida.
A comienzos del año 2006 Tim desarrolló una leu
cemia mieloide aguda, uno de los tipos más agresivos
de leucemia que sufre el ser humano. Se optó por ad
ministrarle quimioterapia, pero el paciente sólo pudo
completar tres tratamientos. A pesar de eso, su leuce
mia había quedado controlada, pero no se sabía por
cuánto tiempo. Estando en remisión de la leucemia,
su oncólogo le aseguró que su única salida para cu
rarse era que le hiciesen un trasplante de médula ósea,
pero no de cualquier médula ósea: de un donante que,
además de ser compatible con sus tejidos, tuviese tam
bién la mutación “protectora” del gen CCR5. El obje
tivo era, como indicó el Dr. Malim, “tremendamente
ambicioso: curar la leucemia y reemplazar el sistema
inmunológico de Tim con células nuevas, todas ellas
con las puertas CCR5 cerradas para que el VIH no
pudiera entrar”.
Debido a los riesgos de la intervención, el pacien
te rechazó inicialmente esta alternativa, pero en enero
de 2007 la leucemia regresó y un tratamiento inicial
con quimioterapia no funcionó. Después de examinar
la sangre de 67 donantes, se encontró un paciente que
también tenía la mutación CCR5 y Tim recibió la mé
dula ósea de esa persona; en concreto, se le sometió a
un trasplante de células madre usando CD34+, células
madre de sangre periférica CCR5/Δ32 homocigoto de
un donante HLA idéntico. El trasplante no sólo hizo que
la leucemia desapareciese, sino que también se vio que
Tim ya no tenía el VIH en su sangre, por lo que dejó de
tomar sus medicamentos antirretrovirales.
La enfermedad leucémica reapareció en 2008, so
metiéndole a un segundo trasplante usando la médula
ósea del mismo donante. Tim volvió a responder. Han
pasado ya varios años desde el primer trasplante y Tim
no tiene leucemia y tampoco el virus VIH (sin signos
de replicación viral), por lo que ya no toma antirretro
virales. Se considera que Tim Brown es el primer ser
humano en el que se ha documentado la curación de la
infección por el VIH.
Por tanto, ahora la pregunta es: ¿se puede inducir
este mismo proceso curativo en el laboratorio? A nivel
experimental ya hay pruebas consistentes sobre la via
bilidad de esta opción. Explicando con detalle la hipó
tesis de partida de estas investigaciones, el especialista
británico apuntó que “la idea principal pasa por aislar
células madre hematopoyéticas de individuos infecta
dos, tratarlas en el laboratorio de manera que se trans
forme a CCR5+ en CCR–, y trasplantar finalmente estas
células modificadas en el organismo infectado; así, ante
la deprivación de las células diana susceptibles al virus,
éste no tendrá ningún lugar para replicarse, el organis
mo volverá a repoblarse con esas células CCR5– y, por
lo tanto, el virus terminará por desaparecer”. Lo cierto
es que ya se ha llevado a cabo con éxito un estudio de
mostrativo preliminar (proof-of-principle) usando rato
nes humanizados (en los que se reproduce un sistema
inmunitario similar al humano).
Factores de resistencia al VIH-1 y antagonistas viralesSobre los principales factores naturales de resistencia
al VIH1, el Dr. Michael Malim subrayó cuatro ideas
esenciales: TRIM5α (del inglés, tripartite motif) es una
proteína que está en el citoplasma de las células diana,
se enfrenta a capsides virales entrantes y previene la in
“Tim Brown es el primer ser humano que se ha curado de la infección por el VIH”.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
33
Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim
fección; la teterina inhibe la liberación del virus de la
superficie celular; la proteína APOBEC3 no sólo es ca
paz de editar el genoma viral, sino que participa en di
ferentes etapas del ciclo replicativo (cataliza la mutagé
nesis de C a U e inhibe las primeras etapas del proceso
replicativo —inhibición de la transcriptasa inversa—);
el SAMHD1 suprime la transcriptasa inversa en células
mieloides por medio de una reacción de hidrólisis de los
denominados dNTP (componentes básicos del ADN).
La proteína TRIM5α restringe la replicación de al
gunos retrovirus, impidiendo la desencapsidación del
genoma viral. Una vez fusionadas las membranas viral y
celular, se produce la internalización de la nucleocápsi
de y la decapsidación del genoma vírico. En este proce
so, las proteínas de la cápside se desensamblan y liberan
el genoma viral. Este paso es inhibido por la proteína
celular TRIM5α, que es específica de especie. Por tanto,
para infectar una especie determinada, cada retrovirus
debe generar variantes en las proteínas de la cápside que
le permitan eludir el TRIM5α específico, como el VIH
ha realizado a lo largo de su evolución.
En el caso de TRIM5α, trabajos liderados por
Stremlau et al. han descrito factores de restricción espe
cíficos de especie, que son capaces de impedir el éxito de
una infección por VIH en un determinado huésped. La
existencia de estos factores, tanto en primates del nuevo
como del viejo mundo, podría sugerir que estos factores
han sido efectivos en prevenir la implantación de una
infección por virus de inmunodeficiencia simia (VIS)
en primates no humanos del nuevo mundo. En particu
lar, se ha descrito al factor de restricción TRIM5α como
un factor que no permite la infección productiva tanto
de VIH1 como de VIS en varios primates no humanos
del nuevo mundo. Se ha logrado demostrar que estas
proteínas de otras especies de primates inhiben la infec
ción VHI1, mientras que las TRIM5α de origen huma
no tienen un impacto mínimo.
Además, en un estudio reciente se ha observado
la presencia de altos niveles de esta proteína con alta
actividad antiVIH en una cohorte de mujeres HEPS.
Polimorfismos en el gen que codifica para TRIM5α po
drían restringir o modular la infección por el VIH. El
polimorfismo más estudiado, el R136Q, está asociado
a una gran actividad antiVIH y se ha descrito como el
más frecuentemente encontrado en sujetos HEPS.
Un posible abordaje esperanzador procede de la po
sibilidad que oferta la capacidad que tiene la proteína ci
clofilina A de unirse eficazmente a las cápsides VIH1 y
de reclutar proteínas inhibitorias. Se ha identificado una
variante del gen TRIM5, resultado de una fusión de éste
con el gen de ciclofilina (CypA), dando lugar a la pro
ducción de una proteína denominada TRIM5αCypA.
Esta variante presenta una mayor capacidad de inhi
bir la replicación del VIH1, debido a un aumento de
la afinidad de esta proteína para las cápsides de VIH1.
También se ha sugerido que ciclofilina promueve la res
tricción de VIH1 mediada por TRIM5α y también me
diada por otros mecanismos independientes.
Como indicó el Dr. Malim, “la naturaleza ya nos ha
dado muestras de estos efectos, ya que fusiones CyaP en
monos nocturnos (owl monkeys) y macacos les confiere
resistencia al VIH”. Esto, a su juicio, “tiene una posible y
atractiva traslación al tratamiento de pacientes VIH1+,
documentándose ya en distintas investigaciones una
inhi bición del virus mediada por CyaP”.
No menos prometedoras y sugerentes son las expe
riencias recogidas hasta ahora en relación con APOBEC3.
Un momento de la conferencia del Dr. Malim.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
Las proteínas APOBEC3 son citidina deaminasas que
pueden determinar cambios G→A en la secuencia co
dificante de VIH1, propiedad que les confiere una capa
cidad antiviral. Esta actividad puede ser contrarrestada
por el virus al expresar la proteína Vif, la cual recluta un
complejo ubiquitina ligasa basado en Culina5 que deses
tabiliza a las moléculas APOBEC3. La variabilidad gené
tica tanto del virus como del hospedador puede afectar
la eficiencia con la que se desarrollan estos procesos. Una
elevada edición de G→A puede resultar en la restricción
de VIH1, aunque cambios en niveles subletales podrían
favorecer a la diversificación viral.
APOBEC se podría considerar como un nuevo me
canismo de resistencia celular; a diferencia del interfe
rón (de tipo 1 o 2), que es inducido en respuesta a la
misma infección, APOBEC es una proteína que se en
cuentra en la célula y es encapsidada en el proceso de
ensamblaje de la partícula viral, de tal manera que su
acción se manifiesta tan pronto la transcriptasa inversa
inicia su función. Así, se ha analizado la posibilidad de
que las proteínas APOBEC3 puedan ser liberadas de la
supresión mediada por Vif, sobre todo tras conocer que
Vif inhibe la encapsidación APOBEC3G/F por induc
ción de la degradación mediada por proteosoma.
Estudios experimentales de Nathans et al. han iden
tificado una pequeña molécula, el RN18, que antagoni
za la función de Vif y que inhibe la replicación del VIH
en presencia de APOBEC3G. El RN18 eleva los niveles
celulares de APOBEC3G de una forma dependiente de
Vif y aumenta la incorporación de APOBEC3G en los
viriones sin una inhibición general de la degradación
de la proteína mediada por proteosoma. Según se des
prende de estos trabajos, RN18 eleva la degradación de
Vif únicamente en presencia de APOBEC3G, reduce la
infectividad viral por aumento de la incorporación de
APOBEC3G en los viriones e incrementa la deamina
ción citidina del genoma viral. Por todo ello, los autores
consideran demostrado que la alianza VIH1 y proteína
VifAPOBEC3G es una diana terapéutica válida para
desarrollar nuevas terapias antiVIH basadas en peque
ñas moléculas, aumentando así la inmunidad innata
frente al virus.
Por su parte, Stanley et al. han desarrollado otra línea
de investigación paralela, asumiendo que los factores de
restricción celular ayudan a defender a los humanos
frente al VIH. Las proteínas accesorias del VIH secues
tran al menos tres diferentes CullinRing ubiquitin liga
sas, que deben ser activadas por la proteínas pequeñas
tipo ubiquitina NEDD8 con el objetivo de contrarres
tar los factores de restricción celular del huésped. Estos
investigadores han encontrado que la conjugación de
NEDD8 a Cullin5 (por medio de la enzima UBE2F) es
necesaria para el proceso de degradación mediado por
Vif del factor APOBEC3G. En este sentido, se ha com
probado que la inhibición farmacológica de NEDD8 E1
por medio del fármaco MLN4924 evita el efecto de Vif,
restaurando la restricción del VIH por APOBEC3G. Es
tos estudios demuestran que la interrupción de las cas
cadas NEDD8 en el huésped es un novedoso enfoque
terapéutico antirretroviral para aumentar la capacidad
del sistema inmunitario de combatir el VIH. En general,
como resaltó el Dr. Michael Malim, “una de las grandes
ventajas que se derivan de centrar la terapia en proteí
nas celulares, dirigida a pequeñas moléculas, es que se
dificulta significativamente la capacidad del VIH para
desarrollar resistencias”.
En estos momentos, a juicio del Dr. Malim, “se vis
lumbran tres grandes líneas de investigación y desarro
llo de fármacos frente al VIH: inhibir la actividad de
las proteínas del huésped (hacer un knock-out del gen
CCR5 es una de las iniciativas más prometedoras); re
ducir la actividad de los antagonistas codificados por el
virus (inhibiendo la actividad de Vif o utilizando for
mas Vifresistentes APOBEC3G); y añadir factores de
resistencia intrínsecos frente al virus (como la fusión de
TRIM5a). ❙
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
35
A ctualmente hay 32 fármacos aprobados para
hacer frente al VIH1, pertenecientes a dis
tintas familias farmacológicas que actúan
sobre diferentes dianas terapéuticas y en distintas fa
ses del ciclo de replicación del virus: inhibidores de la
transcriptasa inversa análogos de los nucleósidos/inhi
bidores de la transcriptasa inversa no análogos de los
nucleósidos (que actúan sobre la transcriptasa inversa),
inhibidores de la proteasa (antagonizan la actividad de
la proteasa), inhibidores de entrada o de la fusión (impi
den la fusión del VIH con la célula CD4, evitando que la
infecte y previniendo que el virus ingrese en la célula y
tome el mando de ésta), inhibidores de la integrasa (blo
quean la enzima integrasa, responsable de introducir el
material genético del VIH en el núcleo de la célula in
fectada) y los antagonistas CCR5 (ejercen una inhibi
ción alostérica no competitiva sobre los receptores de
quimiocina CCR5 y CXCR4, esenciales para que el VIH
penetre en la célula).
Sin embargo, según llamó la atención el Dr. Giuseppe
Pantaleo, “a pesar de este enorme, variado y potente arse
nal terapéutico, con estos fármacos aún no somos capaces
de erradicar el VIH, ya que cuando se detiene la terapia, el
virus regresa inexorablemente a las 46 semanas”.
¿Por qué persiste el VIH-1?De ahí la importancia de conocer cuáles son los prin
cipales mecanismos implicados en la persistencia del
VIH1 en los individuos infectados después de eliminar
¿Es realista la cura funcional del VIH?Giuseppe PantaleoCatedrático de Medicina y Director del Departamento de Inmunología y Alergia, Centro Hospitalario Universitario Vaudois (CHUV), Universidad de Lausanne, Suiza
Reseña biográfica
Catedrático de medicina y jefe
de la división de Inmunología
y Alergia, así como del labora-
torio de sida de la Universidad
de Laussane, Suiza. También es
el director ejecutivo del Institu-
to Suizo de Investigación sobre
Vacunas. El Dr. Pantaleo ha sido
galardonado con los siguientes
premios: Premio Cloetta en Medicina Experimental Básica y
Clínica (2000), Premio Pfizer de Investigación en Investigación
Clínica sobre Enfermedades Infecciosas (1999), Premio de los
National Institutes of Health (1996) y Premio en Virología Bási-
ca y Clínica de la Academia dei Lincei (1996).
Giuseppe Pantaleo
su replicación mediante la terapia antirretroviral. Para
explicar esta situación se manejan actualmente dos hi
pótesis principales.
Por un lado, se ha sugerido la existencia de un re
servorio latente de VIH (presencia latente del virus en
linfocitos T CD4 de memoria), siendo el total estimado
de este reservorio que está en reposo de 105107 célu
las. Además, la prolongada vida media de estas células
CD4 que tienen el VIH latente limita la posible eficacia
a largo plazo de una terapia antivírica supresora. Se ha
estimado en aproximadamente 70 años el tiempo que
debe transcurrir para asegurar la eliminación de todos
estos reservorios en presencia de supresión completa
de la replicación del virus; por lo tanto, cabe inferir que
estos reservorios no van a ser susceptibles a las terapias
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES ¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo
antirretrovirales existentes actualmente (que únicamen
te impiden su diseminación a otras células) ni tampoco
serán susceptibles al sistema inmune.
La otra hipótesis se basa en la idea de, a pesar de
que se haya conseguido suprimir totalmente el VIH1,
hay una replicación del virus residual que hace que se
vuelva a llenar el depósito celular latente. Se ha impli
cado en este proceso a las células CD4, macrófagos y
células dendríticas. Además, se considera la existencia
de un reservorio celular oculto, que se encuentra en un
compartimento privilegiado, lo que facilita el hecho de
que estas células sean resistentes al efecto citopático del
VIH y sean poco accesibles a células T CD8 citotóxicas.
La expansión del virus aquí es mínima, pero suficiente;
esta replicación marginal del virus podría estar asociada
con el relleno del reservorio de células latentes.
Según resaltó el Dr. Pantaleo, “ambas hipótesis son
válidas y no se autoexcluyen: es probable que, por un
lado, este reservorio de células infectadas que se en
cuentran en estado latente ayuden a perpetuar la infec
ción y, por otro, que haya al mismo tiempo una replica
ción residual del virus”. Con todo, a favor de la segunda
hipótesis están los estudios que demuestran que en un
gran número de pacientes con terapia antirretroviral se
encuentran niveles bajos de viremia en plasma (20 co
pias/ml de ARN del VIH).
Trascendencia de las células ThfUn trabajo clásico de Pantaleo, publicado en Nature en
1993, revelaba ya que los tejidos linfoides son el reservo
rio principal para el VIH, representando el lugar prima
rio para la infección y su replicación (incluso durante
la fase asintomática de la infección). En el año 2000 se
dio un paso más en este ámbito, identificándose una
nueva población de células T CD4 localizada dentro de
los centros germinales; se trataba de las células T helper
foliculares (Thf), necesarias para la maduración celular,
la producción de anticuerpos y la inmunidad antiviral
mediada por células T CD8.
Para el Dr. Pantaleo, “la demostración de que los lin
focitos T CD4 colaboradores foliculares (Thf) suponen
el principal depósito de la infección, replicación y pro
ducción del VIH podría indicar que las Thf pueden fa
vorecer la replicación del virus residual y los aumentos
transitorios de la carga viral que se observan durante la
terapia antirretroviral, pudiendo también contribuir a
que el depósito latente se vuelva a llenar”.
Un análisis exhaustivo de la interacción entre células
Thf y las células B genera algunos hallazgos de interés.
La inmunidad humoral requiere la interacción entre
poblaciones especializadas de células B y células Thf en
el centro germinal para producir células B de memoria y
células plasmáticas de vida prolongada. La interrelación
molecular entre las células B de centro germinal y las cé
lulas Thf influye en la supervivencia, proliferación y di
ferenciación de cada tipo celular. Este maridaje entre las
células B de centro germinal y las Thf también sucede a
nivel transcripcional (como el eje Bcl6IRF4Blimp1),
que es crucial para la diferenciación de células B y para
la identidad de células Thf.
Además, se ha observado que los linfocitos Thf pue
den dar lugar a otras poblaciones de linfocitos T CD4 de
“En la actualidad existen 32 fármacos aprobados frente al VIH-1, de distintas familias farmacológicas, que actúan sobre diferentes dianas terapéuticas y en distintas fases del ciclo de replicación del virus.”
“En este momento hay grandes esperanzas depositadas en el abordaje genético de este problema de salud.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
37
¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo
memoria convencionales tras el final de la respuesta GC.
La identificación de los linfocitos Thf como el principal
depósito de linfocitos T CD4 para la replicación y pro
ducción del VIH puede ayudar a diseñar estrategias más
selectivas para combatir tanto las células responsables de
la replicación del virus residual como las que favorecen
los altos niveles de replicación y producción del virus.
Y es que, según un reciente estudio del grupo de
Pantaleo, las células dendríticas foliculares representan
el mayor compartimento de las células T CD4 para la
infección VIH1, así como para su replicación y pro
ducción. En concreto, se pone de manifiesto que este
subtipo de células contiene el más elevado número de
copias de ADN del VIH y es también rico en células T
CD4 VIH específicas. Todo ello permite especular que
los anticuerpos dirigidos a las células Thf podría reducir
el reservorio VIH.
Algunas de estas observaciones se han obtenido a
partir del estudio de cuatro poblaciones diferentes de
células T CD4 aisladas de nódulos linfáticos de cuatro
grupos de personas bien diferenciadas: 23 sujetos con
infección VIH crónica (recuento de CD4 > 400/mm3 y
viremia plasmática > 5.000 copias/ml); 14 con viremia
plasmática indetectable (< 20 copias/ml de ARN del
VIH) después de 72 semanas de tratamiento antirretro
viral (se ha analizado tejido en ganglio linfático a nivel
basal, antes de iniciar el tratamiento antivírico y a las 72
semanas); 3 pacientes con enfermedad VIH no progre
siva y niveles bajos de viremia en plasma; y un grupo
control de 13 personas VIH–.
En este estudio se emplearon diferentes marcadores
para diferenciar los distintos subtipos de células. Las
células Thf se correspondieron con el subtipo CXCR5+
PD1+; estas células expresan Bcl6 y la molécula ICOS,
y tienen la capacidad tanto de producir IL21 como co
laborar en la producción de IgG1 e IgA de las células B
de centros germinales.
El mayor número de copias de ADN del virus se en
contró en las células Thf (media de 50.953 copias/106
células mononucleares), seguido de las células CXCR5–
PD1+ (23.182 copias/106 células). Experimentos in vitro
confirman que las células Thf son las que de forma más
eficiente colaboran en la replicación y reproducción del
VIH. Además, se ha observado que las células Thf están
expandidas en los nódulos linfáticos de pacientes viré
micos infectados por VIH, evidenciándose una signifi
cativa extensión de las células CXCR5– PD1+ CD4 T y
Thf en pacientes virémicos y una significativa reducción
de ambas poblaciones de células tras la supresión de la
replicación viral por medio de antirretrovirales. Se con
firma, de esta forma, un enriquecimiento de células Thf
y CXCR5– PD1+ CD4 T en linfocitos T CD4 específicos
para VIH (y también en linfocitos T CD4 que contienen
el ADN del virus).
También se ha querido comprobar si estas diferentes
subpoblaciones celulares soportan eficientemente o no
el virus. Así, se ha comprobado que las Thf y las CXCR5
PD1+, pero no así las células CXCR5– PD1– y CXCR5+
PD1– CD4 T, ayudan eficientemente al aislamiento y
producción del virus en pacientes con niveles virémi
cos bajos. Además, el porcentaje total de células Thf en
ganglio linfático se correlaciona directa y estrechamente
con los niveles de viremia VIH, de forma que una ma
yor presencia de este tipo celular se asocia con una ma
yor presencia de viremia en plasma. Sin embargo, esta
El Dr. Pantaleo explicó la importancia de las células Thf en el VIH.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES ¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo
correlación no se aprecia tan claramente en el resto de
subpoblaciones celulares analizadas: CXCR5– PD1–
CD4, CXCR5– PD1+ CD4 y CXCR5+ PD1– CD4. Todo
ello subraya que las células Thf son las que tienen una
mayor responsabilidad en el desarrollo del virus que se
pueden detectar en estos momentos.
Como principales conclusiones que se extraen de
estas investigaciones llevadas a cabo por el grupo de
Panteleo, se pone de manifiesto que las células Thf se
convierten en el principal compartimento de linfocitos
T CD4 para la infección VIH, desempeñando una fun
ción esencial en la replicación y producción del virus.
Estas células Thf y las células CXCR5– PD1+ pueden
ser el principal obstáculo para alcanzar una curación
funcional del VIH o su erradicación, por lo que el de
sarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas específica
mente a estas dos poblaciones celulares se convierte en
una prioridad, sobre todo si se tiene en cuenta que estos
dos tipos celulares podrían ser responsables de más de
un 90% del virus.
Por lo tanto, insistió el Dr. Pantaleo, “las células Thf
parecen ser buenas candidatas para favorecer la replica
ción residual del virus y, eventualmente, ser el origen de
señales virales (viral blips). En este sentido, el desarrollo
de anticuerpos biespecíficos frente a CD4 y PD1 puede
representar una estrategia efectiva para eliminar las cé
lulas Thf y CXCR5– PD1+ infectadas por el VIH”.
El siguiente pasoSe están desarrollando varias líneas de investigación
encaminadas a buscar alternativas terapéuticas que se
dirijan específicamente a las células Thf y las células
CXCR5– PD1+. Tras comparar la cascada de eventos
que se producen en los centros germinales tras una esti
mulación específica de antígeno en los ganglios linfáti
cos de un sujetos VIH– y de pacientes VIH+, se aprecia
una diferencia fundamental. En los infectados se detecta
en el centro germinal células folículodentrínticas que
están repletas de partículas del VIH.
En un trabajo pendiente de publicación, Pantaleo et
al. muestran cómo las células Thf son eficaces en su ca
pacidad para favorecer la producción de anticuerpos en
pacientes infectados por VIH.
Se han identificado elevados niveles de replicación
y producción del VIH dentro de las células Thf, correla
cionándose con los niveles de viremia plasmática. Por lo
tanto, cabe preguntarse si bajos niveles de replicación y
producción del VIH en las Thf son los responsables de
los virus blips. Como explicó el Dr. Giuseppe Pantaleo,
“creemos que en individuos totalmente suprimidos la
estimulación de la respuesta inmunitaria no va contra el
VIH, por lo que cada vez que respondan a cualquier otro
tipo de patógeno y desarrollen una respuesta inmuno
lógica en el centro germinal (siendo necesario generar
antígenos frente a estos nuevos patógenos), se producirá
una activación de las células Thf; si el individuo cuenta
ya con Thf infectadas por VIH, y considerando que la
terapia antivírica no va a bloquear la viremia debida a
la reactivación del virus en células aisladas (bloqueará
fundamentalmente su diseminación), es posible que se
originen virus blips”.
Se han descrito episodios cortos de aumento
de la carga vírica plasmática en pacientes con tra
tamiento antirretroviral y buen control virológico
que mantienen carga viral indetectable y presentan
ocasionalmente viremia detectable de bajo nivel. Es
tos episodios aparecen en determinaciones aisladas
y se limitan sin cambios en el tratamiento. Para que
un incremento de la carga viral plasmática sea con
siderado como blip debería ser inferior a 5001.000
copias/ml y en la siguiente determinación debería
ser de nuevo indetectable, puesto que se trata de un
“A pesar del potente arsenal terapéutico, aún no somos capaces de erradicar de forma definitiva el VIH.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
39
¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo
reacción transitoria (la terapia antiviral presente ter
mina por bloquear el virus y evitar su diseminación
y amplificación).
Como idea final, el Dr. Giuseppe Pantaleo afirmó
que “nos encontramos en un momento tremendamente
interesante para el manejo del VIH, con grandes espe
ranzas puestas sobre todo en el abordaje genético de
este problema de salud”. Con todo, añadió, “también se
están investigando otros muchos abordajes, más centra
dos en aspectos inmunológicos. La posibilidad de com
binar estrategias (actuar sobre los reservorios latentes
de linfocitos T CD4 y/o intervenir sobre la replicación
residual) para eliminar los reservorios del VIH abre la
puerta a múltiples intervenciones, con algunos recur
sos ya en fase muy avanzada de desarrollo, por lo que
estamos en disposición de pensar en una posible cura
funcional del VIH1”.
En cuanto a los reservorios latentes, se está progre
sando en el estudio de los inhibidores de la enzima his
tona deacetilasa (HDAC), que han evidenciado su capa
cidad de activar la salida del VIH de los reservorios (se
cree que el VIH utiliza el mecanismo celular derivado
de la acción de la HDAC para permanecer latente); por
otra parte, respecto a la actuación sobre la replicación
residual, se está avanzado en la generación de vacunas
terapéuticas, fármacos antiPD1 o inhibidores de la ac
tivación inmune. ❙
“La posibilidad de combinar múltiples estrategias permite plantearse una posible cura funcional del VIH-1.”
41
C on el objetivo de revisar qué se ha aprendido
de la investigación básica y clínica, qué se
está poniendo en práctica y qué retos pen
dientes quedan en el abordaje de las infecciones por
VIH1, se contó en este foro con las aportaciones del
Dr. Javier MartínezPicado, que en su conferencia ana
lizó los distintos fenotipos de VIH (desde los pacientes
infectados con una prolongada supervivencia a pesar de
la ausencia de tratamiento antirretroviral, hasta aquellos
que progresan rápidamente o los que pueden ser refrac
tarios a la infección por VIH1).
Los virus existen para persistir. Su naturaleza les lle
va al firme propósito de perpetuarse y, para ello, tratan
de cumplir dos objetivos fundamentales: escapar de las
amenazas y obstáculos que opone el sistema inmunitario
y limitar su potencial efecto citotóxico todo lo posible,
hasta al menos ser capaces de propagarse a otro posible
huésped. Esto sucede con todos los virus, aunque con
algunas divergencias en su forma de mostrarse. A modo
de ejemplos prácticos, el experto catalán recordó que el
virus de la hepatitis C replica persistentemente sin llegar
a hacer latencia y que esquiva al sistema inmunitario; el
virus del herpes simple hace todo lo contrario, es decir,
entra en latencia y tan sólo se manifiesta clínicamente
con brotes esporádicos en determinados momentos en
los que el sistema inmunitario presenta alguna deficien
cia. Por su parte, el virus de la inmunodeficiencia hu
mana en ausencia de tratamiento antirretroviral sigue
una estrategia dual (aunando la forma de actuación de
Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínicaJavier Martínez-PicadoProfesor de Investigación ICREA, Instituto de Investigación del sida, IrsiCaixa y Universitad Autónoma de Barcelona, Barcelona, España
Reseña biográfica
Doctorado en la Universidad de
Barcelona en 1994, fue profesor
asociado de diferentes asigna-
turas de microbiología en esa
misma institución. Posteriormen-
te, en 1996, se unió al Hospital
General de Massachusetts como
investigador posdoctoral, donde
comenzó su investigación sobre
sida. En el año 2000 se incorporó como investigador biomédico
en el Departamento de Salud Español del hospital Germans Trias
i Pujol de Barcelona, donde ha continuado su actividad investiga-
dora sobre sida hasta la actualidad.
Javier Martínez-Picado
ambos virus citados previamente), puesto que replica
continuamente y hace latencia en unas pocas células de
especial relevancia para el sistema inmunitario.
Malas y buenas noticiasEn el abordaje actual de la infección por VIH1 se repar
ten las buenas y las malas noticias. Entre estas últimas,
destaca la obstinada persistencia del virus. El VIH1 es
un virus que en ausencia de tratamiento antirretroviral
adecuado replica continuamente, lo que provoca, por
un lado, un incremento de su diversidad genética y, por
otro, la presencia de mutaciones de escape (evadiendo
tanto al sistema inmunitario —células citotóxicas y res
puestas humorales— como al efecto del tratamiento an
tirretroviral). Pero, además, el VIH ofrece una compleji
dad y dificultad mayor, al integrarse en el ADN humano
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado
y dar lugar a la latencia del virus en unas pocas células
(que pasan desapercibidas para el sistema inmunitario y
para los antivirales); es más, si en algún momento esta
latencia se reactiva, se vuelve a tener un setting de infec
ción, por lo que detener el tratamiento antirretroviral no
evitará el riesgo de reaparición de la infección si se reac
tiva una de estas células que contienen el virus latente.
La replicación continua del virus y su latencia en al
gunas células escondidas se entremezclan con un hecho
especialmente relevante. En las personas infectadas por
VIH1 (sobre todo las no tratadas, pero también las tra
tadas y las que reciben terapia durante períodos prolon
gados) existe un incremento del proceso inflamatorio y
de activación del sistema inmunitario. Estas personas
no terminan de normalizar su sistema inmunitario, ya
sea porque hay un daño irreversible en la traslocación
bacteriana (lo que incrementa el nivel de ciertas molé
culas en el cuerpo, de tipo endotoxinas, que mantienen
siempre elevado el nivel de activación), por una presen
cia desmesurada de interferónalfa (que mantiene con
tinuamente activado este sistema inmunitario), etc. En
cualquier caso, sintetizó el Dr. MartínezPicado, “los as
pectos peculiares de replicación, integración, inmuno
activación e inflamación van a favorecer la persistencia
viral de la infección por VIH1”.
Sin embargo, también hay buenas noticias en este
campo. Entre ellas destaca la rápida, precoz y eficaz
identificación del VIH1, el acelerado desarrollo de he
rramientas diagnósticas cada vez mejores, las propias
mejoras que se han registrado en las últimas décadas en
el desarrollo de fármacos antirretrovirales (aunque sub
sisten importantes déficits en la implementación de es
tas terapias en todos los países), los progresos documen
tados en el conocimiento de la complicada patogénesis
del virus y la extensión de algunas trascendentales estra
tegias de prevención (en la transmisión de madre a hijo,
en relación con la eficacia preventiva de la circuncisión
masculina, en cuanto al efecto ligeramente beneficioso
que ofrecen ciertos microbiocidas, en la utilización de la
profilaxis posexposición o en las medidas profilácticas
preexposición).
Sin embargo, advirtió el Dr. MartínezPicado, “segui
mos teniendo muy malas noticias. A pesar de la eficacia
de los tratamientos actuales, todavía por cada persona
que inicia un tratamiento antirretroviral se diagnosti
can dos nuevos casos en humanos, lo que impide mini
mizar el impacto epidemiológico de este drama”. Pero
no sólo eso, recordó, “a día de hoy continuamos sin una
cura para la infección por VIH y sin una vacuna pre
ventiva; mientras que no dispongamos de una curación
para el virus y/o una vacuna para prevenir su aparición
en poblaciones de riesgo, tendremos un gran problema.
Aunque en las últimas tres décadas se han logrado gran
des progresos, es evidente que aún tenemos ante noso
tros importantes y nuevos retos”.
Tipos de progresiónEn los últimos años se han logrado distinguir varios ti
pos de pacientes VIH, atendiendo fundamentalmente
al modo que manifiestan la progresión de la infección.
Utilizando un sencillo sistema de coordenadas cartesia
nas, el conferenciante trató de ejemplificar la distinta re
lación que existe en cada uno de estos subtipos de enfer
mos entre la progresión de la enfermedad y la presencia
de virus en la sangre.
La mayor parte de personas que se infectan por el
VIH1 muestran grados variables de viremia y de pro
gresión de la enfermedad. En amplias series de pacien
tes (Cascade Collaboration) se ha comprobado que, por
término medio, aquellos sujetos infectados que no son
tratados con antivirales tardan habitualmente entre 7 y
“El objetivo de los virus es perpetuarse y, para ello, tratan de escapar del sistema inmunitario y propagarse a otro posible huésped.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
43
Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado
11 años en desarrollar el sida y entre 8 y 12 en fallecer
si no han recibido una terapia antirretroviral. Pero, al
margen de este gran grupo de pacientes, se identifican
otros subgrupos más pequeños que muestran ciertos
rasgos de interés.
Controladores de la infecciónUn de estos subgrupos lo conforman aquellos pacientes
que son controladores de la infección por VIH. Se trata
de personas con un nivel de sintomatología muy bajo y
una escasa progresión de la enfermedad; además, la ma
yor parte de ellos expresa una viremia muy baja (en los
denominados controladores de élite ni siquiera se pue
de detectar viremia alguna utilizando técnicas estándar,
aunque sí por técnicas ultrasensibles). Se estima que tan
sólo una de cada 300 personas infectadas puede ser un
controlador de élite; sin embargo, a pesar de ser escasos
los pacientes incluidos en este grupo, ha sido extensa
mente investigado, “puesto que puede darnos las claves
de qué ocurre en estos pacientes para que sean capa
ces de no experimentar desarrollo de su enfermedad”,
apuntó el ponente.
En este sentido, se ha sugerido la posibilidad de que
exista algún rasgo peculiar de los VIH1 que infectaban
a estos controladores de élite (un defecto), una hipótesis
que no se ha podido confirmar. Sin embargo, es posible
aislar y caracterizar virus con capacidad replicativa de
tejidos procedentes de pacientes que son controladores
de élite; también se ha demostrado que algunos de estos
sujetos han recibido la transmisión viral de pacientes con
sida (por tanto, con una infección progresiva); igualmen
te, y a partir de la secuenciación del genoma completo
viral, se ha observado que en muchos de estos virus no
hay defectos lo suficientemente claros como para explicar
la existencia de una deficiencia viral (aunque en muchos
casos se detectan pequeños defectos que los convierte en
virus con una inferior capacidad replicativa).
Dado que el virus no llega a explicar, a la luz de los
conocimientos actuales, los motivos que darían lugar
a este grupo de controladores de élite, se han iniciado
otras líneas de investigación enfocadas a analizar otras
variables (genéticas, inmunológicas...). De todas éstas, la
que acumula un mayor grado de evidencia satisfactoria
es la que se ha centrado en evaluar la interacción que se
establece en las moléculas implicadas en la presentación
de antígeno.
Tal y como se demostró hace años, una célula in
fectada presenta el antígeno (en este caso, péptidos vi
rales) a través de una molécula (el complejo mayor de
histocompatibilidad, HLA), lo que provocará que una
célula efectora (célula citotóxica) reaccione y produzca
un efecto citolítico sobre la célula infectada. Todos los
humanos tienen un patrón identificador y específico de
HLA; dependiendo del tipo de HLA que tenga cada per
sona, y de si el haplotipo es homocigoto o heterocigo
to, cada persona posee una mayor o menor protección
frente a un determinado virus.
Estos hallazgos se han podido corroborar en gran
des estudios de genómica. En una importante cohorte
internacional (con casi 1.000 pacientes controladores de
élite y que no habían recibido tratamiento), se efectuó
“En ausencia de tratamiento antirretroviral adecuado, el VIH-1 se replica continuamente.”
El Dr. Martínez-Picado analizó en su conferencia los distintos fenotipos del VIH.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado
un análisis de genoma humano completo de asociación
con fenotipo que ha concluido que los principales de
terminantes del control del VIH1 se ubican en el cro
mosoma 6, en una región relacionada con el complejo
mayor de histocompatibilidad (concretamente, el HLA
B); a partir de estos resultados, se considera que existe
una serie de haplotipos inmunogenéticos que confie
ren un diferente riesgo de progresión del VIH1 (alelos
protectores: B*57:01, B*27:05, B*14/Cw*08:02, B*52 y
A*25). De esta manera, un marcador genético podría
servir para orientar sobre el nivel de progresión del VIH
en un paciente no tratado.
Hay otro subgrupo de sujetos, más minoritario, me
nos conocido y estudiado que se incluye dentro del seg
mento de pacientes que son controladores del virus. Los
controladores postratamiento son pacientes que, tenien
do una viremia detectable al inicio de su infección, han
empezado el tratamiento antirretroviral precozmente
(en la fase aguda, aproximadamente durante las prime
ras 4 semanas tras producirse la infección primaria). En
algunos de estos pacientes, al detenerse por cualquier
motivo el tratamiento antirretroviral, se han documenta
do casos de control espontáneo de los niveles de viremia,
manteniendo las células CD4 en unos niveles relativa
mente elevados. De los estudios más significativos que se
han publicado recientemente en torno a estos pacientes,
se extraen tres ideas esenciales: se trata de un número ex
traordinariamente bajo de pacientes (aproximadamente
un 5,5% de los que interrumpen la terapia antirretroviral
tras haberla comenzado precozmente después de una
primoinfección); no manifiestan alelos HLA protectores;
y no parece que la respuesta citotóxica esté implicada en
este control de la infección (débil respuesta de células T
CD8+ específicas para el VIH).
Pacientes que progresan rápidamenteUna situación totalmente opuesta es la que muestran
aquellos pacientes definidos como progresores rápidos, es
decir, aquellos que tras la infección primaria objetivan un
acelerado avance de la enfermedad. En un estudio de la
cohorte europea Cascade, incluyendo casi 19.000 pacien
tes seguidos desde el momento de la seroconversión, ha
bía un 15% de sujetos con menos de 200 células CD4/µl
a pesar de no haber recibido terapia antirretroviral des
pués de tres años de producirse la infección; este por
centaje se eleva hasta el 40% si se incluye a los pacientes
con 200349 células/µl. Estos datos, según los valoró el
Dr. Javier MartínezPicado, “son mucho más elevados de
lo que cabría esperar, por lo que la infección que progre
sa rápidamente es un problema emergente del que hasta
ahora sólo hemos empezado a ser realmente conscientes”.
El Instituto de Investigación del Sida, en colabora
ción con investigadores del grupo liderado por Giuse
ppe Pantaleo, ha iniciado un arduo trabajo de cribado en
sus cohortes en busca de pacientes que presenten estas
características: progresión rápida de la infección (con un
nivel de CD4 inferior a 350 células/µl en menos de tres
años tras la infección primaria) o con criterios definito
rios de sida. Por el momento, se han logrado identificar
unos 150 pacientes con estos rasgos, “lo que permitirá
hacernos preguntas más biológicas”, apostilló el ponente.
Entre los resultados obtenidos por el momento,
destaca que gran parte de estos progresores rápidos se
infectan con una tipología de virus característico: son
pacientes que están sensible y significativamente enri
quecidos en infección con virus que utilizan el receptor
“Una de cada 300 personas infectadas es un controlador de élite.”
“Por cada persona que inicia un tratamiento antirretroviral se diagnostican dos nuevos casos.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
45
Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado
X4 o simultáneamente el receptor R5/X4 (los pacientes
con una progresión estándar tras infección primaria se
infectan mayoritariamente con virus R5).
Además, tras aislar satisfactoriamente el virus y lle
var a cabo pruebas in vitro sobre cómo se produce la
replicación viral, se determina que los virus procedentes
de pacientes que progresan rápidamente replican de for
ma mucho más veloz que los virus aislados de enfermos
con una progresión normal.
Los estudios de inmunidad celular en estos pacientes
con progresión rápida de la infección ponen de mani
fiesto que estos sujetos tienen una capacidad de respues
ta citotóxica muy débil en comparación con los respon
dedores estándar. Es más, esta respuesta citotóxica no
se recupera a pesar del tratamiento antirretroviral. Para
ilustrar estos hallazgos, el ponente presentó un caso clí
nico para mostrar que también se potencia el riesgo de
progresión rápida cuando el virus que pasa del donante
al receptor (compartiendo ambos pacientes idénticos
supertipos de HLA) incorpora las mutaciones de escape
frente a la inmunidad celular.
Pacientes virémicos no progresoresTambién es reducido, y ha sido poco estudiado hasta el
momento, el grupo de pacientes calificados como viré
micos no progresores. Presentan una elevadísima vire
mia durante años, pero sin desarrollar ningún síntoma
de enfermedad y sin registrar caídas en CD4. Aproxi
madamente 1 de cada 1.000 pacientes infectados po
drían pertenecer a este selecto grupo.
Para estudiar adecuadamente las bases de la progre
sión clínica a la enfermedad resulta más lógico compa
rar a los pacientes que son progresores rápidos con los
virémicos no progresores, puesto que la comparación
entre los progresores rápidos y los controladores de élite
ofrece muchos obstáculos (sabiendo que la presencia de
virus modifica toda la inmunología del paciente y que
los progresores lentos no tienen niveles relevantes de vi
rus, se limita la validez de las posibles conclusiones que
se pueden extraer de una comparación con los pacientes
que muestran progresiones rápidas).
En base a esta consideración, se ha optado mejor por
comparar a los pacientes virémicos que sí desarrollan la
enfermedad con aquellos que tienen una viremia eleva
da pero que no progresan o lo hacen muy lentamente.
Sin embargo, al tratarse de subgrupos de pacientes muy
específicos y reducidos, en estos estudios se ha inclui
do a macacos Rhesus y a monos Sooty mangabey. Tal y
como lo justificó el Dr. MartínezPicado, “la infección
por VIH en humanos guarda un estrecho paralelismo
con infecciones ocasionadas por el virus de la inmuno
deficiencia de simios (VIS) en primates no humanos; de
hecho, la mayor parte de estas infecciones en primates
no humanos se comportarían como las infecciones por
VIH en los controladores de élite (consiguen vivir bien,
con niveles bajos de viremia). Sin embargo, hay dos
modelos de primates no humanos que no tienen este
comportamiento estándar: los macacos Rhesus cuando
se infectan por el VIS progresan de manera muy veloz,
calcando prácticamente los eventos que se producen
en los pacientes infectados por el VIH que progresan
rápidamente; por su parte, los Sooty mangabey con el
VIS no desarrollan la enfermedad a pesar de manifestar
elevados niveles de virus en sangre.
Partiendo de estas premisas, se ha realizado un aná
lisis comparativo de transcriptómica, confrontando los
resultados obtenidos entre pacientes rápidos progreso
res y virémicos no progresores con los hallazgos reco
pilados de la comparación hecha entre macacos Rhesus
y Sooty mangabey, lo que ha permitido identificar posi
bles rasgos comunes en la genética y transcriptómica,
“La infección que progresa rápidamente es un problema emergente del que hasta ahora sólo hemos empezado a ser realmente conscientes.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
por una parte, de los rápidos progresores y los macacos
Rhesus, y, por otra, de pacientes virémicos no progreso
res y los Sooty mangabey.
Gracias a este modelo se han detectado grandes
similitudes, tanto en lo que respecta a la respuesta al
interferón como en los genes implicados en la activa
ción inmune. Con análisis de enriquecimiento de ge
nes se ha podido, incluso, identificar cuatro genes que
están sobreexpresados en los modelos de progresión
rápida, tanto en simios como en humanos (CASP1,
CD38,LAG3, TNFSF13B), así como dos genes que es
tán sobreexpresados en los modelos (tanto en humanos
como en monos) de no progresión a pesar de contar con
niveles altos de viremia (SOCS1, EEF1D).
Personas expuestas no infectadasUn último subgrupo de sujetos dignos de mención son
las personas que están expuestas al VIH pero que, en
cambio, no se infectan. Para estudiar adecuadamente
estos casos aislados, el grupo de trabajo del Dr. Martí
nezPicado se ha fijado en una cohorte muy específica
de sujetos: pacientes hemofílicos (hemofilia A) que re
cibieron antes del año 1984 concentrado de factor VIII
en infusión y que, a día de hoy, no están infectados por
el VIH.
Por el momento se han seleccionado para esta cohorte
560 pacientes con hemofilia A, test VIH1 negativo y que
tienen documentado un tratamiento con concentrado
VIII entre 1979 y 1984. Un primer análisis de esta pobla
ción ha tratado de discernir si existe algún factor genético
protector frente al VIH en estas personas, a pesar de que
todas son VHC+. Se ha descubierto que únicamente un
6,4% de los pacientes son CCR5∆32 homocigotos; ade
más, y después de realizar un cribado de más de 1.000
polimorfismos y casi 4.000 genes, no se ha encontrado
ningún otro marcador genético ni ninguna alteración sig
nificativa en el número de copias de genes que se pueda
asociar con la protección de estos pacientes frente a la in
fección por VIH. A pesar de estos resultados desesperan
zadores, se está procediendo a realizar una secuenciación
del exoma completo de esta cohorte de pacientes.
En sus conclusiones, el Dr. Javier MartínezPicado
resumió cinco ideas básicas: los humanos muestran
una significativa variación en los resultados clínicos
que se derivan tras una infección por VIH1; la inmu
nogenética revela que el factor mayor de histocompa
tibilidad es un determinante crítico para la progresión
de la enfermedad por VIH1; la rápida progresión de
la enfermedad por VIH1 es un fenómeno mucho más
frecuente de lo que se creía previamente; los modelos
humanos y de primates no humanos de progresión de
la enfermedad tienen grandes similitudes en términos
transcriptómicos; y más allá de la CCR5∆32, no se ha
encontrado por el momento ningún otro determinan
te genético que se vincule estrechamente con la resis
tencia frente a la infección VIH1. ❙
“Los modelos de progresión de la enfermedad tienen grandes similitudes transcriptómicas en humanos y en otros primates.”
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
47
Enfe
rmed
ades
infe
ccio
sas
emer
gent
es
debate Moderador:
Juan Carlos LópezMesa redonda: Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado
49
Pregunta: En relación con el es-
tudio que están llevando a cabo
para identificar el receptor del
HCoV-EMC, me gustaría saber si
el macaco es un buen modelo para
detectar y aislar este virus.
Albert Osterhaus: La respuesta es
sí. Aunque nunca se puede afirmar
en el 100% de los monos, hemos
probado distintas especies en el
proyecto de la Unión Europea en
el que participamos. Lo que hemos
hecho ha sido reproducir la enfer
medad con la idea de poder, los
más rápidamente posible, elaborar
estrategias intervencionistas.
Pregunta: ¿Han descrito ustedes
a diez pacientes con este virus
HCoV-EMC?
Albert Osterhaus: No, no los he
mos descrito. Lo que hemos hecho
ha sido compartir la información
que nosotros teníamos con otros
grupos y, en total, hemos reunido a
diez pacientes, cinco de los cuales
han muerto.
Pregunta: ¿Se ha podido documen-
tar la transmisión entre humanos?
Albert Osterhaus: Ésta es la cues
tión más crucial. Todos ellos eran
casos individuales; aparte de los dos
primeros de los que sólo teníamos
datos de análisis retrospectivo, creo
que la mayoría de los pacientes eran
casos aislados. Habría que hacer un
estudio serológico lo antes posible
en camellos, ovejas, cabras, etc., de
zonas de riesgo. Celebramos una
reunión el Cairo hace tres semanas
y hablamos también con la autori
dad local para ver qué se podía ha
cer al respecto, para trabajar de una
manera más sistemática, que nos
permita validar las observaciones
que hacemos. Ahora lo podríamos
hacer, ya que contamos con las téc
nicas y recursos necesarios, aunque
aún nos faltarían algunos materia
les. No creo que hayamos demostra
do aún la transmisión de humano
a humano, y esto es crucial, ya que
no debemos olvidar que con SARS
había transmisión ocasional entre
animales y vimos de pronto que el
virus se pasaba a humanos; esto es
lo que tenemos que analizar y para
lo que debemos prepararnos.
Juan Carlos López: Me ha intere-
sado mucho de lo que ha mostrado
sobre ese virus canino que afecta
a las focas y esos virus animales
que parecen propagarse de una
manera muy inesperada. También
Debate
Los Dres. Martínez-Picado, Malim y Pantaleo durante el debate.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Debate
se dice que el calentamiento glo-
bal está causando algunas enfer-
medades infecciosas emergentes.
¿Hay alguna prueba realmente
convincente que nos permita decir
que esto ha pasado por el cambio
climático, es decir, que ha sido el
cambio climático el principal res-
ponsable de que se haya producido
esta epidemia animal?
Albert Osterhaus: Bueno, esto nun
ca puede afirmarse, es sólo un factor
entre muchos otros. El calentamien
to global evidentemente influye en
distintas cosas: por ejemplo, en los
patrones migratorios de las ballenas,
las aves y las focas. Muchos de estos
virus pasan de unas especies a otras,
se producen contactos que antes no
pasaban, pero no se puede decir que
esto sea culpa del calentamiento
global, porque la situación es de
masiado compleja, hay demasiados
factores. Lo importante es analizar
de una manera más holística este
aspecto e intentar amalgamar todos
estos diferentes factores, entender
los y ponerlos en modelos matemá
ticos preferentemente.
Pregunta: Me surge una duda en
relación con el caso que ha presen-
tado del paciente que recibió nue-
vas células madre que eran resis-
tentes a la infección por VIH. Por
lo menos al principio, este paciente
tenía dos poblaciones de linfocitos
T: los autólogos, que eran sensi-
bles, y los resistentes. Inicialmente
era como una infección persisten-
te, posiblemente una situación
ideal para seleccionar mutantes de
escape a alta velocidad. ¿Fue ése el
caso o este paciente desarrolló una
inmunidad en cuanto a los virus
infecciosos?
Michael Malim: En primer lugar,
debo decir que yo no tenía nada que
ver con esa investigación. Sé que hay
trabajos en los que se van a inten
tar encontrar secuencias víricas en
ese individuo y encontrarlas es muy
aleatorio.
Giuseppe Pantaleo: Creo que hay
algo en este paciente que lo hace
muy diferente. No debemos olvi
dar que este paciente ha recibido
dos trasplantes de médula, ya que
mostró una recidiva de su leucemia
aguda. El hecho de que haya recibi
do hasta dos trasplantes de médula
ósea es una situación bastante úni
ca, por lo que es muy difícil tomar
a este paciente como representa
tivo. A mi juicio, creo que va a ser
imposible utilizar esto en pacientes
de VIH en ausencia de una leuce
mia aguda; llevar a cabo este tipo
de tratamientos va a ser muy difícil.
Insisto, es difícil que los hallazgos
encontrados en este caso se pue
dan reproducir en otros, dado que
se trata de un paciente sometido a
una situación especial. Este pacien
te no es muy representativo, ya que
ha estado sujeto a dos tratamientos
muy potentes con quimioterapia y
antirretrovirales, que realmente han
quitado la mayor parte del reservo
rio viral; además, algo debe haber
afectado el hecho de que tuviese
este CXCR5 negativo, de forma que,
incluso aunque hubiera algún virus
Las enfermedades infecciosas generaron una gran expectación.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
51
Debate
residual alrededor, no lo podía am
plificar.
Javier Martínez-Picado: En este
paciente se llevó a cabo un secuen
ciamiento profundo, buscando
rasgos fenotípicos de CXCR4, en
contrándose que un 3% del virus
era CXCR4. El siguiente paso era
recrear estas secuencias en virus
recombinantes, y cuando se hizo
fue posible replicar otro virus.
Queda por saber por qué, a pesar
de tener bajos niveles de CXCR4, el
virus que debía estar escapándose
de la estrategia de terapia génica no
pudo hacerlo. De hecho, hay un se
gundo caso de trasplante de sangre
que se ha realizado con éxito con
CXCR5Δ32 homocigoto; sin em
bargo, cuando intentamos utilizar
las células de este nuevo trasplante
en seres vivos, se ha visto que no se
ha podido infectar ni con R5, como
se esperaba, ni con X4 tampoco, lo
cual es un desafío y no sabemos
por qué.
Pregunta: ¿Cuáles podrían ser las
consecuencias de tener un trata-
miento con APOBEC3 en células
que no tienen el virus o que están
latentes? ¿Hay algún síntoma o
qué puede ocurrir con una célula
normal utilizando este tipo de tra-
tamiento basado en APOBEC3?
Michael Malim: Ésta es una pre
gunta excelente. Pero la respuesta
es que a día de hoy no lo sabemos,
puesto que desconocemos cuáles
son las funciones naturales de estos
progenes. Parece que es una familia
de genes que se ha expandido mu
cho en primates, y ya se han logrado
identificar hasta once miembros. Lo
cierto es que los ratones knock-out
con el APOBEC3 inactivado pa
recen normales, pero en humanos
realmente no conocemos la res
puesta. Desde luego, las líneas celu
lares en un laboratorio crecen bien
con estas proteínas APOBEC3. Un
posible peligro se ha vislumbrado
tras una secuenciación profunda de
genes de cáncer de mama. En algu
nos de estos tumores se ha visto que
estos ADN tienen mutaciones im
pulsadas por APOBEC3. Es en cier
to sentido lógico pensar que si se
aumenta la actividad también se tie
ne el riesgo de introducir mutáge
nos genómicos. Se trata de un área
de investigación que está en curso
y, desde luego, es una preocupación
efectivamente.
Pregunta: En su presentación ha
analizado distintos genes de ex-
presión que se presentan en dos si-
tuaciones paralelas con humanos
y monos, identificando cuatro ge-
nes que se expresaban de forma di-
ferencial. Ahora bien, se ha encon-
trado en algunas investigaciones
una asociación entre la patogenia
del virus y la expresión de los ARN
que no codifican. ¿Tiene alguna
explicación para esta ausencia de
codificación?
Javier Martínez-Picado: La respues
ta corta es que no. Hemos realizado
análisis de ARN mensajero, pero no
hemos tenido en cuenta otras molé
culas de ARN. Y se trata de un cam
po de creciente interés.
Juan Carlos López: ¿Realmente
cree que puede existir una cura
funcional para el VIH?
Giuseppe Pantaleo: Cada vez esta
mos más cerca de obtener un im
La traducción simultánea permitió seguir todas las conferencias y el consiguiente debate.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Debate
pacto mayor. No se si la línea de
trabajo que estamos siguiendo va
a ser la estrategia definitiva, pero
creo que las cosas que estamos in
vestigando cada vez son más efica
ces en cuanto a su impacto poten
cial. Llevará tiempo lograr la cura
funcional del VIH, pero soy más
optimista sobre la posibilidad de
tener una profilaxis efectiva y de
finitiva.
Juan Carlos López: Me ha encan-
tado su análisis de las vías de se-
ñalización a las que se podía diri-
gir uno para hacer frente al virus,
y la idea de la forma de terapia
génica o terapia celular es también
muy interesante. Yo creo que sería
difícil utilizar esto teniendo en
cuenta las agencias de regulación,
los obstáculos burocráticos, los re-
cortes económicos…, pero valdría
la pena pensar en ello. Pero desde
el punto de vista clásico, las dianas
clásicas, ¿cómo lo priorizaría?,
¿qué estrategia elegiría?
Michel Malim: Sin duda, mi opinión
al respecto está un poco sesgada,
aunque es cierto que todos los cien
tíficos tenemos una opinión sesgada
porque nos centramos en una línea
de investigación concreta. Consi
dero que las proteínas APOBEC3
son excelentes dianas terapéuticas,
pero se está teniendo dificultades
en la obtención de resultados sa
tisfactorios, a pesar de llevarse más
de una década investigando en este
campo. Por otra parte, el TRIM5α es
un campo difícil, porque el TRIM
humano no funciona realmente
contra el VIH. También son suge
rentes los trabajos relacionados con
SAMHD1. Por otra parte, la tenderi
na, de la que no he hablado tanto en
mi intervención, es una molécula de
la superficie celular que tiene la mis
ma lógica racional y creo que es una
buena diana, por lo que se podría
proseguir también en su estudio; en
un reciente artículo se ha evidencia
do promocionar la tenderina y eli
minar también la actividad de virus
era también una diana importante.
Lo cierto es que, en esta carrera por
buscar la línea de investigación más
acertada, pensaba que el APOBEC3,
pero aún no está claro. Lo único que
parece evidente es que el TRIM hu
mano no funciona y, por lo tanto,
yo seguiría las otras dos opciones;
APOBEC3 y tenderina.
Juan Carlos López: El análisis de
las diferentes cohortes de pacientes
es fascinante, y es que pocas veces
se discute cuánto hemos aprendido
analizando los fenotipos extremos,
La sede de la Fundación Ramón Areces acogió la quita conferencia de este ciclo.
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
53
Debate
que siempre han sido muy im-
portantes. Es una pena que no se
hayan encontrado valores estadís-
ticamente significativos en el pri-
mer análisis genético, aunque aún
subsiste la esperanza de encontrar
algo más interesante en el análisis
completo de los exones. ¿Esperan
algún hallazgo de interés en algún
subgrupo de las cohortes definidas?
Javier Martínez-Picado: El análisis
estadístico para múltiples compa
raciones es muy complejo. En este
análisis utilizamos distintas tasas de
recuperación, un enfoque más rela
jado y no hemos encontrado nada
que fuera significativo en el conjunto
de todas las cohortes. En un subcon
junto de las cohortes también hemos
podido recoger células, y esperamos
poder encontrar algún resultado de
interés. Ahora no solamente estamos
llevando a cabo el análisis de exones,
sino que también estamos llevando a
cabo análisis funcionales in vitro con
esas células; sin embargo, no sabe
mos qué podemos encontrar, sobre
todo teniendo en cuenta que estas
personas evidentemente han estado
expuestas al virus pero hace bastan
te tiempo. Realmente, no sabemos si
las células que tenemos van a poder
responder de una forma similar a
como lo han hecho años atrás, pero
tenemos todavía las células y pode
mos trabajar con ellas.
Pregunta: ¿Con qué frecuencia se
encuentra células foliculares en
individuos normales?
Giuseppe Pantaleo: En personas
sin VIH se estima que un 2% del
total de los linfocitos T CD4 del
tejido de los ganglios linfáticos son
Thf; en el paciente virémico suben
hasta un 6 o 10%.
Javier Martínez-Picado: Es in-
trigante que se hayan publicado
polémicos hallazgos que insinúan
que quizá algunos de los fármacos
antirretrovirales que hemos utili-
zado durante los últimos años no
penetran demasiado bien en los
ganglios linfáticos, que es exac-
tamente donde están las células
diana. Y también he encontrado
en sus diapositivas que el nivel de
cuantificación vírica es bastante
elevado y significativo. ¿Piensa que
se están mezclando ambos eventos,
es decir, que los fármacos actuales
no penetran adecuadamente en el
reservorio y que, además, las célu-
las infectadas son capaces de repli-
car eficientemente?
Giuseppe Pantaleo: A mi modo de
ver, creo que estos hallazgos a los
que se refiere se han malinterpreta
dos. No estoy diciendo que los datos
sobre la penetración de antirretrovi
rales en los tejidos no sean válidos,
pero creo que desafortunadamente
realizar este tipo de cuantificación
farmacológica sobre el tejido total
realmente no indica gran cosa, es
decir, no puede explicar si realmente
en algunos compartimentos dentro
del tejido diana se encuentran con
centraciones adecuadas de fármacos
antirretrovirales. Hay alguna posibi
lidad de que realmente no se alcan
cen los niveles terapéuticos, sobre
todo si tenemos en cuenta también
las concentraciones tan elevadas de
células infectadas que encontramos.
Pregunta: ¿Qué pueden aportar
los fármacos nuevos, como los an-
tiPD-1?
Giuseppe Pantaleo: Hay un par de
laboratorios que están interesa
dos en probar la terapia antiPD1
en infección por VIH, con el fin
de restaurar o reactivar las células
o restaurar una mejor función in
munitaria de los linfocitos CD8. El
tratamiento antiPD1 en el cáncer
ha tenido éxito, pero también está
asociado con graves efectos secun
darios. En nuestro caso, nosotros no
necesitamos un agonista antiPD1
que vaya a estimular la reactiva
ción, porque lo que necesitamos es
simplemente eliminar. Hace falta
dirigirlo y unirlo sin crear una ac
tivación, sobre todo para limitar los
efectos secundarios que se han visto
en el campo del cáncer.
Juan Carlos López: ¿Qué mensaje fi-
nal les gustaría difundir en relación
con este campo de investigación?
Javier Martínez-Picado: En primer
lugar, destacaría que la investigación
traslacional es muy importante. Todo
el trabajo que se ha realizado con
personas de riesgo, personas infec
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
tadas con distinta duración de pro
gresión, es relevante. Hay que incluir
más aspectos moleculares, aspectos
inmunológicos y también hay que
estudiar muestras reales de pacientes.
Michael Malim: Totalmente de
acuerdo con este último comentario,
puesto que es fundamental estudiar
muestras reales de personas. Por
otro lado, llamar la atención sobre
que actualmente estamos solamen
te rascando la superficie que hay en
cualquier virus, pero hay muchas
dianas potenciales por descubrir y
una biología muy interesante por
desvelar.
Giuseppe Pantaleo: Me gustaría
subrayar la necesidad de apoyar,
desde diferentes ámbitos, el de
sarrollo de estas intervenciones
terapéuticas; no hay demasiados
fondos económicos para explorar
de una forma eficaz estas estrate
gias potenciales, siendo muy difícil
financiar estas investigaciones: las
autoridades públicas han recorta
do sus ayudas y las empresas real
mente no te ofrecen su ayuda hasta
que no tienen una base sólida de
evidencia positiva que les anime a
invertir en el proyecto. Con todos
los logros que estamos alcanzando
en distintos campos (intervención
inmunológica, molecular, celular,
etc.), es una pena que nos paremos
por falta de dinero. ❙
ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES
55
Emer
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senta
tion
Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector of the Ramón Areces Foundation
Federico Mayor ZaragozaChairman of the Scientific
Council of Ramón Areces Foundation
Javier Cazaña AguilarManaging Director of
Nature Publishing Group Iberoamérica
57
PresentationT he following monograph “Emerging infectious diseases: the new pande mic
of the 21st century”, compiles the discussions and opinions of the experts
who attended the 5th edition of the “Lecture Series and Debates on Science”,
which was jointly organised by the Nature Publishing Group Iberoamerica (NPGI).
The primary subjects debated during the four previous editions included autoim
mune diseases, personalised health care, the nanotechnology revolution and genetic
testing. Based on the views of the Scientific Advisory Board and NPG, these subjects
were extensively addressed because of their academic and cuttingedge nature and
because they are current topics of interest.
The five rounds of talks were the result of the collaboration initiated with the
NPGI in 2008. The objective of this collaboration is to disseminate scientific know
ledge, which is one of the main goals of the Foundation, together with promoting
scientific research and generating human capital.
This collaboration has clearly developed into a veritable strategic alliance,
similar to those we maintain with other institutes, universities, centres and organ
isations of excellence. We believe this collaboration will continue to yield results
that will benefit society. ❙
Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector of Ramón Areces Foundation
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
U ndoubtedly, this collaboration with the NPG has been very productive, espe
cially considering the number of articles published by the NPG in high
impact journals. From a historical perspective, the articles published by the
NPG often set the tone for what needs to be discussed in specialised conferences, par
ticularly in the field of biomedicine.
On this occasion, we address the interesting and appropriately topical subject of
emerging infections. We have come to realise that history is repeating itself, especially
in regards to the fight against pathogenic agents. It is an endless battle. If at any particu
lar moment we succeed in overcoming these pathogens, they “search” for new pathways
by evolving mutations that will allow them to adopt new and unpredictable pathogenic
strategies, thus continuing this attack and counterattack cycle between microbes and
their hosts. We have to remember that when it comes to microorganisms (bacteria, vi
ruses, etc.), we cannot lower our guard. We are continuously at risk of encountering un
welcome and novel pathogens. This issue might occur because patients are changing or
because the nature of the pathogens varies following successive adaptations. This is and
must remain a continuous fight.
Currently, there are many distinct factors that explain the importance of emerging
infections. First, we have today the extraordinary ability to travel around the world with
ease due to new and efficient means of transport. The notion that infectious diseases are
exclusive to one particular location on Earth and that they have no relevance to the rest
of the world has become an outdated notion.
Increased longevity has resulted in the rapid change of patients’ characteristics. In
Spain and over the last fortyfive years, there has been a twentyyear increase in the aver
age lifespan. This increase has generated a new spectrum within the health services, with
radical changes regarding the types of diseases to avoid or treat and the resources that
need to be utilised. This increased longevity is achieved as a result of socalled “therapeu
tic platforms”. Fifty years ago, a person that reached eighty years of age was considered
to have optimal health. Currently, multifaceted treatments are responsible for allowing
us not only to enjoy a greater number of years but also to enjoy a better quality of life
during those years.
Pathogen strategies are also changing, as are the strategies to fight them. However, it is
necessary to keep in mind the nature of the patient. Previously, there were many diseases;
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
59
Presentation
now, there are newly emerging and reemerging diseases. These diseases usually affect
the population at an early age. However, we now have a progressively elderly population
that is especially vulnerable to these types of diseases.
In this context, the implementation of preventive actions is of great relevance. Pro
phylaxis has been of critical importance and is strongly related to the observed longevity.
We have successfully put into practice a preventive strategy against diseases through the
use of effective vaccines with nearpermanent efficacy, as is the case in the treatment of
yellow fever.
In short, we have to fight on two important fronts. On one side is the palliative front,
the therapeutic treatment that heals but can also reproduce the same or similar patho
logical scenario. On the other side is the preventive front, with which we have achieved
great successes over recent years.
However, irrespective of the palliative or preventive perspectives, the truth is that
we now have a very troubling new field requiring action: emerging infections. The need
for advancements in this field is mainly due to the speed of infection and the ease with
which infections (such as Ebola or dengue) can spread; the spread of AIDS should be
considered in this context. We are currently under the menace of several diseases that
were already known but that, in the past, did not concern the general population or, at the
very least, the most privileged sector of the world’s population. In conclusion, I believe
that NPGI has made the right decision when proposing to scientifically address the new
developments that aid in the effective confrontation of these new infectious diseases.
This subject fits very well in one of the main lines of work of the Ramón Areces Foun
dation, which involves the field of biomedicine, particularly that which can “alleviate or
avoid human suffering”. This was a key principle of Dr. Ramón Areces. He always said
that it was one of our duties to attract young scientists to contribute to the prolongation
of the human life span in the best possible conditions.
It is evident that this day is already a success. I hope that next year, we will continue
with the same approach, possibly addressing other very timely subjects, such as acquired
diabetes. ❙
Federico Mayor ZaragozaChairman of the Scientific Council of Ramón Areces Foundation
G ood afternoon, and thank you for attending this new conferencepanel dis
cussion organised by the Ramón Areces Foundation and NPGI (Nature Pub
lishing Group Iberoamérica), dedicated to emerging infectious diseases.
The warm welcome and interest of previous years have enabled this fifth year of con
tinued collaboration between our two institutions. Throughout these years, using the
same format, we have addressed current topics of scientific interest, such as autoimmune
diseases, personalised medicine, and medical nanotechnology.
Thus, on behalf of NPGI, I want to thank the Ramón Areces Foundation—represen
ted by Mr. PérezHernández Torra and Professor Mayor Zaragoza—for the partnership
between these two institutions. In addition to providing us with these types of oppor
tunities, this Foundation continues to fund more than 100 research projects, providing
a patronage that is even more valuable presently, given the budget restrictions affecting
this field every day.
I would like to thank professors Malim, Pantaleo, Osterhaus and MartínezPicado, all
recognised experts in their own fields, for participating as speakers at this event
Finally, I would like to thank Dr. López, editor of the journal Nature Medicine, which
once again ranks first in the Medicine, Research and Experimental category with an Im
pact Factor of 22.462.
And now, it is Dr. López’s turn. I hope you enjoy the event. ❙
Javier Cazaña AguilarManaging Director of Nature Publishing Group Iberoamérica
61
Emer
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isea
ses
intr
oducti
on
Juan Carlos LópezEditor of Nature Medicine
He received his degree in biomedical research at
the Universidad Nacional Autónoma de México and
obtained his PhD in neurobiology and behaviour at
Columbia University (New York), where he studied
the cellular and molecular mechanisms of simple
forms of memory in Eric Kandel’s laboratory. Before
entering the publishing world, Juan Carlos worked
for the Instituto Cajal (CSIC, Madrid), studying the
functional aspects of inhibitory neurotransmission.
In November 1999 he was honoured with the “Es-
tudi General” European Award for scientific disse-
mination, for his book El Taller de la Memoria. He is
currently editor in chief of Nature Medicine, a post
he had held previously at Nature Reviews Neuros-
cience.
63
I t is essential to thank the Foundation for their
support and interest for the organisation of these
conferences. It is also necessary to thank the
speakers, who have taken time from their schedules to
spend this evening with us in order to share their inte
resting, most current research with us.
While the study of emerging infectious diseases
such as dengue fever or Ebola is fascinating, many other
diseases that cannot be referred to as emergent are im
portant and worth consideration.
In developing this year’s program, we decided to
focus on the most farreaching, cuttingedge scientific
research that is currently taking place. It is for this rea
son that we have particularly emphasised influenza and
HIV research.
It is an honour to welcome the speakers participat
ing in this conference, as they are prominent scientists
whom I have known personally for many years.
Emerging infectious diseases caused by microor
ganisms, such as viruses, bacteria, fungi and protozoa,
are currently one of the most serious threats to public
health. They cause more deaths worldwide than any
other single phenomenon. The World Health Organi
sation (WHO) has warned that infectious diseases are
spreading at the fastest rate in history. At this point in
time, given that 2,000 million people travel every year
by air, an outbreak in one part of the world is only a few
hours away from anywhere else.
Thus, if a clearly transmissible pandemic virus
should emerge, it would not be possible to prevent it
from spreading and affecting approximately 25% of
the world population. In addition to AIDS, influenza
or hepatitis C, at least one new infectious disease has
emerged every year since 1970. In the last five years,
WHO experts have detected 1,100 epidemics. Will
this trend continue in the future? Is there any way to
stop the spread of a new disease? Are the measures
taken really effective? The presentations that will take
place this afternoon will help to shed light on some of
these questions. ❙
Introduction
“2,000 million people travel every year by air, an outbreak in one part of the world is only a few hours away from anywhere else”.
65
Emer
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lectu
res Emerging viruses and intervention strategies
Albert OsterhausHead of Department of Virology at the Rotterdam University, The Netherlands
Novel therapeutic opportunities for HIV infectionMichael MalimProfessor of Infectious Diseases, King’s College, London School of Medicine, UK
Is HIV functional cure a realistic cure?
Giuseppe PantaleoProfessor of Medicine and Head of Division of Immunology and Allergy, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), University of Lausanne, Switzerland
Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observationJavier Martínez-PicadoICREA Research Professor, AIDS Research Institute IrsiCaixa and Autonomous University of Barcelona, Barcelona, Spain
67
A lthough there is a widespread feeling that, in
the last century and especially in Western
countries, human control of infectious dis
eases has been largely effective, there are still many
emerging infections that are difficult to study or that
have not received enough attention.
Since our inception, we humans have carried sig
nificant viral loads, depending, in many cases, on our
relationships with the animal world. From the appear
ance of hominids to the present, a large number and
variety of viruses have persisted, many of which are
the result of our coexistence and relationships with
animals. A quick review of the evolution of the human
species over thousands of years reveals, among other
things, the extraordinary and sudden changes man
kind has undergone, changes that have led us from a
life of nomadic predation to colonisation, animal do
mestication and husbandry, agricultural development
and, finally, urbanisation and industrialisation. At
every stage, man has been accompanied by emerging
viruses.
As explained by Dr. Albert Osterhaus, “Currently
there are a number of factors that interact and predis
pose us to new infections, most of them of a viral nature
and originating in the animal world.” In his view, “mod
ern society is exposed to infectious diseases caused by
viruses that have not yet jumped from the animal to the
human species.”
Emerging viruses and intervention strategiesAlbert OsterhausHead of Department of Virology at the Rotterdam University, The Netherlands
In recent decades, there seems to have been a dra
matic increase in the occurrence or reoccurrence of vi
ruses that threaten human or animal populations world
wide. A long list of exotic names, such as Ebola, Lassa,
Rift Valley, CrimeanCongo, Hendra, Nipah or West Nile,
provides a clear idea, according to Osterhaus, of some of
the places associated with the origin of viruses that have
jumped to humans in the last decade, with severe con
sequences. The changes taking place in modern society,
according to Albert Osterhaus, create new opportuni
ties for the emergence of viral infections. “The whole of
complex changes taking place in social environments,
medical and agricultural technologies, and ecosystems
continue to create new niches for viruses to jump to new
species and to quickly adapt to them,” he said.
Biography outline
Dr. Albert Osterhaus is one of the
most relevant virologists in the
field, and his research group was
the first to detect the human in-
fection due to the H5N1 strain of
avian influenza. After obtaining
his BS in Veterinary Science, he
completed his PhD in Virology.
His first important contribution
was the detection of the Morbillivirus that caused mass deaths of
the seal population in northeastern Europe. Currently, he leads a
group of more than 100 virologists at Erasmus University Rotter-
dam and is a co-founder of two biotech companies.
Albert Osterhaus
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
Animal VirusesAnimals are the source of nearly all new emerging in
fections in humans. Among the more classic and recent
examples, Dr. Osterhaus has cited cases of West Nile
virus (caused by wild birds and mosquitoes), SARS
coronavirus (originating in bats), and influenza A vi
rus (derived from wild ducks). Particularly when taken
together, all of these emerging infections have an enor
mous impact on public and animal health, nutritional
supplements, local and worldwide economies, and en
vironmental biodiversity.
Certainly, AIDS is the most prominent and well
known of today’s emerging infections. This disease was
detected 30 years ago and has become a true pandemic,
with HIV1 infecting over 55 million people and caus
ing more than one million deaths annually. As ex
plained by Dr. Osterhaus, HIV is a virus that has been
present in chimpanzees for hundreds of thousands of
years and that has only recently crossed the species
barrier. This species crossing was triggered primarily
because several distinct factors converged at the same
time: changes in human behaviours (such as changes
in taboos, intravenous drug abuse, etc.), changes in hu
mananimal contact (such as consumption of certain
meats), poverty, overpopulation, increasing urbanisa
tion, risky medical practices (causing iatrogenic trans
mission), and virus adaptation (mutation, recombina
tion, etc.), among others.
It must be assumed that, in modern society, we are
predisposed to emerging viral infections. In addition,
although there are many examples of this type of infec
tion that have been eradicated (like smallpox), some of
the infections detected today are the consequences of
these ‘old’ diseases and are more easily handled (such as
the cowpox virus, or monkeypox).
The cowpox virus is found in Europe, mainly in the
UK. Human infections are now rare, although the virus
is often contracted by domestic cats. The virus is not
commonly found in cows. Instead, virus reservoirs are
forest rodents, particularly Cricetidae. Domestic cats
contract the virus from these rodents. This virus causes
a disease of the skin that is manifested as red blisters
and is transmitted from infected animals to humans.
It is related to the vaccine virus (Vaccinia virus) and
smallpox virus (Variola virus). When cured of the cow
pox virus, a person is immune to smallpox. The disease
was once prevalent among milkmaids, who became in
fected by touching the udders of cows.
Of particular interest and concern to experts of the
Department of Virology at the University of Rotter
dam is the socalled Morbillivirus, a genus of the family
Paramyxoviridae. Many members of this genus cause
diseases such as rinderpest and measles, which are
highly infectious. Because measles is the only virus in
this family that infects humans, the terms Morbillivirus
and measles are sometimes used synonymously.
In recent years, new viruses have been identified
in different animal species. For instance, Morbillivirus
has been detected in various species, verifying that it
has crossed species barriers. In the eighties, there was a
major disease outbreak in seals caused by Morbillivirus,
a phenomenon that happened again at the beginning
of the 21st century. A similar phenomenon has been
observed in canine distemper (CDV), which also rav
aged the Caspian seal population in 1997, 2000 and
2001. Based on examples like these, the controversy
regarding whether to continue measles vaccinations
has forever been debated, despite having successfully
controlled the original virus for which it was devel
oped. Furthermore, as the speaker said, “it is possible
“Modern society is exposed to infectious diseases caused by viruses that have not yet jumped from animals to the human species”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
69
Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
for other Morbillivirus to cross the species barrier, as
happened recently in macaques in China.”
Discovering new virusesIn any case, the list of new viruses identified annually is
constantly growing. This is one of the main areas of re
search at the University of Rotterdam, a reference centre
in the detection and characterisation of new viral patho
gens. More than a dozen major virological discoveries
have occurred at this research centre, from 1995 (when
canine distemper was discovered to be the cause of mas
sive Serengeti lion deaths) to 2010 (when the astrovirus
and human picobirnavirus were identified). Not all of
these involved emerging viruses; for example, despite
having been discovered in 2001, human metapneumo
virus has been present in the human body for 150 years.
New molecular techniques are an enormous help
when it comes to identifying new viral pathogens. Both
classical and modern techniques like PCR were used to
discover the human metapneumovirus (hMPV), with
molecular biology techniques playing an essential role.
hMPV is a respiratory virus discovered in 2001
by Van den Hoogen in Holland. The Metapneumovi
rus genus belongs to the Paramyxoviridae family and
Pneumovirinae subfamily. There are two different ge
netic lines with two subtypes in each one. hMPV is a
single strand RNA virus of negative polarity. It only
affects humans hence, its designation as human
Metapneumovirus. Evidence collected since its discov
ery suggests that hMPV is one of the major aetiologi
cal agents of lower respiratory infections in children.
It has a seasonal distribution similar to the respiratory
syncytial virus (RSV), occurring mainly in winter, but
some studies have reported its manifestation through
out spring. Studies in our group have shown a seasonal
distribution with a greater predominance in late winter
and spring during the followup years of 20042007. An
increase in the spread of hMPV occurred after the dis
appearance of the RSV virus. Since its discovery, hMPV
has been detected on every continent. According to
various studies, hMPV causes between 520% of res
piratory syndromes in children in whom another viral
agent has not been documented. The incubation period
of hMPV is 56 days. It has a broad spectrum and is
similar to RSV, affecting the upper and lower respira
tory tracts and causing mild to very severe symptoms.
The groups most at risk of hMPV infection are chil
dren under 5 years of age, especially twoyearolds (in
the clinical series of Rotterdam, hMPV was detected in
approximately 10% of children diagnosed with respi
ratory tract infection, RTI), the elderly and immuno
compromised patients, in whom hMPV may present
in a more serious (even deadly) manner. Cases have
also been documented in the general population, with
hMPV being detected in approximately 5% of the RTIs
in community surveillance studies.
The hMPV clinical spectrum ranges from symp
toms of upper respiratory infection to bronchiolitis,
wheezing bronchitis and pneumonia. Much less com
mon is its presentation in conditions such as laryngitis.
Its most common signs and symptoms include fever,
cough, tachypnea, shortness of breath and wheezing.
Chest radiographs shows perihilar infiltrates, peribron
chial thickening, air trapping, atelectasis, and, less often,
images of condensation.
SARSStudies have indicated that hMPV may even be respon
sible for severe acute respiratory syndrome (SARS). In
2002, in the Guangdong province of China, there was an
“In recent decades, there has been a dramatic increase in the emergence of viruses that threaten human or animal populations worldwide”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
outbreak of pneumonia caused by a new agent that was
quickly identified, thanks to international cooperation
resulting in its urgent sequencing (which was accom
plished in just a few days, while the complete sequenc
ing of HIV1 required a couple of years). This new agent
was called the SARS coronavirus (SARSCoV), and this
particular outbreak affected 8,422 people, caused 916
deaths and took seven months to get under control.
SARS CoV is an RNA virus belonging to the
group3 coronaviruses. Its incubation period is 214
days, with an average of 46 days. It generally has a
biphasic presentation but is triphasic in some cases. It
produces febrile respiratory symptoms, accompanied
by chills, headache and myalgia, with lymphopenia and
thrombocytopenia. In a second phase, diarrhoea and
vomiting occur with progressive respiratory involve
ment, and, in 2030% of cases, it evolves into an acute
respiratory distress syndrome (ARDS). Recovery oc
curs at the end of the second week or at the beginning
of the third week. The SARS mortality rate is 716%
but reaches 50% for people aged at least 65 years. The
presence of comorbidities increases the severity and
mortality of the disease. Children under 12 years of age
have less severe progression and mortality.
The virus is generally transmitted by direct contact
with secretions, droplets and, to lesser extent, aerosols,
although it may also be spread by faeces. The virus is
transmitted from person to person. Diagnosis is made
using RTPCR. The virus is of zoonotic origin, and its
reservoir consists of insectivorous bats, which transmit
the infection to animals sold in Chinese markets (such
as the civet). Since the outbreak, no new cases have
been detected worldwide.
Fouchier and Kuiken conducted studies in macaque
monkeys (Macaca fascicularis), which were inoculated
with the viruses SARSCoV, hMPV or SARSCoV fol
lowed by hMPV, and they determined that SARSCoV
alone was sufficient to cause a pulmonary pathology in
these animals that was identical to SARS. In April 2003,
a press conference officially declared that SARSCoV
was the aetiological agent of SARS. Furthermore, ob
jectives in the short and medium term were set, and
these focused on identifying routes of transmission and
natural history as well as developing and evaluating di
agnostic tools. As Dr. Osterhaus said, “we were dealing
with a new virus that, according to current knowledge,
comes from the animal world, possibly from a bat.”
From these initial findings came rapid and effi
cient steps for diagnosing and treating the resulting
disease as well as the development of possible vac
cines for the virus. One of the first drugs analysed
was peginterferonα. Haagmans et al. reported that, in
macaques, administration of this pegylated interferon
was an effective prophylactic treatment in a respiratory
infection model induced by SARSCoV. Compared
to untreated animals, the preventive use of this drug
in macaques infected with coronavirus significantly
reduced viral replication and excretion, viral antigen
expression in type 1 pneumocytes, and lung damage.
However, despite the positive outcomes of this inves
tigation, “the leap forward in the management of this
emerging infection came from diagnosis, with the in
clusion of such advanced and effective diagnostic re
sources, that allowed for the early quarantine of those
affected, avoiding propagation.“
HCoV-EMCAnother coronavirus was identified around the same
time as SARS. In 2004, two groups of Dutch research
ers described, almost simultaneously, a new coronavi
rus isolated from a patient with bronchiolitis and from
stored respiratory samples from a patient with pneumo
nia in 1988. Initially, it was thought to be a paramyxovi
rus, but the test was negative. They named this new vi
rus CoVNL63, and it was finally classified as a group1
coronavirus, closely related to CoV 229E.
CoVNL63 has a universal distribution, being
found in North America, Asia, Europe and Oceania.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
71
Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
It spreads in winter and most often affects infants. It
can cause, among other disorders, dysphonia, rash
or diarrhoea. It is implicated in 17.4% obstructive
laryngitis cases. It is detected in 29% of cases in hos
pitalised patients who test negative for the traditional
agents of acute lower respiratory infections (ALRI)
and is asso ciated with bronchiolitis and pneumonia.
It is sometimes difficult to differentiate from RSV and
hMPV. There are coinfections, especially with RSV,
and CoVNL63 affects adults as well as immunocom
promised patients. Its incubation period is unknown,
although 3 weeks after the infection, 50% of those
infected continue to spread the virus, which also
causes hospital infections. The presence of the virus
and viral genome has been detected in patients with
Kawasaki disease, raising high hopes that CoVNL63
is the aetiological agent of this disease. Diagnosis is
accomplished using an RTPCR method specific for
this agent.
Recently, it has been shown that the CoVNL63
virus does not require the SARS coronavirus receptor
and maintains a large replication capacity in mam
malian cell lines. Several laboratory tests have been
performed to confirm the infections caused by this
virus. Genomic characterisation of this coronavirus,
which is associated with the occurrence of acute res
piratory distress in humans, has also been performed.
A yettobepublished study by a group of researchers
at the University of Rotterdam demonstrates how the
HCoVEMC receptor has been identified. Based on
this research and using PCR tests, the CoVNL63 virus
has even been detected and isolated in different organs
(mainly lungs) of macaques, an accomplishment that,
as stated by the speaker, “is already a major advance to
design and test different intervention strategies”.
Influenza VirusShifting focus to the influenza virus, Dr. Albert Oster
haus noted that “it may appear in three forms: seasonal
flu (A: H3N2, H1N1; B), avian influenza (A: H7N7,
H5N1 ... ), and pandemic influenza (A: H1N1, H2N2,
H3N2, H1N1 ...), which for the moment seems not to be
spreading from human to human efficiently.”
The influenza virus is an RNA virus with a frag
mented genome. It has two important proteins, hemag
glutinin and neuraminidase, which determine major
and minor antigenic drifts. Minor drifts are related to
variations by rearrangement in the strain of annual
FluA, and major drifts are generated by recombination.
This situation has given rise to three pandemics, which
occurred in 1918 (the socalled Spanish flu by H1N1 of
avian origin), 1957 (H2N2), and 1967 (H3N2). Influ
enza viruses are divided into three types labelled A, B
and C. Influenza A has a large reservoir in nature and
waterfowl, where several subtypes of hemagglutinin
and neuraminidase can be found. Subtypes H5 and H7
are highly pathogenic in birds, causing high mortality.
Influenza B causes disease in humans, and C affects hu
mans and pigs.
Classically, it has been assumed that all influenza
viruses come from birds, in which they do not cause
any diseases initially; however, if the virus is transmit
ted to other animals, it can mutate very quickly into
forms that are very pathogenic to the birds, themselves.
Conventionally, it has been thought that these flu vi
ruses could jump from birds to pigs and, if adapted to
pigs, could in turn be transmitted to humans. In 1997,
an H5N1 influenza virus A (in the province of Guang
dong, China) was identified for the first time, when it
caused the death of a child by pneumonia and led to a
subsequent series of similar episodes (17 more deaths
in Hong Kong). According to the speaker, “when we
“Animals are the source of virtually all new emerging infections in humans”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
finally isolated this virus and sequenced it, determin
ing that it was an H5N1, a widespread scepticism arose
in the scientific community, which over time came to
be recognition and concern about the potential public
health problem that was looming”.
After euthanising millions of birds, this H5N1 out
break was brought under control. New cases appeared
in Hong Kong in 2003, later spreading to Asia, Europe
and Africa. It is estimated that, since 2003, over 650 pa
tients have been hospitalised for the infection caused
by this virus, with a mortality rate close to 60%. Studies
of the evolution of the virus by country have found that
the virus has come in and out of Europe repeatedly but
that it is endemic in Indonesia and Southeast Asia.
In humans, this virus of avian origin causes a respi
ratorylike influenza syndrome which progresses with
in 5 days into an acute respiratory distress syndrome
(ARDS) and is accompanied by gastrointestinal symp
toms such as nausea, vomiting and diarrhoea. There is
renal and myocardial involvement, and encephalitis
can ensue. The mechanism of transmission is contact
with sick birds, bird carcasses, and/or secretions or fae
ces from sick birds.
The studies of Van Riel et al. deepened our under
standing of the evolution of the H5N1 virus compared
to the seasonal H3N2 and pandemic H1N1 viruses.
Among other important discoveries, the seasonal flu
virus was found to replicate in the upper respiratory
tract, while the avian virus was found to replicate in
the lungs. A wide and swift research program began,
with several proposals and the active participation of
different research groups funded by public and private
agencies. The scientific community reached a broad
consensus regarding the need to focus collaboratively
on this field of study, the need for adequate funding and
the need to evaluate existing proposals using external
reviewers.
Consequently, different experiments have been
developed, primarily geared toward learning how the
H5N1 virus can acquire the ability for airborne trans
mission under natural conditions. Identifying the
minimum requirements for mammalian transmission
of the virus is very useful for predictive and diagnostic
purposes and enables us to be prepared for a possible
future avian flu pandemic.
Among these experiments, Dr. Osterhaus cited a
particular study regarding the transmissibility of the
virus in ferrets, in which mutant strains of the H5N1
avian influenza virus were created that were capable of
being transmitted between ferrets by air. In this study,
which was published in Nature, the researchers cre
ated a chimera: a new virus mixture of seven genes of
human influenza virus H1N1 (A/California/04/2009)
and the hemagglutinin gene of a mutant bird flu virus
H5N1 (A/Vietnam/1203/2004). They had previously
obtained several H5N1 virus mutants in which the he
magglutinin gene was modified for improved stability
to facilitate binding of the virus to human cell receptors
and to improve its replication in human cells. Thus, this
new recombinant virus carried all of the genes of an
H1N1 human influenza virus, except for the hemagglu
tinin gene, which came from the H5N1 virus (hemag
glutinin is the viral protein that recognises the receptor
cell and enables the virus to enter cells). To demon
strate whether this new virus was transmitted through
the air, the experimenters used ferrets as experimental
models because ferrets are susceptible to infection with
human and avian flu viruses and develop an influenza
syndrome very similar to that which occurs in humans.
To accomplish this, they put cages with healthy fer
rets close to cages with ferrets infected with the new
virus, while ensuring there were no contacts between
the cages. After a few days, the researchers were able to
“Current control measures could be useful against these new transmissible viruses”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
73
Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
confirm that the infection and the viruses were present
in the previously healthy ferrets, showing that airborne
transmission had taken place. The researchers conclud
ed that only four H5 hemagglutinin changes were nec
essary to enable airborne transmission in ferrets.
In another study (published in Science), rather than
creating a new chimeric virus by recombination, re
searchers used sitedirected mutagenesis to genetically
modify the H5N1 virus (specifically the A/Indone
sia/5/2005 strain, isolated in humans) and subsequent
ly subjected it to several sequential passes between fer
rets. After the sequential passes, the virus had acquired
the necessary mutations enabling airborne transmis
sion between ferrets. In this case, the viruses had four
mutations in the hemagglutinin gene and one in the
polymerase 2 gene, demonstrating that the H5N1 virus
can be transmitted after only five mutations. In addi
tion, this study showed that a new pandemic influenza
virus can be obtained using only mutagenic mecha
nisms and without recombination between viruses.
In both studies, as the Dutch expert highlighted in
his lecture, “the new viruses, despite being easily trans
missible, were not virulent for animals, and none of the
ferrets died.” Through these studies, he added, “we can
learn more about these viruses and be prepared for a
possible pandemic phenomenon, especially because
they are viruses that need to be under scrutiny, due to
their pathogenicity with very few mutations”.
Researchers involved in these studies also showed
that mutant viruses were sensitive to oseltamivir and
that current vaccines are useful for their control, con
firming that current control measures could be useful
against these new transmissible viruses.
Pandemic influenza A (H1N1)Pandemic influenza A (H1N1), which was caused by a
variant of influenza A (H1N1 subtype) and particularly
affected young people, also caused great fear among the
authorities and the general population when it emerged
in Mexico in March 2009. The source of the infection was
a variant of the H1N1 strain containing genetic material
from an avian strain, two swine strains, and one human
strain that mutated and jumped between species from
pigs to humans and then spread from person to person.
H1N1 influenza is a subtype of Influenzavirus A,
belonging to the family of Orthomyxoviridae that has
mutated into several subtypes, including the Spanish
flu, swine flu, avian flu and bovine flu. When the 1918
virus was compared to the present one, it was found
that there were changes in only 2530 of the 4400 ami
no acids that make up the virus.
On June 11, 2009, the WHO gave H1N1 influenza
an alert level of six, i.e., “current pandemic.” On August
10, 2010, the WHO announced the end of the pan
demic, after 14 months during which it spread around
the world. The pandemic had low mortality, in contrast
to its wide distribution, leaving behind thousands of
victims (and tens of thousands of infected people) and
exerting a dramatic economic impact. Its rapid spread
was the result of some social alarm that, in the opinion
of Dr. Osterhaus, “was somewhat justified, specifically
noting the high number of infected people (data pro
vided by the WHO, of laboratoryconfirmed cases, un
derestimated by more than 15 times the estimated total
number of cases), and its rapid expansion by countries
(facilitated by good communication between Mexico
Dr. Osterhaus during his dissertation.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
and other countries)”. As recognised by this expert,
“countries such as Britain and Spain were among the
most affected initially by the first wave of fears about
the spread of the virus”.
To better understand this virus’s mechanism of ac
tion, the ferret animal model was used again. It is no
coincidence, of course, that the ferret model is consid
ered to be the most representative of human influenza.
Obtaining an antibody titre (level) commonly associ
ated with protective titres (levels) for human influenza
strains in ferrets is a major milestone in the develop
ment of influenza vaccines.
At the University of Rotterdam, a ferret model was
used to further evaluate the evidence found in patients,
facilitating an understanding of potential factors that
could affect the extension of infection by the influenza
virus and the development of virus resistance. It was
found that immunocompromised patients expressed
the virus over long periods of time and were more
likely to develop more resistant viruses. It was sug
gested, therefore, that patients with depressed immune
systems may rapidly develop H1N1 infections that are
resistant to all known drugs (including oseltamivir).
Sometimes, a single mutation in these subjects could
render the virus resistant.
Vaccines against flu pandemicsAnother emerging area of pandemic viruses research,
vaccine research, “still [needs] the support of govern
ments and international collaborative strategies to
move from a reactive to a proactive stance against the
H1N1 virus,” according to the speaker. However, he has
admitted that “three problems still remain in this field:
the difficulty of having sufficient and rigorous studies of
efficacy and safety in which to evaluate prototype vac
cines, the limited production capacity of these vaccines,
and the fact that the response time is too long (in many
cases greater than 6 months), so that their usefulness is
lessened at the time of the pandemic”.
A possible solution to these problems could be the
use of adjuvanted prepandemic vaccines, which offer
the ability to protect the population in advance of or
in a situation of officially declared to be an influenza
pandemic.
Currently, two types of strategies based on two vac
cines can be used in the event of a pandemic: a pan
demic vaccine and a prepandemic vaccine. Production
of pandemic vaccines can only begin once the influenza
pandemic has been declared. A pandemic vaccine uses
the specific pandemic strain that has been identified as
responsible for the pandemic. Because the manufactur
ing process is long, pandemic vaccines only become
available four to six months after the pandemic has
been declared, which is most likely too late for many of
those affected in the first waves of the pandemic.
On the other hand, a prepandemic vaccine is pro
duced in advance of the pandemic. An example of an
authorised prepandemic vaccine, Prepandrix ® (a vac
cine based on the variant of H5N1 avian influenza)
has demonstrated an ability to enhance the immune
response against possible mutations of the H5N1 strain.
This vaccine is prepared using a novel adjuvant system
designed to achieve, even at low doses of antigen, a high
immune response protracted in time against a wide
range of H5N1 strains.
The approval of this vaccine by the European Union
(for persons 18 to 60 years of age) is based on the re
sults of numerous clinical studies evaluating the safety,
reactogenicity, immunogenicity and crossprotection
of the prepandemic vaccine, for the Vietnam strain, one
of those recommended by WHO for prepandemic vac
cine development. In one of the key clinical studies, the
A/Vietnam/1194/04 vaccine, which uses H5N1 as anti
gen, was shown to increase by at least four times (com
pared to three different variants of H5N1, A/Indone
sia/5/05, A/Anhui/1/05, and A/Turkey/1/05) the amount
of blood antibodies capable of neutralising the virus in
7785% of vaccines. The immune response induced by
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
75
Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus
the prepandemic vaccine against the H5N1 virus vari
ants circulating in Asia, Europe and Africa suggests the
possibility of a protective action against a possible H5N1
pandemic strain. Moreover, in preclinical studies, this
vaccine has been shown to provide crossprotection,
avoiding death in 96% of vaccinated animals subse
quently infected with different H5N1 strains.
In his conclusions, Dr. Albert Osterhaus stressed
that “emerging viruses in animals and humans are be
ing identified with increasing frequency, due to a com
plex mix of predisposing factors and the use of more
advanced molecular techniques”. Certainly, in our
changing and increasingly globalised society, new hu
man viruses arise mainly from the animal world. To
fight effectively against these threats, Dr. Osterhaus
insists that “greater collaboration and coordination are
essential, with involved researchers using all available
technology (both classical and the most cutting edge)
because the ideal future control of emerging infections
depends on these conditions”. ❙
77
R ecent advances in our understanding of the
biology of the human immunodeficiency
virus (HIV1) favour the possibility of deve
loping new and more ambitious strategies for manage
ment of this infection, raising the possibility of suppres
sing the virus and even eradicating it.
HIV1 is a lentivirus (family Retroviridae), which
causes the acquired immunodeficiency syndrome
(AIDS). Replication of HIV1 causes the loss of Thelper
cells (CD4), favouring the onset of immunodeficiency.
Years of research have confirmed that he pathogenesis is
directly attributable to viral replication. Until now, differ
ent marketed treatments for this condition have prima
rily attempted to inhibit HIV1 replication. To optimise
this approach, as Dr. Michael Malim put it, “it is essential
to know in depth the replication cycle of this virus”.
Replication of HIV-1HIV primarily invades CD4+ T lymphocytes but also in
vades, to a lesser extent, monocytes/macrophages, den
dritic cells, Langerhans cells and brain microglia cells.
Viral replication takes place in several tissues (lymph
node, intestine, brain, thymus, etc.). Lymphoid organs,
particularly lymph nodes, are the main replication si
tes. The virus is present in many body fluids, including
blood and genital secretions.
According to the expert from King’s College, “the vi
rus replication process is subject to a fine balance, with
Novel therapeutic opportunities for HIV infectionMichael MalimProfessor of Infectious Diseases, King’s College, London School of Medicine, UK
three crucial phases”. First, the virus enters a susceptible
target cell, so that it must infect these sensitive cells to
grow and expand; second, once having entered these
susceptible cells, the virus initiates a complex replica
tion of genetic information; in the third crucial phase,
replicating viruses can be detected. Viral enzymes and
proteins promote viral replication and output, and
multiple host factors are involved in promoting viral
replication. Virus replication, itself, proceeds in many
more stages.
Virus attachment is the first step in the invasion of a
cell. It occurs via mutual recognition and binding of vi
ral envelope proteins, gp120 and gp41, to the white cell
receptor, CD4. This recognition is not possible without
the aid of coreceptors in the cells susceptible to inva
sion; these coreceptors include CCR5 in macrophages
Biography outline
Professor Malim received his
PhD in Biochemistry from Oxford
University in 1987. He worked
as a postdoctoral researcher at
Duke University in North Caro-
lina before joining the Univer-
sity of Pennsylvania as a profes-
sor in 1992. After nine years in
Philadelphia, Professor Malim
returned to the United Kingdom as a full professor and manager
of the Infectious Diseases Department.
Michael Malim
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim
and CXCR4, which interact with surface proteins, in
LT4 cells. Macrophages and LT4 cells have a common
main receptor, the CD4 receptor. This recognition is a
necessary condition for the virus to penetrate the cell
and continue the infection process.
Penetration is the second step in this process. Once
the virion is recognised by surface receptors, it empties
itself into the cell, and the virion lipid envelope fuses
with the cell plasma membrane. Protected by the capsid
and nucleocapsid, the two messenger RNAs that con
stitute the viral genome and their associated proteins
are now in the cytoplasm. Removal of the protein coats,
capsid and nucleocapsid happens later, leaving free vi
ral RNA in the cytoplasm, ready to be processed.
Also noteworthy are the phases of viral RNA re
verse transcription (which form complementary DNA
that contains the same information), the integration of
the viral genome into the hostcell genome, the tran
scription of viral DNA by normal cell mechanisms, and
the translation or synthesis of proteins. The finale is the
budding process that occurs when the viral nucleoids
approach the plasma membrane and are wrapped in a
cover, forming a bud which will eventually detach and
become a new virion or infectious particle. Thousands
of new virions are assembled in each infected cell, al
though many are incomplete and are not infectious.
Antiretroviral targetsCurrently, therapeutic expectations arise in this field from
the development of drugs capable of positively interfe
ring with some of the factors that are essential for virus
replication. Currently available drugs inhibit the action of
proteins that are required for HIV1 replication. In parti
cular, three essential viral enzymes have been identified
as therapeutic targets that interfere with the mechanism
for invading target cells and act on a coupling factor at the
cell surface required for this process.
All these cases aim to directly inhibit the function
of viral proteins, preventing the infection of target cells
or breaking the virus replication cycle. Treatments with
combinations of three of these drugs have enabled a
greater survival rate and quality of life for those affected
(particularly with regard to improving patients’ immune
statuses, lower incidences of opportunistic infections,
and lower physical and mental deterioration). In many
cases, such treatments reduce the status of the infections
from deadly to chronic in a short period of time.
Nucleosideanalogue reversetranscriptase inhibi
tors (NRTIs), also known as nucleoside analogues, are
the oldest antiretrovirals. They specifically block HIV’s
ability to copy a cell’s DNA and, therefore the virus’
ability to replicate itself. Nonnucleoside reverse tran
scriptase inhibitors (NNRTIs) block the same protein
as the nucleoside analogues (NAs), although their
chemical compositions are different (if not used in
combination with a NA, the patient develops resistance
to NNRTIs very quickly).
Meanwhile, protease inhibitors act on the enzyme
protease, which is responsible for shaping and assem
bling the various parts of the virus produced in the
cell (following the instructions of the viral RNA tran
scribed to DNA by the transcriptase). Their arrival (in
the mid nineties) has transformed HIV treatment by
making it possible, along with NRTIs and NNRTIs, to
attack the virus at two distinct and essential steps of its
reproduction, thereby greatly increasing the chances of
inhibiting the virus’s activity and sustaining that inhibi
tion over time.
Fusion inhibitors prevent HIV from entering healthy
cells in the body; in particular, they inhibit or prevent the
binding of HIV to lymphocyte receptors on cell surfaces,
i.e., to proteins for which HIV has high affinity.
“Therapeutic expectations arise from the development of drugs capable of interfering with virus replication”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
79
Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim
Meanwhile, integrase inhibitors act on an enzyme
that is responsible for the integration of viral genetic
material into the genetic material of the infected cell.
Progress has also been achieved in maturation in
hibitors, drugs that hinder the process of “maturation”
or transformation of the individual parts synthesised
by HIV using proteases; the results of these drugs re
semble those of protease inhibitors (PIs), though the
drugs’ specific actions are quite different from PIs in
reality and occur in later phases than the protease in
tervention occurring in the viral life cycle.
Despite the progress made in this therapeutic field,
it remains necessary to search for new molecular tar
gets in the treatment of AIDS due to drug interac
tions, resistance generated, adverse effects (especially
those produced by combinations of these drugs) and
the requirement of using subcutaneous administra
tion in the case of fusion inhibitors. The goal is to find
active ingredients that have good safety and efficacy
profiles and high specificities for HIV1 and avoid
causing resistance.
Research is currently seeks not only to obtain drugs
that target viral proteins or elements but also to develop
molecules that interact with cellular proteins involved
in the mechanisms of cell proliferation and differentia
tion, as these are considered potential therapeutic tar
gets in the treatment of infectious diseases.
Towards new alternativesAmong the most promising lines of research in the
treatment of HIV1, Dr. Malim highlighted a cellular
approach intended to interfere with viral replication.
Some intracellular factors may also inhibit or restrict
virus replication. Recent studies have identified several
proteins, which are part of the innate human immune
system and which are expressed by all cells in the body,
and have demonstrated their ability to interfere suc
cessfully with the replication of all types of virus. For
the virus to succeed, it must first be able to antagonise
or “defeat” these proteins and, for this to occur, the vi
rus must be able to synthesise protein antagonists and
develop a series of attack mechanisms that enable it to
bypass human defences.
In the process of viral replication, as explained by
the speaker, “a number of equilibriums persist, where
innate/intrinsic host resistance factors (Fv1, TRIM5a,
APOBEC3, tetherin/BST2, SAMHD1) and numerous
cellular pathways and dependencycofactors play a cru
cial role. In this balance, viruses are the main destabili
sing factor, as some of them encode mechanisms of eva
sion and antagonism, able to overcome the opposition
of the protective factors of the organism”.
Based on this scenario, it is interesting to design
therapeutic strategies aimed at strengthening intrinsic
or innate resistance to the virus and/or downregulat
ing or inhibiting both virusdependency factors (cel
lular pathways and cofactors) and the mechanisms of
evasion or antagonism of the organism’s protective
factors.
Prominent research worldwide includes directions
for commercialising new, more potent and safer fu
sion inhibitors, using immunotoxins that are able to
selectively remove the infected CD4+ cells (which act
as a reservoir for the virus) and create molecules that
interact with proteins involved in signal transduction
pathways (such as serine/threonine kinases), generat
ing CDK inhibitors of cyclin/CDK complexes, using
molecules that interact with proteins on the surface of
infected cells, developing novel inhibitors of the viral
integrase, producing inhibitors of the TatTAR com
plex, and creating neomycin analogues that bind spe
cifically to the region of viral RNA packaging.
“Persistently seronegative individuals do not become infected, even though they may be repeatedly exposed to HIV”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim
Dr. Michael Malim expressed confidence in some
of these directions but also warned that “others will
most likely not be successful.” He highlighted three new
therapeutic opportunities: “genetic ablation of CCR5
entry receptors to create HIV resistant lymphocytes,
the deliberate introduction of modified genes of the re
striction factor (such as APOBEC3G: apolipoprotein B
with activationinduced cytidine deaminase by 3G or
TRIM5α: Tripartite motifcontaining 5isoform alpha)
to create virusresistant lymphocytes, and pharmaco
logical strategies to activate natural restriction factors
in humans”.
It is important to deepen our knowledge of the im
munological factors at play in people who have low
susceptibility to infection by the human immunode
ficiency virus. There are individuals who have been
repeatedly exposed to the human immunodeficiency
virus but who have shown no clinical or serological
evidence of infection (HEPS, highly exposed persistently
seronegative). Host genetic and immunological factors
have been identified that confer a low susceptibility to
the HIV infection in HEPS subjects. Genetic factors are
related to the genes encoding chemokine receptors and
their natural ligands as well as to the genes of the major
histocompatibility complex. Immunological factors are
related to innate and adaptive immunity. The study of
HEPS’ subjects provides a unique opportunity to iden
tify the possible host mechanisms involved in effective
control of the viral infection and may be of great inter
est for the design of preventive or immunotherapeutic
strategies (including vaccines).
HIV1 entry into cells requires the presence of two
membrane proteins: CD4 and a chemokine receptor
(CCR5/CXCR4). It is estimated that, due to expression
of a natural polymorphism, approximately 1% of the
Caucasian population is negative for CCR5, making
these individuals resistant to HIV infection. In an ar
ticle published in Nature on August 22, 1996, Belgian,
French, Japanese and American scientists reported
that 1% of white northern European Caucasians had
a genetic mutation that rendered the CCR5 receptor
completely inactive, making these persons naturally re
sistant to HIV infection. That same study found that
Japanese and black African subjects did not have this
mutation and would, thus, always be susceptible to in
fection.
Genetic factors play a crucial role in susceptibil
ity and resistance to HIV infection. The most impor
tant of these is a deletion (CCR5/Δ32) in a cytokine
receptor CCR5, the main coreceptor required for pri
mary HIV entry into CD4+ cells. Individuals who are
homozygous for this genetic disorder do not express
CCR5 on the surface of CD4+ lymphocytes and, there
fore, can only be infected by HIV strains that use other
secondary cellular coreceptors like CXCR4. Thus, al
though individuals who are homozygous for the CCR5/
Δ32 allele show a significant degree of resistance to the
infection, there have been cases of infection with HIV
strains that use the CXCR4 coreceptor. The CCR5/Δ32
mutation was not detected in all races; at present, it has
only been detected in Caucasians (1%), particularly in
the northern European population. Therefore, it is pos
sible that CCR5/Δ32heterozygous individuals (515%
of northern European descent), by expressing lower
CCR5 concentrations than most people, have some de
gree of resistance to infection such that, in these per
sons, the disease progresses more slowly.
Two other polymorphisms in the CCR5 gene have
been shown to affect HIV susceptibility. One is a rare
CCR5 codingsequence mutation, which, in combina
tion with the CCR5Δ32 deletion, is associated with HIV
resistance. The other is a polymorphism in the promoter
“Pharmacological objectives seek to prevent the infection of target cells or break the virus replication cycle”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
81
Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim
region (position 59356), which is limited to the Afri
can population and which increases the likelihood of
transmission from mother to child. Polymorphisms in
the promoter region that encodes the HIVsuppressive
chemokine RANTES have been associated with sus
ceptibility to HIV. Interestingly, the same haplotype is
associated with increased survival in infected indivi
duals. It has been suggested that this haplotype carries
a higher production of the chemokine RANTES, which
could increase the likelihood of mucosal inflammation
and reduce the haplotype’s integrity. However, in the
case of infection, elevated concentrations of RANTES
suppress HIV replication.
Resistance/susceptibility to HIV has also been as
sociated with different subtypes of the major histo
compatibility complex (HLA). In Kenya, in a cohort of
prostitutes with a high degree of exposure to HIV, it was
found that the HLAA2, A2/6802, B18 and DR1 sub
types were associated with resistance to the virus, while
the HLAA23 subtype was related to increased suscepti
bility. Previously, a reduced risk of vertical transmission
in children with specific subtypes of the HLA class II
(DRB1*1501 and DR13) had also been detected.
On the other hand, it was found that cells from in
dividuals with high degrees of exposure to the virus
and who were persistently seronegative (HEPS) are
often less easily infected by primary HIV strains, even
in the absence of any known CCR5 mutation, and that
this phenotype is associated with an increased produc
tion of HIVsuppressive chemokines (such as MIP1a,
MIP1b and RANTES), which bind to the CCR5 recep
tor and block it.
The Berlin patientA classic case that sparked great excitement among the
scientific community and society, in general, was the
famous “Berlin Patient”. Tim Brown was studying at
a university in Berlin in 1995 when he was diagnosed
with HIV. At that time, antiretroviral drugs had not yet
been approved, and the diagnosis of HIV infection was
virtually a death sentence. Luckily for Tim, the use of
antiretrovirals was approved the following year, and he
benefited from them for 11 years, controlling the HIV
infection and returning to his routine life.
In early 2006, Tim developed acute myeloid leu
kaemia, one of the most aggressive types of leukaemia
in humans. Chemotherapy was administered, but the
patient could only complete three treatments. Despite
that, his leukaemia had been controlled, but it was not
known for how long. While in remission from leukae
mia, his oncologist told him that his only treatment
option was a bonemarrow transplant, but it couldn’t
be just any bone marrow. The marrow should be from
a donor who, besides being compatible with Tim’s tis
sues, also had the “protective” CCR5 gene mutation.
The aim was, as Dr. Malim said, “extremely ambitious:
to cure leukaemia and replace Tim’s immune system
with new cells, all with the CCR5 openings closed, so
that HIV could not enter.”
Due to the risks of surgery, the patient initially
rejected this alternative, but, in January 2007, the leu
kaemia relapsed, and the initial treatment with chemo
therapy did not work. After examining the blood of 67
donors, a patient was found who also had the CCR5
mutation, and Tim received a bonemarrow transplant
from that person; specifically, Tim underwent a stem
cell transplant using CD34+, peripheral blood stem
cells that were CCR5/Δ32 homozygous, from an HLA
identical donor. The leukaemia disappeared as a re
sult of the bonemarrow transplant, and there were no
traces of HIV in Tim’s blood. As a result, Tim stopped
taking his antiretroviral medications.
“Approximately 1% of white northern European Caucasians are naturally resistant to HIV infection”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim
The leukemic disease reappeared in 2008, and he
had a second bonemarrow transplant from the same
donor. Tim recovered again. It has been several years
since the first transplant, and Tim does not have leu
kaemia or the HIV virus (no evidence of viral replica
tion), so he is not taking antiretrovirals. Tim Brown is
the first human being in which healing has been docu
mented for the HIV infection.
Now the question is: can this same healing proc
ess be induced in the laboratory? At the experimental
level, there is already consistent evidence of the fea
sibility of this option. Explaining in detail the hypo
thesis of this research, the British specialist noted that
“the main idea is to isolate hematopoietic stem cells
of infected individuals, treat them in the laboratory so
that they change from CCR5+ to CCR, and eventu
ally transplant these modified cells into the infected
organism; thus, due to the disappearance of the target
cells susceptible to the virus, it will have no place to
replicate, the organism will be replenished with these
CCR5 cells and, therefore, the virus will eventually
disappear”. The fact is that a preliminary study has al
ready successfully (proof-of-principle) used humanised
mice (in which a humanlike immune system is mir
rored) in this regard.
HIV-1 resistance factors and viral antagonistsDr. Michael Malim highlighted four key ideas on major
natural HIV1 resistance factors, as follows. TRIM5α is
a protein found in the cytoplasm of the target cells that
opposes incoming viral capsids and prevents infection.
Tetherin inhibits the release of the virus from the cell
surface. APOBEC3 protein is not only capable of edi
ting the viral genome but participates in different stages
of the replication cycle (catalyses the mutagenesis from
C to U and inhibits the first replication stages—reverse
transcriptase inhibition). SAMHD1 suppresses reverse
transcriptase in myeloid cells via a hydrolysis reaction
involving dNTPs (basic components of DNA).
TRIM5α restricts the replication of some retrovi
ruses, preventing the decapsidation of the viral genome.
Once viral and cellular membranes are fused, internali
sation of the nucleocapsid and decapsidation of the vi
ral genome takes place. In this process, the capsid pro
teins are disassembled, releasing the viral genome. This
step is inhibited by the cellular protein TRIM5α, which
is species specific. Therefore, to infect a given species,
each retrovirus must produce variations in the capsid
proteins that allow it to specifically avoid TRIM5α, as
HIV has done throughout its evolution.
With regard to TRIM5α, research led by Stremlau et
al. has described speciesspecific restriction factors that
are capable of preventing an HIV infection in a par
ticular host. The existence of these factors in primates
of the New and Old Worlds might suggest that these
factors have been effective in preventing the establish
ment of infection by the simian immunodeficiency vi
rus (SIV) in nonhuman primates of the New World.
In particular, the TRIM5α restriction factor has been
described as a factor that does not allow productive
infections by HIV1 and/or SIV in several nonhuman
primates of the New World. From other species of pri
mates, these proteins have been shown to inhibit HIV
1 infection, while the TRIM5α of human origin have
minimal impact.
Furthermore, a recent study has associated the pres
ence of high levels of this protein with high antiHIV
activities in a cohort of HEPS women. Polymorphisms
in the gene encoding TRIM5α could restrict or modu
late HIV infection. A widely studied polymorphism,
R136Q, is associated with high antiHIV activity and
has been described as the most frequently found poly
morphism in HEPS subjects.
“Tim Brown is the first human being who has been cured of HIV infection”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
83
Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim
A promising approach may arise from the ability of
the cyclophilin A protein to bind effectively to HIV1
capsids and to recruit inhibitory proteins. A TRIM5
variant gene has been identified, a result of the fusion
of this gene with the cyclophilin (CypA) gene, leading
to the production of a protein called TRIM5αCypA.
This variant has increased ability to inhibit the repli
cation of HIV1, due to the increased affinity of this
protein for HIV1 capsids. It has been suggested that
cyclophilin promotes HIV1 restriction mediated by
TRIM5α as well as other independent mechanisms.
As Dr Malim remarked, “nature has already given
us samples of these effects because CyaP fusions in owl
monkeys and macaques confer resistance to HIV.” This,
in his view, “can be applied to the treatment of HIV1+
infected patients, with several reports describing the
inhibition of the virus mediated by CyaP”.
No less promising and suggestive are the studies
involving APOBEC3 proteins. APOBEC3 proteins are
cytidine deaminases that can determine G→A chan
ges in the coding sequence of HIV1, a property that
confers antiviral capability. This activity can be coun
tered by the virus expressing the Vif protein, which re
cruits an ubiquitin ligase complex based on Cullin5
that destabilises APOBEC3 molecules. The genetic
variabilities of both the virus and the host can affect
the efficiency with which these processes take place.
Increased G→A editing may result in the restriction
of HIV1, although changes at sublethal levels could
favour viral diversification.
This APOBEC protein action could be consid
ered as a novel mechanism of cellular resistance. Un
like interferon (type 1 or type 2), which is induced in
response to the infection itself, APOBEC is a protein
found in the cell that is encapsidated during the process
of viral particle assembly, so its action is manifested as
soon as the reverse transcriptase function starts. Thus,
the possibility that APOBEC3 proteins can be released
from Vifmediated suppression has been discussed,
especially given that Vif inhibits the encapsidation of
APOBEC3G/F by induction of proteasomemediated
degradation.
Experimental studies by Nathans et al. have iden
tified a small molecule, RN18, which antagonises the
function of Vif and inhibits HIV replication in the
presence of APOBEC3G. RN18 increases the levels of
APOBEC3G in the cell in a Vifdependent manner and
increases the incorporation of APOBEC3G into virions
without the general inhibition of proteasomemediated
protein degradation. As these studies make clear, RN
18 increases the degradation of Vif only in the presence
of APOBEC3G, reduces viral infectivity via increased
incorporation of APOBEC3G in virions, and increases
cytidine deamination in the viral genome. Therefore,
the authors conclude that the cooperation demonstrat
ed by HIV1 and the VifAPOBEC3G protein may be
a valid therapeutic target for developing new antiHIV
therapies based on small molecules and, therefore, en
hancing innate immunity against the virus.
Meanwhile, Stanley et al. have developed a parallel
line of research that assumes that cellular restriction
factors help defend humans against HIV. HIV acces
sory proteins sequester at least three different Cull
inRING ubiquitin ligases, which must be activated
by small proteins of the NEDD8 ubiquitin type with
the aim of counteracting the host’s cellular restric
tion factors. These researchers found that conjuga
An instant during Dr. Malim’s conference.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
tion of NEDD8 to Cullin5 (by means of the enzyme
UBE2F) is necessary for the Vifmediated degradation
process of the APOBEC3G factor. In this regard, it has
been shown that the pharmacological inhibition of E1
NEDD8 through the MLN4924 drug avoids the ef
fect of Vif, restoring HIV restriction via APOBEC3G.
These studies demonstrate that interrupting NEDD8
cascades in the host provides a novel antiretrovi
ral therapeutic approach to enhancing the immune
system’s ability to fight HIV. Overall, as noted by Dr.
Michael Malim, “one of the great advantages resulting
from focusing therapy on cellular proteins, targeting
small molecules, is that it significantly hinders the abil
ity of HIV to develop resistance.”
Right now, in the opinion of Dr. Malim, “there are three
main lines of research and development of drugs against
HIV: inhibiting the activity of host proteins (knocking-out
the CCR5 gene is one of the most promising initiatives),
reducing the activity of the antagonists encoded by the vi
rus (inhibiting the activity of Vif or using APOBEC3G1
Vifresistant forms), and adding intrinsic resistance fac
tors against the virus (such as TRIM5a fusion proteins). ❙
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
85
Currently 32 drugs are approved to treat HIV
1. These belong to different pharmacological
families, which act on different therapeutic
targets and in different stages of the virus replication
cycle: nucleosideanalogues reverse transcriptase inhi
bitors/nonnucleoside analogues reverse transcriptase
inhibitors (which act on reverse transcriptase), protea
se inhibitors (which antagonise protease activity), en
try or fusion inhibitors (which inhibit HIV fusion with
the CD4 cell, preventing its infection and preventing
the virus from entering the cell and taking control),
integrase inhibitors (which block the integrase enzy
me responsible for introducing HIV genetic material
to the infected cell nucleus), and CCR5 antagonists
(which exert allosteric, noncompetitive inhibition on
chemokine receptors (CCR5 and CXCR4) that are es
sential for HIV to enter the cell).
However, as noticed by Dr. Giuseppe Pantaleo,
“despite this huge, diverse and powerful therapeutic
arsenal, these drugs are not yet able to eradicate HIV
because, when therapy is stopped, the virus returns in
exorably within 46 weeks”.
Why does HIV-1 persist?Therefore, it is important to understand the main me
chanisms involved in HIV1 persistence in infected in
dividuals after HIV1 replication is blocked by antire
troviral therapy. Currently, two main hypotheses exist
to explain this situation.
On the one hand, the existence of a latent HIV
reservoir (latent virus presence in memory CD4 T
lymphocytes) has been suggested; this reservoir is
estimated to be 105107 cells at rest. Furthermore, the
prolonged halflife of these CD4 cells (with latent
HIV) limits the possible longterm efficacy of a sup
pressive antiviral therapy. It has been estimated that a
time period of approximately 70 years is necessary to
ensure the removal of all of these reservoirs via com
plete suppression of virus replication; if this is true,
these reservoirs are not going to be vulnerable to
current existing antiretroviral therapies (which only
prevent the virus from spreading to other cells) or to
the immune system.
Is HIV functional cure a realistic cure? Giuseppe PantaleoProfessor of Medicine and Head of Division of Immunology and Allergy, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), University of Lausanne, Switzerland
Biography outline
Dr. Giuseppe Pantaleo is a full
professor of medicine and Divi-
sion Chief of the Immunology
and Allergy division and the Lab-
oratory of AIDS at the University
of Lausanne in Switzerland. He is
also the executive director of the
Swiss Vaccine Research Institute.
Dr. Pantaleo has been awarded
the Cloetta-Award in Basic and Clinical Experimental Medicine
(2000), the Pfizer Research Prize in Clinical Research in Infec-
tious Diseases (1999), the National Institutes of Health NIH Di-
rector’s Award (1996) and the Academia dei Lincei – Award in
Basic and Clinical Virology (Guido Lenghi and Flaviano Magrassi
Foundation) (1996).
Giuseppe Pantaleo
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo
The other hypothesis is based on the idea that,
even if complete removal of HIV1 can be achieved,
a residual virus replication exists that will refill the
latent cell reservoir(s). Macrophages, CD4 cells, and
dendritic cells are thought to be involved in this pro
cess. Additionally, a hidden cell reservoir located in a
privileged compartment is thought to exist that would
help these cells to become resistant to the cytopathic
effect of HIV because they are not accessible to cyto
toxic CD8 T cells. The spread of the virus in this case is
minimal but sufficient; this marginal replication of the
virus could be associated with refilling the reservoir of
dormant cells.
According to Dr. Pantaleo, “both hypotheses are
valid and are not mutually exclusive: it is likely that, on
the one hand, this reservoir of infected dormant cells
helps to perpetuate the infection, and, on the other
hand, that residual virus replication happens at the
same time. However, the second hypothesis is favoured
by some studies showing that there are low levels of
plasma viremia (20 copies/mL of ARN from HIV) in
a large number of patients undergoing antiretroviral
therapy.
Significance of TFH cellsA classic study by Pantaleo (published in Nature in
1993) revealed that lymphoid tissues are the primary
reservoir for HIV and represent the primary site for
infection and replication (even during the asympto
matic phase of the infection). In 2000, progressive re
search in this area identified a new population of CD4
T cells located within the germinal centres; these are
the follicular helper CD4 T cells (TFH), which are ne
cessary for cell maturation, antibody production and
antiviral immunity mediated by CD8 T cells.
For Dr. Pantaleo, “proving that the follicular helper
CD4 T cells (TFH) represent the main reservoir of the
infection, HIV replication and production, could indi
cate that TFH cells may favour residual virus replica
tion and transient increases of the viral load observed
during antiretroviral therapy, also contributing to the
refilling of the latent reservoir”.
A thorough analysis of the interaction between
TFH and B cells generates some interesting findings.
Humoral immunity requires the interaction between
specialised TFH and B cell populations in the germi
nal centre to produce memory B cells and longlived
plasma cells. The molecular interrelationship between
B cells in the germinal centres and TFH cells influ
ences the survival, proliferation and differentiation
of each cell type. This pairing between B cells in the
germinal centre and TFH cells also happens at the
transcriptional level (such as the Bcl6IRF4Blimp1
axis), which is crucial for the differentiation of B cells
and for the identification of TFH cells.
Moreover, it has been shown that TFH lym
phocytes may lead to other conventional CD4 T mem
ory lymphocyte populations, after the end of the GC
response. Identifying TFH cells as the main reservoir
of CD4 T lymphocytes for the replication and produc
tion of HIV may help with regard to targeted strategies
to fight against both the cells responsible for residual
virus replication as well as those that favour high levels
of replication and virus production.
“At present, 32 drugs are approved for HIV-1. These drugs are from different families that act on different pharmacological therapeutic targets and during different stages of the virus replication cycle”.
“There are high hopes for the genetic approach to this health problem”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
87
Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo
According to a recent study by Pantaleo, follicu
lar dendritic cells (FDCs) represent the largest com
partment of CD4 T cells for HIV1 infection as well
as for HIV1 replication and production. Specifically,
this study shows that this subtype of cells contains the
highest number of copies of HIV DNA and is also rich
in HIVspecific CD4 T cells. This leads the authors to
speculate that antibodies directed to TFH cells could
reduce the HIV reservoir.
Some of these observations have been obtained
from a study of four different populations of CD4 T
cells isolated from the lymph nodes of four distinct
groups of people: 23 subjects with chronic HIV in
fection (CD4 count > 400/mm3 and plasma viremia>
5,000 copies/mL); 14 subjects with undetectable
plasma viremia (<20 copies/mL of HIV RNA) after
72 weeks of antiretroviral treatment (lymph node tis
sue was analysed at baseline (before starting antiviral
treatment) and at 72 weeks); 3 patients with non pro
gressive HIV disease and low levels of plasma viremia;
and a control group of 13 HIV– subjects.
This study used different markers for differen
tiating cell subtypes. TFH cells were of the subtype
CXCR5+ PD1+; these cells express Bcl6 and the ICOS
molecule and have the ability both to produce IL21
and to collaborate in the production of IgG1 and IgA
from B cells in the germinal centres.
The greatest number of copies of viral DNA was
found in TFH cells (mean 50,953 copies/106 mononu
clear cells), followed by CXCR5 PD1+ cells (23,182
copies/106 cells). Experiments in vitro confirm that
TFH cells are the most efficient at collaborating in
HIV replication and reproduction. Furthermore, it
has been observed that TFH cells are expanded in the
lymph nodes of HIVinfected viremic patients, dem
onstrating a significant extension of CXCR5 PD1+
CD4 T and TFH cells in viremic patients and a signifi
cant reduction of both cell populations after suppress
ing viral replication using antiretrovirals. In this way,
enrichment of CXCR5 PD1+ CD4 T and TFH cells
in HIVspecific CD4 T lymphocytes (as well as CD4 T
cells containing viral DNA) is confirmed.
Researchers have also tested whether these dif
ferent cell subpopulations can harbour the virus effi
ciently or not. Thus, it has been found that TFH and
CXCR5PD1+ cells—but not CXCR5– PD1– and
CXCR5+ PD1– CD4 T cells— help efficiently with
virus isolation and production in patients with lower
viremia levels.
Additionally, the total percentage of TFH cells in
lymph nodes directly and closely correlates with HIV
viremia levels, so that increased levels of these cells is
associated with increased plasma viremia levels. How
ever, this correlation is not so clearly observed in the
other cell subpopulations analysed (CXCR5– PD1–
CD4, CXCR5– PD1+ CD4 and CXCR5+ PD1– CD4).
This emphasises that TFH cells have the greatest in
volvement (that can be detected at this time) in the
expansion of the virus.
Several main conclusions have been drawn from
the research conducted by the Panteleo group. It is
evident that TFH cells become the main reservoir
of CD4 T cells for HIV infection, playing a key role
in virus replication and production. These TFH and
CXCR5 PD1+ cells may be the main obstacle to
Dr. Pantaleo explained the importance of the Thf cells in the HIV.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo
achieving a functional HIV cure or eradication, so the
development of therapeutic strategies aimed specifi
cally at these two cell populations is a priority, particu
larly given that these two cell types could be responsi
ble for over 90% of the viral load.
Therefore, insisted Dr. Pantaleo, “TFH cells appear
to be good candidates to help the residual virus repli
cation and may possibly be the source of viral signals
(viral blips). In this sense, the development of bispe
cific antibodies against CD4 and PD1 may represent
an effective strategy for eliminating TFH and CXCR5–
PD1+ cells infected by HIV”.
The next stepSeveral lines of research are being developed to de
termine alternative therapies that specifically target
TFH and CXCR5 PD1+ cells. There is a fundamen
tal difference between the cascades of events that
occur in the germinal centres after antigenspecific
stimulations in the lymph nodes of HIV– subjects
and HIV+ patients. In infected patients, follicular
dendritic cells filled with HIV particles are detected
in the germinal centre.
In a study not yet published, Pantaleo et al. show
how TFH cells are effective in their ability to stimulate
the production of antibodies in HIVinfected patients.
High levels of HIV replication and production,
which correlate with plasma viremia levels, have
been detected in TFH cells. Therefore, the question is
whether low levels of HIV replication and production
in TFH cells are responsible for the virus blips. As ex
plained by Dr. Giuseppe Pantaleo, “we believe that, in
completely suppressed individuals, the stimulation of
the immune response is not against HIV; any time they
respond to any other type of pathogen and develop
an immune response in the germinal centre (in need
of generating antigens against these new pathogens),
there will be TFH cell activation; if the individual al
ready has TFH cells infected with HIV, and consider
ing that antiviral therapy will not block the viremia
due to reactivation of the virus in isolated cells (it will
essentially block its spread), virus blips may occur”.
Short episodes of increased plasma viral load have
been described in patients receiving antiretroviral
treatment and exhibiting good virological control;
these patients maintain an undetectable viral load and
show occasionally detectable lowlevel viremia. These
episodes are isolated and limited, without changes in
treatment. For an increase in viral load to be consid
ered a blip, it should be less than 5001000 copies/mL,
and it should be undetectable in the next determina
tion because it is a transient response (current antiviral
therapy blocks the virus and prevents its spread and
amplification).
As a final thought, Dr. Giuseppe Pantaleo affirmed
that “we are in a tremendously exciting time for HIV
management, with high hopes especially in the genetic
approach of this health problem.” However, he added,
“there are many other avenues of research, more fo
cused on immunological aspects. The possibility of
combining strategies (acting on latent reservoirs of
CD4 T cells and/or interfering with residual replica
tion) to eliminate HIV reservoirs opens the door to
multiple interventions, with some resources already at
“The ability to combine multiple strategies enables us to consider a possible functional cure of HIV-1”.
“Despite a powerful therapeutic arsenal, we still have not been able to definitively eradicate HIV”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
89
Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo
an advanced stage of development, so that we are able
to think of a possible functional cure of HIV1.”
With regard to the latent reservoirs, there has been
progress in the study of histone deacetylase enzyme
inhibitors (HDIs), which have a demonstrated abil
ity to activate the exit of HIV from its reservoirs (it
is believed that HIV uses the cellular mechanism de
rived from the action of HDAC to remain latent); on
the other hand, regarding possible actions on residual
replication, progress is being made in the generation
of therapeutic vaccines, antiPD1 drugs, and immune
activation inhibitors. ❙
91
T o review what has been learned from basic
and clinical research, what is being imple
mented, and what challenges remain in
addressing HIV1 infections, Dr. Javier MartínezPicado
participated in this forum and, in his lecture, analysed
the different HIV phenotypes (from infected patients
with prolonged survival despite their lack of antiretro
viral treatment to patients who progress rapidly or who
may be refractory to infection by HIV1).
Viruses exist to persist. Their nature leads them to
perpetuate themselves, and, for this reason, they try to
fulfil two main objectives: (1) to escape the threats and
obstacles that the immune system poses for them and
(2) to limit their own potential cytotoxic effect as much
as possible, so that they are at least able to propagate to
another potential host. This happens with all viruses,
although with some differences. By way of example, the
Catalan expert recalled that the hepatitis C virus repli
cates persistently, without actually becoming latent, and
escapes the immune system and that the herpes sim
plex virus does the opposite (i.e., it becomes dormant
and only manifests itself clinically with sporadic out
breaks at certain times when the immune system has
some deficiency). Meanwhile, in the absence of antire
troviral treatment, the human immunodeficiency virus
follows a dual strategy (combining the mode of action
of both viruses cited above) because it replicates con
tinuously and becomes dormant in a few cells that have
particular relevance to the immune system.
Bad and good newsIn the current approach to HIV1 infection, there is
good and bad news. The latter emphasises the stubborn
persistence of the virus. HIV1 is a virus that, in the
absence of an appropriate antiretroviral therapy, conti
nuously replicates, resulting in an increase in its genetic
diversity and in the presence of escape mutations—the
reby avoiding both the immune system (cytotoxic cells
and humoral responses) and the effects of antiretroviral
therapy. The HIV virus accomplishes even greater and
more challenging complexity by integrating with hu
man DNA, which leads to virus latency in a few cells that
are hidden from the immune system and inaccessible to
antiviral drugs. Moreover, if this latency is reactivated at
some point, a new setting of infection takes place. Con
sequently, when antiretroviral therapy is stopped, the
Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observationJavier Martínez-PicadoICREA Research Professor, AIDS Research Institute IrsiCaixa and Autonomous University of Barcelona, Spain
Biography outline
Javier Martínez-Picado received
his PhD from the University
of Barcelona in 1994. He then
worked as an assistant professor,
teaching different microbiology
courses. In 1996, he joined Mas-
sachusetts General Hospital as a
postdoctoral researcher, where
he started his research in AIDS.
In 2000, he obtained a position as a biomedical researcher for the
Spanish Health Department appointed to the Hospital “Germans
Trias i Pujol” in Barcelona, where he has continued his work in
AIDS research.
Javier Martínez-Picado
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado
risk of infection recurrence cannot be eliminated if one
of these cells that contains latent viruses is reactivated.
In addition, continuous replication of the virus and
its latency in some hidden cells are mixed with a particu
larly relevant event. People infected with HIV1 (mainly
untreated patients but also treated patients and those
receiving therapy for prolonged periods) display an in
crease of inflammation and immune system activation.
These people are not able to normalise their immune
systems, either because of irreversible damage to bacte
rial translocation (increasing the levels of certain mol
ecules, such as endotoxins, that consistently maintain
high activation levels in the body) or because of a dispro
portionate presence of alphainterferon (which keeps
their immune systems activated), etc. In any case, as Dr.
MartínezPicado summarised, “the peculiar aspects of
replication, integration, immune activation and inflam
mation will favour viral persistence of HIV1 infection.”
Nonetheless, there is also good news in this field,
including the rapid and effective early identification
of HIV1, the rapid development of betterperforming
diagnostic tools, improvements in the development of
antiretroviral drugs (although there are still gaps in the
implementation of these therapies in all countries),
documented improvements in our understanding of
the complex pathogenesis of the virus, and the extent of
some transcendental prevention strategies (i.e., in the
transmission from mother to child, in relation to the
preventive efficacy of male circumcision, with regard to
the slightly beneficial effect offered by some antimicro
bials, and in the use of postexposure or preexposure
prophylaxis).
However, Dr. MartínezPicado warned, “we still
have very bad news. Despite the effectiveness of current
treatments, still for every person who starts antiretro
viral treatment, two new cases are diagnosed in hu
mans preventing minimisation of the epidemiological
impact of this drama”. In addition, he said, “today we
continue without a cure for HIV infection and without
a preventive vaccine; as long as we do not have a cure
for the virus and/or a vaccine to prevent its occurrence
in populations at risk, we will have a big problem. Al
though major advances have been observed in the last
three decades, clearly still we face important and new
challenges”.
Types of progressionIn recent years, several types of HIV patients have been
identified, primarily with regard to the manner in which
the infection progresses. Using a simple Cartesian co
ordinate system, the speaker tried to exemplify the di
fferent relationship that exists in each of these patient
subtypes between the progression of the disease and the
presence of the virus in the blood.
Most people infected with HIV1 show varying
degrees of viremia and disease progression. A large
number of patients (Cascade Collaboration) have
demonstrated that, on average, subjects who are infect
ed and do not receive treatment with antivirals usually
require between 7 and 11 years to develop AIDS and
between 8 and 12 years to die (if they have not received
antiretroviral therapy). On the other hand, other studies
involving smaller subgroups have revealed different
traits of interest.
HIV controllersThe HIV controllers subset of patients consists of tho
se individuals who are controllers of the HIV infection.
These are individuals with very low levels of symptoms
and poor disease progression; in addition, most of them
express very low viremias (in elite controllers, no viremia
“The goal of the virus is to perpetuate itself by escaping the immune system and spreading to another host”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
93
Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado
at all can be detected using standard techniques, though
some viremia can be detected using ultrasensitive
techniques). It is estimated that only one in 300 infected
people may be an elite controller; however, despite their
low number, the patients belonging to this group have
been extensively investigated because, as the speaker said,
“it can show us the clue to what happens in these patients
to be able to curb the development of this disease”.
In this regard, it has been suggested that there may
be a peculiar feature of HIV1 that favours infecting
these elite controllers (a defect); however, this hypoth
esis has not yet been confirmed. It is possible to isolate
and characterise viruses with replication capacity from
tissues of patients who are elite controllers, and results
have shown that some of these subjects have received
the viral transmission from AIDS patients (who, there
fore, display a progressive infection). Meanwhile, com
plete viral genome sequencing has shown that, in many
of these viruses, there are no clear defects that explain
the existence of a viral deficiency (although, in many
cases, small defects have been detected that are associ
ated with lower virus replication abilities).
Because the presence of the virus fails to explain,
in light of our current knowledge, the reasons for this
group of elite controllers, studies have been initiated
that are aimed at analysing other variables (genetic,
immunological, etc.). Of these, the study with the most
compelling evidence is focused on evaluating the in
teraction between the molecules involved in antigen
presentation.
As demonstrated years ago, an infected cell presents
the antigen (in this case, viral peptides) via a molecule
(the major histocompatibility complex HLA), which
causes an effector cell (cytotoxic cell) to react and pro
duce a cytolytic effect on the infected cell. All humans
have a specific HLA pattern and identifier; depending
on the specific HLA of each person and whether the
haplotype is homozygous or heterozygous, each person
has more or less protection against a particular virus.
These findings have been confirmed in large ge
nomic studies. In a large international cohort (of nearly
1,000 elitecontroller patients who had received no
treatment), an analysis of the complete human genome
to phenotype association was performed. This analysis
concluded that the main determinants of HIV1 con
trol are located in chromosome 6, in a region associated
with the major histocompatibility complex (namely,
the HLAB). These results indicate that a number of
immunogenetic haplotypes confer different risks of
HIV1 progression (protective alleles: B*57:01, B*27:05,
B*14/Cw*08:02, B*52, and A*25). Thus, a genetic mark
er could be a useful guide with regard to the level of
HIV progression in a patient who is not treated.
Another smaller subset of subjects, one which is less
well known/studied, includes patients who are control
lers of the virus. Posttreatment controllers are patients
who, after showing a detectable viremia at the start of
their infection, have started early antiretroviral treat
ment (in the acute phase, approximately during the
first 4 weeks after the primary infection occurs). Some
of these patients, in whom antiretroviral therapy has
been stopped for some reason, have constituted docu
“In the absence of adequate antiretroviral treatment, HIV-1 replicates continuously”.
During his conference, Dr. Martínez-Picado analized the different HIV phenotypes.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado
mented cases of spontaneous control of viremia levels,
maintaining CD4 cells at relatively high levels. From the
most significant, recently published studies regarding
these patients, three essential ideas come to the fore: (1)
the number of such patients is extremely low (approxi
mately 5.5% of those interrupting antiretroviral therapy
after starting such therapy soon after a primary infec
tion); (2) these patients have no protective HLA alleles;
and (3) a cytotoxic response appears to be involved in
the control of the infection (weak responses of CD8+ T
cells specific for HIV).
Patients who progress quicklyCompletely opposite is the situation with patients defi
ned as rapid progressors, i.e., those who exhibit accele
rated disease progression after primary infection. In a
study of a European cohort (Cascade), which included
nearly 19,000 patients followed up from the time of se
roconversion, 15% of the subjects had CD4 cell counts
less than 200 CD4 cells/μL, despite not having received
antiretroviral therapy for three years after the occu
rrence of the infection. This percentage rose to 40% if
patients with 200349 cells/μL are included. These data,
according to Dr. Javier MartínezPicado, “are much
higher than expected, so the rapidly progressing infec
tion is an emerging problem which we’ve only begun to
be really aware of”.
The AIDS Research Institute, in collaboration with
researchers from the group led by Giuseppe Pantaleo,
has started the laborious effort of screening their co
horts in search of patients exhibiting rapid progres
sions of the infection (with CD4 cell counts lower than
350 cells/µL within less than three years after the pri
mary infection) or patients with AIDSdefining crite
ria. So far, 150 patients have been identified with these
features, “which will allow us to meditate about more
biological questions,” according to the speaker.
Among the results obtained to date, it is worth not
ing that many of these rapid progressors are infected
with a peculiar virus typology. They are particularly
sensitive patients with significantly higher levels of vi
ruses that use X4 receptors or, simultaneously, R5/X4
receptors (patients who exhibit standard progressions
after the primary infection are infected primarily with
the R5 virus).
Furthermore, after isolating the virus and success
fully performing in vitro tests regarding how viral
replication occurs, it has been determined that viruses
isolated from patients who progress rapidly replicate
much faster than viruses isolated from patients exhibit
ing normal progressions.
Studies of cellular immunity in patients with rap
idly progressing infections show that these subjects have
very weak cytotoxic responses compared to standard re
sponders. Moreover, this cytotoxic response does not ap
pear to recover with antiretroviral therapy. To illustrate
these findings, the speaker presented a clinical case in
which the risk of rapid progression also increased when
the virus that passes from donor to recipient (both pa
tients sharing identical HLA supertypes) incorporated
escape mutations against cellular immunity.
Viremic Nonprogressor Patients The group of patients classified as viremic nonprogres
sors is also small and has been studied very little so far.
These patients have very high viremias for years but do
not develop any disease symptoms or reduction in CD4
cells. Approximately 1 in 1,000 infected patients may be
long to this select group.
“One in 300 people infected with HIV01 is an elite controller”.
“For every person who starts antiretroviral treatment, two new cases are diagnosed”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
95
Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado
To properly study the basis of the clinical progres
sion of the disease, it seems more logical to compare
patients who are rapid progressors with viremic non
progressors because comparing rapid progressors to
elite controllers poses many challenges (such as verify
ing that the presence of the virus modifies the immu
nology of the patient and that slow progressors have no
significant levels of the virus, which limits the validity
of any conclusions drawn from a comparison with pa
tients showing rapid progression).
Based on this consideration, viremic patients who
develop the disease were compared to patients with
high viral loads who do not progress or do so very
slowly. Due to the very specific patient subgroups
and their small numbers, Rhesus macaques and Sooty
mangabey monkeys were included in these studies.
As remarked by Dr. MartínezPicado, “HIV infec
tion in humans keeps a close parallel with infections
caused by the simian immunodeficiency virus (SIV) in
nonhuman primates; in fact, most of these infections
in nonhuman primates would behave as HIV infec
tions in elite controllers (they have a good quality of
living, with low levels of viremia). However, there are
two nonhuman primate models lacking this standard
behaviour: Rhesus macaques progress very fast when
infected with SIV, almost tracing the events that occur
in HIVinfected patients who progress rapidly; mean
while, the Sooty mangabey monkeys with SIV do not
develop the disease, despite expressing high levels of
virus in the blood.”
Based on these assumptions, a comparative tran
scriptomic approach was utilised, that compared the
results between rapidprogressor and viremicnon
progressor patients with findings compiled from com
parisons between Sooty mangabey monkeys and Rhesus
macaques.
This approach has enabled the identification, on
the one hand, of possible common genetic traits and
transcriptomic traits among rapidprogressor patients
and Rhesus macaques, and, on the other hand, of traits
among viremic nonprogressor patients and Sooty
mangabey monkeys.
Significant similarities have been identified, thanks
to this model, both in regard to the response to in
terferon and in genes involved in immune activation.
Enrichment analyses of genes have made it possible
to identify four genes that are overexpressed in rapid
progression models, both in monkeys and in humans
(CASP1, CD38, LAG3, TNFSF13B), and two genes that
are over expressed in nonprogression models (both in
monkeys and in humans), despite high levels of viremia
(SOCS1, EEF1D).
Exposed and uninfected peopleA final subset of subjects consists of people who are ex
posed to HIV but who do not become infected. To pro
perly study these isolated cases, the research team of Dr.
MartínezPicado has focused on a very specific cohort
of subjects, namely patients with haemophilia (haemo
philia A) who received factor VIII concentrate infusion
before 1984 and who are not infected with HIV.
At present, 560 patients with haemophilia A and
HIV1 negative tests, who have received documented
VIIIconcentrate therapy between 1979 and 1984, have
been selected for this cohort. A first analysis of this
population has attempted to discern if there is a genetic
factor protecting against HIV in these individuals,
despite the fact that they are all HCV+. It has been
found that only 6.4% of patients are CCR5Δ32 ho
mozygous. In addition, after screening over 1,000 poly
morphisms and approximately 4,000 genes, no other
genetic marker or significant alteration in the number
“Rapidly progressing infections are an emerging problem of which we have only begun to be aware”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
of copies of genes were found that can be associated
with the protection of patients against HIV infection.
Despite these dispiriting results, a full exome sequenc
ing of this cohort of patients is being performed.
In his conclusions, Dr. Javier MartínezPicado sum
marised five basic ideas: (1) humans show a significant
variation in clinical outcomes after HIV1 infection; (2)
immunogenetics reveals that the major histocompatibili
ty complex is a critical determinant for the progression of
HIV1 disease; (3) rapid progression of the HIV1 disease
is a phenomenon much more common than previously
thought; (4) human models and nonhuman primate dis
easeprogression models have great similarities in terms
of transcriptomics; and (5) other than CCR5Δ32, no
other genetic determinant has been found that is closely
associated with resistance to HIV1 infection. ❙
“Models of disease progression have large transcriptome similarities in humans and other primates”.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES
97
Emer
ging
infe
ctio
us d
isea
sesdis
cuss
ion
Moderator: Juan Carlos LópezRound table: Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo and Javier Martínez-Picado
99
Question: In connection with the
study being undertaken to identify
the receptor used by HCoV-EMC,
I wonder if the macaque is a good
model to detect and isolate the virus.
Albert Osterhaus: The answer is yes.
Although it can never be verified for
100% of monkeys, we tested diffe
rent species in the European Union
project in which we participated.
What we have done is reproduced
the disease with the idea of being
able to develop action strategies as
quickly as possible.
Question: Have you described the
ten patients with HCoV-EMC vi-
rus?
Albert Osterhaus: No, we have not
described them. What we have done
is shared the information that we
have obtained with other groups
and, in total, we have brought toge
ther ten patients, five of whom have
died.
Question: Have you been able to
document transmission between
humans?
Albert Osterhaus: This is the most
crucial issue. They were all indivi
dual cases. Apart from the first two,
for whom we had only retrospecti
ve data, I think most of the patients
were isolated cases. A serological
study should be conducted as soon
as possible in camels, sheep, goats,
etc. in risk areas. We had a mee
ting in Cairo three weeks ago and
also talked with local authorities to
see what could be done, to enable
work to take place in a more syste
matic way, allowing us to validate
the observations we make. Now we
can do it because we have the skills
and resources needed, although we
lack some materials. I do not think
that transmission from human to
human has been demonstrated yet.
This is crucial. We must not forget
that, after occasional transmission
of SARS between animals, the virus
was suddenly passed to humans;
this is what we have to analyse and
for which we must prepare.
Juan Carlos López: I am very in-
terested in what you have reported
with regard to the canine virus
affecting seals and those animal
viruses that seem to spread in such
unexpected ways. It is also said
that global warming is causing
emerging infectious diseases. Is
there really any convincing evi-
dence that climate change is invol-
Discussion
Drs. Martínez-Picado, Malim y Pantaleo during the discussion.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion
ved, i.e., that climate change has
any major responsibility for this
animal epidemic?
Albert Osterhaus: Well, this can ne
ver be asserted unequivocally; it’s
only one factor among many. Ob
viously, global warming affects di
fferent things like, for example, the
migration patterns of whales, birds
and seals. Many of these viruses
pass from one species to another,
and there are now contacts that did
not happen in the past. However, we
cannot say that this is because of
global warming because the situa
tion is too complex. There are too
many factors. The important thing
is to study this aspect in a holistic
way and try to combine all of these
different factors, understand them,
and, preferably, put them into ma
thematical models.
Question: I have doubts concer-
ning the case that you presented
regarding the patient who recei-
ved new stem cells that were re-
sistant to HIV infection. At least
at first, this patient had two T-cell
populations: the autologous po-
pulation, which were sensitive,
and another population that was
resistant. Initially, it presented
like a persistent infection, which
may be an ideal situation for se-
lecting escape mutants at high
speed. Was that the case or did
the patient develop immunity to
the infectious virus?
Michael Malim: First, I must say
that I had nothing to do with that
research. I know there are studies
that are going to try to find viral
sequences in this individual, and
finding them is somewhat arbitrary.
Giuseppe Pantaleo: I think there’s
something that makes this patient
very different. We must not forget
that this patient received two bone
marrow transplants and showed
a recurrence of acute leukaemia.
The fact that he received up to two
bonemarrow transplants is a fairly
unique situation, so it is a hard sell
to call this patient representative.
Personally, I think it is impossible
to apply this case to HIV patients
who do not have acute leukaemia.
Carrying out this type of treatment
would be very difficult. Again, it will
be difficult to replicate the findings
in this case because this is a patient
who was in a special situation. This
patient is not very representative
because he has been subject to two
powerful treatments with chemo
therapy and antiretroviral drugs,
treatments that have really remo
ved most of the viral reservoir. Mo
reover, the fact that the patient had
a negative CXCR5 must have played
a role, so, even if any residual virus
were in his body, it could not have
been amplified.
Javier Martínez-Picado: Deep se
quencing was performed in this pa
tient, in search of CXCR4 phenoty
pic characteristics, and it was found
that 3% of the virus was CXCR4. The
next step was to recreate these se
quences in recombinant viruses, and
when this was accomplished, it was
possible to replicate another virus. It
remains to be seen if, despite having
Emerging infectious diseases generated a great expectation.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion
101
low levels of CXCR4, the virus cha
llenged with escaping the gene thera
py strategy was unsuccessful. In fact,
a second blood transplantation has
been successfully performed with
homozygous CXCR5Δ32; however,
in attempts made to use these cells
in new transplantations in living
beings, it has not been possible to
infect with R5, as expected, or with
X4, which, for unknown reasons, is a
challenge for us.
Question: What might be the
consequences of therapy with
APOBEC3 in cells that do not have
the virus or are dormant? Are there
any symptoms? What can happen
with a normal cell using this type
of treatment based on APOBEC3?
Michael Malim: This is an exce
llent question. However, the answer
is that we do not yet know because
we do not know what the natural
functions of these protooncogenes
are. It seems to consist of a family of
genes that has expanded greatly in
primates, and eleven members have
already been identified. The truth is
that the knock-out mice with inac
tivated APOBEC3 appear normal,
but we do not really know what ha
ppens in humans. Of course, cell li
nes grow well with these APOBEC3
proteins in the laboratory.
A potential danger has been re
vealed by deep sequencing in breast
cancer genes. In some of these tu
mours, DNA mutations driven by
APOBEC3 have been observed. It is
logical to think that increasing ac
tivity also has the risk of introduc
ing genomic mutagens. This is an
area of research that is ongoing and,
of course, is a concern.
Question: In your presentation,
you analysed different expression
genes that occur in two para-
llel situations with humans and
monkeys, identifying four genes
that are differentially expressed.
However, some studies have found
an association between the patho-
genesis of the virus and the expres-
sion of non-coding RNAs. Do you
have any explanation for this lack
of coding?
Javier Martínez-Picado: The short
answer is no. We conducted an
analysis of messenger RNA, but we
have not taken into account other
RNA molecules. And it is a growing
field of interest.
Juan Carlos López: Do you really
think that there may be a functio-
nal cure for HIV?
Giuseppe Pantaleo: We are getting
closer to having a bigger impact. I
do not know if the line of work we
are following is going to be the final
strategy, but I think the things we
are looking into are more and more
effective in terms of their potential
impact. It is still going to take some
time to achieve a functional cure for
HIV, but I am more optimistic about
the possibility of having an effective
and definitive prophylaxis.
Juan Carlos López: I enjoyed your
analysis of signalling pathways
that could guide future attempts
to address the virus, and the ideas
behind gene therapy or cell thera-
py are also very interesting. Howe-
ver, I think it would be difficult to
use this type of therapy, given the
challenges posted by regulatory
Simultaneous translation allowed to follow up all the conferences and discussion.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion
agencies, bureaucratic obstacles,
budget cuts, etc., but it is worth
thinking about. However, from the
classical viewpoint, that is, classi-
cal targets, how would you prio-
ritise? What strategy would you
choose?
Michel Malim: Certainly, my opi
nion on this is a bit biased, but it is
true that all scientists have a biased
opinion because we each focus on a
specific research direction. I think
APOBEC3 proteins are excellent
therapeutic targets, but, although a
decade of research has been carried
out in this field, problems remain
with regard to obtaining satisfac
tory results.. Moreover, the study
of TRIM5α is a challenging field
because the human TRIM does not
really work against HIV. SAMHD1
related studies are also suggestive.
Moreover, tetherin, which I did not
talk much about in my speech, is a
cell surface molecule whose use has
the same rational logic. I think it is
a good target that warrants further
study. A recent article has shown
that tetherin promotion and elimi
nating virus activity are also impor
tant targets.
The truth is that I have been
thinking that the most successful
line of research is APOBEC3, but
it’s still not clear. The only thing
that seems clear is that human
TRIM does not work; therefore, I
would follow the other two options,
APOBEC3 and tetherin.
Juan Carlos López: The analysis
of the different cohorts of patients
is fascinating, and it is rarely dis-
cussed how much we have learned
analysing extreme phenotypes,
which have always been very im-
portant. It is a pity that no statis-
tically significant values have been
found in the first genetic analysis,
although there is still the hope of
finding something more interes-
ting in the comprehensive analy-
sis of exons. Do you expect some
interesting findings in any of the
cohort subsets that have been de-
fined?
Javier Martínez-Picado: Statistical
analysis involving multiple com
parisons is very complex. In this
analysis we used different recovery
rates, a more relaxed approach, and
have found nothing of significance
in the aggregate of all cohorts. We
have also been able to collect cells
in a subset of cohorts and hope to
find some interesting outcomes.
Now, we are not only carrying out
the exons analysis but are also con
ducting in vitro functional assays
Foundation held the fifht conference of this cycle.
EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion
103
with these cells. However, we do
not know what we to expect, parti
cularly given that these people ob
viously were exposed to the virus
some time ago. I really do not know
if the responses of the cells we have
will be similar to their responses
years ago, but we still have the cells
and can work with them.
Question: How often are follicular
cells found in normal individuals?
Giuseppe Pantaleo: In HIVnega
tive individuals, it is estimated that
2% of CD4 T lymphocytes from
lymph node tissue are TFH cells; in
viremic patients, this number is as
high as 6 or even 10%.
Javier Martínez-Picado: Intri-
guingly, controversial findings
have been published that suggest
that perhaps some of the antire-
troviral drugs that we have used in
recent years do not penetrate the
lymph nodes very well, and this is
exactly where the target cells are. It
also seems to me that, in your sli-
des, the viral quantification levels
are quite high and significant. Do
you think that both events are ha-
ppening – in other words, that no
drugs available today adequately
penetrate the reservoir and that
infected cells are capable of repli-
cating efficiently?
Giuseppe Pantaleo: I think the fin
dings you mentioned have been
misinterpreted. I’m not saying that
data regarding antiretroviral tis
sue penetration are not valid, but
unfortunately I do not think that
applying this type of drug quantifi
cation to total tissue provides a great
deal of information. For one thing,
it cannot really determine whether
there are suitable concentrations of
antiretroviral drugs in some target
tissue compartments. It is possible
that therapeutic levels cannot be
reached, particularly given the high
numbers of infected cells that we
have found.
Question: How can new drugs
like antiPD-1 benefit the current
approach to treatment?
Giuseppe Pantaleo: There are a
couple of laboratories that are inter
ested in applying antiPD1 therapy
to HIV infection, to restore or revive
cells or to restore immune function
of CD8 lymphocytes. AntiPD1 has
been successful for the treatment of
cancer but is associated with serious
side effects. In our case, we do not
need an antiPD1 agonist to stimu
late recovery; what we need is to
simply remove the virus. We need to
direct and bind it without activation,
especially to limit the side effects
observed in cancer treatment.
Juan Carlos López: What final
message would you like to convey
regarding this research field?
Javier Martínez-Picado: First, I
would emphasise that translational
research is very important. All the
research that has been performed
with atrisk people, infected people
with different progression lengths, is
relevant. There are more molecular
and immunological aspects to be
considered, and we also must study
real samples from patients.
Michael Malim: I totally agree with
the last comment; it is essential to
examine real human samples. On
the other hand, I would like to draw
attention to the fact that we are cu
rrently only scratching the surface
of any virus. There are many poten
tial targets to discover and very in
teresting biology to investigate.
Giuseppe Pantaleo: I would stress
the need for support from and colla
borations among different research
areas pertaining to the development
of these therapeutic interventions;
there is presently not enough fun
ding to support effective explora
tion of these potential strategies,
as public authorities have cut grant
funding, and private companies
do not really provide funding until
there is a solid foundation of posi
tive evidence to encourage them to
invest in the project. With all of the
progress we are making in different
fields (immunological, molecular,
cellular interventions, etc.), it would
be unfortunate if we had to stop for
lack of money. ❙
Las enfermedades infecciosas emergentes, causadas por microorganismos, como virus, bacterias, hongos y protozoos, son actualmente una de las amenazas más graves para la salud pública, ya que provocan más muertes en el mundo que cualquier otra causa única. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha advertido que las enfermedades infecciosas se están esparciendo al ritmo más acelerado de la historia. En este momento, dado que 2.000 millones de personas se trasladan anualmente por vía aérea, un brote epidémico en una parte del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de cualquier otro lugar.
De esta manera, si emergiera un virus pandémico claramente transmisible, no se podría evitar la propagación y ésta afectaría aproximadamente al 25% de la población mundial. Además del sida, la gripe o la hepatitis C, desde 1970 aparece al menos una nueva enfermedad infecciosa al año. Y en los últimos cinco años, los expertos de la OMS han detectado 1.100 epidemias. ¿Se mantendrá esta tendencia en el futuro? ¿Existe alguna manera de detener la propagación de una nueva enfermedad? ¿Son realmente efectivas las medidas que se están adoptando actualmente?
Emerging infectious diseases caused by viruses, bacteria, fungi and protozoa, are currently one of the most serious threats to public health. They cause more deaths worldwide than any other single cause. The World Health Organization (WHO) has warned that infectious diseases are spreading at the fastest rate in history. At this point, given that 2,000 million people travel every year by air, an outbreak in one part of the world is only a few hours away from anywhere else.
If a fully transmissible pandemic virus emerges it would affect 25% of the world’s population. Since 1970, besides AIDS, influenza or hepatitis C, at least one new infectious disease has been appearing annually. In the last five years, WHO experts have detected 1,100 epidemics. Will this trend continue in the future? Is there any way to stop the spread of a new disease? How effective are the measures being taken to mitigate its impact?
ENFERMEDADES AUTOINMUNES / AUTOIMMUNE DESEASES
THE NEW paNdEmics iN THE 21sT cENTuryLas nuevas pandemias del siglo xxi