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ESTUDIO DE LA FUNCIONALIDAD DE LOS LINFOCITOS T EN PACIENTES INFECTADOS CON EL VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA-1 Y SEROLOGÍA POSITIVA PARA Toxoplasma gondii Y EVALUACIÓN DE EFECTOS NEUROTÓXICOS DE AMBOS AGENTES PATÓGENOS EN CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Por Edwin Eliel Escobar Guevara Tesis de Grado presentada como requisito parcial para optar al título de Doctor en Ciencias, mención Inmunología. INSTITUTO VENEZOLANO DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS I.V.I.C. CENTRO DE ESTUDIOS AVANZADOS ALTOS DE PIPE SEPTIEMBRE, 2014

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ESTUDIO DE LA FUNCIONALIDAD DE LOS LINFOCITOS T EN PACIENTES

INFECTADOS CON EL VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA-1 Y SEROLOGÍA

POSITIVA PARA Toxoplasma gondii Y EVALUACIÓN DE EFECTOS

NEUROTÓXICOS DE AMBOS AGENTES PATÓGENOS EN CÉLULAS DEL SISTEMA

NERVIOSO CENTRAL

Por

Edwin Eliel Escobar Guevara

Tesis de Grado presentada como requisito parcial para optar

al título de Doctor en Ciencias, mención Inmunología.

INSTITUTO VENEZOLANO DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS

I.V.I.C.

CENTRO DE ESTUDIOS AVANZADOS

ALTOS DE PIPE

SEPTIEMBRE, 2014

La Tesis de Grado de Edwin Eliel Escobar Guevara, titulada “ESTUDIO DE LA

FUNCIONALIDAD DE LOS LINFOCITOS T EN PACIENTES INFECTADOS CON EL

VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA-1 Y SEROLOGÍA POSITIVA PARA

Toxoplasma gondii Y EVALUACIÓN DE EFECTOS NEUROTÓXICOS DE AMBOS

AGENTES PATÓGENOS EN CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL”, ha sido

aprobada por el jurado, quien no se hace responsable de su contenido, pero la ha

encontrado correcta en su calidad y en su forma de presentación, en fe de lo cual

firman,

Dr. Andrés Soyano Dr. Héctor Rangel IVIC IVIC Dr. Dimas Hernández Dra. Nathalie Gago UCV UCV Dra. Mercedes Fernández-Mestre Tutora de la Tesis de Grado IVIC Dr. Miguel Alfonzo Director de la Tesis de Grado UCV

Centro de Estudios Avanzados, IVIC. Altos de Pipe, Septiembre de 2014.

Resumen de la Tesis de Grado presentada como requisito parcial para optar

al título de Doctor en Ciencias, mención Inmunología

ESTUDIO DE LA FUNCIONALIDAD DE LOS LINFOCITOS T EN PACIENTES

INFECTADOS CON EL VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA-1 Y SEROLOGÍA

POSITIVA PARA Toxoplasma gondii Y EVALUACIÓN DE EFECTOS

NEUROTÓXICOS DE AMBOS AGENTES PATÓGENOS EN CÉLULAS DEL SISTEMA

NERVIOSO CENTRAL

Por

Edwin Eliel Escobar Guevara

CENTRO DE ESTUDIOS AVANZADOS

INSTITUTO VENEZOLANO DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS

I.V.I.C.

ALTOS DE PIPE, SEPTIEMBRE, 2014

Mercedes Fernández Mestre

Tutora de la Tesis de Grado

Miguel Alfonzo Díaz

Director de la Tesis de Grado

El Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH)-1 y el protozoo Toxoplasma gondii

son agentes causales de dos infecciones que afectan a un número importante de

individuos a escala mundial. Si bien en individuos inmunocompetentes T. gondii

causa generalmente infecciones crónicas latentes (prácticamente asintomáticas), la

inmunodeficiencia que se asocia a la infección por VIH-1 puede permitir la

reactivación de la infección parasitaria latente, especialmente en el sistema

nervioso central, provocando patologías graves, como la encefalitis toxoplásmica.

Igualmente, el VIH-1 posee tropismo por el sistema nervioso central, causando

importantes alteraciones neurológicas en los individuos infectados. Por otra parte,

ambos agentes tienen la capacidad de modificar activamente la respuesta

inmunitaria de sus hospedadores, afectando la funcionalidad de las células del

sistema inmunitario. El objetivo del presente trabajo consistió en evaluar dos

grandes aspectos de la infección por VIH-1 y T. gondii en un mismo hospedador: 1.-

la funcionalidad de linfocitos T de individuos infectados con VIH-1 y serología

positiva para T. gondii, en distintas fases de la infección viral, y 2.- el efecto

neurotóxico de ambos patógenos sobre cultivos primarios de células nerviosas de

rata. El fenotipo y la funcionalidad de los linfocitos T de los pacientes infectados con

VIH-1 y seropositivos para T. gondii no presentaron diferencias significativas con

respecto al de los pacientes infectados con VIH-1 y serología negativa para el

parásito, indicando que las infecciones latentes y las infecciones resueltas por T.

gondii no generarían cambios adicionales en estos parámetros a los inducidos por la

sola infección con VIH-1. Sin embargo, en los pacientes infectados con VIH-1 y

seropositivos para T. gondii se observaron fallas en la producción de IL-2, TNF-α e

IFN-γ en respuesta a antígenos de T. gondii desde las etapas tempranas de la

infección viral, sugiriendo que en estos pacientes la capacidad de control de las

infecciones latentes por T. gondii está comprometida, aumentando el riesgo de que

se presenten reactivaciones, aunque sean limitadas, de dichas infecciones, lo que

podría causar daños acumulativos en los tejidos donde se encuentre el parásito,

como el sistema nervioso central, incluso antes de llegar a la etapa de SIDA. Los

experimentos realizados en cultivos primarios de células nerviosas mostraron que

la interacción del virus y las moléculas virales con estas células, incluso sin infección

productiva, era capaz de inducir respuestas que modificaban el microambiente,

incluyendo la producción de óxido nítrico y citoquinas pro-inflamatorias, con serias

consecuencias para la funcionalidad y sobrevida celular. Asimismo, la presencia del

VIH-1 y de la glicoproteína viral de envoltura, gp41, se asociaron con una inhibición

significativa de la replicación de T. gondii. Por otra parte, en los cultivos realizados

en presencia simultánea de ambos patógenos, se indujo un microambiente más pro-

inflamatorio, con mayor destrucción celular (disminución de los recuentos y

aumento de la apoptosis de las células nerviosas), indicando un mayor efecto

neurotóxico. Estos resultados sugieren que, en pacientes co-infectados, el sistema

nervioso central podría estar más afectado por la presencia simultánea de VIH-1 y

T. gondii, incluso con una replicación parasitaria limitada.

Dedico este trabajo a mi esposa Beatriz Elena y

a mis hijos Daniel Eduardo y Ana Isabel,

quienes han compartido conmigo su gestación

e igualmente comparten la alegría de ver culminada esta etapa.

AGRADECIMIENTOS

Al Dr. Miguel Alfonzo, director de este trabajo, quien combinando la firmeza con

la flexibilidad, lo académico y científico con lo amistoso, familiar y hasta paternal, ha

guiado esta etapa de mi formación científica y profesional.

A la Dra. Mercedes Fernández, tutora, profesora y amiga, que en medio de mil

ocupaciones dedicó tiempo precioso para orientar, revisar, corregir y dar forma a

este trabajo.

A los compañeros del Laboratorio de Inmunofisiología Celular, Escuela “J.M.

Vargas”, UCV, licenciados Alexandra Díaz, Josibel Camacho, Riward Campelo,

Alexandra Rodríguez, Gustavo Rico, Ydelys Fuentes, José A. Carrero, Wolfgang Vivas,

Eduardo Navarro, quienes compartieron distintas facetas de este trabajo.

A las Dras. Yajhaira Roldán (Hospital “José Ignacio Baldó”, Caracas) y Belkisyolé

Alarcón de Noya (Instituto de Medicina Tropical, UCV), por referir a los pacientes

participantes.

Al Laboratorio Clinifar, dirigido por la Dra. Mélida Bermúdez, donde se

realizaron las determinaciones de citometría de flujo, así como parte importante de

los análisis microscópicos.

Al Laboratorio de Biología Molecular del Instituto de Biomedicina de la UCV,

dirigido por el Dr. Félix Tapia, donde recibí la valiosa asistencia de la Dra. Nilka Díaz

y la Lic. Yisis López, para realizar los procedimientos de inmunohistoquímica y

microfotografía de cultivos de células nerviosas.

A los Bioterios del IVIC, Instituto de Biomedicina y Escuela de Medicina “J. M.

Vargas”, dirigidos en su momento por la Lic. Ingrid Kalchbrenner, Dra. Nadia Milani

y Dra. Angela de Martínez, por proporcionar los animales y facilidades necesarias

para la realización de parte importante de los experimentos.

A la Dra. Belkisyolé Alarcón de Noya, del Instituto de Medicina Tropical, UCV,

por proporcionar la cepa RH de Toxoplasma gondii y el antígeno parasitario.

Al Dr. Héctor Rangel, por proporcionar la cepa de referencia de VIH-1, la línea de

células MT4 y las facilidades del Laboratorio de Virología Molecular, CMBC, IVIC,

para realizar la replicación y purificación viral. En este último aspecto fue valiosa la

asistencia del Lic. Domingo J. Garzaro y Miguel Barrios.

Al Instituto Nacional de Higiene “Rafael Rangel”, especialmente a la Lic. Gladys

Amely, por la determinación de la carga viral de los sobrenadantes de cultivo.

A la Dra. Alida Hung, en cuyo laboratorio (Cátedra de Bioquímica, Escuela “J.M.

Vargas”) se realizó la determinación de óxido nítrico.

Al IVIC y FONACIT, por proporcionar becas y otras asistencias económicas en

distintas etapas.

Al personal de seguridad de la Escuela de Medicina “José María Vargas”, UCV,

por permitirme el acceso y permanencia en la Escuela en los diferentes horarios que

se requirieron para la realización de los experimentos.

vi

ÍNDICE GENERAL

Página

Resumen..................................................................................................................................... ... iii

Agradecimientos……………………………………...…………………..……………..…...……… vi

Lista de Tablas……………………………………………..…………..……………………..………. x

Lista de Figuras………………………………………..……...…………..………………………….. xi

Introducción……………………………………………………..……...……………………………... 1

I. Infección por el Virus de Inmunodeficiencia Humana-1 (VIH-1)

A. Epidemiología………………………………………………………………………………… 2

B. Estructura y organización del VIH-1……………………………….……………….. 3

C. Proceso de invasión viral………………………………………………………………… 6

D. Proceso de replicación viral………………………………………………….....……… 9

E. Curso clínico de la infección por VIH-1…………………………………….……… 10

F. Inmunopatogénesis de la infección por VIH-1……………………………..…… 13

G. Infección del sistema nervioso central por VIH-1………..……………….…… 17

II. Infección por Toxoplasma gondii A. Epidemiología………………………………………………………………….………..…… 20

B. Estructura y ciclo de vida de Toxoplasma gondii..……………………...………20

C. Respuesta inmunitaria contra Toxoplasma gondii…………………...……….. 24

D. Inmunopatogénesis de la encefalitis toxoplásmica.………………..………… 27

III. Modelos in vitro para estudio de neurotoxicidad……………...………...…….30

IV. Planteamiento del problema de estudio……………...……….……………….….. 31

Hipótesis.………………………………………………………………….………..………..… 31

Objetivos generales.……………………............................................................….…… 32

Objetivos específicos.……………………………………….…...………………….…….. 32

Materiales y métodos

I. Estudio de la funcionalidad de los linfocitos T en pacientes infectados con

VIH-1 y serología positiva para Toxoplasma gondii

A. Sujetos de estudio………………………………………………………………………….….33

B. Estudio fenotípico de linfocitos T de sangre periférica………………………..34

C. Estudios de funcionalidad de linfocitos T…………………...…..…..……………....35

II. Evaluación de efectos neurotóxicos de VIH-1 y Toxoplasma gondii en células

del sistema nervioso central A. Modelo in vitro de neurotoxicidad……………………………………………………..37

B. Evaluación de efectos neurotóxicos…………………………………………….……..40

vii

C. Análisis estadístico…………………………………………………………………………..41

Resultados

I. Estudio de la funcionalidad de los linfocitos T en pacientes infectados con

VIH-1 y serología positiva para Toxoplasma gondii

A. Sujetos de estudio………………………………………………………...………………… 42

B. Estudio fenotípico de linfocitos T de sangre periférica…….……………..… 44

Subpoblación de linfocitos T CD4+………………………………………….…….. 45

Subpoblación de linfocitos T CD8+………………………………………….……… 46

Relación CD4/CD8………………………………………………………………….…… 47

Carga viral…………………………………………………………………………….…… 48

Expresión de HLA-DR……………………………………………………………...…… 50

Expresión de PD-1…………..………………………………………………………….... 51

Expresión de IL-7Rα…………..……………..…………………………………..……… 52

Expresión de CD95……….……………………………………………………………… 53

Apoptosis ex vivo…………………………………………………………………...……. 55

Expresión de CD45RA y CD45RO.………………….………………………..……… 57

C. Estudios de funcionalidad de linfocitos T

Proliferación de linfocitos T CD4+………………………………………………..……61

Proliferación de linfocitos T CD8+…………………………………………………..…62

Producción de perforina por linfocitos T CD8+………………………….………… 63

Apoptosis y necrosis de linfocitos T CD4+……………………………………..…… 64

Apoptosis y necrosis de linfocitos T CD8+……………………………………..…… 66

Producción de citoquinas ex vivo e in vitro……………………………………...…69

II. Evaluación de efectos neurotóxicos de VIH-1 y Toxoplasma gondii en células

del sistema nervioso central

A. Evaluación de efectos neurotóxicos

Recuento de células nerviosas……………………………………………………..… 76

Viabilidad de células nerviosas…………..……………………………………..…… 78

Necrosis de células nerviosas………………………………………………...……… 79

Apoptosis de células nerviosas………………………………………………….……80

Producción de óxido nítrico…………………………………………………..……… 81

Producción de citoquinas……………………………………………………………… 82

B. Infección por T. gondii

Recuento de taquizoítos libres………………………………………………….…… 87

Porcentaje y recuento de células nerviosas infectadas…………………..…… 89

Número de taquizoítos por célula infectada…………………………………...… 91

viii

C. Subpoblaciones de células nerviosas en cultivos primarios

Porcentaje de astrocitos, neuronas y células de la microglía………..……… 94

Astrocitos, neuronas y células de la microglía infectados por T. gondii….96

D. Análisis microscópico – morfológico…………………………………………..…… 99

Discusión

Fenotipo de linfocitos T de sangre periférica……………………………...……. 101

Funcionalidad de linfocitos T………………………………………..……………..….. 110

Efectos neurotóxicos de VIH-1 y T. gondii…………………………………..……. 118

Conclusiones………………………………………………………………..……………………..……131

Bibliografía………………………………………………………………………...…………………… 132

Hoja Curricular…………………………………………………………..…………………………… 176

ix

LISTA DE TABLAS

Tabla Página

I Descripción de los sujetos de estudio…………………………………… 43

II Porcentaje de células nerviosas con [0-4], [5-15], [16-30]

ó [>30] parásitos en su citoplasma………………………………………. 93

III Porcentaje de astrocitos, neuronas y células de la microglía

infectados por T. gondii……………………………………………………….. 96

x

LISTA DE FIGURAS

Figura Página

1. Número de personas infectadas por VIH-1 en distintas regiones del

mundo…………………………………………………………………………………….…….. 2

2. Estructura del VIH-1…………………………………………………………………………. 3

3. Organización genómica del VIH-1………………………………………………………. 4

4. Relación filogenética entre lentivirus humanos y lentivirus de

primates no humanos…………………………………………………………………….. 6

5. Glicoproteínas de envoltura gp120 y gp41……………………………………..…... 7

6. Proceso de invasión del VIH-1…………………………………………………...………. 8

7. Ciclo de replicación del VIH-1……………………………………………………………. 10

8. Curso clínico de la infección por VIH-1………………………………………………. 11

9. Diferentes respuestas a infecciones virales………………………………………… 16

10. Modelo de neurotoxicidad mediada por VIH-1………………………………..…. 18

11. Vías de señalización celular asociadas a neurotoxicidad por VIH-1…...… 19

12. Ooquistes y esporozoítos de Toxoplasma gondii…………………………………. 21

13. Taquizoítos y bradizoítos de Toxoplasma gondii………..………………………. 22

14. Quistes de Toxoplasma gondii en cerebro de ratón………………………...…… 23

15. Ciclo de vida de Toxoplasma gondii……………………………………...…………….. 24

16. Inmunología de la infección por Toxoplasma gondii……………………………. 25

17. Quistes cerebrales de Toxoplasma gondii…………………………………………… 28

18. Encefalitis toxoplásmica…………………………………………………………………… 29

19. Subpoblaciones de linfocitos T en sangre periférica - Determinación

por citometría de flujo……………………………………………………………………. 44

20. Porcentaje y recuento de linfocitos T CD4+ en sangre periférica…………. 45

21. Porcentaje y recuento de linfocitos T CD8+ en sangre periférica…………. 46

22. Relación CD4/CD8……………………………………………………………………………. 47

23. Carga viral de VIH-1…………………………………………………………………………. 48

24. Fenotipaje de linfocitos T en sangre periférica - Determinación por

citometría de flujo………………………………………………………………………….. 49

25. Expresión de HLA-DR en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre

periférica………………………………………………………………………………………. 50

26. Expresión de PD-1 en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre

periférica………………………………………………………………………………………. 51

27. Expresión de IL-7Rα en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de

sangre periférica……………………………………………………………………………. 52

28. Expresión de CD95 en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre

periférica………………………………………………………………………………………. 53

29. Apoptosis de linfocitos T – Análisis por citometría de flujo…………………. 54

xi

Figura Página

30. Apoptosis ex vivo de linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre

periférica………………………………………………………………………………………. 55

31. Expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T de sangre

periférica – Análisis por citometría de flujo……………………………………… 56

32. Expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T CD4+ de sangre

periférica………………………………………………………………………………………. 58

33. Expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T CD8+ de sangre

periférica………………………………………………………………………………………. 59

34. Relación entre la expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos

T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica……………………………………………… 60

35. Proliferación de linfocitos T CD4+……………………………………………………… 61

36. Proliferación de linfocitos T CD8+……………………………………………………… 62

37. Producción de perforina en linfocitos T CD8+……………………………………. 63

38. Apoptosis y necrosis de linfocitos T CD4+…………………………………………. 65

39. Apoptosis y necrosis de linfocitos T CD8+…………………………………………. 67

40. Determinación de citoquinas por citometría de flujo………………………….. 68

41. Determinación de citoquinas en plasma sanguíneo……………………………. 69

42. Determinación de IL-2 en sobrenadantes de cultivo de PBMC…………….. 70

43. Determinación de IL-4 en sobrenadantes de cultivo de PBMC…………….. 71

44. Determinación de IL-6 en sobrenadantes de cultivo de PBMC…………….. 72

45. Determinación de IL-10 en sobrenadantes de cultivo de PBMC…………… 73

46. Determinación de TNF-α en sobrenadantes de cultivo de PBMC…………. 74

47. Determinación de IFN-γ en sobrenadantes de cultivo de PBMC…………... 75

48. Recuento de células nerviosas vivas en cultivos primarios de

células nerviosas de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii….. 77

49. Viabilidad en cultivos primarios de células nerviosas de rata

en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii ………………………………………. 78

50. Necrosis en cultivos primarios de células nerviosas de rata

en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii ………………………………………. 79

51. Apoptosis temprana en cultivos primarios de células nerviosas

de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii……………………………. 80

52. Producción de óxido nítrico y correlación “apoptosis/óxido

nítrico” en cultivos primarios de células nerviosas de rata en

presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii……………………………………………. 81

53. Producción de IL-1α en cultivos primarios de células nerviosas

de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii……………………………. 82

54. Producción de IL-6 en cultivos primarios de células nerviosas

de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii……………………………. 83

xii

Figura Página

55. Producción de IL-10 en cultivos primarios de células nerviosas

de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii……………………………. 84

56. Producción de TNF-α en cultivos primarios de células nerviosas

de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii……………………………. 85

57. Producción de IFN-γ en cultivos primarios de células nerviosas

de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii……………………………. 86

58. Recuento de taquizoítos libres en sobrenadante de cultivos

primarios de células nerviosas de rata infectados con T. gondii

en presencia de gp41 ó VIH-1…………………………………………………………. 88

59. Porcentaje y recuento de células nerviosas de rata infectadas por

T. gondii en presencia o no de gp41 o VIH-1…………………………………….. 90

60. Número de parásitos en células nerviosas infectadas por T. gondii

en presencia o no de VIH-1 - Micrografías……………………………………….. 92

61. Número de parásitos en células nerviosas infectadas por T. gondii

en presencia o no de VIH-1……………………………………………………………… 93

62. Porcentaje de astrocitos, neuronas y células de la microglía en

cultivos primarios de células nerviosas de rata en presencia de

VIH-1 y/o T. gondii…………………………………………………………………………. 95

63. Porcentaje total de astrocitos, neuronas y células de la microglía

infectados por T. gondii, en presencia o no de VIH-1, en cultivos

primarios de células nerviosas de rata…………………………………………….. 97

64. Correlación entre el porcentaje de cada linaje en la población de

células nerviosas y el porcentaje de infección por T. gondii……………… 98

65. Estudio microscópico de cultivos primarios de células nerviosas

de rata en presencia simultánea de T. gondii y gp41 o VIH-1…………….. 100

xiii

INTRODUCCIÓN El 5 de Junio de 1981 Gottlieb et al.1 reportaron 5 casos inusuales de neumonía

causada por Pneumocystis carinii* en pacientes homosexuales masculinos jóvenes

previamente saludables, que fueron atendidos en distintos hospitales de Los

Ángeles, California. Este tipo de neumonía se presenta casi exclusivamente en

pacientes con inmunodeficiencia severa, como aquellos tratados con drogas

inmunosupresoras, por lo que estos casos se consideraron excepcionales. A tres de

estos pacientes se les evaluó la funcionalidad linfocitaria in vitro, mostrando

profunda disminución de la capacidad proliferativa en respuesta a mitógenos y

antígenos. Los autores sugirieron que la disfunción observada en la respuesta

inmunitaria celular de estos pacientes podría estar relacionada con la exposición a

un factor común, posiblemente asociado al estilo de vida homosexual, que los hacía

susceptibles a sufrir infecciones oportunistas. Éste sería el primero de una serie de

reportes4-7 que darían a conocer un tipo de inmunodeficiencia no descrita

previamente, que posteriormente recibió el nombre de Síndrome de

Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA)8, 9, y se convertiría en un problema de salud

pública de alcance mundial8. Aunque la enfermedad fue inicialmente descrita en

pacientes homosexuales masculinos jóvenes1, 4-7, los grupos en riesgo pronto

incluyeron a individuos adictos a drogas inyectables6, receptores de transfusiones11

o productos sanguíneos, como pacientes con hemofilia A12, infantes nacidos de

madres en grupos de riesgo13, parejas sexuales femeninas de hombres

sintomáticos14, 15 y población heterosexual promiscua en África16, 17, 18. Otros

cuadros clínicos que fueron descritos en los pacientes afectados incluían sarcoma

de Kaposi, infecciones fúngicas invasivas, toxoplasmosis, infecciones por

micobacterias y Linfoma No Hodgkin19. Numerosas fueron las teorías que trataron

de explicar las causas del SIDA, hasta que el 20 de Mayo de 1983 Barré-Sinoussi et

al. notificaron el aislamiento de un nuevo retrovirus relacionado con los Virus de

Leucemia de Células T Humanas (HTLV), en un paciente con sintomatología

asociada al SIDA20. Trabajos subsiguientes confirmaron este hallazgo21, 22,

identificando al virus que ahora conocemos como Virus de Inmunodeficiencia

Humana (VIH)-123, como el agente causal de la infección cuya etapa final es el

SIDA24, 25, que para el año 1993 pasaría a ser la principal causa de muerte en

hombres de 25 a 44 años de edad en Estados Unidos26, y para el año 2012 habría

causado 36 millones de muertes en el mundo27.

* Conocido ahora como Pneumocystis jirovecii2, 3.

1

I. Infección por el Virus de Inmunodeficiencia Humana-1

A. Epidemiología

De acuerdo al informe sobre la epidemia mundial de SIDA publicado en el año

2013 por el Programa Conjunto de las Naciones Unidas sobre VIH/SIDA (ONUSIDA)28

se estima que existen 35,3 millones de personas infectadas por el VIH-1 a nivel

mundial, siendo la región de África sub-sahariana la que sobrelleva la mayor carga, con

unos 25 millones de casos, mientras que en América Latina habría 1,5 millones (Fig.

1). Se estima que durante el año 2012, a nivel mundial se contrajeron 2,3 millones de

nuevas infecciones y 1,6 millones de personas murieron por causas asociadas al SIDA.

En Venezuela, por su parte, se estima que 110.000 personas (38.000 mujeres)

están infectadas por el virus, lo que representa una prevalencia del 0.6% para la

población general28, si bien en poblaciones vulnerables, como la de hombres

homosexuales, la prevalencia puede ser superior al 5%29. En el país, 43.032 personas

recibieron tratamiento antirretroviral en el año 2012, lo que representa una cobertura

del 72% de la población en necesidad de ser tratada. Por otra parte, 6.600 nuevas

infecciones y 3.800 muertes asociadas al SIDA se estimaron para el mismo año28.

Figura 1. Número de personas infectadas por VIH-1 en distintas regiones del mundo: Se

presenta el número estimado de personas (adultos y niños) infectados por VIH-1 en distintas

regiones del mundo para el año 2012, colocando dentro de corchetes los rangos estimados basados

en la mejor información disponible. En el óvalo se presentan los datos para Venezuela. (Fuente:

“UNAIDS: Epidemiology 2013” y “ONUSIDA: Informe mundial sobre la epidemia de SIDA 2013”28,

disponibles en http://www.unaids.org).

1,3 millones [1,0 – 1,7 millones]

Asia Central Europa Oriental &

3,9 millones [2,9 – 5,2 millones]

Sur-oriental Asia del Sur &

Centro-occidental Europa

860.000 [800.000 – 930.000]

Oceanía 51.000

[43.000 – 59.000]

África Subsahariana 25,0 millones

[23,5 – 26,6 millones]

Norteamérica 1,3 millones

[980.000 – 1,9 millones]

Caribe 250.000

[220.000 – 280.000]

América Latina 1,5 millones

[1,2 – 1,9 millones]

Venezuela 110.000

[74.000 – 160.000]

Personas Infectadas por VIH-1 Año 2012

UNAIDS: Epidemiology 2013

Asia Oriental 880.000

[650.000 – 1,2 millones]

260.000 [200.000 – 380.000]

África del Norte Medio Oriente &

2

B. Estructura y organización del VIH-1

El VIH-1 pertenece a la familia Retroviridae, subfamilia Lentivirinae, género

Lentivirus30, 31. Su genoma consiste en 2 hebras idénticas de ARN de cadena sencilla y

sentido positivo, de aproximadamente 9.700 bases, que se asocian estrechamente con

las enzimas transcriptasa inversa e integrasa y con la nucleocápside (proteína p7), que

protege al ARN de ser degradado por nucleasas (Fig. 2). El genoma está rodeado por

una cápside cónica y una matriz formadas por las proteínas p24 y p17,

respectivamente. La envoltura viral es la capa externa del virión, y está formada por

una bicapa lipídica derivada de la célula hospedadora, en la que están insertadas

proteínas de dicha célula32, 33, además de las glicoproteínas virales de envoltura,

gp120 y gp41. Las proteínas Vif, Vpr, Nef, p7 y la proteasa viral también forman parte

del virión.

El genoma del VIH-1 está organizado de forma extremadamente eficiente31, 34, con

tres marcos de lectura que permiten el solapamiento de genes en la secuencia

nucleotídica. Para el VIH-1 se han descrito nueve genes, que codifican para proteínas

estructurales, reguladoras y accesorias (Fig. 3)24, 25.

Figura 2. Estructura del VIH-1: el VIH-1 tiene un diámetro de unos 120 nm, un genoma compuesto

por dos hebras idénticas de ARN monocatenario de sentido positivo, asociado a la nucleocápside

(p7) y a las enzimas transcriptasa inversa e integrasa. Posee una cápside cónica (p24), una matriz

(p17) y una envoltura formada a partir de la membrana de la célula hospedadora, en la que están

insertadas las glicoproteínas gp120 y gp41. (Fuente: National Institute of Health, USA; disponible

en: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HIV_Virion-en.png).

3

Vif, Vpr, Nef y p7

Proteasa

Envoltura

Viral

ARN (Genoma Viral)

Transcriptasa

Inversa

Integrasa Matriz

(p17)

Cápside (p24) Nucleocápside

(p7)

gp41

Proteína

Transmembrana

gp120 Proteína de Superficie

Regiones del genoma del VIH-1 que codifican para proteínas estructurales:

Gag (group-specific antigen): esta región codifica para una poliproteína precursora

que es procesada por la proteasa viral, para formar la nucleocápside (p7), la

cápside (p24) y la matriz (p17), que rodean al genoma viral.

Pol (polymerase): este gen codifica para los precursores de las enzimas

transcriptasa inversa, integrasa y proteasa, necesarias para transcribir el ADN

proviral a partir del ARN genómico, integrar la doble cadena de ADN proviral al

genoma celular y procesar la poliproteína Gag, respectivamente.

Env (envelope): codifica para la glicoproteína gp160, que al ser escindida por una

proteasa celular tipo furina, da origen a las glicoproteínas de envoltura, gp120

y gp41.

Regiones del genoma del VIH-1 que codifican para proteínas reguladoras:

Tat (transactivator of transcription): codifica para el trans-activador viral, una

proteína que se une a una región específica (TAR) en las secuencias largas

repetitivas (LTR), aumentando la transcripción de ARN viral, favoreciendo la

síntesis de proteínas reguladoras y accesorias.

Rev (regulator of expression of virion proteins): codifica para una proteína que se une a

secuencias específicas (RRE) de ARN, estabilizando los ARN mensajeros de

proteínas estructurales y facilitando su paso del núcleo al citoplasma celular.

Regiones del genoma del VIH-1 que codifican para proteínas accesorias:

Nef (negative factor): codifica para una proteína que se ha asociado con la

patogénesis de la infección viral. Esta proteína se ancla a la cara interna de la

membrana de la célula infectada, e interacciona con componentes de vías de

señalización que favorecen la activación celular. Disminuye la expresión de

CD4, CD28 y proteínas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC)-I

en las células infectadas. Está presente en los viriones y parece potenciar el

Figura 3. Organización genómica del VIH-1: las secuencias genéticas que codifican para

proteínas estructurales se representan en color anaranjado, en color azul para proteínas

reguladoras y en color verde para proteínas auxiliares. Las posiciones verticales representan los

tres marcos de lectura. Las secuencias largas repetitivas (LTR) se representan en color gris.

(Emerman M; Current Biology 1996; 6(9):1096-1103).

Tat. The genomes of oncogenic retroviruses have only three genes: gag, pol and env.

4

proceso de fusión de la envoltura viral con la membrana celular al momento de

la infección.

Vif (viral infectivity factor): codifica para una proteína asociada a infectividad viral,

que se une al ARN y participa en los procesos de ensamblaje y maduración. Por

otra parte, Vif contrarresta la acción de APOBEC3G, un factor de restricción

celular con actividad desaminasa de citidina, que modifica la primera hebra de

ADN proviral al momento de la retrotranscripción inversa, haciéndola blanco

de digestión endonucleolítica, o favoreciendo hipermutagénesis a niveles

incompatibles con la viabilidad viral.

Vpr (viral protein r): codifica para la proteína viral R, que induce el arresto del

ciclo celular en la fase G2, aumentando la producción viral. Vpr promueve la

entrada del ADN viral al núcleo celular. Asimismo, Vpr contrarresta la acción de

SAMHD1, un factor de restricción celular que bloquea la transcripción inversa

en células mieloides y linfocitos T en reposo.

Vpu (viral protein u): codifica para una proteína requerida para la liberación

eficiente y maduración de viriones. Vpu contrarresta la acción de la teterina

(BST-2/CD317), una proteína transmembrana inducida por interferón, que

restringe la liberación de viriones. Vpu también induce la degradación de la

molécula CD4.

El ciclo de replicación del VIH-1 requiere la transcripción inversa del ARN

genómico para sintetizar ADN proviral. Debido a que la transcriptasa inversa viral es

una enzima propensa a cometer errores y carece de actividad correctora, por cada

genoma copiado se introduce por lo menos una mutación, lo que genera una población

viral con alta complejidad genética35. El análisis y comparación de secuencias

nucleotídicas ha permitido identificar tres grupos genéticos del VIH-1: el grupo M (del

inglés main, principal), el grupo O (outlaier, externo) y el grupo N (new, nuevo); siendo

el grupo M el más ampliamente diseminado y responsable de la pandemia10, 35 (Fig. 4).

Evidencias genéticas y epidemiológicas sugieren que los tres grupos genéticos del VIH-

1 son el resultado de introducciones independientes, por salto de especie, de Virus de

Inmunodeficiencia Simia (VIS) a hospedadores humanos, a partir de chimpancés

(VIScpz)36, 37. Asimismo, el VIH-2, un virus relacionado al VIH-1, con diseminación

geográfica más limitada y menor virulencia 38, se habría originado por salto de especie

del SIV a partir de mangabeyes grises39. El grupo M del VIH-1 se ha subdividido en

subtipos (A-K), cada uno de los cuales tiene una distribución geográfica particular. En

Europa, en América del Norte y en buena parte de América Central y del Sur el subtipo

B es el que predomina10, 35. En Venezuela más del 99% de las infecciones son causadas

por el subtipo B40, 41. El subtipo C, presente en forma predominante en las epidemias

de África subsahariana, India y China, es responsable de 55-60% de todas las

infecciones por VIH-1 a nivel mundial10, 35. También se ha descrito la generación de

5

diversos recombinantes virales entre los distintos subtipos del grupo M, lo cual

aumenta la complejidad de la epidemia10, 35.

C. Proceso de invasión viral

El proceso de invasión a la célula blanco por VIH-1 es mediado por las

glicoproteínas de envoltura, gp120 y gp41, en el cual la primera se une a las moléculas

receptoras y correceptoras en la célula blanco y la segunda media la fusión de la

envoltura viral a la membrana celular, para permitir el ingreso del material genético

del virus.

Antes de describir el proceso de invasión viral propiamente, analicemos la

estructura de las glicoproteínas de envoltura42, 43. La gp120 y la gp41 son

sintetizadas a partir de una proteína precursora, la gp160, después de una serie de

pasos de maduración que incluyen la formación de puentes disulfuro, glicosilación

extensiva y escisión por una proteasa celular tipo furina. Estas glicoproteínas

VIH-1 Grupo N

VIH-1 Grupo O

VIH-2 Grupo A

VIH-1 Grupo M

VIH-2 Grupo B

No epidémicos Fuente de aislados

Epidémicos Fuente de aislados

0.05 Sustituciones/sitio

Figura 4. Relación filogenética de lentivirus humanos y de primates no humanos: la pandemia

por VIH-1 está asociada a aislados virales pertenecientes al grupo M (círculo azul), siendo el subtipo

C (representado en color rojo) el que a nivel mundial tiene mayor prevalencia. Las formas

recombinantes virales forman parte del grupo M, pero por razones de claridad no se muestran.

(Simon V et al.; Lancet 2006; 368:489-50410).

Tat. The genomes of oncogenic retroviruses have only three genes: gag, pol and env.

6

forman complejos no covalentes en la envoltura viral, y se agrupan formando

heterotrímeros.

La gp120 está formada por cinco dominios constantes (C1, C2, C3, C4 y C5) y

cinco dominios variables (V1, V2, V3, V4 y V5) (Fig. 5A, C). La gp120, como se ha

mencionado, interacciona con el receptor viral en la célula blanco, la molécula

CD444, 45, así como con los correceptores, las moléculas CXCR4 y CCR546, 47. En base

a la afinidad que tenga por estas últimas, la gp120 define el tropismo viral48, 49, el

cual puede ser X4, R5 o doble, según su afinidad por CXCR4, CCR5 o ambos.

Independientemente de la ruta de transmisión, la mayoría de las nuevas infecciones

involucran variantes virales que utilizan CCR5 como correceptor50, 51. Los virus con

tropismo X4 generalmente aparecen en etapas avanzadas de la infección y se han

asociado con aumento de la patogenicidad y progresión de la enfermedad52.

La glicoproteína gp41, por otra parte, representa la maquinaria molecular que

facilita la fusión de membranas42, 43. Esta glicoproteína posee una región

extracelular o ectodominio, una región transmembrana, que la ancla a la envoltura

viral y un dominio citoplasmático (Fig. 5B, D). El ectodominio tiene una región

hidrofóbica, el péptido de fusión N terminal, una hélice N, un lazo disulfuro, una

hélice C y una región proximal a la membrana.

Figura 5. Glicoproteínas de envoltura gp120 y gp41: A. La gp120 tiene 5 dominios constantes

(C1-C5) y 5 variables (V1-V5). Las posiciones de N-glicosilación se indican con estructuras

ramificadas. Las regiones representadas en color rosado en C1, C2 y C4 se reordenan luego de la

unión a CD4 y forman el minidominio de conexión. B. La gp41 tiene el péptido de fusión (FP) en el

extremo N terminal, la hélice N (HR1), el lazo disulfuro, la hélice C (HR2), la región proximal a la

membrana (MPR), el dominio transmembrana (TM) y el citoplasmático en el extremo C terminal

(representado en color gris claro). C. Diagrama de cintas de la gp120. D. Diagrama de cintas de un

trímero del ectodominio de la gp41 de VIS, formando un haz de 6 hélices. HR1, el lazo disulfuro y

HR2 están representados en color azul claro, amarillo y rojo, respectivamente. (A y B: Tilton &

Doms; Antiviral Res 2010; 85:91-10043; C y D: Caffrey M; Trends Microbiol 2011; 19 (4):191-

19742).

D

A gp120

B gp41

C

Lazo Disulfuro MPR

Ectodominio

7

La infección por VIH-1 es un proceso complejo, que se verifica en varias etapas42, 43

(Fig. 6). La interacción inicial entre el virus y su célula blanco es facilitada por

interacciones no específicas entre dominios con carga positiva de la gp120 y

proteoglicanos negativamente cargados de la membrana celular, o por interacciones

específicas entre gp120 y DC-SIGN53. El receptor primario para VIH-1 es la molécula

CD4, la cual forma parte de la superfamilia de las inmunoglobulinas y se expresa en

monocitos, macrófagos, células dendríticas y una subpoblación de linfocitos T, por lo

que serán éstas las poblaciones celulares susceptibles de ser infectadas por el virus54-

57. La región de la gp120 que interacciona con CD4 es altamente conservada, no

glicosilada y está formada por epítopos discontinuos en la secuencia primaria de la

proteína. La unión a CD4 provoca cambios conformacionales en gp120 que posibilitan

su unión a la molécula correceptora (Fig. 6). Estos cambios incluyen: primero, la

formación del minidominio de conexión, por el acercamiento de dos regiones de hojas

β-plegadas que están separadas en la glicoproteína no unida; segundo, la exposición

de los dominios V1/V2 y V3; y tercero, un cambio en la orientación de gp120 que

dirige al minidominio de conexión y a V3 hacia la membrana celular, lo que permite

que éstos puedan interaccionar con el correceptor.

Los correceptores para VIH-1 son las moléculas CCR5 y CXCR4, receptores de

quimioquinas, miembros de la familia de receptores acoplados a la proteína G, con 7

dominios transmembrana. En la región extracelular de estas proteínas están ubicados

el extremo N terminal y tres lazos, los cuales interactúan con distintas regiones de

gp120. El extremo N terminal interactúa con el minidominio de conexión y la base de

V3, mientras que los lazos extracelulares lo hacen con la parte superior de V3 (Fig. 6).

Haz de 6 hélices

correceptor

Dominios

Variables

Trímero Unión a CD4

Unión al Correceptor

Fusión de

Membranas

Figura 6. Proceso de invasión del VIH-1: En la parte inferior de la figura se representa la

membrana de la célula blanco, en la cual se localizan el receptor viral (la molécula CD4) y los

correceptores (CCR5 o CXCR4), mientras que en la parte superior se representan gp120 y gp41

asociadas a la envoltura viral. Se ilustra la unión secuencial de gp120 al receptor y al correceptor,

así como el proceso de fusión de membranas mediado por gp41. Los dominios de gp120 y gp41

están representados con los mismos colores que en la Figura 5 A y B. (Tilton & Doms; Antiviral Res

2010; 85:91-10043).

8

La unión de gp120 al correceptor provoca cambios conformacionales adicionales en el

trímero que resultan en la exposición del péptido de fusión de la gp41 y su inserción

en la membrana celular, luego de lo cual se lleva a cabo un reordenamiento espacial

energéticamente favorable de las hélices N y C, plegándose éstas una sobre la otra

(Fig. 6). En un trímero funcional, el plegamiento de las hélices N y C forma el haz de

seis hélices, con las tres hélices N ubicadas en la parte central del haz y las 3 hélices C

en la parte exterior (Fig. 5D). Este reordenamiento espacial acerca la región

transmembrana de gp41, que está insertada en la envoltura viral, al péptido de fusión,

que está insertado en la membrana celular (Fig. 6), una yuxtaposición que resulta en

la formación del poro de fusión, permitiendo que la cápside viral ingrese a la célula

blanco.

A. Proceso de replicación viral

Una vez que la cápside viral alcanza el citoplasma celular, la enzima transcriptasa

inversa viral libera la hebra sencilla de ARN genómico de las proteínas unidas a ésta, y

procede a copiar una hebra complementaria de ADN (ADNc), en un proceso conocido

como transcripción inversa. La transcriptasa inversa tiene actividad ribonucleasa, que

degrada al ARN viral utilizado como molde, y actividad polimerasa de ADN

dependiente de ADN, que sintetiza una hebra complementaria de ADN a partir del

ADNc, formando así una molécula de doble cadena. El ADN viral se asocia entonces

con proteínas celulares y virales (Vpr, p17 de matriz, integrasa) para formar el

complejo de pre-integración (PIC)58, que será transportado al núcleo celular. En el

punto central de la infección, la enzima integrasa viral, en conjunto con enzimas

reparadoras de ADN de la propia célula, insertan el genoma viral (provirus) en el ADN

cromosomal de la célula hospedadora, en segmentos genéticos que estén en activa

transcripción59. La integración transforma irreversiblemente a la célula infectada en

una potencial productora de virus. El ADN proviral puede permanecer latente o

transcribirse para generar nuevas partículas virales. En las secuencias repetitivas

largas (LTR) del genoma viral (Fig. 3 y 7) existen regiones reguladoras y promotoras

que son reconocidas por factores de transcripción celulares, como NF-κB, lo cual

explica porque la replicación del VIH-1 se optimiza en linfocitos T activados24. Los

bajos niveles de transcripción inducidos por LTR permiten la producción de la

proteína Tat, la cual potenciará la transcripción de ARN viral, aumentando la

producción de proteínas reguladoras que incluyen a Rev34. La proteína Rev, a su vez,

se unirá a las cadenas nacientes de ARN viral, promoviendo su exportación al

citoplasma celular para la traducción de proteínas estructurales34 y formación de ARN

genómico, que se transportarán a la cercanía de la membrana celular para ensamblar

nuevas partículas virales. La salida del virus de la célula infectada se produce por un

proceso de gemación, no lítico, que aprovecha la maquinaria celular de formación de

9

vesículas60. Finalmente la escisión de las poliproteínas Gag y Pol por la proteasa viral

producirá viriones maduros, capaces de infectar nuevas células.

B. Curso clínico de la infección por VIH-1

Fase aguda - Infección primaria: Aproximadamente 3 a 6 semanas luego de la

exposición e infección primaria con VIH-1, 50-70% de los individuos experimentan un

síndrome agudo, autolimitado, de severidad variable, que persiste por una o varias

semanas y se resuelve espontáneamente61. Este período se asocia con concentraciones

muy altas de carga viral y disminución importante de los recuentos de linfocitos T

CD4+ en sangre periférica (Fig. 8). Al resolverse el cuadro agudo, los recuentos de

células T CD4+ regresan a niveles normales o ligeramente disminuidos. Los recuentos

de linfocitos B y T CD8+ también disminuyen durante la infección aguda, sin embargo

los recuentos de estos últimos aumentan a concentraciones mayores que los niveles

basales unas 3 o 4 semanas luego del inicio del cuadro agudo. Debido a que el aumento

Inhibidores de

Proteasa

NNRTI NRTI

Inhibidores de

Integrasa

Inhibidores

de Entrada

Inhibidores

de Fusión

Fusión

Unión

Maduración

Gemación

VIH-1

Liberación del Genoma Viral

Integración

Transcripción

Citoplasma

ARNm al Núcleo

Traducción Ensamblaje

Transcripción

Inversa

No Infecciosas Partículas Virales

Infecciosas Partículas Virales

Provirus

Genoma Celular

10

Figura 7. Ciclo de replicación del VIH-1: Se ilustran los principales pasos del ciclo de replicación

del VIH-1: la unión al receptor CD4 y al correceptor, la fusión a la membrana celular, ingreso de la

cápside, liberación del ARN genómico y las proteínas virales en el citoplasma, la transcripción

inversa, la formación del complejo de pre-integración (PIC), su traslado al núcleo e integración al

genoma celular, su posterior transcripción y traducción, el ensamblaje y liberación de nuevas

partículas virales y la maduración de las mismas. Se muestran las principales familias de drogas

antirretrovirales (en color verde) y los pasos que ellas bloquean. Asimismo, se presentan los

factores de restricción celular contra VIH-1 (TRIM5α, APOBEC3G, SAMHD1 y teterita, en color rojo)

y sus antagonistas virales correspondientes (en color azul). CCR5, receptor 5 de quimioquinas CC;

LTR, secuencias largas repetitivas; NRTI, nucleósidos inhibidores de transcriptasa inversa; NNRTI,

no nucleósidos inhibidores de transcriptasa inversa. (Barré-Sinoussi F et al.; Nat Rev Microbiol 2013;

11:877–883).

del recuento de células T CD8+ es más rápido que el de células T CD4+, ocurre una

inversión de la relación CD4/CD8 hacia el final de la infección primaria y ésta se

mantiene una vez resuelto el cuadro agudo.

Durante la infección primaria ocurre una rápida diseminación del virus a

diferentes compartimientos anatómicos, que incluyen órganos linfoides, sangre

periférica y sistema nervioso central (SNC)62, y se induce una respuesta inmunitaria

que controla parcialmente la replicación viral (Fig. 8). Dependiendo de la ruta de

exposición, los mecanismos iniciales de la infección pueden variar, aunque no hay

diferencias obvias en las manifestaciones clínicas entre individuos infectados por vía

sanguínea con aquellos infectados a través de las mucosas, sugiriendo que aún si las

poblaciones celulares inicialmente infectadas son diferentes, los ciclos subsiguientes

de diseminación ocurren en poblaciones celulares similares, con resultado final

semejante.

Recu

ento

de L

info

cito

s T C

D8+

Fase de SIDA

Fase Asintomática

Fase Aguda

Figura 8. Curso clínico de la infección por VIH-1: se presentan las concentraciones de carga viral

(línea verde, eje derecho) y los recuentos de linfocitos T CD4+ y T CD8+ (líneas violeta y roja,

respectivamente, eje izquierdo) durante el curso clínico típico de un individuo infectado por el VIH-

1. (Modificado de: Fauci AS et al.: Harrison: Principios de Medicina Interna, 17ª Edición.).

11

Fase asintomática – Infección crónica/persistente: El VIH-1 es un lentivirus, un

grupo de virus caracterizados por causar infecciones crónicas persistentes, con

manifestaciones patológicas que se presentan en los estadios tardíos de la infección. A

pesar de la potente respuesta inmunitaria humoral y celular que se induce durante la

infección primaria, el VIH-1 no es completamente erradicado del individuo infectado y

durante todo el curso de la infección crónica se puede detectar replicación viral, tanto

en sangre periférica como en tejido linfoide63-65. Así, en individuos infectados por VIH-

1, la infección persistente es la norma, y la respuesta inmunitaria no es completamente

protectora. Entre los factores que contribuyen para que el VIH-1 evada la respuesta

inmunitaria están su rápida cinética de replicación66 y la alta tasa de error de su

transcriptasa inversa67, lo cual permite la constante generación y acumulación de

mutaciones, con la resultante variación antigénica.

El tiempo promedio entre la infección primaria y el desarrollo del SIDA es de 10

2 años68, 69. Durante este período los recuentos de linfocitos T CD4+ disminuyen

gradualmente, hasta llegar a un punto en que el riesgo de sufrir enfermedades

oportunistas es alto70, 71.

Fase de SIDA – Infección tardía: Un paciente infectado con VIH-1 se considera en

etapa de SIDA72 cuando su recuento de linfocitos T CD4+ en sangre periférica

disminuye por debajo de 200 células/µL, o cuando su condición clínica se deteriora en

forma grave, evidenciando defectos en su respuesta inmunitaria celular, con

manifestaciones que incluyen:

Infecciones causadas por:

o Hongos: neumonía por P. jirovecii; candidiasis esofágica o pulmonar;

criptococosis, histoplasmosis o coccidioidomicosis extrapulmonar

o Bacterias: tuberculosis pulmonar o extrapulmonar; neumonías bacterianas

recurrentes; septicemia recurrente por Salmonella

o Virus: encefalitis, retinitis, esofagitis, neumonía, pancreatitis por

citomegalovirus; úlceras crónicas, bronquitis, esofagitis por Virus del Herpes

Simple

o Protozoarios: encefalitis toxoplásmica, síndrome gastrointestinal por

Cryptosporidium o Isospora

Cierto tipo de neoplasias: sarcoma de Kaposi, carcinoma cervical invasivo,

linfoma de Burkitt, inmunoblástico o primario del SNC

Encefalopatía asociada al VIH-1

Leucoencefalopatía multifocal progresiva

Síndrome de desgaste asociado al VIH-1

El curso natural de la infección por VIH-1 ha sido modificado con la introducción

de la terapia antirretroviral de gran actividad o TARGA (highly active antiretroviral

therapy – HAART), la cual es una combinación de al menos tres drogas que bloquean

12

diferentes pasos del ciclo de replicación viral (dos inhibidores de la transcriptasa

inversa y un inhibidor de la proteasa, por ejemplo) (Fig. 7), y que permite, en la

mayoría de los pacientes que la reciben, reducir significativamente la carga viral,

aumentar los recuentos de linfocitos T CD4+73 y disminuir tanto la morbilidad como la

mortalidad asociadas a la infección74. La recuperación, al menos parcial, de la

capacidad de respuesta del sistema inmunitario es evidente por la seguridad con que

pueden descontinuarse tratamientos profilácticos primarios o secundarios contra

encefalitis toxoplásmica, neumonía por Pneumocistis jirovecii, o retinitis por

Citomegalovirus75, 76. Sin embargo, y a pesar de los indudables beneficios que le

brindan al paciente, la TARGA no logra erradicar al VIH-1, pudiendo evidenciarse ARN

viral en pacientes con cargas virales “indetectables”77, y observándose

concentraciones de carga viral similares a las exhibidas antes del tratamiento

antirretroviral en pacientes que lo interrumpen después de años de supresión viral

exitosa78. Así, existen reservorios de replicación viral activa que persisten en presencia

de la terapia antirretroviral.

C. Inmunopatología de la infección por VIH-1

La interacción entre el VIH-1 y el sistema inmunitario que conduce a la pérdida de

control de múltiples agentes patógenos y a la aparición de neoplasias oportunistas, se

ha denominado inmunopatogénesis del SIDA79. Si bien unas pocas semanas luego de la

infección primaria la respuesta inmunitaria induce una significativa disminución de la

carga viral, la contención del virus es incompleta25, de manera que la replicación viral

persiste durante todas las etapas de la infección63-65, provocando la pérdida de la

población de linfocitos T CD4+, que ocurre en su mayor parte durante la etapa

clínicamente asintomática25. Son múltiples los mecanismos que se han propuesto para

explicar la disminución de la población de células T CD4+, entre los cuales se pueden

mencionar:

Destrucción de células infectadas por efectos citopáticos del VIH-1: desde los

primeros estudios, que condujeron a la identificación del VIH-1 como el agente

causal del SIDA20-22, se ha reconocido la capacidad que tiene el virus para

destruir a las células T CD4+ infectadas. Estudios posteriores han hecho

evidente que la mayor destrucción de estas células tiene lugar en el tejido

linfoide asociado a la mucosa gastrointestinal80-82.

Disminución de la vida media de células T: durante la infección por VIH-1 la vida

media de los linfocitos T CD4+ (también los T CD8+) está significativamente

disminuida83-85. En el caso de la población T CD8+, un mayor recambio celular

(turnover)84, 85 podría explicar el aumento de esta población en las etapas

iniciales de la infección. Por su parte, entre los factores contribuyen a la

disminución de la vida media celular, están el aumento de la susceptibilidad a

13

sufrir apoptosis y los defectos en la recepción de señales de supervivencia (ver

más adelante).

Disminución de la producción de nuevas células T: la regeneración de linfocitos T

está disminuida durante la infección por VIH-184, 85. Entre los factores que

favorecen esta disminución están la pérdida de la arquitectura y microambiente

de los nódulos linfáticos86, 87, la disminución de la funcionalidad tímica, con

involución avanzada y menor número de timocitos88, 89, y los defectos en la

producción de precursores de médula ósea90, 91.

Aumento de la susceptibilidad a sufrir apoptosis: los linfocitos T de los pacientes

infectados con VIH-1, incluso en la etapa asintomática de la infección, son más

propensos a sufrir apoptosis92, 93, tanto en forma espontánea, como al ser

activados por diversos estímulos94, 95. La proporción de células que sufren

apoptosis es mayor a medida que la infección progresa95. Los linfocitos T de

los pacientes infectados con VIH-1 poseen una expresión incrementada de

CD9595, 96 (un receptor que activa vías de señalización asociadas a

apoptosis)97 y un aumento de la susceptibilidad a sufrir apoptosis mediada

por este receptor96, susceptibilidad que está positivamente correlacionada

con la progresión de la infección95, 96, 98.

Disminución en la captación de señales de supervivencia: la IL-7 es un factor clave

en la homeostasis de los linfocitos T, al favorecer la maduración ontogénica de

timocitos, así como la proliferación y sobrevida de células T en la periferia99, 100.

La IL-7 interacciona con las células a través de la molécula IL-7Rα, la cual forma

un heterodímero con CD132, una cadena común a varios receptores de

citoquinas101. En los pacientes infectados con VIH-1 se ha descrito una

disminución de la expresión de IL-7Rα en los linfocitos T, la cual se ha

relacionado con la pérdida de la población CD4+102.

Aumento de recepción de señales de co-estimulación negativa: múltiples

moléculas de superficie pueden transmitir señales reguladoras tanto

positivas como negativas a las células T. El receptor de membrana PD-1

(Programmed Death–1) se ha relacionado con regulación negativa de la

respuesta inmunitaria, con especial implicación en el mantenimiento de la

tolerancia periférica103, 104. En el contexto de la infección por VIH-1 se ha

descrito un aumento de la expresión de PD-1 en las células T, especialmente

aquellas específicas para el virus105-107, lo cual se correlaciona con menor

sobrevida celular y mayor susceptibilidad a sufrir apoptosis105, además de

disminución de la proliferación celular y de la producción de citoquinas en

respuesta a la estimulación antigénica. Con respecto a este último efecto, es

resaltante que la infección por VIH-1 se asocia con la alteración funcional de los

linfocitos T, aun en etapas asintomáticas79, 108-110. La expresión de PDL-1, uno

14

de los ligandos de PD-1, también está incrementada el contexto de la infección

por VIH-1111.

Activación crónica del sistema inmunitario: Un mecanismo que se ha

relacionado tanto con la alteración numérica como funcional de los linfocitos

T en los pacientes infectados con VIH-1, es la activación crónica del sistema

inmunitario112, 113, la cual es prácticamente una característica patognomónica

de una infección progresiva79, y uno los mayores predictores de sobrevida

corta114. La replicación viral persistente, unida a la alta tasa de mutación,

resulta no solo en una presentación antigénica mantenida, sino también en la

constante variación antigénica de la población viral, lo cual provoca una

continua estimulación del sistema inmunitario, que puede llevar a su

agotamiento115. La masiva destrucción de linfocitos T CD4+ que se verifica en

la mucosa gastrointestinal80-82, también se asocia con daño en la propia

mucosa79, lo que puede permitir el paso de productos microbianos, como el

lipopolisacárido (LPS), a la circulación general, contribuyendo a perpetuar la

activación inmunitaria116. Asimismo, los linfocitos T activados son más

susceptibles de ser infectados por el VIH-1, por lo que se favorecería la

replicación viral79. Las células T activadas, además de tener defectos

funcionales92, son más propensa a sufrir apoptosis94, 95. HLA-DR y CD38 son

dos moléculas que se han utilizado para identificar a los linfocitos T activados

en el contexto de la infección por VIH-1, pues su expresión está incrementada

en estas células95, 117, 118. Boasso y Shearer, reflexionando sobre el papel de la

activación crónica en la patogénesis de la infección por VIH-1, comparan el

desenlace de distintas infecciones virales119. En el caso de las infecciones

exitosamente controladas (Fig. 9A), la replicación viral es inicialmente

contenida por acción de la respuesta inmunitaria innata, con mecanismos que

incluyen la producción moléculas de interferón tipo I (IFN-α e IFN-β), los

cuales favorecen el establecimiento de una respuesta inmunitaria específica,

que reemplaza a la respuesta innata y erradica al virus invasor. Una vez

resuelta la infección, la respuesta adaptativa vuelve a sus niveles basales. En

infecciones por el Virus de Inmunodeficiencia Simia (VIS) en hospedadores

naturalmente resistentes (chimpancés y mangabeyes grises), aunque la

respuesta inmunitaria no es capaz de erradicar al virus, no se observa

activación crónica, ni pérdida de funcionalidad inmunitaria, y la infección no

causa efectos patológicos a pesar de encontrarse valores persistentemente

altos de carga viral (Fig. 9B). El cuadro cambia en el contexto de infecciones

por VIH-1 y SIV en hospedadores susceptibles (hombre y macaco,

respectivamente), en donde, además de observarse valores persistentemente

altos de carga viral, el sistema inmunitario, tanto en su componente innato

como en de la inmunidad adquirida, evidencia un estado de activación

15

crónica, con disminución progresiva de la población de linfocitos T CD4+ y

disfunción de la respuesta específica, estableciéndose finalmente un estado

de inmunodeficiencia, con patología asociada (Fig. 9C).

A

Respuesta a VIS en

Hospedadores Resistentes B

C

Figura 9. Diferentes respuestas a infecciones virales: se presentan la carga viral (línea punteada),

activación de la respuesta inmunitaria innata (línea roja), activación y funcionalidad de la respuesta

inmunitaria adaptativa (líneas verde y azul, respectivamente), en infecciones virales con diferentes

desenlaces. (A) Infecciones virales exitosamente controladas. (B) Infecciones por VIS (Virus de

Inmunodeficiencia Simia) en hospedadores naturalmente resistentes (chimpancés y mangabeyes grises).

Aunque no se logra controlar la replicación viral, no se observan alteraciones funcionales o activación

inmunitaria persistente. (C) Infecciones por VIH-1 ó VIS en hospedadores susceptibles (hombre y macaco,

respectivamente). La replicación viral es persistente, y se observa activación crónica de la respuesta innata,

con producción de mediadores como Interferón α (IFN-α) y la enzima indoleamino 2, 3-dioxigenasa (IDO),

que favorecen la activación crónica de la respuesta adaptativa, con linfadenopatía (LAS), destrucción de

células T (apoptosis) y supresión funcional por mecanismos como IDO, células T reguladoras (Treg) o

ligandos del receptor de co-estimulación negativa PD-1 (PDL-1). (Adaptado de: Boasso & Shearer; Clin

Immunol 2008; 126(3): 235–242119).

16

D. Infección del sistema nervioso central por VIH-1

El VIH-1 es un virus neurotrópico120, 121 que ingresa en el sistema nervioso central

(SNC) poco después de iniciada la infección sistémica122, 123. En un número importante

de pacientes, la infección por VIH-1 se asocia con trastornos sensitivos, motores,

cognitivos y conductuales de diferente grado, lo que se ha denominado demencia

asociada al VIH (HAD, HIV-associated dementia)124, correlacionándose el inicio y la

severidad de los síntomas con altas concentraciones de carga viral. La introducción de

la terapia antirretroviral de gran actividad (TARGA) ha permitido disminuir las formas

más graves de HAD. Sin embargo, debido a que no todas las drogas antirretrovirales

ingresan eficientemente al cerebro y, como ya se ha mencionado, aún en presencia de

TARGA la replicación viral persiste (aunque a muy bajos niveles); se ha dado paso a

una forma más sutil de disfunción del SNC, la enfermedad cognitiva motora menor

(MCMD, minor cognitive motor disorder), en la cual la pérdida de la memoria y la

disminución de las habilidades de cálculo y otras funciones corticales superiores es

mucho menos pronunciada124.

Para ingresar al SNC, el VIH-1 debe atravesar la barrera hematoencefálica, una

capa selectivamente permeable, formada por las células endoteliales de la

microvasculatura cerebral, las cuales se conectan unas con otras por medio de uniones

estrechas, regulando el paso de células y sustancias. Se ha propuesto que el VIH-1

invade el cerebro por medio de monocitos infectados que ingresan como parte del

recambio normal de macrófagos perivasculares (hipótesis del caballo de Troya)124-126.

Los macrófagos perivasculares y las células de la microglía son las poblaciones

celulares del sistema nervioso central que expresan tanto el receptor (CD4) como los

correceptores (CXCR4 y CCR5) para el VIH-1124, y son productivamente infectadas por

el virus120, 127, 128. Por su parte, las neuronas, los astrocitos, los oligodendrocitos y las

células endoteliales de la microvasculatura cerebral expresan los receptores de

quimioquina CXCR4 y CCR5, pero no la molécula receptora CD4, y no son

productivamente infectados124. Se ha descrito, sin embargo, una limitada presencia del

virus en astrocitos120, 129, 130, no asociada a replicación viral productiva, pero sí

implicada en la patogénesis de la HAD124, 129 y la propagación del virus a células no

infectadas130. Los linfocitos T CD4+ también ingresan al parénquima cerebral como

parte de los mecanismos de vigilancia inmunitaria131, 132, pero su papel en la

producción local de virus no está claramente establecida124.

Debido a que el VIH-1 no infecta productivamente a las neuronas, otros

mecanismos deben estar implicados en los efectos neurotóxicos asociados al virus. La

infección de macrófagos perivasculares y células de la microglía, así como la presencia

del virus en astrocitos, puede causar alteración del microambiente y la funcionalidad

del SNC por mecanismos directos (mediados por proteínas virales) e indirectos

(mediados por mecanismos inflamatorios). La gp120 viral, por ejemplo, puede

17

interaccionar con receptores de quimioquinas o de NMDA neuronales y tener un

efecto apoptótico133-135. La gp120 puede también mediar su efecto apoptótico sobre

las neuronas activando a células de la microglía/macrófagos a través de los receptores

CXCR4/CCR5136, 137. La activación inmunitaria y la producción de mediadores pro-

inflamatorios (quimioquinas, IL-1β, IL-6, TNF-α, óxido nítrico, metabolitos del ácido

araquidónico) juegan un resaltante papel neurotóxico in vivo, provocando cambios en

la permeabilidad de la barrera hematoencefálica, migración de células mononucleares,

astrocitosis, daño sinaptodendrítico neuronal, excitotoxicidad y apoptosis de neuronas

y astrocitos124, 138, 139. La presencia de la glicoproteína viral gp41, tanto in vivo como in

vitro, se ha asociado con inducción de la producción de óxido nítrico y efecto

neurotóxico140, 141.

Algunas de las vías de señalización celular involucradas en la neurotoxicidad

asociada a la infección por VIH-1 se presentan en la Figura 11.

VIH-1

Macrófago/Microglia Infectado

Macrófago/Microglia No Infectado

Astrocito

Neuronas

Infección

Citoquinas

Neurotoxinas Proteínas Virales

Neurotoxinas

Glutamato gp120

Proteínas Virales

Óxido

Nítrico

Glutamato Recaptación de

Crecimiento Factores de

CD4

CXCR4 o CCR5

Figura 10. Modelo de neurotoxicidad mediada por VIH-1: El VIH-1 no infecta a las neuronas, pero las

células de la microglía y los macrófagos perivasculares infectados ó activados en el contexto de la infección

(también los astrocitos activados), producen mediadores potencialmente neurotóxicos, que incluyen

aminoácidos excitadores (glutamato, L-cisteína), ácido quinolínico, metabolitos del ácido araquidónico,

factor activador plaquetario (PAF), óxido nítrico y citoquinas proinflamatorias (TNFα, IL-1), entre otros. La

gp120 viral puede interaccionar directamente con los receptores de quimioquinas, CXCR4 y CCR5,

expresados en macrófagos/microglía, astrocitos, células endoteliaes y neuronas, y mediar efectos

neurotóxicos. Otras proteínas virales como gp41, Tat, Vpr también pueden mediar efectos neurotóxicos

(Kaul et al.; Nature 2001; 410:988-994).

18

Figura 11. Vías de señalización celular asociadas a neurotoxicidad por VIH-1: la activación de células de la microglía/macrófagos por la infección o

por interacción con proteínas del VIH-1, estimula la producción de mediadores (ver Fig. 10) que inducen a los astrocitos a liberar glutamato y disminuir su

recaptación, producir óxido nítrico y modificar la permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Las neuronas serán afectadas por el microambiente así

generado, por sobreestimulación de los receptores de NMDA, provocando aumento de la concentración intracelular de calcio, activación de p53, liberación

de citocromo C mitocondrial, producción de radicales libres, peroxidación lipídica, activación de caspasas y apoptosis. (Kaul et al., Nature 2001; 410:988-994 y

Kaul et al., Cell Death Diff 2005; 12:878-892).

Microglia/Macrófagos

Neuronas

Astrocitos

Apoptosis

Activación Activación

Neurotoxinas

Neurotoxinas

Glutamato

Óxido Nítrico

MMP-9 MMP-9 MMP-2 MMP-2

19

Además de la encefalopatía ocasionada por el VIH-1 y descrita en los párrafos

anteriores, las infecciones oportunistas del SNC son una complicación común en los

pacientes en etapa de SIDA, y en 10 a 20% de los pacientes la enfermedad neurológica

es la primera manifestación de su infección por VIH-1142. Una de estas afecciones es la

encefalitis toxoplásmica, cuyo agente causal es Toxoplasma gondii, que a continuación

estudiaremos en más detalle.

II. Infección por Toxoplasma gondii

Toxoplasma gondii es un protozoario ubicuo, parásito de animales y seres

humanos, descubierto en 1908 por Nicolle y Manceaux143, que pertenece al Phylum

Apicomplexa, clase Sporozoa, subclase Coccidia144.

La infección por T. gondii en seres humanos inmunocompetentes es

generalmente asintomática o de manifestación benigna y autolimitada145. En

contraste, la infección congénita y en individuos inmunocomprometidos puede

dejar serias secuelas y causar la muerte145. En pacientes con SIDA, T. gondii se

comporta como un patógeno oportunista, afectando especialmente al SNC, siendo la

causa más frecuente de lesiones focales intracerebrales en estos pacientes142, 145. La

encefalitis toxoplásmica en pacientes con SIDA es casi siempre el resultado de la

reactivación de una infección latente, como resultado del deterioro progresivo de la

función inmunitaria celular142, 146.

A. Epidemiología

En los seres humanos la seroprevalencia de anticuerpos específicos contra T.

gondii se incrementa con la edad, no presenta diferencias significativas entre hombres

y mujeres, y es menor en regiones frías, en zonas áridas y calientes, y en áreas situadas

a grandes alturas147. Si bien la infección está ampliamente distribuida a nivel mundial,

la prevalencia varía entre distintas poblaciones y localizaciones geográficas. Así, se ha

descrito una seroprevalencia de 10-12% en individuos de 6-49 años de edad en

Estados Unidos148; 14-26% en mujeres embarazadas de Suecia149; 42-48% en

Colombia150 y 65-69% en Brasil151, también en mujeres embarazadas.

La prevalencia de anticuerpos contra T. gondii en la población venezolana ha sido

reportada en 23-65% en individuos de 1-65 años152-154; 41-61% en mujeres

embarazadas155, 156; 37-79% en niños de 0-15 años157 y 38-88% en población

indígena/autóctona158, 159.

B. Estructura y ciclo de vida de T. gondii

Toxoplasma gondii es un parásito intracelular obligado que existe en tres formas:

ooquiste, taquizoíto y bradizoíto145, 147, 160.

Ooquiste: es la forma parasitaria resistente al medio ambiente y

diseminada por los felinos (hospedadores definitivos de T. gondii, en cuyo

intestino ocurre la reproducción sexual del parásito) en sus heces. Los

20

ooquistes tienen forma ovoide o esférica y miden de 10-12 µm (Fig. 12).

Inmediatamente después de su excreción al medio ambiente los ooquistes no

son infecciosos, hasta tanto ocurra la esporulación (después de 3-5 días,

dependiendo de las condiciones de ventilación y temperatura), con tres

divisiones celulares que generarán 8 esporozoítos infecciosos. Al ser ingeridos

en agua o alimentos contaminados, los ooquistes esporulados liberan los

esporozoítos en la luz intestinal, iniciando el ciclo de infección (Fig. 15).

Taquizoíto: es la forma invasiva asexual del parásito, de rápida

reproducción. Tiene forma de luna creciente y mide 7 x 3 µm. Aunque son

células eucarióticas con aparato de Golgi, ribosomas y mitocondrias (Fig. 13),

requieren de un hábitat intracelular para su supervivencia y multiplicación. Los

taquizoítos se multiplican asexualmente por endodiogénesis, una forma

especializada de reproducción en la cual dos células hijas se forman en el

interior de una célula madre. Los taquizoítos son capaces de invadir

activamente una amplia variedad de células nucleadas y no nucleadas,

multiplicándose en el interior de las mismas hasta provocar su lisis,

A B

C

D Anillos apicales 1 y 2

Conoide

Roptria

Microporo

Amilopectina

Apicoplasto

Centriolos

Núcleo

Poro posterior

Gránulo denso

Cuerpo lipídico

Retículo endoplásmico rugoso

Complejo de Golgi

Mitocondria

Complejo interno de membrana

Micronema

Anillo polar 1

Plasmalema

Esporozoíto

Figura 12. Ooquistes y esporozoítos de Toxoplasma gondii: se muestran imágenes de: (A) Ooquiste

no esporulado de T. gondii. La masa central, esporonte, ocupa la mayor parte del ooquiste. (B) Ooquiste

esporulado, con dos esporoquistes en su interior (flechas rojas). Se observan cuatro esporozoítos

(flechas negras) en el esporoquiste de la derecha. (C) Micrografía electrónica de transmisión de un

ooquiste esporulado. Nótese la delgada pared del ooquiste (flecha grande), los dos esporoquistes

(cabezas de flecha) y los esporozoítos, uno de los cuales fue cortado longitudinalmente (flecha pequeña).

(D) Diagrama esquemático de la ultraestructura de un esporozoíto de T. gondii. (Dubey et al.; Clin

Microbiol Rev 1998; 11(2):267-299160).

21

diseminándose así a otras células y tejidos. Los taquizoítos causan una fuerte

reacción inflamatoria y destrucción de tejido, siendo por tanto los responsables

de las manifestaciones clínicas de la infección. Bajo presión de la respuesta

inmunitaria los taquizoítos se transforman en bradizoítos.

Bradizoíto: son la forma parasitaria de replicación lenta, que persiste

durante la infección crónica en el interior de quistes de tejido (Fig. 14). Son

morfológicamente similares a los taquizoítos (Fig. 13), pero expresan

moléculas específicas de fase y son funcionalmente distintos. Los bradizoítos

son más resistentes que los taquizoítos a la destrucción por enzimas

proteolíticas y al tratamiento quimioterápico. Los quistes están delimitados por

una pared especializada (Fig. 14) y son una forma infecciosa para

hospedadores definitivos e intermediarios (Fig. 15).

Los esporozoítos, taquizoítos y bradizoítos de T. gondii tienen ultraestructura

similar (Fig. 12D, 13), pero difieren en el número y apariencia de ciertos organelos y

cuerpos de inclusión160. Aunque la función de estructuras como el conoide, las

roptrias, los microporos y micronemas no se conoce plenamente, se han asociado con

la penetración a la célula blanco, y con la creación de un microambiente intracelular

apropiado para la sobrevida y replicación del parásito160.

Figura 13. Taquizoítos y bradizoítos de Toxoplasma gondii: se muestra un diagrama

esquemático de la ultrestructura de (A) los taquizoítos y (B) bradizoítos de T. gondii. (Dubey et al.;

Clin Microbiol Rev 1998; 11(2):267-299160).

Conoide

Roptria

Microporo

Núcleo

Cuerpo lipídico

Centriolos

Núcleo

Micronema

Anillos apicales 1 y 2

Anillo polar 1

Plasmalema

Apicoplasto

Apicoplasto

Complejo Interno de Membrana

Centriolos

Complejo de Golgi

Gránulo denso

Gránulo denso

Retículo endoplásmico rugoso

Poro posterior

Amilopectina

Amilopectina

Mitocondria

Complejo de Golgi

Taquizoíto

B A

Bradizoíto

22

Las principales formas de transmisión de T. gondii a los seres humanos son los

quistes de tejido (que contienen bradizoítos) y los ooquistes esporulados (que

contienen esporozoítos). La infección se inicia generalmente por vía oral, por la

ingestión de carne cruda o mal cocida (especialmente cerdo y cordero) que

contenga quistes, o de agua o alimentos contaminados con ooquistes. Una vez

ingeridos, los quistes u ooquistes sufren la degradación enzimática de sus paredes

externas, permitiendo la liberación a la luz intestinal de las formas infecciosas

(bradizoítos y esporozoítos, respectivamente) que rápidamente invadirán y se

multiplicarán en las células intestinales, donde se convertirán en taquizoítos. A

partir de ese momento, la propagación de los taquizoítos ocurrirá por lisis de las

células infectadas, seguida de invasión de células vecinas, o vía sanguínea/linfática,

especialmente en el interior de células fagocíticas, para alcanzar tejidos más

distantes, resultando en amplia diseminación del parásito. T. gondii puede infectar

virtualmente cualquier célula o tejido del organismo. La aparición de una respuesta

inmunitaria contra el parásito se asocia con la interrupción de la replicación e

invasión de los taquizoítos, que se convertirán en bradizoítos, induciéndose la

A B C

D E F

Figura 14. Quistes de Toxoplasma gondii en cerebro de ratón: (A) Quiste con 3 bradizoítos, cada

uno con un núcleo terminal (flechas). Nótese la delgada pared del quiste (cabeza de flecha). (B) Tres

quistes con pared bien definida (cabeza de flecha). Uno de los quistes contiene dos bradizoítos, cada

uno con núcleo terminal (flechas). (C) Sección de un quiste intracelular. Nótese la delgada pared del

quiste (flecha) y el núcleo de la célula hospedadora (cabeza de flecha). (D) Quiste de tejido con

numerosos bradizoítos, positivos para tinción de PAS (cabezas de flecha), rodeados por la pared del

quiste, negativa para tinción de PAS (flecha). (E) Imagen en fresco de un quiste liberado de cerebro de

ratón. Nótese la pared del quiste (flecha) rodeando a cientos de bradizoítos. (F) Micrografía electrónica

de transmisión, mostrando un quiste en el cerebro de un ratón, inoculado 8 meses antes con ooquistes

de T. gondii, cepa VEG. Esta sección ultrafina muestra la pared del quiste (flecha negra), con

aproximadamente 110 bradizoítos en su interior (flechas rojas). El quiste se encuentra en el interior de

una célula hospedadora, cuyo núcleo se observa en la parte superior izquierda de la micrografía (flecha

azul). (Dubey et al.; Clin Microbiol Rev 1998; 11(2):267-299160).

23

formación de quistes. Si bien los quistes se pueden formar en cualquier órgano,

éstos son más prevalentes en tejido nervioso y muscular, incluyendo cerebro, ojo,

músculo esquelético y cardíaco160, 161.

Si una mujer se infecta con T. gondii durante el embarazo o poco antes de la

concepción, la placenta puede ser invadida por el parásito durante la fase de rápida

proliferación, resultando en la infección del embrión/feto145, 147. Otras fuentes de

infección en humanos son las transfusiones sanguíneas162, el transplante de

órganos163, 164, y la inoculación accidental en laboratorios165-167.

C. Respuesta inmunitaria contra T. gondii

El protozoario T. gondii causa infecciones asintomáticas en la mayoría de sus

hospedadores inmunocompetentes, debido, en gran parte, a la rápida inducción de

una fuerte respuesta inmunitaria celular168, que resulta en el control de la replicación

Hospedador definitivo Reproducción sexual del parásito

Hospedador intermediario Portadores

Infección en humanos Horizontal y vertical

Bradizoítos Quistes

en tejidos

Bradizoítos Quistes

en tejidos Bradizoítos

Quistes en tejidos

Heces Liberado en

Esporulación En el medio ambiente

Contaminación Suelo, agua, alimentos

Ooquiste No esporulado

Ooquiste Esporulado

Esporozoítos Ooquistes

s

Taquizoítos Placenta

Figura 15. Ciclo de vida de Toxoplasma gondii: Los taquizoítos, bradizoítos y esporozoítos son las tres

formas infecciosas de T. gondii. Los seres humanos y animales se infectan primordialmente por la

ingestión de bradizoítos u ooquistes. Una vez ingeridos, los bradizoítos y esporozoítos se transforman

en taquizoítos, invadiendo los tejidos. La interconversión de taquizoítos a bradizoítos (al pasar una

infección de fase aguda a crónica) y de bradizoítos a taquizoítos (al reactivarse una infección crónica)

tiene importancia tanto biológica como clínica. Los felinos son los hospedadores definitivos, en cuyo

intestino la reproducción sexual del parásito tiene lugar. En humanos la infección puede transmitirse

verticalmente, de una madre con infección activa a su embrión/feto. (Modificado de: The Queen's Printer's

of Ontario; disponible en: http://www.omafra.gov.on.ca/english/livestock/swine/facts/04-055.htm).

24

producido por células citotóxicas naturales (NK) 169, linfocitos T CD4+ y T CD8+170, 171

juega un papel crítico en esta respuesta protectora172 (Fig. 16).

La IL-12173 es una citoquina clave para inducir la producción de IFN-γ en respuesta

a T. gondii174, 175, y el propio parásito es capaz de estimular su producción en células

dendríticas y macrófagos, interaccionando con el receptor CCR5 por medio de la

ciclofilina 18 (C-18), una prolil-isomerasa* producida por el parásito176, 177 (Fig. 16). La

profilina de T. gondii, una proteína asociada con migración e invasión parasitaria178,

* Prolil-isomerasa: enzima que cataliza la isomerización cis o trans de enlaces peptídicos en proteínas

con residuos de prolina176, 177.

25

A. Inicio de la Fase Aguda

Taquizoíto

Célula Dendrítica Célula NK

Célula T

CD4+

Célula T

CD8+

Macrófago

B. Fase Aguda tardía

Taquizoíto

Célula Dendrítica

Célula T

CD4+

Célula T

CD8+

Macrófago

Taquizoíto

C. Fase Crónica

Macrófago

Célula Dendrítica

Célula T

CD4+

Célula T

CD8+

A.

C.

Figura 16. Inmunología de la infección por Toxoplasma gondii: (A) Inmediatamente después de la

infección, las células dendríticas producen IL-12 en respuesta a productos secretados por T. gondii,

como la ciclofilina-18 (C-18). La IL-12 induce la producción de IFN-γ por células citotóxicas naturales

(NK), y linfocitos T CD4+ y T CD8+. El IFN-γ, a su vez, activará la función microbicida de los macrófagos,

con producción de óxido nítrico (NO) y TNF-α. (B) Hacia el final de la fase aguda, por la producción de

IL-10 se modula la respuesta inflamatoria, evitándose el daño a los tejidos del propio hospedador y

disminuyendo la actividad microbicida de macrófagos, células dendríticas, T y NK. (C) En la fase crónica,

la producción de lipoxina A4 (LXA4) regula la producción de citoquinas pro-inflamatorias, especialmente

en los sitios de replicación parasitaria, como el sistema nervioso central, sin interferir con la actividad

microbicida de los macrófagos. (Aliberti J; Nat Rev Immunol 2005; 5:162-170173).

puede también inducir la producción de IL-12 por su interacción con los receptores

tipo Toll179, 180 TLR11181 y TLR12182. La IL-12 activa la producción de IFN-γ por

células NK y linfocitos T, lo cual se requiere para inducir y mantener el control de la

infección aguda y crónica169-172. El IFN-γ, a su vez, activa la producción de óxido nítrico

(NO) por parte de macrófagos, el cual tiene un efecto microbicida y microbiostático

sobre el parásito intracelular183-185. El TNF-α también tiene participación resaltante en

la respuesta inmunitaria contra T. gondii186, 187. Sin embargo, a pesar de que se ponen

en acción mecanismos microbicidas potentes, la respuesta no logra una completa

eliminación del parásito168, y este persiste por largos períodos en forma de quistes en

los tejidos.

El control de la respuesta inflamatoria inducida por la infección parasitaria es de

suma importancia, y la IL-10 se ha identicado como un importante mediador de este

control, tanto en la fase aguda de la infección188, 189 como en la crónica 190 (Fig. 16B).

En modelos múridos, la ausencia de IL-10, o el bloqueo experimental de su actividad,

se asocia con exacerbada producción de IL-12, INF-γ, TNF-α, IL-1 e IL-6, es decir,

potenciación de la respuesta inflamatoria, lo que resulta en daño severo/necrosis de

los tejidos del hospedador (mucosa intestinal189, hígado188, 189, cerebro190),

provocando la muerte del animal infectado. La IL-10 también disminuye parcialmente

la actividad anti-parasitaria de la respuesta inmunitaria177, 190, sin embargo su efecto

neto sobre el hospedador se considera beneficioso/protector188-190.

Otro potente mediador anti-inflamatorio que se pone en acción durante la

infección por T. gondii es la lipoxina A4 (LXA4), eicosanoide derivado del ácido

araquidónico191, 192 (Fig. 16C), que inhibe la producción de IL-12 y por ende la de IFN-

γ, así como la expresión de CCR5 y la función migratoria de células dendríticas,

previniendo la histopatología asociada a una respuesta inflamatoria exacerbada. Si

bien las actividades de IL-10 y LXA4 se solapan parcialmente, éstas no son

completamente redundantes. Por ejemplo, en ratones deficientes de lipoxigenasa-5

(una enzima necesaria en la vía de síntesis de LXA4), el tratamiento con IL-10 no logra

rescatar a los animales de la mortalidad asociada a la infección por T. gondii, mientras

los análogos de LXA4 les permiten sobrevivir, evitando el extensivo daño a los

tejidos192. Por otra parte, la LXA4, a diferencia de la IL-10, no disminuye la actividad

microbicida de los macrófagos191. La LXA4, además, pareciera ejercer su papel

protector principalmente a nivel del cerebro, evitando la encefalitis asociada a la

infección parasitaria, especialmente en la fase crónica192. Asimismo, es resaltante que

T. gondii exprese una proteína con actividad de lipoxigenasa-15, lo que le permite

interaccionar con la vía de síntesis de LXA4, favoreciendo su producción193.

Así, por la presencia de proteínas como ciclofilina 18 y profilina, T. gondii puede

favorecer una potente respuesta inflamatoria aguda, evitando que su multiplicación

exagerada provoque la muerte de su hospedador, pero también, por moléculas como

la lipoxigenasa-15 parasitaria, puede modular la respuesta inflamatoria inicial,

26

evitando la inmunopatología que igualmente comprometería la sobrevida de su

hospedador. Además, la infección por T. gondii interfiere con la funcionalidad de

macrófagos194, 195, inhibiendo la producción de IL-12 y TNF-α, y aumentando la

producción de IL-10, inducida por la estimulación de TLR4 con lipopolisacárido (LPS)

bacteriano196. En conclusión, T. gondii es capaz de modular/modificar activamente la

respuesta inmunitaria197-199, lo cual se ha asociado con sobrevida, tanto del parásito

como del hospedador.

D. Inmunopatogénesis de la encefalitis toxoplásmica

Una vez que ingresa al organismo, T. gondii invade células circulantes, como

macrófagos y células dendríticas, y las utiliza como caballo de Troya para ganar acceso

a sitios privilegiados como el cerebro200-202, en el cual puede infectar una variedad de

células, que incluyen neuronas, astrocitos y células de la microglía203-207. En el cerebro,

en forma similar a la respuesta observada en la periferia, la proliferación de

taquizoítos es suprimida principalmente por una respuesta inmunitaria celular

dependiente de IFN-γ170-172, con una contribución secundaria de la respuesta

humoral208-210. Esto conduce al establecimiento de una infección crónica, clínicamente

asintomática*, induciéndose la formación de quistes que pueden persistir de por vida.

El IFN-γ es esencial para prevenir la reactivación y el desarrollo de la encefalitis

toxoplásmica171, 215, y sus principales productores son los linfocitos T que infiltran el

cerebro en respuesta a la infección216-218. Si bien macrófagos y células de la microglía

son también capaces de producir IFN-γ219, la presencia de células T es fundamental

para el establecimiento de una respuesta protectora220. Además del IFN-γ, durante la

infección cerebral por T. gondii se induce la producción, por parte de neuronas,

astrocitos y células de la microglía, de otras citoquinas que promueven (IL-1, IL-6,

TNF-α) o suprimen (IL-10, TGF-β) la respuesta inflamatoria221-223. En seres humanos,

el IFN-γ, el TNF-α y la IL-6, participan en la estimulación de las células de la microglía,

para que éstas inhiban la replicación intracelular de T. gondii224. Asimismo, el IFN-γ y

la IL-1β activan a los astrocitos para que éstos inhiban la replicación del parásito por

producción de óxido nítrico225. El IFN-γ y el TNF-α inducen en astrocitos y células de

glioblastoma humano la expresión de indoleamino 2, 3-dioxigenasa (IDO), una enzima

que tiene una fuerte actividad toxoplasmostática, por degradación del triptófano, un

aminoácido esencial para el parásito226. Aunque las células T son la población linfoide

predominante en el cerebro de animales infectados, también los linfocitos B227, las

células citotóxicas naturales (NK)219, los macrófagos219 y las células dendríticas201, 219

migran al cerebro en respuesta a la infección.

Como ya se ha mencionado, la respuesta inmunitaria es esencial para mantener la

latencia de la infección crónica. En modelos de infección crónica en roedores, los * Esta concepción de infección crónica asintomática está siendo reconsiderada211-214.

27

quistes intactos no se asocian con reacción inflamatoria local, el tejido alrededor del

quiste aparece indenme y el animal infectado no presenta sintomatología aparente160

(Fig. 17A). En estos animales la ruptura de quistes es un evento sumamente raro

(frecuencia aproximada: 0,27%), y se asocia a una rápida respuesta inmunitaria

celular, formando nódulos microgliales/inflamatorios, con infiltrado de macrófagos

que fagocitan y degradan a los parásitos liberados (Fig. 17B y C); mostrando que en

individuos inmunocompetentes la eventual diseminación de parásitos, con su

potencial daño a tejidos, es contenida por la respuesta inmunitaria228.

Por el contrario, cuando en estos modelos de roedores se induce inmunosupresión

por diversos tratamientos, el resultado es una pérdida de control de la infección

crónica, con rompimiento de las paredes de los quistes, reactivación de la replicación

parasitaria y patología asociada, con exacerbación de la respuesta inflamatoria y

necrosis del tejido cerebral (Fig. 18A), que puede causar la muerte del animal

infectado161, 162, 215, 229. En congruencia con estos modelos, los seres humanos que

presentan defectos en su respuesta inmunitaria celular, como el caso de pacientes con

enfermedades neoplásicas, incluyendo enfermedad de Hodgkin y Linfoma No Hodgkin,

así como aquellos que reciben terapia inmunosupresora, están en riesgo de presentar

reactivación de infecciones por T. gondii a nivel cerebral203, 230, 231. Asimismo, la

incidencia de encefalitis toxoplásmica está incrementada en pacientes infectados con

A

B

C 10 µm

Figura 17. Quistes cerebrales de Toxoplasma gondii: (A) Grupo de quistes de T. gondii (flechas rojas)

en el cerebro de un ratón que en vida no mostraba sintomatología. Nótese que las paredes de los quistes

están conservadas, que no hay infiltrado de células inflamatorias y el tejido cerebral está indemne. (B)

Micrografía de luz de un quiste roto (flechas) rodeado de células inflamatorias (x800). (C) Micrografía

electrónica del quiste roto mostrado en B, ilustrando los restos de la pared del quiste (flecha

anaranjada), numerosos parásitos (flechas rojas) y macrófagos (flechas azules) (x3000). (Dubey et al.; Clin

Microbiol Rev 1998; 11(2):267-299160; Fergunson DJ et al.; Parasitol Res 1989; 75:599-603228).

28

el VIH-1 y recuentos de linfocitos T CD4+ en sangre periférica inferiores a 100/µL146,

206, 232, 233, siendo una patología que compromete tanto la calidad de vida como la

sobrevida del paciente. Los hallazgos histológicos en estos pacientes también se

asocian con replicación parasitaria descontrolada, reacción inflamatoria importante y

necrosis masiva (Fig. 18D). Al evaluar el cerebro por resonancia magnética utilizando

medios de contraste, se pueden observar lesiones focales únicas o múltiples con

característica imagen “en anillo” y edema asociado (Fig. 18B y C)234.

Factores genéticos, tanto del hospedador como del parásito, se han asociado con

susceptibilidad a sufrir encefalitis toxoplásmica. En humanos, la expresión de HLA-

DQ3 se ha asociado con susceptibilidad, mientras que HLA-DQ1 se ha asociado con

A

B C

D

Figura 18. Encefalitis toxoplásmica: (A) Corte coronal de encéfalo de ratón, 87 días después de ingerir

ooquistes de T. gondii cepa VEG, mostrando áreas de franca necrosis (flechas) en cerebelo y puentes. (B)

Imagen de resonancia magnética de cerebro de paciente femenina de 38 años de edad, infectada con VIH-1 y

sintomatología de encefalitis toxoplásmica, mostrando lesiones tipo anillo creciente bilaterales (flechas

rojas) en lóbulos temporoparietales, con edema asociado. (C) Imagen de resonancia magnética del cerebro

de la misma paciente que en B, después de 4 semanas de tratamiento antitoxoplásmico, mostrando la

resolución del edema y la lesión izquierda, y disminución del tamaño de la lesión derecha. (D) Sección del

cerebro de un paciente con SIDA y encefalitis toxoplásmica. Nótese la gran área de necrosis (flecha roja) y

las pequeñas áreas necróticas satélites (flechas negras), sugiriendo ruptura de quiste y subsecuente

replicación de taquizoítos. También se muestran quistes intactos (flechas anaranjadas). Todas las

estructuras negras son T. gondii, evidenciados por técnica de inmunohistoquímica, con suero anti-T. gondii.

(Dubey et al.; Clin Microbiol Rev 1998; 11(2):267-299160; Jayawardena S et al.; Hosp Physician 2008; July:17-24234).

29

resistencia235. En cuanto al parásito, de los tres genotipos descritos236, las cepas

causantes de encefalitis toxoplásmica en pacientes inmunocomprometidos (infectados

o no con VIH-1) generalmente pertenecen al tipo II236-238.

III. Modelos in vitro para el estudio de neurotoxicidad

En las dos primeras secciones se ha referido que VIH-1 y T. gondii tienen la

capacidad de invadir el cerebro, causar infecciones crónicas y afectar la funcionalidad

del mismo. Son diversos los modelos in vitro que se han utilizado para estudiar los

mecanismos que se activan durante la infección con estos agentes y cómo éstos se

asocian con los efectos neurotóxicos observados.

Por ejemplo, para evaluar la inducción de apoptosis por la infección con diferentes

aislados de VIH-1, Ohagen et al. utilizaron cultivos primarios de células de cerebro de

feto humano, los cuales estaban formados por poblaciones mixtas de células nerviosas

que incluían astrocitos (70-90%), neuronas (10-30%), células de la microglía (1-5%) y

fibroblastos (1-5%). En este modelo las células de la microglía eran infectadas

productivamente por los aislados virales, y se pudo determinar que su capacidad de

inducir apoptosis estaba asociada con la molécula gp120 y su capacidad de unirse a los

correceptores CCR5 o CXCR4239. En otra aproximación, Koka et al., evaluaron efectos

neurotóxicos no dependientes de la infección viral propiamente (mecanismos

indirectos) utilizando cultivos primarios de células gliales, derivados de cerebro fetal,

neonatal y adulto humano. Estos cultivos, formados principalmente por astrocitos y

células de la microglía, fueron expuestos a las glicoproteínas virales gp120 y gp41,

pudiéndose comprobar que esta interacción inducía la producción de óxido nítrico, IL-

1 y TNF-α240. Es notable que cultivos primarios de células nerviosas de ratón y de rata

expuestos a gp120136, 137, 241 y a gp41140, 242, también respondan con producción de IL-

1, TNF-α, óxido nítrico y apoptosis, evidenciando que existen vías comunes a la

humana en estas células nerviosas de roedores. De hecho, astrocitos, neuronas y

células de la microglía de ratón y rata expresan los correceptores CXCR4 y CCR5, al

igual que las humanas, y pueden interaccionar con la gp120 del VIH-1 y con las

quimioquinas humanas MIP-1β, SDF-α y SDF-β136, 137. Otros autores han utilizado

líneas celulares humanas243 para la evaluación de los efectos neurotóxicos del VIH-1,

así como cultivos primarios de linajes aislados de células nerviosas humanas y de

roedores244-246, sin embargo, los cultivos mixtos que incluyen los linajes y

proporciones celulares que se encuentran en los tejidos in vivo, tiene la ventaja de que

permiten evaluar la interrelación que se dan entre los distintos linajes en presencia del

virus136, 137. Para evaluar los efectos de la infección por T. gondii en células del sistema

nervioso central, también han sido utilizados cultivos primarios de células de cerebro

humano y de roedores204, 247-250. El parásito es capaz de infectar y multiplicarse en

neuronas, astrocitos y células de la microglía de humanos y roedores. Estos modelos

30

han proporcionado valiosa información sobre la compleja interacción entre los

agentes patógenos y las células del SNC.

IV. Planteamiento del problema de estudio

Hemos descrito dos patógenos, VIH-1 y T. gondii, que infectan un número

importante de individuos a nivel mundial, causando infecciones que se prolongan por

años, que tienen la capacidad de modificar activamente la respuesta inmunitaria de

sus hospedadores, que invaden tempranamente el sistema nervioso central y que

pueden modificar la funcionalidad del mismo, causando cuadros que afectan la calidad

de vida y comprometen la sobrevida de los pacientes. Ahora bien, si estos agentes por

separado pueden mediar estos efectos, ¿cómo interaccionarán en caso de infectar

simultáneamente a un mismo hospedador? Como es bien sabido, la inmunodeficiencia

provocada por la infección con VIH-1 permite la reactivación de infecciones latentes

por T. gondii, especialmente a nivel cerebral, pero, ¿se generarán modificaciones en el

control de la infección parasitaria en etapas previas al SIDA? ¿Afectará la presencia del

parásito a la respuesta inmunitaria contra el virus? ¿Se asociará la presencia

simultánea de ambos agentes con mayores defectos en la respuesta inmunitaria? ¿Será

mayor el efecto neurotóxico en presencia de ambos?

El presente trabajo se diseñó para evaluar dos grandes aspectos de la infección por

VIH-1 y T. gondii en un mismo hospedador: por una parte estudiar, mediante un

modelo in vitro, los efectos neurotóxicos de la presencia simultánea de los dos

patógenos sobre células del sistema nervioso central; y por la otra, evaluar la

respuesta inmunitaria, con especial énfasis en la funcionalidad de linfocitos T, en

pacientes infectados con VIH-1 y serología positiva para T. gondii, en diferentes fases

de la infección viral, en la búsqueda de una mayor comprensión de mecanismos

inmunopatológicos, que permitiesen eventualmente optimizar la intervención

terapéutica, mejorando la calidad de vida y aumentando la sobrevida de los pacientes.

A continuación se presentan las hipótesis y objetivos del trabajo:

Hipótesis

I. En pacientes infectados con VIH-1, seropositivos para T. gondii, la

inmunodeficiencia causada por la progresión de la infección viral afectará la

respuesta específica contra T. gondii.

II. La presencia simultánea de VIH-1 y taquizoítos de T. gondii en cultivos

primarios de células del sistema nervioso central potenciará los efectos

neurotóxicos de ambos patógenos.

31

Objetivos generales

1. Estudiar aspectos de la respuesta inmunitaria de linfocitos T en pacientes

infectados con VIH-1 y serología positiva para T. gondii.

2. Evaluar los efectos neurotóxicos de la presencia simultánea de T. gondii y

VIH-1 sobre células nerviosas de feto de rata.

Objetivos específicos

1. Estudiar el fenotipo de la población de linfocitos T de sangre periférica de

pacientes infectados con VIH-1 y serología positiva para T. gondii.

2. Estudiar la funcionalidad de estos linfocitos T en respuesta a estímulos

específicos (antígenos de VIH-1 y T. gondii) y no específicos (mitógenos).

3. Correlacionar el fenotipo y funcionalidad de los linfocitos T con la carga viral

y el estadio de la infección.

4. En cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata, estudiar los

efectos de la presencia simultánea de VIH-1 y T. gondii en la sobrevida,

apoptosis y necrosis de células nerviosas, así como en la producción de

citoquinas y óxido nítrico.

32

MATERIALES Y MÉTODOS

I. ESTUDIO DE LA FUNCIONALIDAD DE LOS LINFOCITOS T EN

PACIENTES INFECTADOS CON VIH-1 Y SEROLOGÍA POSITIVA PARA

Toxoplasma gondii

A. SUJETOS DE ESTUDIO

En el estudio se incluyeron 105 individuos adultos, referidos por el Servicio

de Infectología del Hospital “José Ignacio Baldó” (El Algodonal, Caracas) y el Servicio

de Inmunología del Instituto de Medicina Tropical (Universidad Central de

Venezuela, Caracas), que aceptaron en forma voluntaria participar en el estudio y

dieron su consentimiento por escrito. Este trabajo fue aprobado por los Comités de

Bioética del IVIC y del Hospital “José Ignacio Baldó”.

El despistaje serológico de la infección por el Virus de Inmunodeficiencia

Humana-1 (VIH-1) se realizó por ELISA y Western Blot y el de la infección por

Toxoplasma gondii (T. gondii) por ELISA y Avidez. Los individuos participantes no

habían recibido terapia anti-retroviral para la infección por VIH-1, ni profilaxis

contra toxoplasmosis al momento del estudio, y se dividieron en cuatro grupos

principales:

Grupo Control 1 (C1): individuos aparentemente sanos, con serología

negativa para VIH-1 y T. gondii (n=11).

Grupo Control 2 (C2): individuos aparentemente sanos, con serología

negativa para VIH-1 y positiva para T. gondii (n=13).

Grupo de Pacientes 1 (P1): individuos con serología positiva para VIH-1 y

negativa para T. gondii (n=37). Basado en el recuento de linfocitos T CD4+ en

sangre periférica, este grupo fue sub-dividido de la siguiente manera:

P1A: individuos con recuento de linfocitos T CD4+ > 350/μL (n=12).

P1B: individuos con recuento de linfocitos T CD4+ entre 200 y 350/μL (n=16).

P1C: individuos con recuento de linfocitos T CD4+ < 200/μL (n=9).

Grupo de Pacientes 2 (P2): individuos con serología positiva para VIH-1 y T.

gondii (n=44). Basado en el recuento de linfocitos T CD4+ en sangre

periférica, este grupo fue sub-dividido de la siguiente manera:

P2A: individuos con recuento de linfocitos T CD4+ > 350/μL (n=15).

P2B: individuos con recuento de linfocitos T CD4+ entre 200 y 350/μL (n=17).

P2C: individuos con recuento de linfocitos T CD4+ < 200/μL (n=12).

Se consideraron como criterios de exclusión: antecedentes de consumo de

cocaína o sus derivados, alcoholismo, antecedentes de traumatismos cráneo-

encefálicos con conmoción cerebral, convulsiones u otras enfermedades del SNC

33

(Alzheimer, Parkinson), enfermedades autoinmunes (Lupus Eritematoso Sistémico,

Artritis Reumatoide), cáncer y tratamiento con inmunosupresores.

La atención médica, la historia clínica de los pacientes, así como la clasificación

clínica de la infección por VIH-172, fue realizada en los servicios de Infectología e

Inmunología de los centros de referencia de los pacientes (Hospital “José Ignacio

Baldó” e Instituto de Medicina Tropical). Si bien el haber recibido tratamiento

específico contra VIH o contra T. gondii fueron criterios de exclusión, la participación

en el protocolo no fue causa de omisión o demora del tratamiento que necesitó cada

paciente. La atención médica y el seguimiento o tratamiento que requirió cada

paciente dependió de sus necesidades y de la dinámica propia del servicio de cada

hospital y no de su participación en el estudio. El paciente fue informado de su

situación clínica por su médico tratante.

A cada participante se le tomó una muestra de 15-20 ml de sangre periférica,

utilizando EDTA como anticoagulante. Esta muestra fue utilizada para el estudio de

subpoblaciones linfocitarias, obtención de células mononucleares de sangre periférica

(PBMC) para su cultivo y obtención de plasma para la determinación de carga viral* y

citoquinas.

B. ESTUDIO FENOTÍPICO DE LINFOCITOS T DE SANGRE PERIFÉRICA

Utilizando citometría de flujo (Citómetro FACScalibur y programa Cell Quest,

Becton Dickinson), se evaluaron en la muestra de sangre periférica tomada de los

participantes los siguientes parámetros ex vivo:

Subpoblaciones de linfocitos T: Los porcentajes de linfocitos T totales

(población linfoide CD3+), linfocitos T CD4+ (población linfoide CD3+/CD4+) y

linfocitos T CD8+ (población linfoide CD3+/CD8+) se determinaron por

citometría de flujo, mezclando en forma apropiada 50 μL de sangre periférica

de los participantes, con 1 μL de cada uno de los siguientes anticuerpos

monoclonales: anti-CD3 conjugado con el fluorocromo Proteína Clorofila

Peridina-PerCP (CD3-PerCP, Becton Dickinson), anti-CD4 conjugado a

Aloficocianina-APC (CD4-APC, Becton Dickinson) o anti-CD8 conjugado a APC ó a

Isotiocianato de Fluoresceína-FITC (CD8-APC y CD8-FITC, Becton Dickinson),

incubando a temperatura ambiente y en oscuridad por 15-30 minutos,

realizando lisis de glóbulos rojos, lavado y fijación (paraformaldehido 1%) de

las muestras y finalmente adquisición/análisis en el citómetro de flujo. Para

calcular los valores absolutos (células por microlitro de sangre periférica) de

estas poblaciones, se utilizaron los porcentajes obtenidos en el análisis

* La determinación de la carga viral fue realizada en el Instituto Nacional de Higiene “Rafael Rangel”,

MPPSDS, Caracas, utilizando el método Branched DNA (bDNA), con capacidad de detección entre 50 y

500.000 copias de RNA de VIH-1/mL (1.7 – 5.7 Log de copias de RNA de VIH-1/mL).

34

citométrico, junto al recuento de leucocitos y porcentaje de linfocitos totales

suministrados por el estudio hematológico (Hematología Completa).

Combinando los anticuerpos ya mencionados con otros que mencionaremos a

continuación, fue posible evaluar la expresión de marcadores adicionales:

Expresión de HLA-DR: Para medir la expresión de la molécula HLA-DR se

utilizó un anticuerpo monoclonal anti-HLA-DR conjugado a Ficoeritrina-PE

(HLA-DR-PE, Becton Dickinson).

Expresión de Fas (CD95): Para medir la expresión de Fas se utilizó un

anticuerpo monoclonal anti-CD95 conjugado a FITC (CD95-FITC, Becton

Dickinson).

Expresión de la subunidad alfa del receptor de IL-7 (IL-7Rα/CD127): Para

medir esta expresión se utilizó un anticuerpo monoclonal anti-IL-7Rα

conjugado a PE (CD127-PE, Becton Dickinson).

Expresión de PD-1 (CD279): Para estudiarla se utilizó un anticuerpo

monoclonal anti- PD-1 conjugado a PE (PD-1-PE, Becton Dickinson).

Células vírgenes y de memoria: Mediante la expresión de las moléculas

CD45RA y CD45RO, se hizo una aproximación a la identificación de las

poblaciones de células vírgenes y de memoria251, respectivamente, utilizando

anticuerpos monoclonales conjugados a FITC y PE (CD45RA-FITC y CD45RO-PE,

Becton Dickinson).

Apoptosis ex vivo: la apoptosis y necrosis ex vivo de linfocitos T CD4+ y T

CD8+, se determinó utilizando y siguiendo las instrucciones de un estuche

comercial (Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit; Becton-Dickinson),

fundamentado en la detección de la traslocación de la fosfatidilserina a la cara

externa de la membrana celular en las fases tempranas de la apoptosis252, 253,

mediante el uso de la Anexina V, conjugada a FITC253.

C. ESTUDIOS DE FUNCIONALIDAD DE LINFOCITOS T

Las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) de los pacientes y

controles se separaron por gradiente de densidad (Histopaque 1077, Sigma-Aldrich) y

se cultivaron en placas de 96 pozos (Nunclone, Nunc), a razón de 1 x 105 células/pozo,

en un volumen final de 200 μl/pozo, por 72 horas, a 37°C y 5% de CO2, en medio

completo RPMI*(RPMI 1640, Gibco) y 10% de suero fetal bovino (SFB), en triplicado (3

pozos por cada condición), en cuatro condiciones básicas de estimulación:

Control: PBMC cultivadas sin estimulación, sólo con medio de cultivo

* El medio completo RPMI utilizado para los distintos procedimientos de cultivo, se preparó con

RPMI 1640 (Gibco); Tampón HEPES 10 mM (Gibco); Piruvato de Sodio 1 mM (Sigma); solución de

Aminoácidos No Esenciales, 1x (Gibco); Glutamina 2 mM (Gibco); solución de Antibióticos (Penicilina,

100 U/mL; Estreptomicina, 100 mg/mL; Gibco) y suero fetal bovino (SFB) 10%.

35

PHA: PBMC estimuladas con el mitógeno fitohemaglutinina (PHA, Sigma, 5

µg/mL)

SATg: PBMC estimuladas con antígenos solubles de taquizoítos de T. gondii

(SATg, amablemente cedido por la Dra. Belkisyolé Alarcón de Noya, Instituto de

Medicina Tropical, UCV, 1 µg/mL)

Env: PBMC estimuladas con péptidos sintéticos gp41 de la envoltura viral del

VIH-1 (ENV-gp41 recombinante, Chemicon, 1 µg/mL)

Luego de 72 horas de cultivo, se recuperaron y congelaron (-80°C) los

sobrenadantes de los cultivos, para la posterior determinación de citoquinas (ver más

adelante) y las células fueron procesadas para estudiar los diferentes parámetros de

funcionalidad, utilizando citometría de flujo. Para estos experimentos (excepto para la

determinación de Apoptosis/Necrosis), las células fueron fijadas con

paraformaldehido al 1% en PBS y permeabilizadas con solución de saponina al 0.5%

(preparada en PBS, 5% SFB), antes de su incubación con 1 μL de los distintos

anticuerpos monoclonales. Las poblaciones de células T CD4+ y T CD8+ se

identificaron por medio de los anticuerpos monoclonales anti-CD3-PerCP (Beckton

Dickinson), anti-CD4-APC (Beckton Dickinson) y anti-CD8-APC (Beckton Dickinson),

combinados en tubos correspondientes con anticuerpos relevantes a la función a

medir, de la siguiente manera:

Proliferación: se evaluó en las poblaciones de linfocitos T CD4+ y T CD8+ totales.

Para evaluar la proliferación se utilizó un nucleósido sintético análogo de la

timidina, la bromodeoxiuridina (BrdU, Sigma), la cual se incorpora en el ADN de las

células en replicación (fase S del ciclo celular). La BrdU se agregó a las células en

las últimas 4-6 horas de cultivo, a una concentración final de 10 µM. Las células en

proliferación se identificaron utilizando un anticuerpo monoclonal anti-BrdU

conjugado a FITC (BrdU-FITC), con un reactivo comercial que incluía la enzima

ADNasa254 (Becton-Dickinson).

Producción de perforina por linfocitos T CD8+: la detección de perforina255

intracelular en la población de linfocitos T CD8+ totales, como una forma indirecta

de estudiar la capacidad citotóxica de estas células, se realizó tratando con

Brefeldina A, un bloqueador de la exocitosis de proteínas256 (10 µg/mL,

concentración final) en las últimas 4-6 horas de cultivo, y marcando con un

anticuerpo anti-perforina conjugado con PE (Perforina-PE, Becton-Dickinson).

Apoptosis y necrosis de PBMC cultivadas: la apoptosis y necrosis de las PBMC se

determinaron al final del período de cultivo, utilizando el estuche comercial

Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit (Becton-Dickinson), con el fundamento

descrito anteriormente. La necrosis se detectó por medio del yoduro de propidio,

que se une a los ácidos nucleicos (ADN, ARN) de las células cuya integridad de

membrana se ha perdido (células necróticas).

36

Producción de citoquinas ex vivo e in vitro: la cuantificación de IL-2, IL-4, IL-6,

IL-10, TNF-α e IFN-γ en el plasma (producción ex vivo) y los sobrenadantes de

PBMC cultivadas por 72 horas en las distintas condiciones de estimulación

(producción in vitro) se hizo por citometría de flujo, utilizando y siguiendo el

protocolo de un estuche comercial (Human Th1/Th2 Cytokine Kit, Cytometric

Bead Array, Becton-Dickinson). Brevemente, este estuche utiliza múltiples

poblaciones de perlas de captura con intensidad de fluorescencia discreta, que

pueden discriminarse en el canal de fluorescencia FL3 del citómetro. Cada

población de perlas está conjugada a anticuerpos específicos a una de las

diferentes citoquinas a evaluar, de manera que al incubarse con las muestras

“capturarán”, es decir, se unirán a las citoquinas presentes en la muestra. Para

evidenciar la interacción “perla de captura-citoquina”, se utilizan anticuerpos de

detección, específicos a cada citoquina y conjugados a PE. De esta forma la

intensidad de fluorescencia para PE (canal FL2 del citómetro) será proporcional

a la cantidad de cada citoquina presente en la muestra y unida a la perla de

captura. Finalmente, mediante curvas de calibración realizadas con patrones de

concentración conocida, se pueden calcular las concentraciones de las muestras

experimentales.

II. EVALUACIÓN DE EFECTOS NEUROTÓXICOS DE VIH-1 Y

Toxoplasma gondii EN CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

MODELO IN VITRO DE NEUROTOXICIDAD

Para la evaluación in vitro de efectos neurotóxicos se utilizaron células nerviosas

de feto de rata Sprague Dawley cultivadas sin estimulación/infección (condición

Control), o en presencia de viriones de VIH-1, glicoproteína viral gp41, taquizoítos

de la cepa RH de T. gondii, o una combinación de éstos. A continuación se describe

como se obtuvieron los distintos componentes de este modelo in vitro de

neurotoxicidad.

Cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata: las células

nerviosas se obtuvieron de cerebros de feto de ratas Sprague-Dawley, de 17-19

días de gestación. Tras anestesiar a la rata gestante (Ketamina 40-80 mg/kg;

Xilacina 5-10 mg/kg), se procedió a la extracción por cesárea de los fetos,

sacrificando seguidamente a la madre por ruptura cervical, mientras se

encontraba anestesiada. Los hemisferios cerebrales fetales se disecaron en

condiciones estériles, separándolos de cerebelo, tronco cerebral y meninges. Se

disociaron mecánicamente utilizando pipetas de Pasteur y se cultivaron en

37

placas de Petri previamente tratadas con poli-lisina (0.1mg/mL)*, en RPMI con

SFB al 10%, a 37°C y 5% de CO2, a razón de 15-20 x 106 células/placa. Después

de 7 a 15 días de cultivo se rompió la adherencia de las células nerviosas a la

superficie de la placa por tratamiento con tripsina (Tripsina-EDTA 0.5%,

Gibco/Invitrogen), para recuperarlas y sembrarlas en placas de cultivo de 12 ó

24 pozos, tratadas previamente con poli-lisina (0.1mg/mL), a una

concentración de 2 - 3 x 105 células/pozo. Se cultivaron las células por 7 a 15

días, para permitir la formación de una monocapa confluyente, y se realizaron

los distintos experimentos.

Péptidos sintéticos de VIH-1: se utilizó la proteína recombinante gp41 (Env,

Chemicon International). La gp41 se utilizó en los experimentos a una

concentración de 10 nM, en base a resultados obtenidos en experimentos

preliminares, donde se evaluaron varias concentraciones de gp41.

VIH-1: se utilizaron como fuente de viriones (partículas virales completas) de

VIH-1 los sobrenadantes de cultivos de células MT4 (línea celular de linfocitos

T CD4+ humanos, procedentes de un paciente con Leucemia de Células T del

Adulto, amablemente cedido por el Dr. Héctor Rangel, CMBC, IVIC) infectadas

in vitro con la cepa de VIH-1IIIB (amablemente cedido por el Dr. Héctor Rangel,

CMBC, IVIC). Brevemente, se incubaron 1 x 106 células MT4 con VIH-1IIIB, en un

volumen de 1 mL de medio de cultivo RPMI, SFB al 10%, por 3 horas, a 37°C y

5% de CO2, para permitir el establecimiento de la infección. Luego de estas 3

horas de incubación, se completó con medio de cultivo hasta 30-35 mL y se

cultivó. Una o dos veces por semana se recuperaron y congelaron (-80°C) los

sobrenadantes (donde se encontraban las partículas virales) y se agregaron

medio y células frescas a los cultivos. Finalmente, se mezclaron todos los

sobrenadantes obtenidos durante el proceso de infección in vitro. Para separar

el virus generado, la mezcla de sobrenadantes se sometió a ultracentrifugación

(26.000 G, 2 horas), recuperando el sedimento con el virus concentrado, el cual

se resuspendió en medio fresco (RPMI, 10% SBF), se separó en alícuotas de 1,5

mL y se congeló a -80°C. Una de estas alícuotas se envió al Instituto Nacional de

Higiene “Rafael Rangel”, MPPSDS, Caracas, para determinar la carga viral. Este

virus fue utilizado para los experimentos con células nerviosas a una

concentración de 1,9 x 109 copias/mL, en base a resultados obtenidos en

* Tratamiento de placas de cultivo con poli-L-lisina: para favorecer la adhesión celular a la superficie de la

placa de cultivo, éstas se cubren, en condiciones estériles, con una solución de poli-L-lisina (Sigma, 0.1mg/mL)

por 5 minutos. Luego de este tiempo, la solución se retira y se dejan secar espontáneamente las placas,

manteniendo las condiciones de esterilidad. Las placas así tratadas, se utilizan para realizar los cultivos

celulares.

38

experimentos preliminares, donde se evaluaron varias concentraciones virales

de trabajo.

Taquizoítos de T. gondii: se obtuvieron a partir del líquido ascítico de ratones

BALB/c infectados previamente por inoculación intraperitoneal de taquizoítos

de T. gondii de la cepa RH (amablemente cedidos por la Dra. Belkisyolé Alarcón

de Noya, Instituto de Medicina Tropical, UCV). Los animales se sacrificaron por

ruptura cervical 3 días después de la infección y los parásitos se recuperaron

en condiciones estériles, de la cavidad abdominal, utilizando una jeringa de

insulina. Los parásitos obtenidos se lavaron dos veces con PBS, para descartar

fluido ascítico y restos/detritus celulares. Después de centrifugar y descartar el

sobrenadante, se resuspendieron los taquizoítos en medio de cultivo (RPMI,

10% SFB) y se procedió a hacer el recuento de parásitos viables, utilizando azul

de tripano. Estos parásitos se utilizaron para la infección in vitro de células

nerviosas.

Cultivo de células nerviosas de rata en presencia de VIH, gp41 y/o T.

gondii: las células nerviosas de feto de rata se cultivaron en un volumen final

de 1 mL de medio de cultivo RPMI, 10% de SFB, a 37°C y 5% de CO2, por 3, 5 y

7 días. Las condiciones de estimulación/infección fueron las siguientes:

1. Condición Control: células nerviosas cultivadas en ausencia de VIH-1,

gp41 y T. gondii.

2. Condición gp41: células nerviosas cultivadas en presencia de gp41

10nM.

3. Condición VIH: células nerviosas cultivadas en presencia de 1,9 x 109

copias/mL de VIH-1IIIB.

4. Condición T. gondii: células nerviosas cultivadas en presencia de

taquizoítos de la cepa RH de T. gondii. La infección in vitro se hizo

utilizando una relación parásito/célula blanco: 1/250*, incubando por

cuatro horas en un volumen de 300 μL de medio RPMI y SFB al 10%, a

37°C y 5% de CO2. Al finalizar las cuatro horas de incubación, se

realizaron dos lavados con PBS, para descartar los parásitos no unidos,

y se completó el volumen final a 1 mL con medio de cultivo.

5. Condición gp41/T. gondii: células nerviosas cultivadas en presencia

simultánea de gp41 (10nM) y de T. gondii (1/250).

6. Condición VIH/T. gondii: células nerviosas cultivadas en presencia

simultánea de VIH-1IIIB (1,9 x 109 copias/mL) y de T. gondii (1/250).

* Esta relación se escogió en base a los resultados obtenidos en experimentos preliminares, para lograr una

cinética de infección parasitaria lo suficientemente “lenta”, que permitiera evaluar el efecto de la presencia

simultánea de VIH-1 ó gp41, en cultivos que debían prolongarse hasta por 7 días.

39

En las condiciones de incubación simultánea “gp41/T. gondii” y “VIH/T. gondii”,

se realizaba primero la infección parasitaria por cuatro horas, de acuerdo al

protocolo descrito, y luego de los dos lavados con PBS, se agregaba, según

correspondiese, la gp41 o el VIH-1IIIB, iniciándose el co-cultivo.

Al finalizar el tiempo de cultivo, se recuperaron y conservaron los

sobrenadantes (-80°C) para la posterior medición de nitritos (óxido nítrico) y

citoquinas, y se trataron las células con tripsina (0.5%) por 10-15 minutos,

para romper la adherencia y recuperarlas para la evaluación de mecanismos

neurotóxicos.

Cultivos sobre laminillas para estudio microscópico: Para algunos de los

experimentos las células nerviosas se cultivaron sobre laminillas

cubreobjeto, tratadas previamente con poli-lisina y colocadas en los pozos de

las placas de cultivo, siguiendo el mismo protocolo general ya descrito, de

forma que se pudiera realizar un análisis microscópico de las monocapas

celulares en las distintas condiciones. En estos experimentos sobre

laminillas, al finalizar los tiempos de cultivo las células eran fijadas con una

solución de paraformaldehido al 4% y posteriormente lavadas con PBS, y

conservadas para su procesamiento por diversas coloraciones/técnicas

(Wright-Giemsa o inmunocitoquímica).

B. EVALUACIÓN DE EFECTOS NEUROTÓXICOS

Recuento y viabilidad de células nerviosas y taquizoítos libres: luego de

recuperar las células nerviosas de cada pozo en las distintas condiciones de

cultivo, se hizo un recuento (cámara de Neubauer) con azul de tripano, para

determinar tanto el número de células como la viabilidad de las mismas. En

las condiciones que correspondía, simultáneamente al recuento de células

nerviosas, se hizo también el recuento de taquizoítos de T. gondii libres

(parásitos extracelulares) presentes en los sobrenadantes recuperados, dato

que fue utilizado como una medida indirecta de la progresión de la infección

parasitaria in vitro.

Apoptosis y necrosis de células nerviosas: utilizando el estuche comercial

Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit (Becton-Dickinson) se determinaron

la apoptosis y necrosis de las células nerviosas.

Producción de óxido nítrico: la determinación de óxido nítrico en los

sobrenadantes de cultivo se hizo en forma indirecta, midiendo la

concentración de nitritos (NO2-) en las muestras, utilizando el método y

reactivo de Griess257. Brevemente, 100 μL de las muestras a analizar se

incubaron con 300 μL de reactivo de Griess (Sulfanilamina 1%; Naftil-etilen-

diamino-dihidroclorhídrico 0,1%, Ácido Fosfórico 2,5%) por 10 minutos, a

temperatura ambiente. La reacción colorimétrica se midió a 570 nm. La

40

concentración se calculó utilizando una curva de calibración, realizada con

patrones de nitrito de sodio (NaNO2).

Producción de citoquinas en cultivos de células nerviosas: la

determinación de IL-1α, IL-6, IL-10, TNF-α e IFN-γ en los sobrenadantes de

cultivo de células nerviosas de feto de rata se realizó por citometría de flujo,

utilizando y siguiendo el protocolo de un estuche comercial (Cytometric Bead

Array, Rat Flex Sets, Becton Dickinson), con un fundamento similar al descrito

anteriormente para la determinación de citoquinas humanas en plasma y

sobrenadantes de cultivo.

Análisis microscópico de los cultivos de células nerviosas: los cultivos

realizados sobre laminillas fueron sometidos a procesos de coloración con la

técnica Wright/Giemsa o por procedimientos de inmunocitoquímica,

utilizando anticuerpos anti-Proteína Asociada a los Microtúbulos-2 (MAP2,

Sigma) para la identificación de neuronas, anti-Proteína Acida Fibrilar de la

Glía (GFAP, Becton Dickinson) para la identificación de astrocitos, y anti

CD11b/c (Becton Dickinson) para la identificación de células de la microglía.

El análisis microscópico de las laminillas así procesadas permitió determinar

el porcentaje de cada linaje celular (astrocitos, neuronas y microglía) en la

población de los cultivos primarios, el porcentaje de células infectadas, así

como el número de parásitos presentes en el citoplasma de dichas células.

C. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

El análisis estadístico de los datos se hizo utilizando el programa SigmaStat

para Windows (Jandel Corporation). La comparación de los grupos de estudio se

hizo por medio de la prueba de ANOVA, para aquellos datos que se distribuyeron en

forma normal, y aplicando la prueba de Kruskal-Wallis, para aquellos casos que no

superaron la prueba de normalidad, en combinación con las pruebas de

comparaciones múltiples de Bonferroni y Dunn, respectivamente. Las correlaciones

se analizaron por la prueba de Pearson, para datos con distribución normal y la

prueba de Spearman, para datos no paramétricos. Las pruebas se consideraron

estadísticamente significativas para valores de p menores a 0,05.

41

RESULTADOS

I. ESTUDIO DE LA FUNCIONALIDAD DE LOS LINFOCITOS T EN

PACIENTES INFECTADOS CON VIH-1 Y SEROLOGÍA POSITIVA

PARA Toxoplasma gondii

A. SUJETOS DE ESTUDIO

En la Tabla I se presentan las características generales de los grupos de estudio.

Los pacientes, tanto P1 (VIH+/T. gondii-) como P2 (VIH+/T. gondii+), se clasificaron

en base a su recuento de linfocitos T CD4+ en sangre periférica en los subgrupos A

(CD4>350/μL), B (CD4:200-350/μL) y C (CD4<200/μL) y basados en esta

clasificación se presentan los distintos resultados y análisis. En vista de que la

progresión de la infección por VIH-1 se asocia con una disminución gradual en el

recuento de linfocitos T CD4+ de sangre periférica (Fig. 8), la agrupación de los

pacientes basada en este parámetro nos permite analizar en una aproximación

secuencial a su progresión, de etapas más tempranas (sub-grupo A) a etapas más

tardías (sub-grupo C) de la infección viral, o, dicho en otras palabras, desde los

pacientes más inmunocompetentes (mayores recuentos de linfocitos T CD4+) a los

más inmunocomprometidos (menores recuentos de linfocitos T CD4+). Es preciso

enfatizar que este es un enfoque poblacional de los datos de los grupos de estudio,

ya que desde el punto de vista individual, un determinado valor de recuento de

linfocitos T CD4+ de sangre periférica no significa exactamente lo mismo para cada

paciente.

Edad: no se observaron diferencias estadísticamente significativas de edad

entre los distintos grupos de estudio.

Sexo: al discriminar por sexo los distintos parámetros evaluados en este

trabajo, no se observaron diferencias significativas entre los individuos de

sexo masculino y los de sexo femenino.

42

43

Tabla I- Descripción de los sujetos de estudio

Grupos n Edad

(años)

Sexo

(M/F)

%

Leuc %Linf Linf/uL %CD3 CD3/uL %CD4 CD4/uL %CD8 CD8/uL

Carga

Viral

(Log)

C1 11 31 ± 8 36/64 6.782

± 1.518 39 ± 5

2.616

± 564 63 ± 9

1.644

± 367 36 ± 4

938

± 244 23 ± 8

592

± 198 N/A

C2 13 33 ± 12 64/36 7.357

± 2.312 32 ± 9

2.202

± 473 63 ± 10

1.398

± 411 33 ± 9

733

± 238 23 ± 8

517

± 269 N/A

P1A 12 31 ± 8 58/42 6.300

±1.226 39 ± 9

2.421

± 562 70 ± 9

1.685

± 423 24 ± 6

563

± 177 41 ± 9

994

± 340

3.85

± 0.85

P1B 16 35 ± 10 75/25 5.725 ± 1.184

34 ± 12 1.918

± 668 68 ± 12

1.354

± 705 15 ± 5

261

± 46 48 ± 14

991

± 635

4.45

± 0.59

P1C 9 35 ± 10 89/11 4.533 ± 2.336

38 ± 13 1.597

± 577 63 ± 13

1.010

± 417 9 ± 9

116

± 68 49 ± 16

828

± 411

5.05

± 0.66

P2A 15 32 ± 10 80/20 6.120 ± 1.755

45 ± 14 2.698

± 1.113 75 ± 10

2.062

± 1.026 23 ± 9

581

± 277 46 ± 13

1.324

± 971

3.87

± 0.56

P2B 17 36 ± 8 76/24 6.365

± 1.540 35 ± 11

2.148

± 522 67 ± 12

1.456

± 446 14 ± 4

280

± 51 48 ± 12

1.059

± 418

4.43

± 0.75

P2C 12 40 ± 11 92/8 3.983 ± 1.079

36 ± 11 1.405

± 458 72 ± 11

1.018

± 422 7 ± 4

86

± 51 58 ± 11

837

± 397

4.65

± 0.52

C1 (VIH-/T. gondii-)

C2 (VIH-/T. gondii+)

P1A (VIH+/T. gondii-; CD4>350/L)

P1B (VIH+/T. gondii-; CD4:200-350/L)

P1C (VIH+/T. gondii-; CD4<200/L)

P2A (VIH+/T. gondii+; CD4>350/L)

P2B (VIH+/T. gondii+; CD4:200-350/L)

P2C (VIH+/T. gondii+; CD4<200/L)

Los datos están expresados en promedio ± desviación

estándar

n: número de pacientes por grupo

Sexo: está expresado en porcentaje de individuos

Masculinos/porcentaje de individuos Femeninos

N/A: no aplicable

Carga Viral: está expresada en logaritmo de copias de

RNA de VIH-1/mL de plasma

Leuc: recuento de leucocitos en sangre periférica (/L)

%Linf, %CD3, %CD4, %CD8: porcentaje de linfocitos

totales, linfocitos T totales, linfocitos T CD4+ y linfocitos T

CD8+, respectivamente, en la población de leucocitos de

sangre periférica

Linf/μL, CD3/μL, CD4/μL, CD8/μL: recuento de linfocitos

totales, linfocitos T totales, linfocitos T CD4+ y linfocitos T

CD8+, respectivamente, en sangre periférica (/L)

B. ESTUDIO FENOTÍPICO DE LINFOCITOS T DE SANGRE PERIFÉRICA La determinación de las poblaciones de linfocitos T totales, linfocitos T CD4+ y linfocitos T CD8+,

así como la expresión de diversos marcadores fenotípicos en estas poblaciones celulares, se hizo a

partir de muestras de sangre periférica (ex vivo) de los individuos participantes en el estudio,

mediante citometría de flujo (Citómetro FACScalibur y programa Cell Quest, Becton Dickinson),

utilizando combinaciones apropiadas de anticuerpos monoclonales conjugados a distintos

fluorocromos. En la Figura 19 se puede ver un ejemplo del análisis citométrico que permiten

obtener los porcentajes y recuentos de las subpoblaciones de linfocitos T.

Figura 19- Subpoblaciones de linfocitos T de sangre periférica-Determinación por citometría de flujo: Las

muestras fueron incubadas con anticuerpos monoclonales anti-CD3-PerCP, anti-CD4-APC y anti-CD8-APC, adquiridas en

un citómetro FACScalibur (BD) y analizadas con el programa Cell Quest (BD). Los gráficos presentan las dispersiones

frontal (FSC) y lateral (SSC) de los leucocitos (A), lo que permite identificar y seleccionar la región de linfocitos (células

de tamaño y complejidad interna menores). En B se analiza la expresión de CD3 en los linfocitos, lo que permite

identificar a los linfocitos T totales. En C y D se analiza la co-expresión, en linfocitos, de CD3/CD4 y CD3/CD8,

respectivamente, para identificar las poblaciones CD4+ y CD8+ de linfocitos T. En E se presenta un formato de reporte

para este ejemplo, donde los números en color vinotinto (recuento de leucocitos y porcentaje de linfocitos totales) serían

proporcionados por el estudio de Hematología Completa del paciente, los números en azul (porcentajes de linfocitos T

totales, linfocitos T CD4+ y T CD8+) provendrían del análisis citométrico (ver B, C y D) y los números en fucsia (recuentos

de linfocitos e índice CD4/CD8) se obtendrían por cálculos matemáticos.

57.3% Linfocitos T CD8+

D C

D8 A

PC

CD3 PerCP

70.6%

Linfocitos T Totales

B

CD3 PerCP

SS

C-H

eig

ht

C

11.7%

Linfocitos T CD4+

CD

4 A

PC

CD3 PerCP

Granulocitos

Monocitos Linfocitos 24.6%

A

Porcentaje Recuento Valores de Referencia

(%) (Células/ul) (Células/ul)

Leucocitos 7400 4.100 - 10.900

Linfocitos Totales 25 1850 2.160 - 4.176

Linf. T Totales (CD3+) 71 1314 1.535 - 2.981

Linfocitos T CD4+ 12 222 888 - 1.912

Linfocitos T CD8+ 57 1055 524 - 970

Índice CD4/CD8 1.51 - 2.390,21

E

44

Subpoblación de linfocitos T CD4+: Los grupos de pacientes (P1 y P2)

presentaron valores de recuento y porcentaje de linfocitos T CD4+ en sangre

periférica significativamente menores a los de los grupos Control (C1 y C2) (Fig. 20A

y 20B) desde las etapas más tempranas de la infección viral. Los valores de

porcentaje de linfocitos T CD4+ disminuyeron progresivamente a medida que los

recuentos eran menores. Al comparar los valores de porcentaje y recuento de

linfocitos T CD4+ de sangre periférica entre los subgrupos homólogos de controles y

pacientes (C1 vs. C2, P1A vs. P2A, P1B vs. P2B y P1C vs. P2C), no se observaron

diferencias estadísticamente significativas.

Recu

en

to (

lula

s/

l)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600* p<0.05

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

**

**

*

**

*

*

*

B

Linfocitos T CD4+

Po

rce

nta

je (

%)

0

10

20

30

40

50

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

*

**

*

**

*

**

*

A Figura 20- Porcentaje

y recuento de

linfocitos T CD4+ en

sangre periférica: se

presentan los resultados

(las líneas negras

horizontales representan

los promedio) del

porcentaje (A) y recuento

(B) de las poblaciones de

linfocitos T CD4+ en sangre

periférica, en los distintos

grupos de estudio.

Controles: C1 (VIH-/T.

gondii-; n=11) y C2 (VIH-

/T. gondii+; n=13);

Pacientes: P1A (VIH+/T.

gondii-; CD4>350/L;

n=12), P1B (VIH+/T.

gondii-; CD4:200-350/L;

n=16), P1C (VIH+/T.

gondii-; CD4<200/L; n=9),

P2A (VIH+/T. gondii+;

CD4>350/L; n=15), P2B

(VIH+/T. gondii+; CD4:200-

350/L; n=17), P2C

(VIH+/T. gondii+;

CD4<200/L; n=12). Los

grupos se compararon

utilizando las pruebas de

ANOVA o Kruskal-Wallis,

con pruebas de

comparación múltiple de

Bonferroni o Dunn,

respectivamente, según

fuese apropiado. Se

consideraron significativos

valores de p<0.05.

45

Subpoblación de linfocitos T CD8+: los valores de porcentaje y recuento de

linfocitos T CD8+ de sangre periférica se observaron significativamente

incrementados en los grupos de pacientes P1 y P2, desde las etapas más tempranas

de la infección viral, con respecto a los grupos Control (Fig. 21A y 21B). En ambos

grupos de pacientes se observaron valores crecientes en los porcentajes de

linfocitos T CD8+ a medida que progresaba la infección viral (Fig. 21A); mientras

que los valores de recuento tendían a disminuir en las etapas avanzadas (Fig. 21B).

Al comparar los valores de porcentaje y recuento de linfocitos T CD8+ de sangre

periférica entre los subgrupos homólogos de controles y pacientes (C1 vs. C2, P1A

vs. P2A, P1B vs. P2B y P1C vs. P2C), no se observaron diferencias estadísticamente

significativas.

Re

cu

en

to (

lula

s/

l)

0

500

1000

1500

2000

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

***

*

*

*B

Linfocitos T CD8+

Po

rcen

taje

(%

)

0

20

40

60

80

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

*

* p<0.05

** *

** * *A

Figura 21- Porcentaje y

recuento de linfocitos T

CD8+ en sangre periférica:

se presentan los resultados

(las líneas negras

horizontales representan los

promedio) del porcentaje (A)

y recuento (B) de las

poblaciones de Linfocitos T

CD8+ en sangre periférica, en

los distintos grupos de

estudio.

46

Relación CD4/CD8*: Así, de acuerdo a los resultados descritos hasta ahora, en la

población de linfocitos T CD4+, la disminución en los valores absolutos se correlacionaba

estrechamente con disminución en el porcentaje de la misma población celular (Fig. 20).

Por el contrario, a medida que disminuía el recuento de linfocitos T CD4+, aumentaba

gradualmente el porcentaje de linfocitos T CD8+ de sangre periférica (correlación negativa

significativa), alcanzando su mayor valor en los grupos de pacientes más

inmunocomprometidos (Fig. 21A). Por su parte, el recuento de linfocitos T CD8+ seguía una

dinámica distinta al porcentaje de la misma población, pues, a pesar de que los pacientes

presentaban valores mayores que los grupos Control desde etapas iniciales de la infección

viral, dichos valores no aumentaban progresivamente al progresar la infección, sino que en

la etapa avanzada tendían a ser menores (Fig. 21B), indicando una disminución de ambas

subpoblaciones de linfocitos T (CD4+ y CD8+) en las etapas avanzadas de la infección viral,

si bien la población CD4+ presentaba la disminución proporcionalmente mayor. De hecho,

mientras que en los grupos de individuos no infectados por VIH-1 la relación CD4/CD8 fue

>1, en los pacientes infectados esta relación se invirtió, es decir, fue <1, y disminuyó en

forma significativa a medida que progresaba la infección viral (Fig. 22).

* Relación CD4/CD8: relación matemática de dividir el número absoluto de linfocitos T CD4+ de

sangre periférica (recuento), entre el número absoluto de linfocitos T CD8+.

Relación CD4/CD8

Rela

ció

n C

D4/C

D8

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

* p<0.05

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

** *

*

**

*

**

*

**

Figura 22- Relación CD4/CD8: se presentan los resultados (las líneas negras horizontales representan

los promedio) de la relación entre las poblaciones de Linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica, en los

distintos grupos de estudio.

47

Carga viral*: se observó un aumento progresivo en los valores de carga viral de

los pacientes, tanto P1 como P2, a medida que disminuían los recuentos de linfocitos

T CD4+ (diferencia estadísticamente significativa para los grupos P1C y P2C, Fig.

23A), observándose una correlación negativa significativa entre los valores de

logaritmo de carga viral y el recuento de linfocitos T CD4+ (Fig. 23B), lo cual se

corresponde con la progresión natural de la infección por VIH-1 (Fig. 8). Cuando se

compararon los valores de carga viral entre los subgrupos homólogos de los

pacientes P1 y P2 (P1A vs. P2A, P1B vs. P2B y P1C vs. P2C), no se observaron

diferencias estadísticamente significativas.

* Si bien la carga viral no es un parámetro fenotípico de las poblaciones de linfocitos T de sangre

periférica, se incluye en esta sección por lo relevante que es compararla con dichos parámetros.

Figura 23- Carga viral de VIH-1: en A se presentan los valores de la carga viral de VIH-1 en el plasma de los

pacientes (las líneas negras horizontales representan los promedio), expresado en “Logaritmo de copias de RNA de

VIH-1/mL de plasma”. La determinación de las cargas virales se hizo en el Instituto Nacional de Higiene “Rafael

Rangel”, MPPSDS, Caracas, utilizando el método Branched DNA (bDNA), con capacidad de detección entre 50 y

500.000 copias de RNA/mL (1.7 – 5.7 Log de copias de RNA/mL). En B se presenta la correlación entre la carga viral

(Log) y el recuento de linfocitos T CD4+ en sangre periférica, determinada por el método de Pearson (r2= -0.4319,

p<0.0001, n= 78).

Carga Viral

Lo

g d

e C

op

ias d

e V

IH/m

l

2

3

4

5

6

* p<0.05

P1A P1B P1C P2A P2B P2C

** *

A Carga Viral vs. CD4

Carga Viral (Log Copias/ml)

0 1 2 3 4 5 6 7

Lin

foc

ito

s T

CD

4+

( /

ul)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

r2:-0.4319 p<0.0001n=78

B

48

En la Figura 24 se puede ver un ejemplo del análisis citométrico que permite

determinar el porcentaje de expresión fenotípica de las moléculas HLA-DR, CD95

(FAS), IL-7R y PD-1:

Figura 24- Fenotipaje de linfocitos T en sangre periférica-Determinación por citometría de flujo:

Muestras de sangre periférica de los individuos participantes fueron incubadas, en combinaciones apropiadas, con

anticuerpos monoclonales anti-CD3-PerCP, anti-CD4-APC, anti-CD8-APC, anti-CD8-FITC, anti-HLA-DR-PE, anti-CD95-

FITC, anti-IL-7R-PE y anti-PD-1-PE; adquiridas en un citómetro FACScalibur (BD) y analizadas con el programa Cell

Quest (BD). En base a las características de dispersión frontal (FSC) y lateral (SSC), expresión de CD3, CD4 y CD8 (A, B

y C), se identificaron y seleccionaron para su análisis las poblaciones de linfocitos T CD4+ (D, E, F, y G) y T CD8+ (H, I, J

y K). Las poblaciones así seleccionadas, se estudiaron para su expresión de HLA-DR (D y H), PD-1 (E e I), IL-7R (F y J)

y CD95 (G y K), expresando los resultados, en cada caso, como porcentaje de células positivas para cada población en

particular (ver números en color azul, cuadrantes superiores derechos, D-K).

12.7%

J

29.4%

H

HLA-DR

CD95

4.1%

K

IL-7R-

CD

8

PD-1

I 2.2%

4.9%

G

CD95

22.8%

D

HLA-DR

IL-7R-

66.0%

F

6.6%

E

PD-1

CD

4

Linfocitos Totales

A

B

CD3 PerCP

CD

4 A

PC

Linfocitos T CD4+

C

CD3 PerCP

CD

8 A

PC

Linfocitos T CD8+

12.7%

J

29.4%

H

HLA-DR

CD95

4.1%

K

IL-7R

CD

8

PD-1

I 2.2%

4.9%

G

CD95

22.8%

D

HLA-DR

IL-7R

66.0%

F

6.6%

E

PD-1

CD

4

Linfocitos Totales

A

B

CD3 PerCP

CD

4 A

PC

Linfocitos T CD4+

C

CD3 PerCP

CD

8 A

PC

Linfocitos T CD8+

49

Expresión de HLA-DR: la expresión de HLA-DR en los linfocitos T de sangre

periférica de los individuos participantes, fue utilizada en el contexto de este estudio como

un marcador de activación celular117, 271. Los linfocitos T CD4+ de los pacientes, tanto P1

como P2, presentaron una expresión de HLA-DR significativamente incrementada con

respecto a los grupos Control, desde etapas iniciales de la infección viral, evidenciándose un

aumento progresivo al avanzar la infección viral, observándose la mayor expresión en los

sub-grupos con menor recuento de linfocitos T CD4+ (Fig. 25A y 25C). Los linfocitos T

CD8+ de los pacientes con recuento de CD4>200/ul (subgrupos A y B) presentaron mayores

porcentajes de expresión de HLA-DR con respecto a los grupos Control, mientras que en los

pacientes más inmuno-comprometidos (P1C y P2C), esta expresión no fue

significativamente distinta a la de los grupos Control (Fig. 25B). Estos resultados hacen

evidente una dinámica de activación celular distinta entre las sub-poblaciones T, con una

activación que se incrementa con la progresión de la infección viral en las células T CD4+,

mientras que en las células T CD8+ la mayor activación celular se presenta en las etapas

iniciales, disminuyendo en la etapa de inmunodeficiencia. Por otra parte, al comparar los

porcentajes de expresión de HLA-DR entre los subgrupos homólogos de controles y

pacientes (C1 vs. C2, P1A vs. P2A, P1B vs. P2B y P1C vs. P2C), no se encontraron diferencias

estadísticamente significativas, ni en las células T CD4+ ni en las T CD8+.

Figura 25- Expresión de HLA-DR en

linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre

periférica: se presentan los resultados (las líneas

negras horizontales representan los promedio) del

porcentaje de expresión de HLA-DR en los linfocitos

T CD4+ (A) y T CD8+ (B) de sangre periférica, en los

distintos grupos de estudio. En C se presenta la

correlación entre el recuento de linfocitos T CD4+

de sangre periférica y su porcentaje de expresión

de HLA-DR, determinada por el método de Pearson

(r2= -0.3738, p<0.001, n= 81).

Linfocitos T CD4+

HLA-DR Vs. Recuento

Linfocitos T CD4+ (/ul)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Ex

pre

sió

n d

e H

LA

-DR

(%

)

0

20

40

60

80

100

r2: -0.373827p=0.0006n=81

C

Linfocitos T CD4+

Ex

pre

sió

n d

e H

LA

-DR

(%

)

0

20

40

60

80

* p<0.05

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

*

**

* **

*

*

A Linfocitos T CD8+

Ex

pre

sió

n d

e H

LA

-DR

(%

)

0

20

40

60

80

100

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

*

**

*

**

B

50

Expresión de PD-1 (CD279): La expresión de PD-1 en los linfocitos T CD4+ y T

CD8+ de sangre periférica de los individuos participantes, se evaluó como una

medida de la susceptibilidad de estas células de recibir señales coestimuladoras

negativas por esta vía103. En los linfocitos T CD4+ de los pacientes P1 y P2, el

porcentaje de expresión de PD-1 fue significativamente mayor que en los grupos

Control, desde las etapas iniciales de la infección viral, incrementándose en los

grupos de pacientes más inmunocomprometidos (P1C y P2C) (Fig. 26A y 26C). En

los linfocitos T CD8+ también se observó un aumento de la expresión de PD-1, pero

éste sólo fue significativo para P2 (Fig. 26B). Al comparar a los grupos homólogos

de controles y pacientes (C1 vs. C2, P1A vs. P2A, P1B vs. P2B y P1C vs. P2C), no se

observaron diferencias estadísticamente significativas en el porcentaje de expresión

de PD-1 en las células T CD4+ ni en las T CD8+.

Figura 26- Expresión de PD-1 (CD279)

en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de

sangre periférica: se presentan los

resultados (las líneas negras horizontales

representan los promedio) del porcentaje

de expresión de PD-1 en los linfocitos T

CD4+ (A) y T CD8+ (B) de sangre

periférica, en los distintos grupos de

estudio. En C se presenta la correlación

entre el recuento y el porcentaje de

expresión de PD-1 en linfocitos T CD4+,

determinada por el método de Pearson

(r2= -0.3677, p<0.001, n= 80).

Linfocitos T CD4+

PD-1 Vs. Recuento

Linfocitos T CD4+ (/ul)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Ex

pre

sió

n d

e P

D-1

(%

)

0

5

10

15

20

25

30

r2: -0.3677p<0.001n=80

C

Linfocitos T CD4+

Ex

pre

sió

n d

e P

D-1

(%

)

0

5

10

15

20

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

*

**

**

**

**

A Linfocitos T CD8+

Ex

pre

sió

n d

e P

D-1

(%

)

0

5

10

15

20

25

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

*

* p<0.05**

B

51

Expresión de IL-7R (CD127): la expresión de la cadena alfa del receptor de IL-7

(IL-7R/CD127) fue evaluada en los linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica de los

individuos participantes en el estudio, como una medida de la capacidad de estas

poblaciones celulares de recibir señales de supervivencia, mediadas por la IL-799, 100. En la

población de linfocitos T CD4+, el porcentaje de expresión de IL-7R se observó

significativamente disminuido en los pacientes con mayor progresión de la infección viral

(P1C y P2C) (Fig. 27A), mientras que en la población T CD8+ dicha disminución se observó

desde las etapas iniciales de la infección viral, con diferencias estadísticamente

significativas entre todos los grupos de pacientes con respecto a los grupos Control (Fig.

27B), y con la menor expresión en los pacientes más inmunocomprometidos (P1C y P2C).

Se observó una correlación significativamente positiva entre el recuento de linfocitos T

CD4+ y la expresión de IL-7R en linfocitos T CD4+ y T CD8+ (Fig. 27C y 27D). Al comparar

los porcentajes de expresión de IL-7R en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica

entre los subgrupos homólogos de controles y pacientes (C1 vs. C2, P1A vs. P2A, P1B vs. P2B

y P1C vs. P2C), no se encontraron diferencias estadísticamente significativas.

Figura 27- Expresión de IL-7R (CD127) en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica: se

presentan los resultados (las líneas negras horizontales representan los promedio) del porcentaje de

expresión de IL-7R en los linfocitos T CD4+ (A) y T CD8+ (B) de sangre periférica, en los distintos grupos

de estudio. En C y D se presentan, respectivamente, las correlaciones entre el recuento de linfocitos T CD4+

de sangre periférica y el porcentaje de expresión de IL-7R en linfocitos T CD4+ y T CD8+, determinadas

por el método de Pearson (r2= 0.3800, p<0.001, n= 79 y r2= 0.4218, p<0.0001, n= 80, respectivamente).

Linfocitos T CD4+

IL-7R- Vs. Recuento

Linfocitos T CD4+ (/ul)0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600Exp

resió

n d

e IL

-7R

- (

%)

0

20

40

60

80

100

r2: 0.3800p<0.001n= 79

C IL-7R-/CD8 Vs. CD4/l

Linfocitos T CD4+ (/ul)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Lin

focit

os T

CD

8+

Ex

pre

sió

n d

e I

L-7

R-

(%

)

0

20

40

60

80

100

r2: 0.4218 p<0.0001n=80

D

Linfocitos T CD4+

Ex

pre

sió

n d

e IL

-7R

(%

)

20

40

60

80

100

* p<0.05

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

*

**

* ** *

A Linfocitos T CD8+

Ex

pre

sió

n d

e I

L-7

R

(%

)

0

20

40

60

80

100

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

*

**

**

* p<0.05

* *

*

B

52

Expresión de CD95 (FAS): la expresión de CD95, como un marcador de la

susceptibilidad a sufrir apoptosis, mediada por este receptor96, 97, fue evaluada en los

linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica de los individuos participantes. En la

población de células T CD4+ de los pacientes se observó un discreto aumento de la

expresión de CD95 en las etapas iniciales de la infección viral (diferencia significativa para

P2A y P2B) al compararla con los grupos Control. Fue resaltante, sin embargo, que en los

pacientes más inmunocomprometidos (P1C y P2C) los porcentajes de expresión de CD95

alcanzaron su máximo valor, con diferencias significativas al resto de los grupos, siendo, en

promedio, 3 veces mayores a los de los grupos Control (Fig. 28A). Al comparar los valores

de recuento y expresión de CD95 en la población CD4+, se evidenció una significativa

correlación negativa (Fig. 28C). Por su parte, la expresión de CD95 en los linfocitos T CD8+

de sangre periférica de los pacientes (P1 y P2), presentó valores discretamente mayores a

los grupos Control, con diferencias significativas para P2A y P2B (Fig. 28B). Al comparar los

porcentajes de expresión de CD95 en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica entre

los subgrupos homólogos de controles y pacientes (C1 vs. C2, P1A vs. P2A, P1B vs. P2B y P1C

vs. P2C), no se encontraron diferencias estadísticamente significativas.

Figura 28- Expresión de CD95 (FAS) en

linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre

periférica: se presentan los resultados (las

líneas negras horizontales representan los

promedio) del porcentaje de expresión de

CD95 en los linfocitos T CD4+ (A) y T CD8+

(B) de sangre periférica, en los distintos

grupos de estudio. En C se presenta la

correlación entre el recuento de linfocitos T CD4+

de sangre periférica y su porcentaje de expresión

de CD95, determinada por el método de Pearson

(r2= -0.3580, p=0.00103, n= 81).

Linfocitos T CD4+

CD95 Vs. Recuento

Linfocitos T CD4+ (/ul)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Exp

resió

n d

e C

D95

(%

)

0

10

20

30

40

50

r2: -0.35796

p=0.00103n=81

C

Linfocitos T CD4+

Ex

pre

sió

n d

e C

D9

5 (

%)

0

5

10

15

20

25

30

* p<0.05

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

*

*

**

*

**

*

A Linfocitos T CD8+E

xp

res

ión

de

CD

95

(%

)

0

2

4

6

8

10

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

B

53

La población de linfocitos T de sangre periférica se evaluó mediante el uso de Anexina V

conjugada al fluorocromo FITC para determinar el porcentaje ex vivo de células en apoptosis

temprana. En la Figura 29 se puede ver un ejemplo del análisis citométrico que permite determinar

el porcentaje de apoptosis.

Figura 29- Apoptosis de linfocitos T: La apoptosis se determinó por citometría de flujo, utilizando y siguiendo

las instrucciones de un estuche comercial (Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit, BD). Brevemente, las muestras de

sangre periférica de los individuos participantes fueron incubadas, en combinaciones apropiadas, con anticuerpos

monoclonales anti-CD3-PerCP, anti-CD4-APC, anti-CD8-APC, Anexina V-FITC y yoduro de propidio; adquiridas en un

citómetro FACScalibur (BD) y analizadas con el programa Cell Quest (BD). En base a las características de dispersión

frontal (FSC) y lateral (SSC), y la expresión de CD3, CD4 y CD8 (A, B y C), se identificaron y seleccionaron para su

análisis las poblaciones de linfocitos T CD4+ (D) y T CD8+ (E). Las poblaciones así seleccionadas, se estudiaron para

su unión a Anexina V, e incorporación de yoduro de propidio. En los gráficos D y E los eventos en el cuadrante IV,

representan las células en Apoptosis Temprana (solo positivas para Anexina V); los del cuadrante I, las células en

Necrosis (solo positivas para yoduro de propidio); las de cuadrante II, las células en Apoptosis Tardía (positivas

tanto para Anexina V como para yoduro de propidio) y las del cuadrante III, las células Viables (negativas tanto para

Anexina V como para yoduro de propidio).

Apoptosis Apoptosis

2.1%

I

III

II

IV

D

0.7%

II

IV

I

III

E

Yo

du

ro d

e

P

rop

idio

Anexina V-FITC

Linfocitos Totales

A

B

CD3 PerCP

CD

4 A

PC

Linfocitos T CD4+

C

CD3 PerCP

CD

8 A

PC

Linfocitos T CD8+

54

Apoptosis ex vivo: Al analizar las células que circulaban en sangre periférica de

los individuos de los distintos grupos de estudio, se observó que los porcentajes de

apoptosis temprana tanto de linfocitos T CD4+ como CD8+, fueron relativamente

bajos, con valores que fueron en promedio iguales o menores al 3%, en la mayoría

de los grupos. En la población de linfocitos T CD4+ el grupo P1C presentó valores de

apoptosis significativamente mayores con respecto a los grupos C1 y P2C (Fig. 30A),

mientras que en la población CD8+ presentó valores significativamente menores

con respecto a P2C (Fig. 30B).

Figura 30- Apoptosis ex vivo de linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica: se presentan los

resultados (las líneas negras horizontales representan el promedio) del porcentaje de apoptosis

temprana (ver Fig. 10) de los linfocitos T CD4+ (A) y T CD8+ (B) de sangre periférica, en los distintos

grupos de estudio.

Linfocitos T CD8+

Po

rcen

taje

de A

po

pto

sis

(A

nexin

a V

)

0

1

2

3

4

5

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

B

Linfocitos T CD4+

Po

rcen

taje

de A

po

pto

sis

(A

ne

xin

a V

)

0

1

2

3

4

5

6

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

A

55

En la Figura 31 se puede ver un ejemplo del análisis citométrico que permite analizar la

expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T de sangre periférica.

Figura 31- Expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T de sangre periférica: Muestras de sangre

periférica de los individuos participantes fueron incubadas, en combinaciones apropiadas, con anticuerpos

monoclonales anti-CD3-PerCP, anti-CD4-APC, anti-CD8-APC, anti-CD45RA-FITC y anti-CD45RO-PE; adquiridas en un

citómetro FACScalibur (BD) y analizadas con el programa Cell Quest (BD). En base a las características de dispersión

frontal (FSC) y lateral (SSC), y la expresión de CD3, CD4 y CD8 (A, B y C), se identificaron y seleccionaron para su

análisis las poblaciones de linfocitos T CD4+ (D y E) y T CD8+ (F y G). Las poblaciones así seleccionadas, se estudiaron

para su expresión de CD45RA (D y F) y CD45RO (E y G), expresando los resultados, en cada caso, como porcentaje de

células positivas para cada población en particular (ver números en color azul, cuadrantes superiores derechos, D-G).

CD

4

51.1%

D

CD45 RA

CD

8

26.9%

F

CD45 RA

63.3%

G

CD45 RO

37.0%

E

CD45 RO

Linfocitos Totales

A

B

CD3 PerCP

CD

4 A

PC

Linfocitos T CD4+

C

CD3 PerCP

CD

8 A

PC

Linfocitos T CD8+

56

Expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T: La expresión de CD45RA y

CD45RO en linfocitos T se utilizó como una medida relativa de la población de

células vírgenes y de memoria, respectivamente251. Al evaluar los porcentajes de

expresión de CD45RA en la población de linfocitos T CD4+ de sangre periférica, se

observaron valores significativamente menores en los grupos con mayor progresión

de la infección viral (P1C y P2C) con respecto a los grupos con menor progresión

(P1A y P2A, respectivamente, Fig. 32A). Por su parte, en todos los grupos de

pacientes se observaron mayores valores en los porcentajes de expresión de

CD45RO en la población de linfocitos T CD4+ que en los grupos Control (diferencias

estadísticamente significativas para los grupos P2B y P2C, Fig. 32B). La dinámica de

la expresión de las moléculas CD45RA y CD45RO en la población CD4+ (Fig. 32A y

32B), sugiere que la disminución de células vírgenes en esta población es mayor

que la de células de memoria, al progresar la infección viral, con disminución de la

relación CD45RA/CD45RO (Fig. 34A). Cuando se compararon los valores de

recuento de linfocitos T CD4+/CD45RA+ y T CD4+/CD45RO+ de sangre periférica,

se pudo constatar que todos los grupos de pacientes infectados con VIH-1

presentaron valores menores a los de sus grupos Control respectivos (Fig. 32C y D),

lo cual se corresponde con la disminución de la población de células T CD4+ totales

(Fig. 20B). Al evaluar la población de linfocitos T CD8+, los porcentajes de

expresión de la molécula CD45RA fueron menores en los pacientes VIH-1+

(diferencias significativas para P1A, P1B, P1C y P2C, Fig. 33A) y los de CD45RO

mayores (diferencias significativas para todos los grupos de pacientes, Fig. 33B)

con respecto a sus grupos Control, con valores de relación CD45RA/CD45RO

menores en todos los grupos de pacientes, evidenciando una mayor proporción de

células de memoria en éstos, con respecto a sus grupos Control (Fig. 34B). Los

recuentos de linfocitos T CD8+ que expresaban CD45RA presentaron un discreto

aumento en los pacientes infectados con VIH-1, con diferencia significativa con

respecto al Control solo en los grupos P2A y P2B (Fig. 33C). Por su parte los

recuentos de linfocitos T CD8+ que expresaban la molécula CD45RO, fueron

consistente y significativamente mayores en todos los grupos de pacientes

infectados con VIH-1 al compararlos con los individuos no infectados (Fig. 33D),

evidenciando que el principal grupo celular que contribuye con el aumento del

recuento de células T CD8+ asociado a la infección por VIH-1 posee marcadores

fenotípicos de células de memoria. Por último, al comparar los porcentajes y

recuentos de linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica que expresaban las

moléculas CD45RA y CD45RO, no se observaron diferencias significativas al

comparar a los grupos de individuos con serología positiva para T. gondii y sus

grupos homólogos con serología negativa para el parásito (C1 vs. C2, P1A vs. P2A,

P1B vs. P2B y P1C vs. P2C).

57

Linfocitos T CD4+ de Sangre Periférica

Expresión de CD45RAE

xp

res

ión

de

CD

45

RA

(%

)

10

20

30

40

50

60

(VIH+/T.gondii-) (VIH+/T.gondii+)C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

(Control)(Control)

*

**

* p<0.05

A Linfocitos T CD4+ de Sangre Periférica

Expresión de CD45RO

Ex

pre

sió

n d

e C

D4

5R

O (

%)

30

40

50

60

70

80

90

(VIH+/T.gondii-) (VIH+/T.gondii+)C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

(Control)(Control)

**

* p<0.05

B

Recuento

CD

4+

/CD

45

RA

+ (

/l)

0

100

200

300

400

500

600

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

* p<0.05

*

**

*

**

**

C Recuento

CD

4+

/CD

45

RO

+ (

/l)

200

400

600

800

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

**

*

**

**

*

*

D

Figura 32- Expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T CD4+ de sangre periférica: se presentan los resultados (las líneas negras horizontales

representan los promedio) del porcentaje (A y B) y recuento (C y D) de linfocitos T CD4+ de sangre periférica que expresan las moléculas CD45RA (A y C) y CD45RO (B

y D) en los distintos grupos de estudio, como una medida relativa de células vírgenes y de memoria, respectivamente.

58

Linfocitos T CD8+ de Sangre Periférica

Expresión de CD45RAE

xp

res

ión

de

CD

45

RA

(%

)

10

20

30

40

50

60

70

(VIH+/T.gondii-) (VIH+/T.gondii+)C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

(Control)(Control)

*

* p<0.05

**

*

*

A Linfocitos T CD8+ de Sangre Periférica

Expresión de CD45RO

Ex

pre

sió

n d

e C

D45

RO

(%

)

20

30

40

50

60

70

80

(VIH+/T.gondii-) (VIH+/T.gondii+)C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

(Control)(Control)

* p<0.05

**

*

**

*

B

Recuento

CD

8+

/CD

45

RO

+ (

/l)

200

400

600

800

1000

1200

1400

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

*

**

*

D Recuento

CD

8+

/CD

45

RA

+ (

/l)

0

200

400

600

800

1000

1200

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

* p<0.05*

*

C

Figura 33- Expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T CD8+ de sangre periférica: se presentan los resultados (las líneas negras horizontales

representan los promedio) del porcentaje (A y B) y recuento (C y D) de linfocitos T CD8+ de sangre periférica que expresan las moléculas CD45RA (A y C) y CD45RO

(B y D) en los distintos grupos de estudio, como una medida relativa de células vírgenes y de memoria, respectivamente.

59

Figura 34-Relación entre la expresión de CD45RA y CD45RO en linfocitos T CD4+ y T CD8+ de

sangre periférica: se presentan los resultados (las líneas negras horizontales representan los promedio) de la

relación entre el porcentaje de expresión de CD45RA y de CD45RO en los linfocitos T CD4+ (A) y T CD8+ (B) de

sangre periférica, en los distintos grupos de estudio, como una medida de la proporción de células vírgenes con

respecto a las de memoria.

Linfocitos T CD4+

Rela

ció

n C

D45R

A/C

D45R

O

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

* p<0.05

A

Linfocitos T CD8+

Re

lac

ión

CD

45

RA

/CD

45

RO

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

C1 C2 P1A P1B P1C P2A P2B P2C

**

*B

60

C. ESTUDIOS DE FUNCIONALIDAD DE LINFOCITOS T

Las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) de los individuos participantes en

el estudio se cultivaron por 72 horas en diferentes condiciones de estimulación, luego de lo

cual se recuperaron para evaluar, por citometría de flujo, la proliferación, producción de

perforina, muerte celular (apoptosis/necrosis) de linfocitos T, y producción de citoquinas;

obteniéndose los resultados presentados a continuación.

Proliferación de linfocitos T CD4+: cuando las PBMC de los individuos participantes

se estimularon con PHA, la proliferación de linfocitos T CD4+ presentó valores

significativamente mayores a las observadas en condiciones basales (Medio) (Fig. 35). Así, en

la condición sin estimulación (Medio) los porcentajes de proliferación estuvieron entre 1 y 4%,

mientras que en la condición estimulada con PHA se observaron proliferaciones por el rango

de 20-34%, sin evidenciarse diferencias significativas al comparar entre sí los diferentes

grupos de pacientes y controles. Por otra parte, en las condiciones estimuladas con antígenos

de T. gondii o de VIH-1 (SATg y Env, respectivamente), en general, los porcentajes de

proliferación fueron “bajos” (≤5%), sin llegar a ser significativamente distintos a los

observados en la condición basal (Medio).

Linfocitos T CD4+

Inc

orp

ora

ció

n d

e B

rdU

(%

)

0

10

20

30

40

50

C1

P1A

P1B

P1C

C2

P2A

P2B

P2C

Medio PHA SATg Env

*

+

p<0.05:

* : vs. Medio

* : vs. C1

+ : vs. P2A

*

**

* *

*

**

*

*

+ *+

*

Figura 35- Proliferación de linfocitos T CD4+: se presentan los resultados (promedio ± desviación estándar) de

la proliferación de linfocitos T CD4+, en poblaciones de PBMC cultivadas por 72 horas sin estimulación (Medio) ó en

presencia de fitohemaglutinina (PHA, 5 g/ml), extracto crudo de taquizoítos de T. gondii (SATg, 1 g/ml) ó

glicoproteína recombinante Env de VIH-1 (Env, 1 g/ml). Controles: C1 (VIH-/T. gondii-; n=10) y C2 (VIH-/T. gondii+;

n=12); Pacientes: P1A (VIH+/T. gondii-; CD4>350/l; n=10), P1B (VIH+/T. gondii-; CD4:200-350/l; n=15), P1C

(VIH+/T. gondii-; CD4<200/l; n=7), P2A (VIH+/T. gondii+; CD4>350/l; n=12), P2B (VIH+/T. gondii+; CD4:200-350/l;

n=14), P2C (VIH+/T. gondii+; CD4<200/l; n=8). Los grupos se compararon utilizando las pruebas de ANOVA ó Kruskal-

Wallis, con pruebas de comparación múltiple de Bonferroni ó Dunn, respectivamente, según fuese apropiado. Se

consideraron significativos valores de p<0.05.

61

Proliferación de linfocitos T CD8+: en las condiciones cultivadas en presencia de

PHA, la proliferación de linfocitos T CD8+ de pacientes (P1 y P2) y controles (C1 y C2)

fue significativamente mayor con respecto a la de la condición Control (Medio), sin

embargo se observó una tendencia (significativa para P2A y P2C) de que los pacientes

(P1 y P2) presentaran menores porcentajes de proliferación en comparación a los

controles (C1 y C2) (Fig. 36). En las condiciones bajo estímulo con SATg y Env, los

porcentajes de proliferación para pacientes y controles fueron relativamente bajos

(entre 2 y 6%), sin diferenciarse en forma significativa a los valores observados en la

condición Control (Medio).

Figura 36- Proliferación de linfocitos T CD8+: se presentan los resultados (promedio ± desviación

estándar) de la proliferación de linfocitos T CD8+, en poblaciones de PBMC cultivadas por 72 horas

en distintas condiciones de estimulación.

Linfocitos T CD8+

Inco

rpo

ració

n d

e B

rdU

(%

)

0

10

20

30

40

50

C1

P1A

P1B

P1C

C2

P2A

P2B

P2C

Medio PHA SATg Env

+

*

* *

+

p<0.05:

* : vs. Medio

* : vs. C1

* : vs. P1A

+ : vs. C2

+ : vs. P2A

**

*

**

+

*+

*+

*

*

62

Producción de perforina por linfocitos T CD8+: al evaluar por citometría de

flujo la expresión de perforina en linfocitos T CD8+, se evidenció que la estimulación

con PHA por 72 horas aumentaba significativamente dicha expresión en los grupos

Control (C1 y C2) y en los grupos de pacientes con recuentos de linfocitos T CD4+

mayores a 200 células/l (P1A, P2A, P1B y P2B); mientras que en los pacientes más

inmunocomprometidos (P1C y P2C) esta expresión no se incrementó

significativamente por la estimulación con PHA, presentando valores más bajos a los

de los demás grupos de estudio (diferencia significativa para P2C) (Fig. 37). Para las

condiciones cultivadas en presencia de SATg y Env, no se observaron incrementos

significativos en la expresión de perforina en ninguno de los grupos de estudio.

Linfocitos T CD8+

Pe

rfo

rin

a (

%)

0

10

20

30

40

50

60

70C1

P1A

P1B

P1C

C2

P2A

P2B

P2C

Medio PHA SATg Env

p<0.05:

*: vs. Medio

+ : vs. P2A

+ : vs. P2B

*

++

*

*

*

*

*

Figura 37- Producción de perforina en linfocitos T CD8+: se presentan los resultados (promedio

± desviación estándar) de la expresión de perforina en linfocitos T CD8+, en poblaciones de PBMC

cultivadas por 72 horas en distintas condiciones de estimulación.

63

Apoptosis y necrosis de Linfocitos T CD4+: los resultados se presentan, de

acuerdo al análisis citométrico presentado en la Figura 29, como apoptosis temprana

(eventos solamente positivos para Anexina V), necrosis (eventos solamente positivos

para yoduro de propidio), apoptosis tardía (eventos positivos tanto para Anexina V

como para yoduro de propidio) y mortalidad total (referida en esta sección como la

sumatoria de apoptosis temprana + apoptosis tardía + necrosis).

Apoptosis Temprana: La estimulación con PHA se asoció con aumentos

significativos de la apoptosis temprana de los linfocitos T CD4+ de pacientes (P1 y

P2) y controles (C1 y C2) al comparar con la condición sin estimulación (Medio)

(Fig. 38A). En las demás condiciones de cultivo, incluyendo la condición sin

estimulación (Medio), los pacientes con menores recuentos de linfocitos T CD4+

presentaron mayores valores de apoptosis temprana que el resto de los grupos de

estudio (diferencia significativa para P2C en las condiciones Medio y Env).

Necrosis: La estimulación con PHA se asoció con la tendencia presentar mayores

porcentajes de necrosis en linfocitos T CD4+ de pacientes y controles (diferencia

significativa para C1, C2, P2A y P2B) al comparar con la condición sin estimulación

(Medio) (Fig. 38B). En las condiciones Medio, SATg y Env se observó la tendencia a

que los pacientes con menores recuentos de linfocitos T CD4+ presentaran

mayores porcentajes de necrosis de linfocitos T CD4+ (diferencia significativa para

P2C en la condición Medio).

Apoptosis Tardía: La apoptosis tardía de linfocitos T CD4+ de pacientes y

controles fue significativamente mayor en los cultivos estimulados con PHA, al

compararla con la condición sin estimulación (Medio) (Fig. 38C). Así mismo, en las

condiciones Medio, SATg y Env, los pacientes con menores recuentos de linfocitos T

CD4+ presentaron porcentajes de apoptosis tardía de linfocitos T CD4+

significativamente mayores al resto de los grupos de estudio.

Mortalidad Total: la mortalidad total de linfocitos T CD4+ (sumatoria de apoptosis

temprana + apoptosis tardía + necrosis) presentó el mismo esquema de los eventos

anteriormente descritos, es decir, valores significativamente mayores para

pacientes y controles al ser estimulados con PHA y valores significativamente

mayores para los pacientes con menores recuentos de linfocitos T CD4+ en las

condiciones Medio, SATg y Env (Fig. 38D).

64

Linfocitos T CD4+

Necrosis

Ne

cro

sis

(%

)Y

od

uro

de P

rop

idio

(+

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Medio PHA SATg Env

*

+

**

*

*

B

Mortalidad Total

Mo

rtalid

ad

To

tal (%

)(A

po

pto

sis

+ N

ec

ros

is)

0

20

40

60

80

100

C1

P1A

P1B

P1C

C2

P2A

P2B

P2C

Medio PHA SATg Env

*

+

*

*

*

**

**

*

+

+

**

**

+

++

+

D

Linfocitos T CD4+

Apoptosis Temprana

Ap

op

tosis

Tem

pra

na (

%)

An

ex

ina

V (

+)

0

10

20

30

40

50

Medio PHA SATg Env

*

+

*

**

*

*

+

++

p<0.05:

* : vs. Medio

* : vs. C1

* : vs. P1A

* : vs. P1C

+ : vs. C2

+ : vs. P2A

+ : vs. P2B

*

**

*

A

Apoptosis Tardía

Ap

op

tos

is T

ard

ía (

%)

An

ex

ina

V (

+)/

Yo

du

ro d

e P

rop

idio

(+

)

0

10

20

30

40

50

60

Medio PHA SATg Env

*

+

*

*

*

*

+

*

+

*

*

*

*

*

*

+

***

+++

C

Figura 38- Apoptosis y necrosis de linfocitos T CD4+: se presentan los resultados (promedio ± desviación estándar), obtenidos por citometría de

flujo, de la Apoptosis Temprana (eventos Anexina V +) (A), la Necrosis (eventos Yoduro de Propidio +) (B), la Apoptosis Tardía (eventos Anexina

V+/Yoduro de Propidio +) (C) y la Mortalidad Total (Apoptosis Temprana + Apoptosis Tardía + Necrosis) (D) de linfocitos T CD4+, en poblaciones de

PBMC cultivadas por 72 horas en distintas condiciones de estimulación.

65

Apoptosis y necrosis de linfocitos T CD8+: los resultados para linfocitos T CD8+

también se presentan como apoptosis temprana (eventos solamente positivos para

Anexina V), necrosis (eventos solamente positivos para yoduro de propidio), apoptosis

tardía (eventos positivos tanto para Anexina V como para yoduro de propidio) y

mortalidad total (referida en esta sección como la sumatoria de apoptosis temprana +

apoptosis tardía + necrosis).

Apoptosis Temprana: La estimulación con PHA se asoció con aumentos

significativos de la apoptosis temprana de los linfocitos T CD8+ de pacientes (P1 y

P2) y controles (C1 y C2) al comparar con la condición sin estimulación (Medio)

(Fig. 39A). En las demás condiciones de cultivo (Medio, SATg y Env) no se

observaron diferencias significativas para los valores de apoptosis temprana de

linfocitos T CD8+ entre los distintos grupos de estudio.

Necrosis: Los linfocitos T CD8+ de pacientes y controles presentaron bajos

porcentajes de necrosis (promedios <8%) en todas las condiciones de estimulación

estudiadas, sin presentar, en general, diferencias significativas entre los diferentes

grupos de estudio y tampoco al comparar con la condición sin estimulación

(Medio) (Fig. 39B).

Apoptosis Tardía : La apoptosis tardía de linfocitos T CD8+ de pacientes y

controles fue significativamente mayor en los cultivos estimulados con PHA, al

comparar con la condición sin estimulación (Medio) (Fig. 39C). En las condiciones

Medio, SATg y Env, en general, no se observaron diferencias significativas en los

valores de apoptosis tardía de linfocitos T CD8+ entre los distintos grupos de

estudio.

Mortalidad Total: la mortalidad total de linfocitos T CD8+ (sumatoria de apoptosis

temprana + apoptosis tardía + necrosis) presentó, así mismo, valores

significativamente mayores en pacientes y controles al ser estimulados con PHA

(Fig. 39D). Por otra parte, en las condiciones Medio, SATg y Env, en general, no se

observaron diferencias significativas entre los distintos grupos de estudio.

66

Linfocitos T CD8+

Apoptosis TempranaA

po

pto

sis

Tem

pra

na (

%)

An

exin

a V

(+

)

0

10

20

30

40

Medio PHA SATg Env

*

**

p<0.05:

* : vs. Medio

* : vs. C1

* : vs. P1A

*

*

*

*

A Linfocitos T CD8+

Necrosis

Ne

cro

sis

(%

)

Yo

du

ro d

e P

rop

idio

(+

)

0

2

4

6

8

10

12

14

Medio PHA SATg Env

*

*

**

B

Apoptosis Tardía

Ap

op

tos

is T

ard

ía (

%)

An

exin

a V

(+

)/Y

od

uro

de P

rop

idio

(+

)

0

10

20

30

40

Medio PHA SATg Env

*

**

*

*

*

***

*

C Mortalidad Total

Mo

rta

lid

ad

To

tal

(%)

(Ap

op

tos

is +

Ne

cro

sis

)

0

20

40

60

80C1

P1A

P1B

P1C

C2

P2A

P2B

P2C

Medio PHA SATg Env

*

**

*

*

**

**

D

Figura 39- Apoptosis y necrosis de linfocitos T CD8+: se presentan los resultados (promedio ± desviación estándar), obtenidos por citometría de flujo,

de la Apoptosis Temprana (eventos Anexina V +) (A), la Necrosis (eventos Yoduro de Propidio +) (B), la Apoptosis Tardía (eventos Anexina V+/Yoduro de

Propidio +) (C) y la Mortalidad Total (Apoptosis Temprana + Apoptosis Tardía + Necrosis) (D) de linfocitos T CD8+, en poblaciones de PBMC cultivadas por

72 horas en distintas condiciones de estimulación.

67

Producción de citoquinas ex vivo e in vitro: La determinación de citoquinas se

hizo por citometría de flujo, utilizando y siguiendo las instrucciones de un estuche

comercial (Fig. 40).

Perlas

FSC

A

SSC

MFI

(FL

2)

Concentración (pg/ml)

Curva de Calibración - IFN-

E

FL3

FL2

B Patrón 1 (0 pg/ml) C D Patrón 4 (80 pg/ml) Patrón 9 (2.500 pg/ml)

IL-2

IL-6

IFN-

IL-4

IL-6

IL-10

TNF-

IFN-

IL-6

IL-10

TNF-

IL-2

IL-4

IL-10

IL-2

IL-4

IFN-

TNF-

Figura 40-Determinación de citoquinas por citometría de flujo: La determinación de citoquinas

en plasma y sobrenadante de cultivos de células mononucleares de sangre periférica de los individuos

participantes, se hizo por citometría de flujo, utilizando y siguiendo las instrucciones de un estuche

comercial (Human Th1-Th2 Cytokine Kit-CBA-Becton Dickinson). Brevemente, el estuche comercial provee 6

poblaciones de perlas (A1, A2, A3, A4, A5 y A6), con fluorescencias discretas que pueden ser resueltas en el

canal de fluorescencia FL3 del citómetro. Cada población de perlas tienen unida a su superficie anticuerpos

de captura específicos a una de las 6 citoquinas a evaluar (IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF- e IFN-,

respectivamente). El estuche comercial también provee anticuerpos detectores, específicos para cada una

de las seis citoquinas, los cuales están acoplados al fluorocromo ficoeritrina (PE), por lo que pueden ser

resueltos en el detector de fluorescencia FL2 del citómetro. El principio del ensayo es que al incubar

simultáneamente las muestras a evaluar con las perlas de captura y los anticuerpos detectores, las

citoquinas presentes en las muestras se unen a su población de perlas específicas por medio de los

anticuerpos de captura y dicha unión se evidencia por los anticuerpos detectores, que también se unen al

complejo. En la figura se presenta (A) un gráfico de puntos con las señales de dispersión frontal (FSC) y

lateral (SSC) de las perlas de captura, que permite seleccionar la región o eventos a analizar en los

siguientes gráficos (región de Perlas en color rojo). La región de Perlas así seleccionada es entonces

analizada en el detector de fluorescencia FL3 (B, C y D; eje vertical de los gráficos), lo que permite separar

seis poblaciones discretas de perlas, correspondientes a cada citoquina a evaluar (representadas como

eventos de color verde claro, fucsia, azul claro, anaranjado, azul oscuro y verde oscuro). La intensidad de

fluorescencia promedio (MFI) de cada población en FL2 (B, C y D; eje horizontal de los gráficos), será

proporcional a la cantidad de citoquina presente en la muestra (en B, C y D se representan,

respectivamente, los resultados de tres Patrones de Calibración, con concentraciones conocidas de 0, 80 y

2.500 pg/ml para cada citoquina). La utilización de Patrones de Calibración permite calcular la

concentración presente en las muestras (E, curva de calibración típica para IFN-).

68

Las concentraciones de IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF- e IFN- fueron determinadas

en el plasma y en los sobrenadantes de cultivo de células mononucleares de sangre

periférica (PBMC) de los distintos grupos de estudio. En el análisis de los resultados

de estos experimentos, los grupos de pacientes (P1 y P2) se dividieron en dos

subgrupos cada uno, en base a su recuento de linfocitos T CD4+ en sangre

periférica: Subgrupo A (CD4>350/uL) y Subgrupo B/C (CD4<350/uL).

Determinación de citoquinas en plasma sanguíneo

En el plasma de los individuos participantes se observaron valores basales/bajos

para la concentración de IL-2, IL-4, IL-10 y TNF- (Fig. 41), sin evidenciarse

diferencias estadísticamente significativas entre los distintos grupos de estudio. Para

IL-6 se observó una tendencia a que los grupos de pacientes P1 y P2 presentaran

valores mayores a sus controles sin infección viral (C1 y C2, respectivamente), con

diferencia estadísticamente significativa para P2-B/C. Por otra parte, las muestras de

plasma de los pacientes P1 y P2, presentaron valores significativamente mayores de

IFN- que sus respectivos controles sin infección viral.

Figura 41- Determinación de citoquinas en plasma sanguíneo: se presentan los resultados (promedio ±

desviación estándar) de la determinación de la concentración de IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF- e IFN- en el plasma

sanguíneo de los individuos de los distintos grupos de estudio. Controles: C1 (VIH-/T. gondii-; n=5) y C2 (VIH-/T.

gondii+; n=9); Pacientes: P1-A (VIH+/T. gondii-; CD4>350/L; n=6), P1-B/C (VIH+/T. gondii-; CD4<350/L; n=7),

P2-A (VIH+/T. gondii+; CD4>350/L; n=8), P2-B/C (VIH+/T. gondii+; CD4<350/L; n=13).

Citoquinas en Plasma

Co

nc

en

tra

ció

n (p

g/m

l)

0

10

20

30

40

60

80

100

120

C1

P1-A

P1-B/C

C2

P2-A

P2-B/C

IL-4 IL-6 IL-10 TNF- IFN-IL-2

p<0.05:

: vs. C1

: vs. C2

69

Determinación de citoquinas en sobrenadantes de cultivo

Las PBMC de los individuos participantes fueron cultivadas por 72 horas en

condiciones basales (Control sin estimulación, referido en adelante como la condición

Medio) o en presencia de fitohemaglutinina (PHA, 5 g/mL), extracto crudo de

taquizoítos de T. gondii, cepa RH (SATg, 1 g/mL) o glicoproteína recombinante Env

de VIH-1 (Env, 1 g/mL), luego de lo cual fueron recuperados los sobrenadantes libres

de células, separándolos en alícuotas y congelándolos a -80º C, hasta su

procesamiento.

Determinación de IL-2 en sobrenadantes de cultivo: Las PBMC del grupo

control C2 (VIH-/T. gondii+) estimuladas con SATg por 72 horas, produjeron una

mayor cantidad de IL-2 que la de cualquiera de los demás grupos, con diferencias

estadísticamente significativas (Fig. 42). Por su parte las PBMC de los pacientes P2

(VIH+/T. gondii+), también estimuladas con SATg, presentaron concentraciones de IL-

2 significativamente menores a los del grupo C2, desde etapas iniciales de la infección

viral. No se observaron diferencias significativas, en estas condiciones de estimulación

con SATg, entre la producción de IL-2 de los grupos P2 (P2A y P2-B/C) y la de sus

grupos P1 homólogos (P1A y P1-B/C, respectivamente). Cabe destacar que en ninguna

de las otras condiciones de estimulación (PHA y Env) se observó un aumento

significativo en la producción de IL-2, en ninguno de los grupos evaluados. Es de hacer

notar que la IL-2 es una citoquina de respuesta temprana, por lo que no se puede

descartar que alguno de los estímulos utilizados sea capaz de inducir la producción de

esta citoquina en las primeras horas de incubación (entre 4 y 24 horas de cultivo, por

ejemplo).

Producción de IL-2

IL-2

(p

g/m

l)

0

10

20

30

40

60

80

100

120

140

160 C1

P1-A

P1-B/C

C2

P2-A

P2-B/C

PHA SATg EnvMedio

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. C1

: vs. C2

Figura 42- Determinación de IL-2 en sobrenadantes de cultivo de PBMC: se presentan los

resultados (promedio ± desviación estándar) de la determinación de IL-2 en los sobrenadantes de PBMC de los

distintos grupos de estudio, cultivadas por 72 horas sin estimulación (Medio) ó en presencia de

fitohemaglutinina (PHA, 5 g/mL), extracto crudo de taquizoítos de T. gondii (SATg, 1 g/mL) ó glicoproteína

recombinante Env de VIH-1 (Env, 1 g/mL).

70

Determinación de IL-4 en sobrenadantes de cultivo: Todos los grupos de

estudio presentaron valores bajos/basales de IL-4, independientemente de la

condición de estimulación de los cultivos, sin encontrarse diferencias estadísticamente

significativas al comparar con el control sin estimulación (Medio) o al comparar a los

grupos entre sí (Fig. 43). Si bien las PBMC estimuladas con PHA tuvieron la tendencia

a presentar mayores concentraciones de IL-4 que en el resto de las condiciones, sin

embargo la diferencia no llegó a ser estadísticamente significativa.

Producción de IL-4

IL-4

(p

g/m

l)

0

5

10

15

20

C1

P1-A

P1-B/C

C2

P2-A

P2-B/C

PHA SATg EnvMedio

Figura 43- Determinación de IL-4 en sobrenadantes de cultivo dePBMC: se presentan los

resultados (las barras representan los promedio ± desviación estándar) de la determinación de IL-4

en los sobrenadantes de PBMC de los distintos grupos de estudio, cultivadas por 72 horas en distintas

condiciones de estimulación.

71

Determinación de IL-6 en sobrenadantes de cultivo: Se observó una tendencia

a que las PBMC de todos los grupos de estudio, en todas las condiciones de

estimulación, incluyendo la condición basal control (Medio), presentaran una alta

producción de IL-6 (Fig. 44). Se observaron concentraciones particularmente altas,

con diferencias estadísticamente significativas, en las condiciones PHA y Env,

sugiriendo que en estas condiciones hay una mayor inducción de la producción de IL-

6. Sin embargo, las altas concentraciones observadas en las otras condiciones,

incluyendo la condición sin estimulación, sugieren la presencia de algún factor en el

modelo experimental, distinto a las variables estudiadas, que induce dicha producción.

Producción de IL-6

IL-6

(p

g/m

l)

0

1500

3000

4500

6000

7500

C1

P1-A

P1-B/C

C2

P2-A

P2-B/C

PHA SATg EnvMedio

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. C1

Figura 44- Determinación deIL-6 en sobrenadantes de cultivo de PBMC: se presentan los resultados

(las barras representan los promedio ± desviación estándar) de la determinación de IL-6 en los

sobrenadantes de PBMC de los distintos grupos de estudio, cultivadas por 72 horas en distintas

condiciones de estimulación.

72

Determinación de IL-10 en sobrenadantes de cultivo: Todos los grupos de

estudio, estimulados con PHA, presentaron concentraciones significativamente

mayores de IL-10 con respecto a sus respectivos controles sin estimulación (Medio)

(Fig. 45). Las PBMC de los grupos C2, P2-B/C y P1A, estimuladas con SATg,

presentaron una producción significativamente incrementada de IL-10 con respecto a

sus respectivos controles sin estimulación (Medio), mientras que la producción de C2

fue significativamente mayor con respecto a la de C1. Por su parte la estimulación con

Env, indujo una producción significativamente mayor de IL-10 en los pacientes

(excepto para P1A), al compararlos con sus controles sin infección viral (C1 y C2) y las

células no estimuladas (Medio). Al comparar los grupos homólogos de pacientes (P1A

vs. P2A, P1B/C vs. P2B/C), en las diferentes condiciones de estimulación, no se

observaron diferencias estadísticamente significativas en la producción de IL-10,

aunque se observó una menor producción en los grupos P2 al compararlos con P1 en

la condición Env.

Producción de IL-10

IL-1

0 (

pg

/ml)

0

100

200

300

400

500

1000

1500

2000

2500C1

P1-A

P1-B/C

C2

P2-A

P2-B/C

PHA SATg EnvMedio

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. C1

: vs. C2

Figura 45- Determinación de IL-10 en sobrenadantes de cultivo de PBMC: se presentan los

resultados (las barras representan los promedio ± desviación estándar) de la determinación de IL-10 en

los sobrenadantes de PBMC de los distintos grupos de estudio, cultivadas por 72 horas en distintas

condiciones de estimulación.

73

Determinación de TNF- en sobrenadantes de cultivo: Las PBMC de todos los

grupos (excepto P1A), estimuladas con PHA, produjeron concentraciones

significativamente mayores de TNF- que las de sus respectivas condiciones sin

estimulación (Medio) (Fig. 46). En estas condiciones de estimulación con PHA, los

pacientes P1 y P2, presentaron concentraciones significativamente mayores (excepto

P2-B/C) de TNF- que sus respectivos controles sin infección viral, C1 y C2. Las PBMC

del grupo C2 estimuladas con SATg por 72 horas, presentaron una producción

significativamente mayor de TNF- que las del grupo C1 y que las mismas células C2

cultivadas en la condición sin estimulación (Medio). Aunque en los grupos de pacientes

P2 cultivados en presencia de SATg se observaron concentraciones mayores de TNF-

que las de P1, y que las de P2 cultivados sin estímulo (Medio) (diferencia significativa

para P2-B/C), sin embargo, sus concentraciones también tendieron a ser menores a las

del grupo C2. Las PBMC de los pacientes P1 y P2, cultivadas bajo estimulación con Env

por 72 horas, presentaron mayores concentraciones de TNF- que sus respectivos

controles sin infección viral (C1 y C2) (significativo para P1-B/C y P2A) y sin

estimulación (Medio) (significativo para P2A).

Producción de TNF-

TN

F-

(p

g/m

l)

0

50

100

150

200

250

500

1000

1500

2000

2500 C1

P1-A

P1-B/C

C2

P2-A

P2-B/C

PHA SATg EnvMedio

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. C1

: vs. C2

Figura 46- Determinación de TNF- en sobrenadantes de cultivo de PBMC: se presentan los

resultados (las barras representan los promedio ± desviación estándar) de la determinación de

TNF- en los sobrenadantes de PBMC de los distintos grupos de estudio, cultivadas por 72 horas en

distintas condiciones de estimulación.

74

Determinación de IFN- en sobrenadantes de cultivo: Las PBMC de todos los

grupos (excepto C1), estimuladas con PHA, presentaron una producción de IFN-

significativamente mayor que las de sus respectivos controles sin estimulación

(Medio) (Fig. 47). Bajo estimulación con SATg, las PBMC de C2 presentaron una

producción de IFN- significativamente mayor que las de C1 y que las de su control sin

estimulación (Medio). Las PBMC de P2 estimuladas con SATg presentaron una mayor

producción de IFN- que las de P1 y las de sus respectivos controles sin estimulación

(Medio), pero su producción fue significativamente menor a las de C2, desde etapas

iniciales de la infección viral. Ninguno de los grupos, bajo estimulación con Env,

mostró diferencias significativas en la producción de INF- con respecto a sus

controles sin estimulación (Medio).

Producción de IFN-

IFN

- (

pg

/ml)

0

250

500

750

1000

15000

30000

45000

60000

75000

C1

P1-A

P1-B/C

C2

P2-A

P2-B/C

PHA SATg EnvMedio

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. C1

: vs. C2

Figura 47- Determinación de IFN- en sobrenadantes de cultivo de PBMC: se presentan los

resultados (las barras representan los promedio ± desviación estándar) de la determinación de IFN-

en los sobrenadantes de PBMC de los distintos grupos de estudio, cultivadas por 72 horas en distintas

condiciones de estimulación.

75

II. EVALUACIÓN DE EFECTOS NEUROTÓXICOS DE VIH-1 Y

Toxoplasma gondii EN CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO

CENTRAL Para evaluar los efectos neurotóxicos producidos por la presencia simultánea de

VIH y T. gondii en células del sistema nervioso central (CNS) se utilizaron cultivos

primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley. Estos cultivos

consistían en poblaciones heterogéneas de células nerviosas que crecían en forma

de monocapa confluente. Las células se cultivaban por 3, 5 y 7 días, en seis

condiciones distintas: la primera era la condición Control (referida también como

Medio), en la cual los cultivos primarios no se sometían a estimulación/infección

por los agentes patógenos, sino que se cultivaban en condiciones basales, en medio

RPMI-10% SFB, a una temperatura de 37º C y una atmósfera con 5% de CO2. La

segunda condición se realizaba en presencia de la glicoproteína de la envoltura

viral, gp41, a una concentración 10nM. La tercera condición era en presencia de

VIH-1IIIB, con 1.9 x 109 partículas virales/ml. En la cuarta condición las células eran

infectadas con taquizoítos de la cepa RH de T. gondii, a una relación parásito/célula

nerviosa de 1/250. La quinta condición se realizaba en presencia simultánea de

gp41 (10 nM) y T. gondii (1/250) y la sexta condición en presencia simultánea de

VIH-1IIIB (1.9 x 109 partículas virales/ml) y T. gondii (1/250). Se evaluó entonces,

cómo se modificaba el microambiente de los cultivos en las distintas condiciones,

con especial énfasis en la producción de mediadores pro-inflamatorios (óxido

nítrico y diversas citoquinas), y cómo estos cambios en el microambiente afectaban

la sobrevida celular; parámetro que se evaluaba a través de la determinación del

recuento, viabilidad, apoptosis y necrosis de las células nerviosas. También se

evaluó cómo se modificaba la progresión de la infección de las células nerviosas por

T. gondii cuando dicha infección se realizaba en presencia simultánea de gp41 ó de

VIH-1. Esto se hizo mediante el recuento de los taquizoítos libres en los

sobrenadantes de los cultivos y la determinación, por análisis microscópico, del

porcentaje de células infectadas y del número de taquizoítos presentes en dichas

células infectadas. Los resultados obtenidos en estos experimentos se presentan a

continuación.

A. EVALUACIÓN DE EFECTOS NEUROTÓXICOS

Recuento de células nerviosas: Las células nerviosas de feto de rata cultivadas

en presencia únicamente de gp41, VIH-1 o T. gondii, presentaron disminución en el

recuento de células vivas, con diferencias estadísticamente significativas con

respecto a la condición Control, desde el día 5 de cultivo (Fig. 48A), indicando que la

presencia de estos agentes induce un efecto citotóxico. Sin embargo, cabe destacar,

que en las condiciones donde las células se cultivaron en presencia simultánea de

76

“gp41 y T. gondii” o de “VIH-1 y T. gondii”, la disminución del recuento fue mayor

que en cualquiera de las condiciones donde el cultivo era en presencia de sólo uno

de estos factores, con diferencias estadísticamente significativas en la condición

“VIH-1/T. gondii”, desde el día 3 de los cultivos (Fig. 48A), sugiriendo un aumento

del efecto citotóxico. La cinética de replicación de las células nerviosas también se

modificó por la presencia de los agentes evaluados: mientras que en la condición

Control el número de células aumentó significativamente a medida que

transcurrieron los días de cultivo, evidenciando replicación celular activa, en el

resto de las condiciones se observó una tendencia a la disminución (Fig. 48B), de

forma que se hace evidente que las diferencias en los recuentos celulares

observadas entre la distintas condiciones (Fig. 48A), son reflejo de la afectación de

un proceso celular dinámico. Así, en la condición de cultivo en presencia de T.

gondii, el día 5 el recuento celular es significativamente menor que en la condición

Control (Fig. 48A), pero es a su vez significativamente mayor que el recuento de la

misma “condición T. gondii” del día 3 (Fig. 48B), indicando que en esta condición

hubo replicación celular, aunque no tanto como en la condición Control; y que si

bien la infección por T. gondii genera destrucción celular, todavía en este punto no

se observa un efecto neto de disminución del recuento. Sin embargo el día 7 el

recuento en esta condición fue significativamente menor al del día 5 (y también al

del Control), indicando que en este punto el efecto de destrucción por la infección

parasitaria predomina sobre la replicación celular.

Figura 48. Recuento de células

nerviosas vivas en cultivos

primarios de células nerviosas de

rata en presencia de gp41, VIH-1

y/o T. gondii: Se presentan los

resultados (promedio ± desviación

estándar) de los recuentos de células

nerviosas vivas, en cultivos primarios de

células nerviosas de feto de rata

Sprague-Dawley, en condiciones Control

(Medio RPMI, 10% de SFB, n= 21) o en

presencia de gp41, 10 nM (n=9), VIH-

1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (n=12),

taquizoítos de la cepa RH de T. gondii,

relación parásito/célula nerviosa: 1/250

(n=21), gp41 y T. gondii

simultáneamente (n=9) o VIH-1 y T.

gondii simultáneamente (n=12), por 3,

5 y 7 días. En A se analizan las

diferencias entre las distintas

condiciones, cada día de cultivo, en B se

analizan los cambios de cada condición

a través de los tres días evaluados. Los

recuentos se expresan en células/pozo.

Recuento de Células Vivas

Re

cu

en

to (

lula

s/p

ozo

)

100x103

200x103

300x103

400x103

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3 (Medio)

: vs. día 3 (T. gondii)

: vs. día 5 (T. gondii)

B

Celulas Nerviosas de Rata

Recuento de Células Vivas

Recu

en

to (

célu

las

/po

zo

)

100x103

200x103

300x103

400x103

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05 :

: vs. Medio

: vs. VIH

: vs. T. gondii

: vs. gp41/T. gondii

A

77

Viabilidad de células nerviosas: en la condición en que las células nerviosas

fueron cultivadas en presencia simultánea de VIH-1 y T. gondii, se observó un

porcentaje significativamente mayor de células no viables (células que se teñían con

el colorante azul de tripano), al comparar, no solo con la condición Control, sino

también con el resto de las condiciones, desde el día 3 de los cultivos (Fig. 49A),

sugiriendo un ambiente más citotóxico en esta condición. Por otra parte, al

comparar el porcentaje de células no viables de cada condición de cultivo particular

los distintos días evaluados (comparando cada condición contra sí misma, los días 3,

5 y 7), no se observó modificación significativa en ninguna de las condiciones (Fig.

49B).

Figura 49. Viabilidad en

cultivos primarios de

células nerviosas de rata en

presencia de gp41, VIH-1

y/o T. gondii: Se presentan

los porcentajes (promedio ±

desviación estándar) de

células no viables (células que

incorporan azul de tripano)

en cultivos primarios de

células nerviosas de feto de

rata Sprague-Dawley en

condiciones: Control (Medio

RPMI, 10% de SFB, n= 21) o

en presencia de gp41, 10 nM

(n=9), VIH-1IIIB, 1.9 x 109

copias/mL (n=12),

taquizoítos de la cepa RH de

T. gondii, relación

parásito/célula nerviosa:

1/250 (n=21), gp41 y T.

gondii simultáneamente

(n=9) o VIH-1 y T. gondii

simultáneamente (n=12), por

3, 5 y 7 días. En A se analizan

las diferencias entre las

distintas condiciones, cada

día de cultivo, en B se

analizan los cambios de cada

condición a través de los tres

días evaluados.

Porcentaje de

Células Nerviosas No Viables

Cél.

No

Via

ble

s (

Azu

l d

e T

rip

an

o)

(%)

0

20

40

60

80

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

Cél. N

o V

iab

les (

Azu

l d

e T

rip

an

o)

(%)

B

Porcentaje de

Células Nerviosas No Viables

l. N

o V

iab

les

(A

zu

l d

e T

rip

an

o)

(%)

0

20

40

60

80

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. VIH

: vs. T.gondii

: vs. gp41/T.gondii

A

78

Necrosis de células nerviosas: al evaluar, por citometría de flujo, la necrosis de

células nerviosas, en base a la incorporación de yoduro de propidio, no se

observaron diferencias significativas entre las distintas condiciones de cultivo

ninguno de los días evaluados, si bien hubo en las condiciones “gp41”, “VIH” y

“VIH/T. gondii” mayores porcentajes de necrosis, especialmente hacia el día 7 (Fig.

50A), y en estas mismas condiciones se observaron aumentos de los porcentajes de

necrosis (diferencia significativa para la condición “gp41” el día 7) a medida que

avanzaban los días de cultivo (Fig. 50B). Llama la atención que el rango de valores

de necrosis obtenidos al evaluar la incorporación de yoduro de propidio (entre 1 y

4%, aproximadamente; Fig. 50) fuese significativamente menor al rango de células

no viables obtenido al evaluar la incorporación de azul de tripano (entre 20 y 60%,

aproximadamente; Fig. 49). Además de haberse utilizado dos metodologías

distintas (análisis microscópico vs. citometría de flujo), que utilizan a su vez dos

agentes diferentes (azul de tripano vs. yoduro de propidio), es importante resaltar

que la evaluación de la incorporación de azul de tripano se hizo en las células

nerviosas inmediatamente después de su recuperación de los pozos de cultivo por

tratamiento con tripsina, mientras que la evaluación de la incorporación de yoduro

de propidio se realizó luego de que estas células fueron sometidas a varios pasos de

incubación, lavado, fijación y permeabilización, que podrían potencialmente afectar

o lisar a las células más frágiles, entre las cuales estarían las células no viables

(positivas para azul de tripano).

Celulas Nerviosas de Rata

Necrosis

Necro

sis

(

)

(Yo

du

ro d

e P

rop

idio

)

0

2

4

6

8

10

12

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

ANecrosis de Células Nerviosas

(Cultivos Primarios de Celulas Nerviosas de Rata)

Ne

cro

sis

(

)

(Yo

du

ro d

e P

op

idio

)

0

2

4

6

8

10

12

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3 (gp41)

Celulas Nerviosas de Rata

Necrosis

Ne

cro

sis

(

)

(Yo

du

ro d

e P

op

idio

)

0

2

4

6

8

10

12 Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3 (gp41)

BNecrosis de Células Nerviosas

(Cultivos Primarios de Celulas Nerviosas de Rata)

Ne

cro

sis

(

)

(Yo

du

ro d

e P

op

idio

)

0

2

4

6

8

10

12

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3 (gp41)

Figura 50. Necrosis en cultivos primarios de células nerviosas de rata en presencia de

gp41, VIH-1 y/o T. gondii: Se presentan los resultados (promedio ± desviación estándar) de necrosis

en cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley en distintas condiciones. En A se

analizan las diferencias entre las distintas condiciones, cada día de cultivo, en B se analizan los cambios de

cada condición a través de los tres días evaluados. La necrosis se expresa como porcentaje de células que

captan el yoduro de propidio, y se determinó por citometría de flujo.

79

Apoptosis de células nerviosas: Los cultivos en las condiciones donde estuvo

presente gp41 (tanto “sólo gp41” como en presencia simultánea “gp41/T. gondii”)

presentaron una tendencia, desde el día 3 de cultivo, a tener mayores porcentajes

de apoptosis de células nerviosas, con diferencias estadísticamente significativas a

partir del día 5 (Fig. 51A). En las condiciones donde estuvieron presentes

únicamente VIH-1 o T. gondii, no se observaron cambios significativos en la

apoptosis celular; pero cuando ambos se encontraban presentes en forma

simultánea (condición “VIH/T. gondii”), la apoptosis se incrementó, con diferencia

significativa el día 7 (Fig. 51A), lo cual sugiere que la presencia simultánea de

ambos agentes patógenos induciría un efecto sobre las células nerviosas que no se

observaría con ninguno de ellos por separado. Al comparar los valores de apoptosis

de cada condición particular, los diferentes días de cultivo, se observó una

tendencia a presentar mayores valores a mayor tiempo de cultivo en las condiciones

“gp41”, “gp41/T. gondii” y “VIH/T. gondii” (Fig. 51B), sugiriendo que el

microambiente en estas condiciones podría ser más pro-apoptótico a medida que

avanzan los días de cultivo.

Figura 51. Apoptosis temprana en

cultivos primarios de células

nerviosas de rata en presencia de

gp41, VIH-1 y/o T. gondii: Se

presentan los resultados (promedio ±

desviación estándar) de la apoptosis

en cultivos primarios de células

nerviosas de feto de rata Sprague-

Dawley en condiciones Control (Medio

RPMI, 10% de SFB, n= 18) o en

presencia de gp41, 10 nM (n=12),

VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (n=6),

taquizoítos de la cepa RH de T. gondii,

relación parásito/célula nerviosa:

1/250 (n=18), gp41 y T. gondii

simultáneamente (n=12) o VIH-1 y T.

gondii simultáneamente (n=6), por 3,

5 y 7 días. En A se analizan las

diferencias entre las distintas

condiciones, cada día de cultivo, en B

se analizan los cambios de cada

condición a través de los tres días

evaluados. La apoptosis se expresa

como porcentaje de células en

apoptosis temprana (sólo positivas

para Anexina V).

Celulas Nerviosas de Rata

Apoptosis

Ap

op

tosis

Tem

pra

na

(

)

0

2

4

6

8

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. VIH

A

Apoptosis

Ap

op

tos

is T

em

pra

na

(

)

0

2

4

6

8

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

B

80

Producción de óxido nítrico: En las condiciones donde estuvieron presentes

gp41 ó VIH-1, se observó una producción significativamente mayor de nitritos,

desde el día 3, al comparar con las condiciones “Control” y “T. gondii” (Fig. 52A), con

un significativo aumento en la producción a medida que avanzaban los días de

cultivo (Fig. 52B), siendo la producción inducida en presencia de gp41

significativamente mayor a la inducida en presencia de VIH-1. En los cultivos en

presencia de T. gondii también se observó un discreto y significativo incremento en

la producción de nitritos el día 7, al comparar con la misma condición los días 3 y 5

(Fig. 52B), sin embargo, es resaltante que ésta no fuese significativamente distinta a

la condición Control (Fig. 52A). Por otra parte, al incubarse T. gondii

simultáneamente con gp41 o con VIH-1, no se observaron diferencias significativas

a las condiciones incubadas en presencia únicamente de gp41 o VIH-1, indicando

que en las condiciones de co-cultivo, T. gondii no indujo, ni inhibió la producción de

óxido nítrico. Se observó una correlación significativamente positiva entre las

concentraciones de nitritos y la apoptosis de células nerviosas en las condiciones

“gp41” y “gp41/T. gondii” (Fig. 52C y D).

Figura 52. Producción de óxido nítrico y correlación “Apoptosis/Óxido Nítrico” en cultivos primarios

de células nerviosas de rata en presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii: Se presentan los resultados

(promedio ± desviación estándar) de la producción de óxido nítrico en cultivos primarios de células nerviosas de feto de

rata Sprague-Dawley en condiciones Control (Medio RPMI, 10% de SFB, n= 30) ó en presencia de gp41, 10 nM (n=18),

VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (n=12), taquizoítos de la cepa RH de T. gondii, relación parásito/célula nerviosa: 1/250

(n=30), gp41 y T. gondii simultáneamente (n=18) ó VIH-1 y T. gondii simultáneamente (n=12), por 3, 5 y 7 días. En A se

analizan las diferencias entre las distintas condiciones, cada día de cultivo, en B se analizan los cambios de cada condición

a través de los tres días evaluados. Las concentraciones se expresan en M de nitritos (NO2-). En C y D se presentan las

correlaciones según Pearson, entre las concentraciones de óxido nítrico y la apoptosis, en las condiciones “gp41” y

“gp41/T. gondii” respectivamente.

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de Óxido Nítrico

Co

ncen

tració

n d

e N

O2-

(M

)

0

10

20

30

40

50Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05 :

: vs. día 3

: vs. día 5

B

Apoptosis Vs.

Óxido Nítrico

Óxido Nítrico (M)0 10 20 30 40 50

Ap

op

tosis

(%

)

0

2

4

6

8

10

12C Condición gp41

r2=0.3326

* p=0.02

n=44

Apoptosis Vs.

Óxido Nítrico

Óxido Nítrico (M)0 10 20 30 40 50

Ap

op

tosis

(%

)

0

2

4

6

8

10D Condición

gp41/T. gondii

r2=0.3127

* p=0.0388

n=44

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de Óxido Nítrico

Co

nc

en

tra

ció

n d

e N

O2-

(M

)

0

10

20

30

40Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

: p<0.05

A

81

Producción de citoquinas en cultivos primarios de células nerviosas

Producción de IL-1: Las presencias exclusivas de gp41 o de VIH-1 se

asociaron con un aumento significativo en la producción de IL-1, con respecto a la

condición Control (Fig. 53A), mientras que las condiciones cultivadas en presencia

exclusiva de T. gondii no presentaron una producción significativa. Sin embargo,

cuando las células eran cultivadas en presencia simultánea de “VIH-1 y T. gondii”, la

producción de IL-1 era aproximadamente 2 ó 3 veces mayor a la de la condición

“solo con VIH-1”. Por otra parte, en las condiciones donde estuvo presente VIH-1 la

producción de IL-1 se incrementó significativamente a medida que avanzaban los

días de cultivo (Fig. 53B).

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de IL-1

IL-1

(p

g/m

l)

0

50

100

150

200

300

400

500

600

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

*: vs. Medio

*: vs. gp41

*: vs. VIH

*: vs. T.gondii

*: vs. gp41/T.gondii

A

IL-1

(p

g/m

l)

60

90

120

150

200

300

400

500

600 Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3

+ : vs. día 5

Producción de IL-1B

Figura 53. Producción de IL-1

en cultivos primarios de células

nerviosas de rata en presencia

de gp41, VIH-1 y/o T. gondii: Se

presentan los resultados (promedio ±

desviación estándar) de la producción

de IL-1 en cultivos primarios de

células nerviosas de feto de rata

Sprague-Dawley en condiciones

Control (Medio RPMI, 10% de SFB, n=

12) ó en presencia de gp41, 10 nM

(n=6), VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL

(n=6), taquizoítos de la cepa RH de T.

gondii, relación parásito/célula

nerviosa: 1/250 (n=12), gp41 y T.

gondii simultáneamente (n=6) o

VIH-1 y T. gondii simultáneamente

(n=6), por 3, 5 y 7 días. Las

diferencias entre las condiciones se

analizaron utilizando ANOVA o

Kruskal-Wallis, según fuese

apropiado, con pruebas de

comparación múltiple de Bonferroni o

Dunn, respectivamente,

considerándose significativos valores

de p<0.05. En A se analizan las

diferencias entre las distintas

condiciones, cada día de cultivo, en B

se analizan los cambios de cada

condición a través de los tres días

evaluados. Las concentraciones se

expresan en pg/mL.

82

Producción de IL-6: La producción de IL-6 aumentó significativamente en las

condiciones con presencia de gp41 o de VIH-1, con respecto a la condición Control

(Fig. 54A), manteniéndose “alta” durante los tres días evaluados, con una

producción máxima el día 5 para la condición “VIH-1/T. gondii” (Fig. 54B), siendo la

producción en presencia de gp41 mayor que en presencia de VIH-1. Por su parte, las

condiciones cultivadas en presencia exclusiva de T. gondii no presentaron aumento

significativo en esta producción, y cuando las células nerviosas se cultivaron en

presencia simultánea de “gp41/T. gondii” o de “VIH-1/T. gondii” no se observó

modificación a la producción observada en presencia exclusiva de gp41 o de VIH-1

(excepto el día 3 para “VIH-1/T. gondii”), respectivamente, indicando que, en

general, la presencia de T. gondii no indujo ni inhibió la producción de IL-6.

Figura 54. Producción de IL-6 en cultivos primarios de células nerviosas de rata en

presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii: Se presentan los resultados (promedio ± desviación

estándar) de la producción de IL-6 en cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata

Sprague-Dawley en distintas condiciones. En A se analizan las diferencias entre las distintas

condiciones, cada día de cultivo, en B se analizan los cambios de cada condición a través de los tres

días evaluados. Las concentraciones se expresan en pg/mL.

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de IL-6

IL-6

(p

g/m

l)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3 (VIH/T. gondii)

+: vs. día 5 (VIH/T. gondii)

B

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de IL-6

IL-6

(p

g/m

l)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. gp41

: vs. VIH

: vs. T. gondii

: vs. gp41/T. gondii

A

83

Producción de IL-10: En presencia de gp41 y de VIH-1 se observaron aumentos

significativos en la producción de IL-10, con respecto a la condición Control (Fig.

55A), con mayor producción en presencia exclusiva de VIH-1 (ver VIH vs. gp41, días

5 y 7, Fig. 55A). Sin embargo, cuando las células eran incubadas en presencia

simultánea de “VIH y T. gondii”, la producción de IL-10 disminuía con respecto a las

condiciones cultivadas en presencia exclusiva de VIH-1 (diferencia significativa el

día 3), sugiriendo que en presencia de T. gondii se ejerce un efecto inhibidor sobre

la producción de IL-10 inducida por VIH-1. Por su parte, las condiciones cultivadas

en presencia exclusiva de T. gondii no presentaron producción significativa de IL-

10. En el análisis de las distintas condiciones contra sí mismas, se observó que en

los cultivos donde estuvo presente VIH la producción de IL-10 se incrementó a

medida que avanzaban los días de cultivo, con diferencias significativas para la

condición “sólo VIH” (Fig. 55B).

Figura 55. Producción de IL-10 en cultivos primarios de células nerviosas de rata en

presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii: Se presentan los resultados (promedio ± desviación

estándar) de la producción de IL-10 en cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata

Sprague-Dawley en diferentes condiciones. En A se analizan las diferencias entre las distintas

condiciones, cada día de cultivo, en B se analizan los cambios de cada condición a través de los tres

días evaluados. Las concentraciones se expresan en pg/mL.

Producción de IL-10

500

1000

1500

2000

2500 Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3 (VIH)

IL-1

0 (

pg

/ml)

B

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de IL-10

IL-1

0 (

pg

/ml)

500

1000

1500

2000

2500

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. VIH

: vs. gp41

: vs. T. gondii

: vs. VIH/T.gondii

A

84

Producción de TNF-α: En presencia de gp41 y de VIH-1 se observaron

aumentos significativos en la producción de TNF-, al comparar con la condición

Control (Fig. 56A), con mayor producción en presencia de gp41. Pero, en las células

incubadas en presencia simultánea de “VIH-1 y T. gondii”, la producción de TNF-

disminuía significativamente con respecto a las condiciones cultivadas en presencia

“sólo de VIH-1”, de tal manera que para el día 7 de los cultivos la producción en la

condición “VIH-1/T. gondii” no era significativamente distinta al Control, indicando

un efecto inhibitorio en presencia simultánea de T. gondii, sobre la producción de

TNF-α inducida por VIH-1. Las condiciones cultivadas en presencia exclusiva de T.

gondii no presentaron una producción significativa de TNF-. La producción de

TNF-, por otra parte, en las condiciones donde estuvo presente gp41 o VIH-1

presentó valores “altos” el día 3 de los cultivos y concentraciones que disminuían a

medida que avanzaban los días de cultivo, con diferencias significativas para las

condiciones “VIH-1” y “VIH-1/T. gondii” (Fig. 56B).

Figura 56. Producción

de TNF-α en cultivos

primarios de células

nerviosas de rata en

presencia de gp41, VIH-

1 y/o T. gondii: Se

presentan los resultados

(promedio ± desviación

estándar) de la producción

de TNF-α en cultivos

primarios de células

nerviosas de feto de rata

Sprague-Dawley en

diferentes condiciones. En A

se analizan las diferencias

entre las distintas

condiciones, cada día de

cultivo, en B se analizan los

cambios de cada condición a

través de los tres días

evaluados. Las

concentraciones se expresan

en pg/mL.

Producción de TNF-

TN

F-

(p

g/m

l)

100

200

300

400

500

600

700Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T.gondii

VIH/T.gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3

+: vs. día 5

B

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de TNF-

TN

F- (

pg

/ml)

100

200

300

400

500

600

700

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. Medio

: vs. gp41

: vs. VIH

: vs. T.gondii

: vs. VIH/T.gondii

A

85

Producción de IFN-: Al analizar la producción de IFN-, ninguna de las

condiciones de cultivo presentó una producción significativa de esta citoquina

durante los días evaluados (Fig. 57A y 57B). Es importante resaltar que estos

cultivos primarios están conformados por células capaces de adherirse a la

superficie de las placas de cultivo y, por lo tanto, no están presentes células de linaje

linfoide, como los linfocitos T (tanto CD4+ como CD8+) ni células citotóxicas

naturales (natural killer, NK), importantes productoras de IFN-, lo cual podría

explicar la falta de producción de esta citoquina en este modelo.

Figura 57. Producción de INF- en cultivos primarios de células nerviosas de rata en

presencia de gp41, VIH-1 y/o T. gondii: Se presentan los resultados (promedio ± desviación

estándar) de la producción de IFN- en cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata

Sprague-Dawley en distintas condiciones. En A se analizan las diferencias entre las distintas

condiciones, cada día de cultivo, en B se analizan los cambios de cada condición a través de los tres

días evaluados. Las concentraciones se expresan en pg/mL.

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de IFN-

IFN

-

(pg

/ml)

2

3

4

5

6

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

B

Celulas Nerviosas de Rata

Producción de IFN-

IFN

- (

pg

/ml)

0

1

2

3

4

5

6

Medio

gp41

VIH

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

A

86

B. INFECCIÓN DE CÉLULAS NERVIOSAS POR T. gondii

Recuento de taquizoítos libres: los taquizoítos de T. gondii se replican

activamente en el citoplasma de las células nerviosas infectadas, provocando la lisis

de éstas, liberando taquizoítos recién replicados, los cuales infectan nuevas células.

Se generan, entonces, ciclos consecutivos de infección/lisis celular/liberación de

taquizoítos/infección de nuevas células, lo cual resulta en el aumento del número de

parásitos y la destrucción progresiva de la monocapa celular. El recuento de los

taquizoítos libres en los sobrenadantes de cultivo se consideró, pues, como un

indicador de la progresión de la infección parasitaria. En congruencia con esto, las

condiciones donde las células nerviosas fueron infectadas con T. gondii (“sólo T.

gondii”), presentaron recuentos de taquizoítos libres significativamente mayores a

medida que avanzaban los días de cultivo (Fig. 58B). También en las condiciones

donde las células fueron cultivadas en presencia simultánea de “gp41 y T. gondii”, se

observaron aumentos significativos en los recuentos de taquizoítos libres al

aumentar los días de cultivo (Fig. 58B), pero es resaltante que cada día evaluado

estos recuentos fueron significativamente menores a los observados en presencia

exclusiva de T. gondii (Fig. 58A), sugiriendo que la presencia de gp41 en los cultivos

de alguna forma interfería con el proceso de replicación parasitaria. Por otra parte,

al cultivar las células nerviosas en presencia simultánea de “VIH-1 y T. gondii”,

aunque se observó el día 3 de los cultivos una replicación parasitaria similar a las

condiciones donde estaba presente “sólo T. gondii” (Fig. 58A), los días 5 y 7 se

observó prácticamente una inhibición total de la subsecuente replicación

parasitaria en la condición “VIH-1/T. gondii”, manteniéndose los recuentos de

taquizoítos libres sin cambios significativos al compararlos con la misma condición

el día 3 de cultivo (Fig. 58B), evidenciando que en presencia de VIH-1 la

interferencia con la replicación de T. gondii fue aún mayor que la observada en

presencia de gp41, aunque con una cinética distinta, con una inhibición más bien

“tardía” (Fig. 58A).

87

Figura 58. Recuento de taquizoítos libres en sobrenadantes de cultivos primarios de

células nerviosas de rata infectadas con T. gondii en presencia de gp41 o VIH-1: Se

presentan los resultados (promedio ± desviación estándar) de los recuentos de taquizoítos libres de T.

gondii en sobrenadantes de cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley

infectados con taquizoítos de la cepa RH de T. gondii, relación parásito/célula nerviosa: 1/250 (T.

gondii, n=18), o infectados con el parásito (1/250) en presencia simultánea de gp41, 10 nM (gp41/T.

gondii, n=6), o de VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (VIH/T. gondii, n=12), por 3, 5 y 7 días. En A se

analizan las diferencias entre las distintas condiciones, cada día de cultivo, en B se analizan los cambios

de cada condición a través de los tres días evaluados. Los recuentos se expresan como “taquizoítos

libres/pozo”.

Células Nerviosas de Rata

Recuento de Taquizoítos Libres

Re

cu

en

to (

taq

uiz

oít

os

/po

zo

)

2x106

4x106

6x106

8x106

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. T. gondii

: vs. gp41/T. gondii

A

Celulas Nerviosas de Rata

Recuento de Taquizoítos Libres

Re

cu

en

to (

taq

uiz

oít

os

/po

zo

)

0

2x106

4x106

6x106

8x106

10x106

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

: vs. día 3 (T. gondii)

: vs. día 3 (gp41/T. gondii)

: vs. día 5 (T. gondii)

: vs. día 5 (gp41/T. gondii)

B

88

Porcentaje y recuento de células nerviosas infectadas por T. gondii: algunos

de los experimentos se realizaron sobre laminillas cubreobjeto, tratadas

previamente con poli-lisina y colocadas en los pozos de las placas de cultivo,

siguiendo el mismo protocolo general ya descrito, de forma que se pudiera realizar

un análisis microscópico de las monocapas celulares en las distintas condiciones. Al

finalizar los tiempos de cultivo, las células eran fijadas con una solución de

paraformaldehido al 4%, posteriormente lavadas con PBS, y conservadas para su

coloración (Wright-Giemsa) o procesamiento por técnicas de inmunocitoquímica.

Por el análisis microscópico de estas laminillas se determinó el porcentaje de

células nerviosas infectadas por T. gondii (Fig. 59A y 59B), y con los promedios de

los recuentos de células nerviosas totales de cada condición (Fig. 48) se calculó el

recuento de células infectadas (“infección absoluta”, Fig. 59C y 59D). En estos

análisis se pudo evidenciar que en la condición “VIH-1/T. gondii”, tanto el

porcentaje como el recuento de células infectadas eran significativamente menores

al de las otras condiciones (Fig. 59A y 59C), lo cual es congruente con los resultados

de recuentos de taquizoítos libres (Fig. 58), sugiriendo una inhibición “tardía” de la

infección parasitaria en presencia de VIH-1 (la condición “VIH-1/T. gondii” no fue

significativamente distinta a la condición “T. gondii” el día 3 de cultivo, pero sí los

días 5 y 7; Fig. 58A, 59A y 59C). Por otra parte, no se observaron diferencias

significativas en el porcentaje y recuento de células infectadas entre las condiciones

“T. gondii” y “gp41/T. gondii”, si bien el recuento de células infectadas tendió a ser

menor en la condición “gp41/T. gondii” los días 5 y 7 de cultivo (Fig. 59C).

Finalmente, al analizar cada condición contra sí misma, los distintos días evaluados,

se evidenció que tanto el porcentaje como el valor absoluto de las células infectadas

por T. gondii se incrementaban significativamente al aumentar los días de cultivo en

las tres condiciones donde estaba presente el parásito (Fig. 59B y 59D).

89

0

5

10

15

20

25

30

35

40T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

Porcentaje de Infección

lula

s I

nfe

cta

da

s (

%) *

***

**

+

B

0

20x103

40x103

60x103

80x103

100x103

3 días 5 días 7 días

Recuento

lula

s In

fec

tad

as

(/

l) p<0.05 (Vs. día 3):

* = T. gondii

* = gp41/T.gondii

* = vih/T.gondii

**

* ** *

D

Porcentaje de Infección

lula

s I

nfe

cta

da

s (

%)

0

5

10

15

20

25

30

35

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

*

** *

*

A

Recuento

lula

s In

fec

tad

as

(/

l)

0

20x103

40x103

60x103

80x103

3 días 5 días 7 días

*

**

**

p<0.05:

*: vs. T. gondii

*: vs. gp41/T. gondii

C

VIH/T. gondii

(Cé

l./p

ozo

)

(Cé

l./p

ozo

)

Figura 59. Porcentaje y recuento de células nerviosas de rata infectadas por T. gondii en presencia o no de gp41 ó VIH-1: Se presentan los

resultados (promedio ± desviación estándar) de los porcentajes (A y B) y recuentos (“Infección Absoluta”) (C y D) de células nerviosas infectadas por T. gondii en

cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley infectados con taquizoítos de la cepa RH de T. gondii, relación parásito/célula nerviosa:

1/250 (T. gondii), estando o no presentes en forma simultánea gp41, 10 nM (gp41/T. gondii), o VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (VIH/T. gondii), por 3, 5 y 7 días.

En A y C se analizan las diferencias entre las distintas condiciones, cada día de cultivo, en B y D se analizan los cambios de cada condición a través de los tres días

evaluados. Los recuentos se expresan como “células infectadas/pozo”.

90

Infección de células nerviosas por T. gondii – Número de taquizoítos por

célula infectada: T. gondii infecta a las células nerviosas y se replica en su

citoplasma, por lo que es posible observar un número creciente de parásitos en el

interior de las células a medida que la infección progresa. Como, en un momento

dado, no todas las células infectadas se encuentran en una misma etapa de

infección, será posible observar números variables de parásitos en las distintas

células (Fig. 60), y la proporción de éstas nos pueden orientar en cuanto a la

progresión de la infección. Por esta razón, en las distintas condiciones de cultivo, las

células infectadas fueron analizadas para determinar el grado de infección, esto es,

si el número de parásitos dentro de la célula estaba entre 0 y 4, entre 5 y 15, entre

16 y 30 o si era mayor de 30. En la Figura 61 y en la Tabla II se presentan los

resultados de estos análisis. En la condiciones donde las células nerviosas eran

incubadas sólo con T. gondii, era posible observar el día 3 de los cultivos un

predominio significativo de las células con 5-15 parásitos en su citoplasma; para el

día 5 predominaban significativamente células con 5-30 parásitos, mientras que el

día 7 el predominio era para el grupo con 16-30 parásitos por célula infectada. Esto

sugiere un desplazamiento progresivo del grado de infección, con número creciente

de parásitos intracelulares al ir avanzando los días de cultivo. Sin embargo esta

cinética de infección parasitaria se modificó cuando en los cultivos se incorporaba

simultáneamente al VIH-1 (condición “VIH-1/T. gondii). Los días 3 y 5 de los

cultivos predominaron significativamente las células con 5 a 30 parásitos en su

citoplasma, pero para el día 7 el grupo celular que predominó en forma significativa

fue el que tenía de 5 a 15 parásitos, lo que indica un desplazamiento significativo

hacia una menor replicación parasitaria el día 7, sugiriendo un efecto tardío de

inhibición de la replicación, en congruencia con los resultados presentados en las

páginas anteriores (Fig. 58 y 59). Así, mientras que para el día 3, en la condición “T.

gondii” cerca del 70% de las células infectadas tenían 15 parásitos intracelulares o

menos, en la condición “VIH-1/T. gondii” más del 50% de las células infectadas

tenían 16 parásitos o más. A partir del día 5, sin embargo, la situación se invierte,

con 16 parásitos o más para 60% de las células infectadas en la condición “T. gondii”

y 15 parásitos o menos para más del 50% de las células en la condición “VIH-1/T.

gondii”. Por su parte, la condición “gp41/T. gondii” mostró una cinética de

replicación parasitaria que no fue significativamente distinta a la de la condición “T.

gondii”, excepto el día 3 de cultivo (Fig. 61, Tabla II).

91

Figura 60. Número de parásitos en células nerviosas infectadas por T. gondii en presencia o

no de VIH-1 - Micrografías: Se presentan micrografías de cultivos primarios de células de feto de rata

Sprague-Dawley infectados por 5 días con taquizoítos de la cepa RH de T. gondii, relación parásito/célula

nerviosa: 1/250 (T. gondii) (A, B y C), o de células infectadas por 5 días con T. gondii en presencia de VIH-

1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (VIH/T. gondii) (D, E y F), para mostrar la variación en el número de parásitos

presentes en las células infectadas. Las láminas están coloreadas por procedimientos de inmunocitoquímica,

utilizando en A, B y F, anti-MAP-2 como anticuerpo primario (específico para neuronas) y en C, D y E, anti-

GFAP (específico para astrocitos), con un revelador (NovaRed, Vector) que desarrolla un color marrón rojizo

en las células positivas para el anticuerpo primario. Las flechas rojas señalan los núcleos de las células

nerviosas, las flechas azules a los parásitos, las barras negras corresponden a 15 μm.

C

E

F

D

A

B

92

Figura 61. Número de parásitos en células nerviosas infectadas por T. gondii en presencia o no de VIH-1:

Se presentan los resultados (promedio ± desviación estándar) de los porcentajes de células nerviosas con 0-4, 5-15, 16-30 ó

>30 parásitos en su citoplasma, en cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley infectados con

taquizoítos de la cepa RH de T. gondii, relación parásito/célula nerviosa: 1/250 (T. gondii), estando o no presentes en forma

simultánea gp41, 10 nM (gp41/T. gondii), o VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (VIH/T. gondii), por 3, 5 y 7 días. Las diferencias

entre las condiciones se analizaron utilizando ANOVA o Kruskal-Wallis, según fuese apropiado, con pruebas de comparación

múltiple de Bonferroni o Dunn, respectivamente, considerándose significativos valores de p<0.05.

Células Nerviosas de Rata Infectadas con T. gondii

Número de Parásitos por Célula Infectada

Días de Cultivo

Po

rcen

taje

de C

élu

las

(%

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0-4 Parás./Cél.Nerv.

5-15 Parás./Cél.Nerv.

16-30 Parás./Cél.Nerv.

>30 Parás./Cél.Nerv.

T. gondii

gp41/T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

**

p<0.05: : intragrupos

* : vs. T. gondii

+ : vs. gp41/T. gondii

+* *

*+*+

*+

Los porcentajes se presentan como promedio ± desviación estándar

Día 3 0-4 5-15 16-30 >30

Parás./Cél. Parás./Cél. Parás./Cél. Parás./Cél.

T. gondii 17,4 ± 13,5 52,0 ± 6,6 23,9 ± 10,8 6,5 ± 4,5

gp41/T. gondii 15,0 ± 13,5 40,3 ± 4,6 * 32,3 ± 9,9 12,5 ± 8,7

VIH/T. gondii 7,8 ± 3,6 39,8 ± 10,3 * 37,3 ± 2,2 15,3 ± 10,7

Día 5 0-4 5-15 16-30 >30

Parás./Cél. Parás./Cél. Parás./Cél. Parás./Cél.

T. gondii 3,0 ± 2,9 38,9 ± 13,3 40,0 ± 12,4 18,1 ± 6,9

gp41/T. gondii 4,8 ± 2,9 33,5 ± 8,5 48,7 ± 8,7 13,0 ± 4,4

VIH/T. gondii 13,0 ± 9,5 * + 42,5 ± 20,4 37,3 ± 18,0 7,3 ± 6,8 *

Día 7 0-4 5-15 16-30 >30

Parás./Cél. Parás./Cél. Parás./Cél. Parás./Cél.

T. gondii 6,4 ± 5,5 28,6 ± 10,7 49,3 ± 13,3 15,7 ± 8,8

gp41/T. gondii 3,8 ± 2,8 23,3 ± 10,1 52,0 ± 10,6 20,8 ± 8,3

VIH/T. gondii 7,8 ± 2,6 62,3 ± 8,8 * + 25,3 ± 7,4 *

+ 4,8 ± 2,6 *

+

*: p<0.05 (vs. T. gondii); +: p<0.05 (vs. gp41/T. gondii)

Tabla II. Porcentaje de células nerviosas con [0-4], [5-15], [16-30] ó [>30] parásitos en su citoplasma

93

C. SUBPOBLACIONES DE CÉLULAS NERVIOSAS EN CULTIVOS PRIMARIOS

Porcentaje de astrocitos, neuronas y células de la microglía en cultivos

primarios: para estudiar qué poblaciones (linajes) de células nerviosas estaban

presentes en los cultivos primarios, algunos de los experimentos fueron realizados

sobre laminillas cubreobjeto y se procesaron por técnicas de inmunocitoquímica,

utilizando anticuerpos primarios anti-MAP-2, anti-GFAP y anti-CD11b/c, para la

identificación de neuronas, astrocitos y células de la microglía, respectivamente. El

análisis de las laminillas así procesadas, permitió determinar el porcentaje de cada

población celular evaluada, así como el porcentaje de infección por linaje. Por

razones técnicas no fue posible procesar por inmunocitoquímica a las células

cultivadas en presencia de “gp41” y de “gp41/T. gondii” (éstas sólo pudieron ser

evaluadas por tinción Wright/Giemsa). Este análisis permitió conocer que en las

condiciones “Control”, “VIH-1”, “T. gondii” y “VIH-1/T. gondii”, el porcentaje de

astrocitos oscilaba entre el 66 y 80%, el de neuronas entre 10 y 35%, y el de células

de la microglía entre el 1 y 10%, manteniéndose estas proporciones básicamente

estables durante los días evaluados, en las cuatro distintas condiciones de cultivo

(Fig. 62). Estos resultados muestran claramente que los cultivos primarios estaban

compuestos por una población mixta de células, con una proporción similar a la

descrita por otros autores136, 137, 258, representando subpoblaciones (linajes) y

proporciones presentes en el sistema nervioso central intacto137, 258, permitiendo,

durante la realización de los experimentos, la interacción entre los distintos linajes

celulares, y entre éstos y los agentes patógenos evaluados, permitiendo una visión

más integral, un mayor acercamiento al fenómeno in vivo.

94

Condición T. gondii

Po

rcen

taje

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3 días 5 días 7 días

*

*

*

*

*

** *

*

C Condición VIH/T. gondii

Po

rce

nta

je (

%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3 días 5 días 7 días

**

*

*

*

*

** *

D

Condición Control

Po

rce

nta

je (

%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Astrocitos

Neuronas

Microglía

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

* : vs. Astrocitos

* : vs. Neuronas

*

*

****

*

* *

A Condición VIH

Po

rcen

taje

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3 días 5 días 7 días

**

*

*

*

*

***

B

Figura 62. Porcentaje de astrocitos, neuronas y células de la microglía en cultivos primarios de células nerviosas de rata en presencia de

VIH-1 y/o T. gondii: Se presentan los porcentajes (promedio ± desviación estándar) de astrocitos, neuronas y células de la microglía en cultivos

primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley en condiciones (A) Control (Medio RPMI, 10% de SFB) o (B) en presencia de VIH-1IIIB,

1.9 x 109 copias/mL, (C) taquizoítos de la cepa RH de T. gondii, relación parásito/célula nerviosa: 1/250, ó (D) VIH-1 y T. gondii simultáneamente,

por 3, 5 y 7 días. Las diferencias entre los porcentajes se analizaron utilizando ANOVA o Kruskal-Wallis, según fuese apropiado, con pruebas de comparación

múltiple de Bonferroni o Dunn, respectivamente, considerándose significativos valores de p<0.05.

95

Porcentaje de astrocitos, neuronas y células de la microglía infectados por

T. gondii en cultivos primarios: las láminas procesadas por inmunocitoquímica,

también permitieron, como ya se mencionó, determinar el porcentaje de infección

parasitaria por linaje de células nerviosas en las condiciones cultivadas en

presencia exclusiva de T. gondii, y en las condiciones cultivadas en presencia

simultánea de “T. gondii y VIH-1” (Fig. 63). Fue así posible evidenciar que para el

día 3 de los cultivos, los astrocitos infectados por T. gondii representaban 0.6 1.5%

de la población total de células nerviosas, 6.8 8.6 % el día 5 y 12.3 11.0% el día

7. Las neuronas, por su parte, representaban el 1.3 2.6% el día 3; 2.5 4.1 el día 5

y 2.5 5.0 el día 7. Para estos mismos días los porcentajes de células de la microglía

infectadas era de 0.6 1.3; 0.4 1.0 y 0.5 1.3, respectivamente (Tabla III). Los

porcentajes de astrocitos, neuronas y células de la microglía infectados por T. gondii

no fueron significativamente distintos, ninguno de los tres días evaluados, al

comparar las condiciones “T. gondii” vs. “VIH-1/T. gondii” (Fig. 63C, 63D y 63E).

Solo en el linaje de astrocitos se observó un aumento significativo en el porcentaje

de células infectadas a medida que transcurría los días de cultivo (Fig. 63A y 63B,

inserto). Cuando se analizaron los porcentajes de infección de cada linaje celular

con respecto al porcentaje que dicho linaje representaba en la población de células

nerviosas, se evidenció, en general, una significativa correlación positiva entre

ambas variables (Fig. 64), sugiriendo que T. gondii infectaría a más células del linaje

que fuese proporcionalmente más abundante, que en el caso de estos cultivo fue el

de astrocitos.

Los porcentajes (con respecto a la población total de células nerviosas)

se presentan como promedio ± desviación estándar

*: p<0.05 (vs. Día 3)

Tabla III. Porcentaje de astrocitos, neuronas y células de la microglía infectados por T. gondii

Astrocitos Neuronas Microglía

Día 3 0,6 ± 1,5 1,3 ± 2,6 0,6 ± 1,3

Día 5 6,8 ± 8,6 * 2,5 ± 4,1 0,4 ± 1,0

Día 7 12,3 ± 11,0 * 2,5 ± 5,0 0,5 ± 1,3

96

Figura 63. Porcentaje total de astrocitos, neuronas y células de la microglía infectados por T. gondii, en presencia o no de VIH-1, en cultivos primarios

de células nerviosas de rata: Se presentan los resultados (promedio ± desviación estándar) de los porcentajes totales de infección de astrocitos, neuronas y

células de la microglía por T. gondii en cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley, en (A) presencia de taquizoítos de la cepa RH de T.

gondii, relación parásito/célula nerviosa: 1/250 (T. gondii), o en (B) presencia simultánea de T. gondii (1/250) y VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL (VIH/T.

gondii), por 3, 5 y 7 días. En C, D y F se comparan los porcentajes de infección en astrocitos, neuronas y microglía entre las distintas condiciones (“T. gondii”

vs. “VIH/T. gondii”), cada día de cultivo. Los porcentajes mostrados son con respecto a la población total de células nerviosas.

Condición T. gondii

Célu

las I

nfe

cta

da

s (

%)

0

1

2

3

4

5

10

15

20

25

30Astrocitos Infectados

Neuronas Infectadas

Microglía Infectada

3 días 5 días 7 días

p<0.05:

* : vs. Astrocitos

* : vs. Neuronas

**

**

*

A

0

5

10

15

20

25

30Astroc.Infect.

Neuro.Infect.

Microg.Infect.

3 d 5 d 7 d

lula

s I

nfe

cta

da

s (

%)

Vs. día 3:

* = p<0.05

*

*Condición VIH/T. gondii

lula

s I

nfe

cta

da

s (

%)

0

1

2

3

4

5

10

15

20

3 días 5 días 7 días

**

*

*

B

0

5

10

15

20

3 d 5 d 7 d

Cel. In

fec

t. (

%)

**

Microglia Infectada

Mic

rog

lía

In

fec

t. (

%)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3 días 5 días 7 días

E Neuronas InfectadasN

eu

ron

. In

fect.

(%

)

0

2

4

6

8

10

3 días 5 días 7 días

D Astrocitos Infectados

As

tro

c.

Infe

ct.

(%

)

0

5

10

15

20

25

30

T. gondii

VIH/T. gondii

3 días 5 días 7 días

C

97

Figura 64. Correlación entre el porcentaje de cada linaje en la población de células nerviosas y el porcentaje de infección por T. gondii: Se

presentan las correlaciones (Pearson) entre los porcentajes de cada linaje en la población de células nerviosas y el porcentaje de infección por T.

gondii, en cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley en (A, B y C) presencia de taquizoítos de la cepa RH de T. gondii,

relación parásito/célula nerviosa: 1/250 (T. gondii), o en (D, E y F) presencia simultánea de T. gondii (1/250) y VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL

(VIH/T. gondii), por 3, 5 y 7 días.

Neuronas

Porcentaje de Neuronas

0 20 40 60 80 100

Infe

cció

n p

or

T.

go

nd

ii (

%)

0

5

10

15

20

25

30

35

r2: 0.4171p=0.0009n=60

Condición VIH/T. gondiiE

Astrocitos

Porcentaje de Astrocitos

20 40 60 80 100 120

Infe

cció

n p

or

T.

go

nd

ii (

%)

0

5

10

15

20

25

r2: 0.3024p=0.0189n=60

Condición VIH/T. gondiiD

Neuronas

Porcentaje de Neuronas

0 10 20 30 40 50 60 70

Infe

cc

ión

po

r T

. g

on

dii

(%

)

0

2

4

6

8

10

r2: 0.142ns (p=0.279)n=60

Condición T. gondiiB

Astrocitos

Porcentaje de Astrocitos

20 40 60 80 100 120

Infe

cció

n p

or

T.

go

nd

ii (

%)

0

10

20

30

40

50

r2: 0.3785p=0.0029n=60

Condición T. gondiiA

Microglia

Porcentaje de Microglia

0 2 4 6 8 10 12 14

Infe

cc

ión

po

r T

. g

on

dii (

%)

0

1

2

3

4

5

r2: 0.4412p=0.000418n=60

Condición T. gondiiC

Microglia

Porcentaje de Microglia

0 2 4 6 8 10 12

Infe

cc

ión

po

r T

. g

on

dii (

%)

0

1

2

3

4

5

6

r2: 0.6596p<0.0001n=60

Condición VIH/T. gondiiF

98

D. ANÁLISIS MICROSCÓPICO - MORFOLÓGICO

Las células nerviosas de los cultivos primarios crecen formando una monocapa

celular con alta confluencia, con un contacto célula-célula tan estrecho, que

prácticamente no se pueden distinguir los límites entre células vecinas (Fig. 65A,

condición Control). El examen microscópico demostró que los patógenos afectan a

las células en forma distinta. T. gondii forma focos infecciosos, con presencia de

taquizoítos y destrucción/lisis de las células donde éstos se han replicado, sin

causar alteraciones morfológicas en regiones de la monocapa no infectadas (Fig.

65D). Así, en la condición con presencia exclusiva del parásito, se observan zonas de

destrucción en la monocapa (“huecos”), que afectan un área mayor a medida que

aumentan los días de cultivo. Este carácter “focal” sugiere la importancia de la

confluencia celular de las monocapas en cultivos primarios para favorecer la

infección, pues al romperse una célula infectada y liberar los taquizoítos que se han

replicado en su interior, éstos podrán acceder más fácilmente a las células vecinas e

iniciar nuevos ciclos de infección. La liberación cíclica de taquizoítos se utilizó en

este trabajo para evaluar la progresión de la infección parasitaria (recuento de

taquizoítos libres, Fig. 58), asumiendo que a medida que progresa la infección, más

células serán infectadas, liberando al medio un número mayor de taquizoítos. Por su

parte, la presencia de VIH-1 en los cultivos se asoció con afectación de toda la

monocapa simultáneamente (Fig. 65C), provocando vacuolización y retraimiento de

los citoplasmas celulares, resultando en un menor contacto célula-célula, lo cual

podría explicar en parte el efecto inhibidor sobre la infección parasitaria asociado

con la presencia del virus en estos experimentos, pues al estar presente, disminuiría

la confluencia de la monocapa celular, creando un problema espacial, pues los

taquizoítos liberados al romperse una célula infectada, tendrían mayor dificultad

para alcanzar a una nueva célula blanco, y así iniciar otro ciclo de infección. De

hecho, cuando están presentes en forma simultánea VIH-1 y T. gondii, se observa

una morfología similar a la observada en presencia exclusiva de VIH-1, con

afectación de toda la monocapa y retraimiento de los citoplasmas celulares (Fig.

65F). La presencia de gp41, por su parte, también se asocia a modificación de la

monocapa, con retraimiento de los citoplasmas celulares, aunque el efecto es más

discreto al observado en presencia de VIH-1, y si bien se observa inhibición de la

replicación parasitaria en presencia de gp41 (Fig. 58), ésta es significativamente

menor a la observada en presencia de VIH-1 (Fig. 58, 59).

99

Figura 65. Estudio microscópico de cultivos primarios de células nerviosas de rata en presencia

simultánea de T. gondii y gp41 ó VIH-1: Se presentan micrografías de células nerviosas de feto de rata

Sprague-Dawley cultivadas por 1 (B y E) y 7 (A, C, D y F) días, en condiciones (A) Control (Medio RPMI, 10%

de SFB), ó en (B) presencia de gp41, 10nM, de (C) VIH-1IIIB, 1.9 x 109 copias/mL, de (D) taquizoítos de la cepa

RH de T. gondii, relación parásito/célula nerviosa: 1/250, de (E) gp41 y T. gondii simultáneamente, o de (F)

VIH-1 y T. gondii simultáneamente. Las monocapas celulares fueron coloreadas por Wright/Giemsa (B y E), o

por un procedimiento de inmunocitoquímica (A, C, D y F), utilizando anticuerpos primarios anti-GFAP (Glial

Fibrilary Acidic Protein), que reconoce astrocitos (en color rojo) y coloración de hematoxilina como contraste

(núcleos celulares en color violeta). La magnificación original fue 100x (A, B, C, D y F) y 400x (E). La barra

negra representa 50 µm y la barra roja 200 µm.

C

E

A

D

F

B

100

DISCUSIÓN

Con el presente trabajo se ha buscado esclarecer los mecanismos

inmunológicos que se desencadenan cuando un mismo hospedador humano es

infectado por VIH-1 y T. gondii, utilizando una doble aproximación al problema de

estudio; por una parte evaluando la respuesta de linfocitos T en pacientes y grupos

Control relevantes, y por otra, estudiando en un modelo in vitro los efectos tóxicos

de estos agentes patógenos sobre células del sistema nervioso central.

Fenotipo de linfocitos T de sangre periférica

Los linfocitos T expresan en forma dinámica distintas moléculas en su

membrana celular, que reflejan características tan diversas como el estado de

activación celular112, 117; o la capacidad para dar y recibir señales de

estimulación259, supresión260, supervivencia102 o muerte celular95. La evaluación

fenotípica de estas moléculas permite determinar el estado funcional de estas

células en un momento dado. Mediante esta aproximación se estudió la expresión ex

vivo de diversas moléculas en los linfocitos T de sangre periférica de los diferentes

grupos de pacientes y controles, con especial atención en los pacientes infectados

con VIH-1 y serología positiva para T. gondii. Para realizar este análisis, los

pacientes fueron agrupados en base a su recuento de linfocitos T CD4+ en sangre

periférica, de acuerdo a lo descrito en la sección de Materiales y métodos. Esto, como

fue mencionado, permitió que el análisis tuviese una aproximación secuencial de la

progresión de la infección por VIH-1.

Al evaluar la dinámica de las poblaciones de linfocitos T en los pacientes

infectados por el virus, se hizo evidente que la pérdida progresiva en el número de

linfocitos T CD4+, se correlacionaba con otros cambios numéricos y fenotípicos en

las células T. Así, mientras menores eran el recuento y porcentaje de linfocitos T

CD4+ (Fig. 20), mayor era el porcentaje de linfocitos T CD8+ (Fig. 21A). El recuento

de células T CD8+, por su parte, era mayor en pacientes que en controles, pero

tendía a disminuir en etapas tardías de la infección viral (Fig. 21B). Desde los casos

iniciales descritos en el año 1981, cuando se hizo evidente la presencia de un tipo de

inmunodeficiencia adquirida no descrita previamente, la afectación numérica y

funcional de la población T fue reconocida como parte fundamental del síndrome1, 4-

7. De hecho, la disminución que presentaban los pacientes en su población de

linfocitos T CD4+ de sangre periférica y los defectos funcionales asociados a ésta,

orientó en la búsqueda de un agente causal infeccioso que afectara en forma

específica a esta población, dando como resultado el descubrimiento del virus que

hoy conocemos como VIH-120-23. La inversión de la relación CD4/CD8 observada en

los pacientes, refleja la mayor disminución en el recuento de la población T CD4+

durante todo el curso de la infección (Fig. 22)261. En infecciones causadas por virus

distintos al VIH-1, como Citomegalovirus262 y Virus de Hepatitis B263, por ejemplo,

101

la respuesta antiviral incluye un aumento en el valor absoluto de la población T

CD8+, por lo que puede observarse una inversión de la relación CD4/CD8, sin

asociarse ésta a una disminución absoluta de la población T CD4+262, 263. En la

respuesta anti VIH-1, por su parte, como se hace evidente en la evaluación de los

pacientes de este estudio, también hay un aumento significativo en el número de

linfocitos T CD8+, pero simultáneamente se está produciendo una disminución

progresiva, no solo de los porcentajes sino también de los recuentos de la población

T CD4+ (Fig. 20), lo cual es una característica distintiva de esta infección261,

resultando en la mencionada inversión de la relación CD4/CD8, incluso en la etapa

más avanzada de la infección viral, a pesar de que en dicha etapa también

disminuyen los recuentos de células T CD8+. Debido a que el VIH-1 infecta a los

linfocitos T CD4+57, inicialmente se asumía que la disminución de estas células era

resultado directo de la infección viral21. Sin embargo, estudios subsiguientes

demostraron que en los pacientes la mayoría de las células destruidas son células

no infectadas264, indicando que existen mecanismos indirectos en el contexto de la

infección que provocan la destrucción de esta población celular. Cabe destacar que

la disminución en el recuento de linfocitos T CD4+ se correlaciona negativamente

con los valores de carga viral, tal como fue observado en este trabajo (Fig. 23),

enfatizando por una parte el efecto deletéreo que tiene la presencia del virus en la

sobrevida del linfocito T CD4+21 y por otra, la importancia de la población de células

T en el control de la replicación viral265-267. En este punto cabe destacar que, en los

pacientes infectados con VIH-1 evaluados en este estudio, no se presentaron

diferencias significativas entre aquéllos con serología positiva para T. gondii (P2), y

los que presentaban serología negativa (P1), con respecto a sus recuentos y

porcentajes de linfocitos T CD4+ y T CD8+, y sus valores de carga viral. Este hallazgo

sugiriere que las infecciones por T. gondii resueltas o en etapas asintomáticas, no

afectan el curso de la infección por VIH-1, con respecto al número de células T en

sangre periférica, ni la carga viral.

De acuerdo a lo descrito, es evidente que la infección viral está asociada a la

destrucción de células T CD4+261; que esta destrucción está relacionada con la

presencia del propio virus21, observándose en los resultados de este trabajo, que

mientras mayor era la carga viral, menor era recuento de células T CD4+; que

también hay cambios asociados en la población T CD8+, con aumento numérico que

tiende a disminuir en la etapa avanzada de la infección viral; y que la mayoría de las

células que son destruidas no están productivamente infectadas264. Interesa

entonces conocer cuál es la causa de la destrucción celular y por qué la respuesta

inmunitaria, que incluye aumento de la población de células T CD8+, no logra

contener/erradicar al virus. Los resultados obtenidos al evaluar los diferentes

marcadores fenotípicos proporcionan importante información al respecto.

102

La evaluación de la expresión de la molécula HLA-DR permitió conocer datos

importantes con respecto al estado de activación de las células T durante la

infección viral. Mientras en la población T CD4+ el porcentaje de células que

expresaban HLA-DR aumentaba a medida que progresaba la infección viral (Fig.

25A), en la población T CD8+ el porcentaje de células HLA-DR+ aumentaba con

respecto al Control sólo en las etapas iniciales, disminuyendo hasta valores basales

(similares al Control) en la etapa avanzada (Fig. 25B). Es preciso enfatizar la

dependencia que la población T CD8+ tiene de la población T CD4+ para cumplir sus

funciones, lo cual incluye la activación celular265, 266. En la etapa de

inmunodeficiencia, la disminución de las células T CD4+ podría limitar su capacidad

de estimulación a la población T CD8+265, resultando en la no activación de la

misma. Esta falta de activación de la población T CD8+ también podría estar

involucrada con el propio estado de inmunodeficiencia, al limitar su capacidad

antiviral267, 268. Pantaleo ha descrito que la población T CD8+/HLA-DR+, presenta

actividad anti-VIH-1 in vitro269, de allí la importancia funcional que su disminución

pudiera significar. Es necesario hacer énfasis, sin embargo, que la expresión de HLA-

DR no es el único marcador de activación celular disponible. Otra molécula cuya

expresión también ha sido utilizada para identificar células activadas es CD38270.

Kestens et al. describieron los cambios que se presentan en la expresión de HLA-DR

y CD38 en linfocitos T CD8+ en diferentes etapas de la infección por VIH-1271. Estos

autores muestran que en etapas iniciales de la infección viral, la expresión de ambas

moléculas está elevada en esta población celular, pero en la etapa de SIDA la

población HLA-DR+/CD38- disminuye, mientras que la HLA-DR-/CD38+ se eleva

significativamente, evidenciando un desacoplamiento en la expresión de estas

moléculas de activación, lo cual es altamente sugestivo de que exista también

desacoplamiento en el estado de activación mismo269, 271, lo que podría en parte

explicar la defectuosa funcionalidad y el establecimiento de la inmunodeficiencia.

Nuevamente, destaca que los pacientes con serología positiva para T. gondii (P2)

presentaran porcentajes de expresión de la molécula HLA-DR en sus linfocitos T

CD4+ y T CD8+ similares a los de los pacientes con serología negativa (P1),

mostrando que el reto antigénico con el protozoario, en estos pacientes P2, no

indujo cambios significativos en el estado de activación de su población de células T

periféricas, con respecto a la expresión de esta molécula. Ahora bien, T. gondii es

capaz de modificar la expresión de HLA-DR en las células que infecta. Así, se conoce

que ésta aumenta en células dendríticas272, macrófagos y linfocitos B infectados273.

Por otra parte, se ha demostrado que la infección por T. gondii se asocia con

disminución de la expresión de HLA-DR inducida por IFN- e IL-6, restringiendo la

presentación antigénica274, 275. En todo caso, estos cambios fenotípicos se observan

en células infectadas por el parásito272-275. En sangre periférica, durante la etapa

asintomática de la infección parasitaria, se ha evidenciado que la proporción de

103

células infectadas es mínima276. En los pacientes VIH-1+/T. gondii+ (P2) evaluados

en este trabajo, asintomáticos para la infección por el protozoario, no se esperaría

que una proporción significativa de la población T de sangre periférica esté

infectada por el parásito, lo que explicaría que su expresión de HLA-DR no sea

distinta a la de los pacientes con serología negativa (P1).

Se conoce que para que el linfocito T CD8+ se pueda activar y cumplir con su

función antiviral, son importantísimas las señales que éste reciba, no solo de

reconocimiento antigénico, a través de su receptor de célula T (TCR)277, sino

también a través de receptores de señales co-estimuladoras secundarias, que bien

pueden propiciar una respuesta específica activa259, o favorecer una respuesta de

tolerancia o anergia260, 278. Así mismo, para que el linfocito T CD4+ pueda mediar la

activación del linfocito T CD8+ y de otras células efectoras de la respuesta antiviral,

debe también recibir señales específicas y secundarias apropiadas277. En este

trabajo, para evaluar la presencia de receptores de señales co-estimuladoras

negativas en las células T, se midió la expresión de PD-1105-107, 260. En la población T

CD4+ se pudo observar un aumento significativo en el porcentaje de células que

expresaban esta molécula desde etapas iniciales de la infección viral, porcentaje que

alcanzaba su máximo valor en la etapa más avanzada (Fig. 26A). Esta expresión

comprometería adicionalmente la funcionalidad de la población T CD4+, que no solo

estaría numéricamente disminuida, sino que tendría mayor propensión a recibir

señales co-estimuladoras negativas, disminuyendo su capacidad de mediar

funciones colaboradoras con otras poblaciones celulares, incluyendo la T CD8+,

para propiciar el establecimiento de una respuesta antiviral efectiva103, 260. Por su

parte el porcentaje de expresión de PD-1 en la población T CD8+ de los pacientes

también estuvo incrementado (Fig. 26B), sugiriendo que la capacidad de respuesta

de esta población estaría limitada. La relevancia de la vía de PD-1 y sus ligandos en

el contexto de la infección por VIH-1 ha sido ampliamente demostrada, como lo

ilustra el trabajo de Day et al.107. Estos autores describen, por una parte, que la

expresión de PD-1 está significativamente aumentada en las poblaciones totales de

células T CD4+ y T CD8+ de pacientes infectados por VIH-1, que el aumento es

significativamente mayor en las células con especificidad anti-VIH-1 y que se

correlaciona con defectos de proliferación y producción de citoquinas ante retos

antigénicos. Más aún, demostraron que el bloqueo in vitro de la vía de señalización

entre PD-1 y uno de sus ligandos (PDL-1), permite la restauración de la capacidad

de proliferación y producción de citoquinas tanto de células T CD4+ como de células

T CD8+, evidenciando no solo la existencia de clones con especificidad anti-VIH-1 en

los pacientes evaluados, sino también que manipulando las vías de señalización es

posible restaurar la capacidad de respuesta de estos clones. Estos hallazgos son de

importancia trascendental, no solo en el entendimiento de los defectos funcionales

de la respuesta específica durante la infección por VIH-1, sino también porque

104

abren la posibilidad de intervención terapéutica para restaurar la respuesta

antiviral efectiva en los pacientes infectados. Aunque son pocos los trabajos que

miden la expresión de PD-1 durante la infección por T. gondii, en modelos animales

se ha descrito un incremento en el porcentaje de expresión de esta molécula en los

linfocitos T CD8+276, 279, que se asocia con pérdida de la funcionalidad de esta

población276, 280, siendo posible recuperar la capacidad de respuesta específica al

bloquear la vía de señalización PD-1/PDL-1, logrando incluso evitar la mortalidad

asociada a la reactivación de la infección276. Estos resultados276, 279, 280, aunque

reflejan una dinámica de expresión de PD-1 en la población de células T durante la

infección por T. gondii muy similar a la descrita para pacientes infectados con VIH-

1105, 107, aún esperan por ser verificados en seres humanos. Mientras tanto, cabe

resaltar que el modelo múrido utilizado en los trabajos citados, fue el de ratones

C57BL/6, infectados con una cepa tipo II de T. gondii, la ME49. En este modelo, los

ratones tenían lesiones cerebrales asociadas a encefalitis toxoplásmica cuatro

semanas después de ser infectados279, y la muerte ocurría entre los 49 y los 125

días post-infección276, 280. Es claro que este modelo difiere del curso de la infección

por T. gondii en seres humanos, donde, en general, los hospedadores

inmunocompetentes logran controlar la infección aguda, y la reactivación sólo se

presenta en asociación a estados de inmunodeficiencia233; diferencia que limitarían

la extrapolación a la infección en seres humanos de los resultados obtenidos en

estos modelos múridos. En los individuos evaluados en este trabajo no se observó

diferencia significativa en el porcentaje de expresión de PD-1 en los linfocitos T

CD4+ y T CD8+ entre los grupos con serología positiva para T. gondii (C2, P2A, P2B y

P2C) y los grupos con serología negativa (C1, P1A, P1B y P1C), si bien sólo en los

pacientes P2 se observó consistentemente diferencia significativa con respecto al

Control en la expresión de esta molécula en la población T CD8+ (Fig. 26B). Estos

resultados sugieren que en seres humanos las infecciones por T. gondii latentes o

resueltas, no modificarían la expresión de PD-1 en los linfocitos T de sangre

periférica.

En otro orden de ideas, el equilibrio homeostático de la población de

linfocitos T requiere un balance entre la proliferación, la sobrevida y la muerte

celular de esta población281. Como componente central en el mantenimiento de este

equilibrio están las señales recibidas a través de la cadena α del receptor de la IL-7

(IL-7Rα/CD127), que median sobrevida y proliferación homeostática de estas

células101, 282. Para evaluar la capacidad de los linfocitos T de sangre periférica de

los individuos participantes en este estudio de recibir las señales de supervivencia

proporcionadas por esta vía, se midió la expresión de IL-7Rα en estas células. En los

pacientes en la etapa más avanzada de la infección por VIH-1, se presentó una

disminución significativa en el porcentaje de células que expresaban esta molécula

en la población de linfocitos T CD4+ al comparar con el resto de los grupos (Fig.

105

27A), mientras que este porcentaje en la población T CD8+ se observó

significativamente disminuido desde las etapas iniciales (Fig. 27B). El porcentaje de

expresión de IL-7Rα en las poblaciones celulares T CD4+ y T CD8+ se correlacionó

en forma significativa con el recuento de linfocitos T CD4+ de sangre periférica (Fig.

27C y 27D), indicando su relación con la progresión de la infección viral, tal como ya

ha sido descrito283, 284. Es evidente, pues, que en los pacientes infectados por VIH-1

evaluados en este estudio, tanto la población T CD4+ como la T CD8+ tienen

disminuida su capacidad de recibir las señales de supervivencia mediadas por la IL-

7282, pero esta disminución tendría un inicio más temprano y una mayor magnitud

en la población T CD8+283 (Fig. 27B). La disminución de la expresión de IL-7Rα en

la población de linfocitos T se ha asociado con baja expresión de la proteína

antiapoptótica Bcl-2285 y con aumento de la apoptosis283, por lo que se ha sugerido

que sea uno de los mecanismos responsables en la disminución de la población T

CD4+ durante la infección por VIH-1286. Llama la atención, sin embargo, que en los

pacientes evaluados en este trabajo la pérdida en la expresión de esta molécula se

haya presentado en etapas más tempranas de la infección viral y con una diferencia

proporcional mayor con respecto al Control, en la población T CD8+ (Fig. 27B)

comparada con la T CD4+ (Fig. 27A), a pesar de que la pérdida de células sea mayor

en esta última población, lo cual evidencia que la sola disminución en la expresión

de IL-7Rα no es suficiente para explicar la destrucción de las poblaciones T en la

progresión de la infección por VIH-1. Es también de particular importancia el hecho

de que los linfocitos T CD4+ y T CD8+ de memoria central y de memoria efectora287,

sean especialmente susceptibles a la disminución de la expresión de IL-7Rα283,

estando la población T de memoria central especialmente afectada283, 284, 288, con la

potencial consecuencia que esto pueda tener para el mantenimiento de la población

específica de memoria a largo plazo286, 287. Por otra parte, en el contexto de la

infección por T. gondii, la IL-7 tiene un papel muy importante en la estimulación de

una respuesta inmunitaria protectora289, 290. La administración de IL-7 in vivo

permite la sobrevida de ratones inoculados con dosis letales del parásito,

estimulando la respuesta de células NK y de linfocitos T CD8+ citotóxicos, y

aumentando la producción de IFN-γ e IL-2289. Así mismo, la eliminación in vivo de

esta citoquina aumenta la susceptibilidad a la infección289. Es claro, pues, que en el

establecimiento y mantenimiento de una respuesta anti-T. gondii efectiva son

fundamentales las señales recibidas a través de IL-7Rα; de allí la importancia

funcional que podría tener la disminución de su expresión observada en los

pacientes de este estudio, y la posibilidad, que se incrementaría con la progresión

de la infección viral, de perder la respuesta anti-parasitaria específica. En este

estudio no se observaron diferencias significativas en la expresión de IL-7Rα en los

linfocitos T CD4+ y T CD8+ entre los pacientes infectados con VIH-1 y serología

positiva para T. gondii (P2) y aquellos con serología negativa (P1) (Fig. 27A y 27B),

106

indicando que el reto antigénico con el parásito, en infecciones resueltas o latentes,

no induciría cambios adicionales en la expresión de IL-7Rα en linfocitos T de sangre

periférica a los inducidos por la infección por VIH-1, si bien, como se expresó antes,

la respuesta antiparasitaria podría estar comprometida, aumentando la

susceptibilidad a la infección por T. gondii.

Otro de los aspectos clave en el mantenimiento del equilibrio homeostático

de la población de linfocitos T, como se mencionó en el párrafo anterior, es la

muerte celular, siendo la apoptosis un mecanismo crucial en este proceso291. La

infección por VIH-1 se ha asociado con aumento de la apoptosis de los linfocitos T92-

95, con especial contribución de la molécula CD9596-98 en la inducción de la misma.

Durante la infección por VIH-1 se observa un aumento en el porcentaje de linfocitos

T que expresan CD9595, 98, y en estas células la susceptibilidad de sufrir apoptosis

por estimulación de este receptor está aumentada96, 98. En los pacientes infectados

con VIH-1 evaluados en este trabajo, el porcentaje de linfocitos T CD4+ que

expresaban CD95 estuvo significativamente aumentado en la etapa más avanzada

de la infección viral (Fig. 28A), observándose una correlación significativamente

negativa entre esta expresión y el recuento de linfocitos T CD4+ (Fig. 28C),

indicando su relación con la progresión95. La población T CD8+ que expresaba CD95

presentó un pequeño aumento en todos los grupos de pacientes infectados con VIH-

1 al compararlos con su respectivo grupo Control, pero la diferencia sólo fue

significativa para los pacientes infectados con VIH-1 seropositivos para T. gondii

que se encontraban en las primeras etapas de la infección viral (P2A y P2B, Fig.

28B). Cuando se comparó la expresión de CD95 en los linfocitos T CD4+ y T CD8+ de

sangre periférica de los individuos con serología positiva para T. gondii (C2, P2A,

P2B y P2C) con la de aquellos con serología negativa (C1, P1A, P1B y P1C), no se

observaron diferencias significativas, sugiriendo que la infección por T. gondii

resuelta o latente no modifica dicha expresión.

En en este estudio también se evaluó el porcentaje de apoptosis temprana ex

vivo de linfocitos T, es decir, el porcentaje de células T de sangre periférica positivas

para Anexina V, evaluadas inmediatamente después de la toma de muestra. En estos

ensayos, tanto los pacientes infectados con VIH-1 como los individuos de grupos

Control presentaron valores bajos, en general inferiores al 3% de las células de cada

población. Sólo se observaron diferencias significativas en el grupo de pacientes

infectados con VIH-1 y seronegativos para T. gondii en la etapa más avanzada de la

infección viral (P1C), cuyas células T CD4+ presentaron valores significativamente

mayores de apoptosis temprana a los de su grupo Control (C1) y a los de su grupo

P2 homólogo (P2C), mientras que en las células T CD8+, presentaron valores

significativamente menores a los del grupo P2C (Fig. 30). Sin embargo, aún en estos

grupos que presentaron diferencias significativas, los porcentajes de apoptosis

espontánea ex vivo fueron bajos, sugiriendo que no juegan un papel relevante en la

107

destrucción celular en el contexto de la infección viral. Gougeon et al. también

encontraron valores de apoptosis ex vivo sumamente bajos en linfocitos T CD4+ y T

CD8+ de sangre periférica, con promedios menores al 2% en la población evaluada,

sin diferencias significativas entre los pacientes infectados con VIH-1 y los

individuos no infectados95. Es preciso diferenciar esta apoptosis espontánea ex vivo,

de la apoptosis espontánea después de 24 horas de cultivo, por ejemplo, y también

de la apoptosis inducida por estimulación de diversos receptores celulares, como

CD3 o CD95, donde sí se han descrito valores significativamente incrementados en

los pacientes infectados con VIH-194-96, 98. Por su parte, la infección por T. gondii se

ha asociado con inhibición de la apoptosis mediada por distintos mecanismos292,

incluyendo la inducida por CD95292, 293. Los mecanismos hasta ahora descritos,

responsables de esta inhibición, incluyen la vía de amplificación mitocondrial con

bloqueo de la liberación294 y actividad295 del citocromo C, alteración del balance

entre proteínas pro-apoptóticas y anti-apoptóticas de la familia Bcl-2294, y el

bloqueo de la vía independiente a la mitocondria, con degradación de la caspasa

8293. Como otros de los efectos provocados por T. gondii y descritos en los párrafos

anteriores, esta inhibición de la apoptosis celular se observa en células activamente

infectadas por el parásito292, de allí, que en condiciones asintomáticas, donde no se

espera que haya un número significativo de células infectadas por el parásito en

sangre periférica276, no se observen tampoco diferencias en la apoptosis ex vivo de

linfocitos T, entre los individuos con serología positiva para el parásito (C2, P2A,

P2B) y aquellos con serología negativa (C1, P1A, P1B), con la limitada excepción de

los grupos P1C y P2C, ya mencionada.

Pasando a otro punto, entre los antígenos de membrana que se expresan

diferencialmente en subpoblaciones de células T, están las moléculas CD45RA y

CD45RO, isoformas de la familia del antígeno común leucocitario (CD45) que se han

utilizado ampliamente para identificar las células T vírgenes y de memoria,

respectivamente251. Se ha demostrado que las células T que expresan CD45RA, al

ser estimuladas in vitro con mitógenos como el PHA, pierden gradualmente la

expresión de CD45RA, mientras comienzan, en forma recíproca, a expresar

CD45RO296. La evaluación en las células T CD45RO+ de la expresión de moléculas

adicionales como CCR7 y CD62L, permite identificar poblaciones especializadas

dentro de la población de célula T de memoria297. Así las células T

CD45RO+/CCR7+/CD62L+, llamadas de memoria central, identifican una población

con migración preferencial a los ganglios linfáticos, y que en respuesta a la

estimulación antigénica entran en un proceso de proliferación activa, produciendo

inicialmente IL-2, y posteriormente IFN-γ o IL-4297. Por su parte las células T

CD45RO+/CCR7- son una población con migración preferencial a los tejidos

periféricos inflamados, función efectora inmediata y rápida producción de IFN-γ o

IL-4, de allí que se les denomine de memoria efectora297. En los pacientes infectados

108

con VIH-1 la mayoría de las células T CD8+ en circulación, con especificidad anti-

VIH-1, tienen fenotipo de memoria efectora107, 298. Al evaluar la expresión de las

moléculas CD45RA y CD45RO en la población de linfocitos T CD4+ de sangre

periférica en los individuos participantes en este trabajo, se pudo observar una

disminución en el número tanto de células vírgenes como de células de memoria, en

los pacientes infectados con VIH-1 al comparar con sus grupos Control respectivos

(Fig. 32C y D), siendo la disminución de células vírgenes proporcionalmente mayor

con respecto a las células de memoria, a medida que avanzaba la infección viral

(Fig. 34A). Esta disminución en la relación CD45RA/CD45RO en la población T

CD4+ podría explicarse por cambios en el fenotipo de la población virgen, que al

recibir señales de estimulación, en el contexto de una infección viral asociada a

inflamación crónica, dejaría de expresar CD45RA y comenzaría a expresar

CD45RO296, incrementándose así la población de memoria. También es necesario

tomar en cuenta que al aumentar la edad del individuo, disminuye la capacidad del

timo para regenerar la población de células vírgenes de sangre periférica88, 89, lo

cual también podría contribuir con la disminución preferencial de esta población.

Más aún, la infección por VIH-1 se asocia con cambios morfológicos anormales del

timo, que incluyen disminución de timocitos e involución avanzada88, 89,

comprometiendo adicional y seriamente la capacidad funcional de este órgano,

incluyendo la generación de células T vírgenes. Por su parte, la evaluación de la

expresión de CD45RA y CD45RO en la población T CD8+, demostró un significativo

incremento en la población de células de memoria en todos los grupos de pacientes

infectados con VIH-1, al compararlos con sus respectivos grupos Control (Fig. 33D y

34B), con recuentos de población T CD8+ virgen similares o discretamente mayores

que en los individuos no infectados por el virus (Fig. 33B). Esta dinámica en la

población T CD8+ durante la infección por VIH-1, se relaciona, por una parte con un

aumento en el número de linfocitos T CD8+ totales (Fig. 21B), tal como ocurre en

otras infecciones virales262, 263, y por otra, con el predominio de células de memoria,

especialmente de memoria efectora, que se ha asociado con esta infección284, 298. Es

resaltante que se haya descrito que esta población T CD8+ de memoria efectora

posea una expresión de IL-7Rα significativa disminuida283, lo cual es congruente

con los resultados obtenidos en este trabajo (Fig. 27B). Paiardini et al.299

observaron en individuos infectados con VIH-1 que las células T CD8+ con pérdida

en la expresión de IL-7Rα identifican a una población con marcadores fenotípicos

(CCR7-/CD62L-) y funcionales (producción preferencial de IFN-γ y no de IL-2,

menor capacidad proliferativa, mayor susceptibilidad a apoptosis) de células de

memoria efectora. También observaron que el aumento de esta población en los

pacientes infectados con VIH-1, se correlacionaba con la expresión de marcadores

de activación en la población de células T, apoptosis, carga viral y destrucción de

linfocitos T CD4+283, 299, en congruencia con los resultados obtenidos en este

109

trabajo. Finalmente, al comparar la expresión de las moléculas CD45RA y CD45RO

en las poblaciones de linfocitos T CD4+ y T CD8+ de sangre periférica de los grupos

con serología positiva para T. gondii con la de sus grupos homólogos y serología

negativa, no se observaron diferencias significativas, sugiriendo que la infección por

T. gondii, crónica o resuelta, no modificaría la proporción ni el recuento de células T

vírgenes y T de memoria en sangre periférica.

Funcionalidad de linfocitos T

Las PBMC de los individuos participantes en el estudio fueron cultivadas por

72 horas bajo estimulación con la proteína recombinante Env del VIH-1, ó con una

preparación de antígenos solubles de T. gondii (SATg), para evaluar respuesta

específica, utilizando células no estimuladas y células cultivadas en presencia de

PHA, como controles negativos y positivos, respectivamente. Las variables

estudiadas fueron proliferación, expresión de perforina, apoptosis, necrosis y

producción de citoquinas.

Proliferación de linfocitos T

Cuando las células de los individuos participantes en este estudio fueron

cultivadas en presencia de PHA, se demostró, tanto en los linfocitos T CD4+ como en

los T CD8+, una proliferación significativamente mayor a la de las células cultivadas

sin estimulación (condición Medio), lo cual se observó en todos los grupos de

estudio, si bien los pacientes infectados con VIH-1, especialmente aquellos con

mayor progresión de la infección viral, presentararon valores de proliferación

menores a los de su grupo Control (Fig. 35 y 36). Sin embargo, al evaluar la

proliferación en respuesta a la estimulación específica, tanto con el antígeno viral

como con el parasitario, no fue posible detectar respuestas que fuesen distintas a las

de la condición sin estimulación (Medio) en ninguno de los grupos de estudio. La

estimulación con SATg de las PBMC de los individuos del grupo Control C2 (VIH-/T.

gondii+) indujo una proliferación significativamente mayor, tanto en las células T

CD4+ como en las T CD8+, a los del grupo C1 (VIH-/T. gondii-), lo cual pudiera

sugerir una respuesta específica al parásito en los individuos previamente

expuestos al mismo; sin embargo, una respuesta similar se observó en la condición

de cultivo sin estimulación (Medio) y en los cultivos bajo estimulación con Env, lo

cual sugiere que no fue una respuesta específica al antígeno parasitario lo que

indujo el aumento de la proliferación observado en este grupo.

Evidentemente, el protocolo utilizado en este trabajo para evaluar la

proliferación de linfocitos T CD4+ y T CD8+, en células cultivadas por 72 horas,

fundamentado en la incorporación de bromodeoxiuridina, pudo detectar respuestas

inducidas por estimulación policlonal, pero no las inducidas por estimulación de

clones específicos. Así, cuando las PBMC fueron cultivadas sin estimulación,

110

estimuladas con antígenos virales o parasitarios, los porcentajes de proliferación

oscilaron entre 1 y 8%, mientras que en las estimuladas con PHA, el rango se ubicó

entre 15 y 45%. Para entender la razón por la que no fue posible detectar la

proliferación en condiciones de estimulación antigénica, se comparó el protocolo

utilizado en este trabajo, con otros descritos en la literatura. Otros autores,

utilizando la incorporación de timidina tritiada como marcador de proliferación, en

este caso no de poblaciones linfoides T particulares, sino en el grupo total de PBMC,

utilizando mayores tiempos de cultivo (5300 y 7 días301) y mayor concentración de

SATg (5300 y 50 μg/ml301), han logrado discriminar entre la respuesta de individuos

asintomáticos con serología positiva y serología negativa para T. gondii. En sus

ensayos la respuesta proliferativa frente a SATg fue clara y significativamente

mayor en los individuos con serología positiva. Utilizando estos protocolos,

pudieron determinar que los pacientes infectados con VIH-1 y serología positiva

para T. gondii, presentaban una proliferación significativamente menor con

respecto a los individuos sin infección por el virus y serología positiva para el

parásito300, 302. Incluso evidenciaron que la pérdida de la respuesta era mayor en los

pacientes VIH+/T. gondii+ con recuentos de linfocitos T CD4+ menores a 200/μL,

especialmente en aquellos con episodios presentes o pasados de encefalitis

toxoplásmica302, mientras que la capacidad de respuesta anti-T. gondii era

parcialmente recuperada por los pacientes que recibían terapia antirretroviral de

alta eficiencia300, 302. En cuanto a la proliferación por estimulación con PHA, estos

autores describieron valores de proliferación en los individuos infectados con VIH-1

similares a los de los individuos no infectados300, 302, pero con una disminución

significativa en pacientes con recuentos de linfocitos T CD4+ en sangre periférica

<200/μl y episodios de encefalitis toxoplásmica302, en una dinámica similar a la

observada en este trabajo (Fig. 35 y 36). Por otra parte, utilizando ester de

succinimidil 5, 6-carboxifluorescein diacetato (CFSE) como marcador de

proliferación, en cultivos de 6 días, Migueles et al. describieron una respuesta de

proliferación en respuesta al VIH-1 entre el 1 y el 12% en linfocitos T CD8+ de

individuos infectados con el virus110. Estos autores observaron que un grupo

especial de pacientes infectados con VIH-1, que lograban controlar la replicación

viral hasta concentraciones indetectables (menos de 50 copias de RNA viral por ml

de plasma) por largos períodos de tiempo (algunos, más de 20 años) en ausencia de

terapia anti-retroviral, los así denominados No Progresores a Largo Plazo (LTNP),

tenían respuestas de proliferación ante estimulación antigénica viral

significativamente mayores al resto de los pacientes (los llamados Progresores, que

conforman la mayoría de la población infectada por el virus), con rangos que

oscilaban entre el 30 y el 70% de sus linfocitos T CD8+110. Así, pudieron establecer

que la capacidad de proliferación en respuesta al VIH-1 está estrechamente

asociada al control de la replicación viral y a la sobrevida libre de enfermedad en

111

ausencia de tratamiento específico110, resaltando la importancia de esta función

para el control de la infección, capacidad que está disminuida en la mayoría de los

pacientes infectados. Los resultados mencionados anteriormente, con respecto a la

mayor disminución de la respuesta de proliferación específica en individuos con

historia de encefalitis toxoplásmica302, también enfatizan la importancia de esta

capacidad funcional para el control de la infección por T. gondii. Así, vemos que con

protocolos que utilizan un mayor tiempo de cultivo (5, 6 y 7 días), otros marcadores

(timidina tritiada, CFSE) u otras preparaciones antigénicas, es posible evaluar in

vitro las respuestas de proliferación específicas anti-T. gondii y anti-VIH-1, las

cuales se correlacionan con el control de estas infecciones y se pierden

significativamente en los pacientes infectados con VIH-1. Como se mencionó

anteriormente, el aumento de la expresión del receptor de señales de co-

estimulación negativa, PD-1, en las poblaciones de células T, ha demostrado tener

una relación negativa con la capacidad de respuesta específica de estas células 107,

276, 280, pudiendo por lo tanto ser éste uno de los factores que está contribuyendo

con la pérdida de la capacidad de proliferación observada en el contexto de la

infección por VIH-1.

Producción de perforina por linfocitos T CD8+

La perforina tiene una participación crítica en la actividad citotóxica de los

linfocitos T, al mediar la entrada de granzimas a la célula blanco, de manera que

éstas inicien cascadas de degradación de ADN, provocando la muerte celular303. La

actividad citotóxica de los linfocitos T ha demostrado ser importante en el control

de las infecciones por VIH-1304 y T. gondii305. Para evaluar la capacidad citotóxica en

la población T CD8+ en este estudio, se midió la expresión de perforina bajo

distintas condiciones de estimulación. Cuando las PBMC de los distintos grupos de

estudio fueron estimuladas con PHA por 72 horas, la expresión de perforina en los

linfocitos T CD8+ se incrementó significativamente, al comparar con las células

cultivadas sin estimulación (Medio), en los individuos no infectados por VIH-1 (C1 y

C2) y en los pacientes infectados con VIH-1 con recuentos mayores a 200 linfocitos

T CD4+ por μL de sangre periférica (P1A, P1B, P2A y P2B) (Fig. 37). Por el contrario,

en los individuos infectados con VIH-1 y recuentos de linfocitos T CD4+ menores a

200/μL (P1C y P2C), la expresión de perforina bajo estimulación con PHA no fue

significativamente distinta a la de la condición sin estimulación, lo cual sugiere que

los pacientes de estos grupos no son capaces de aumentar la capacidad citotóxica de

sus linfocitos T CD8+ por encima de los valores basales, incluso bajo estimulación

policlonal, lo cual los colocaría en desventaja para controlar infecciones por

patógenos intracelulares como VIH-1304, 306 y T. gondii305, donde la actividad

citotóxica es parte importante de la respuesta inmunitaria efectiva. Por otra parte,

al estimular las PBMC con Env o SATg no se evidenció aumento de la expresión de

112

perforina en ninguno de los grupos de individuos participantes, lo cual sugiere que,

al igual que en la evaluación de la proliferación celular por estimulación antigénica,

el protocolo utilizado en este trabajo no tuvo la sensibilidad necesaria para detectar

producción de perforina bajo estimulación específica. Migueles et al., con el

protocolo utilizado en el trabajo citado en la sección anterior110, pudieron

determinar que la expresión de perforina estaba estrechamente asociada con la

capacidad de proliferación de los linfocitos T CD8+, y que ésta era

significativamente mayor en el grupo de pacientes LTNP. Esto sugiere que, en este

trabajo, la falta de sensibilidad para detectar proliferación en las condiciones de

estimulación específica, haya también impedido la detección de producción de

perforina asociada a ésta110. El aumento en la expresión de PD-1, con la posibilidad

de disminuir la capacidad proliferativa de los linfocitos T, también podría estar

asociado a la no detección de perforina. De hecho, Day et al. encontraron baja

expresión de perforina en las células T CD8+ específicas para VIH-1 que tenían

aumentada la expresión de PD-1107, mientras que Bhadra et al. encontraron una

asociación entre el aumento de la expresión de PD-1 en los linfocitos T CD8+ y la

pérdida de la capacidad polifuncional de éstos (incluyendo capacidad citotóxica) en

el contexto de la infección por T. gondii280. El defecto en la producción de perforina

es por tanto relevante en la capacidad de control de las infecciones por VIH-1 y T.

gondii evaluadas en este estudio.

Apoptosis y necrosis de linfocitos T

Una característica distintiva de la infección por VIH-1 es la pérdida gradual

de linfocitos T CD4+ a medida que la infección progresa, lo cual está estrechamente

asociado con el establecimiento del estado de inmunodeficiencia (SIDA) en los

pacientes307. Siendo la pérdida de linfocitos T un aspecto crítico en la patogénesis

de la infección por VIH-1, en este trabajo se evaluó la muerte celular en distintas

condiciones de cultivo, discriminando dicha muerte como apoptosis temprana

(células con expresión positiva de Anexina V), necrosis (células positivas para la

incorporación de yoduro de propidio), apoptosis tardía (células positivas tanto para

Anexina V como para yoduro de propidio) y mortalidad total (referida como la

sumatoria de apoptosis temprana, apoptosis tardía y necrosis) (Fig. 29). Cuando las

PBMC fueron cultivadas por 72 horas en presencia de PHA, se observó un

incremento significativo en el porcentaje de linfocitos T CD4+ y T CD8+ en

apoptosis temprana, en apoptosis tardía y en mortalidad total, en todos los grupos

de estudio, al compararlas con las células cultivadas sin estimulación (Medio) (Fig.

38 y 39). Dado que esta condición de cultivo con PHA estuvo asociada con la mayor

proliferación y producción de perforina, y tomando en cuenta la naturaleza

policlonal de este estímulo, puede inferirse que el aumento de apoptosis observada

en esta condición es muerte celular inducida por activación (AICD)308. Se observó

113

también, en esta condición de cultivo con PHA, la tendencia a que los porcentajes de

muerte celular observados, fueran mayores para la población de células T CD4+

(3020, 2716 y 6318, para apoptosis temprana, apoptosis tardía y muerte total,

respectivamente, para los grupos Control) que para la población T CD8+ (2412,

1914 y 4813), sugiriendo mayor susceptibilidad de las células T CD4+ a la AICD,

lo cual sería relevante en el contexto de la infección por VIH-1, por la mayor pérdida

de esta población, asociada a un ambiente de activación crónica94 (Fig. 20, 21, 22 y

25). En condiciones de estimulación por antígenos virales (Env) y parasitarios

(SATg) las células T CD8+, en general, no mostraron diferencias en los porcentajes

de muerte celular con respecto a la condición sin estimulación, ni entre los distintos

grupos de estudio; mientras que los linfocitos T CD4+ de los grupos con mayor

progresión de la infección viral (P1C, P2C) presentaron mayores porcentajes de

apoptosis temprana y necrosis y valores significativamente mayores de apoptosis

tardía y muerte total que sus grupos Control respectivos. Es resaltante que la

población T CD4+ de los pacientes más inmunocomprometidos (P1C, P2C), presentó

en los análisis fenotípicos ex vivo un aumento significativo en la expresión de CD95

(receptor de señales de apoptosis, Fig. 28), HLA-DR (marcador de activación, Fig.

25) y PD-1 (receptor de señales de co-estimulación negativa, Fig. 26), y una

significativa disminución en la expresión de IL-7Rα (receptor de señales de

supervivencia, Fig. 27), enfatizando lo relevante que serían estos marcadores

fenotípicos en definir la susceptibilidad de los linfocitos T CD4+ a sufrir muerte

celular, tanto en forma espontánea (incluso en la condición sin estimulación se

observó aumento de muerte celular) como en condiciones de estimulación

específica en cultivo y cómo esto pudiera afectar la capacidad de respuesta ante

retos antigénicos en los pacientes en esta etapa de la infección viral. Finalmente, los

individuos con serología positiva para T. gondii (C2, P2A, P2B y P2C) no presentaron

valores de muerte celular en su población de linfocitos T significativamente

distintos a los de los individuos con serología negativa (C1, P1A, P1B y P1C), en

ninguna de las condiciones de estimulación evaluadas en los cultivos, sugiriendo

que la infección por T. gondii resuelta o asintomática no influye en este aspecto de la

funcionalidad de las células T.

Producción de citoquinas ex vivo e in vitro

Las citoquinas son proteínas capaces de activar y modular la respuesta

inmunitaria; y tanto el control como la patogénesis de las infecciones por VIH-1 y T.

gondii han sido vinculados con la producción de algunas de estas proteínas309, 310.

Así, la evaluación de la producción de citoquinas por los individuos participantes en

este estudio, tanto ex vivo como in vitro, ha proporcionado importante información

sobre la capacidad de respuesta específica y el microambiente generado en el

contexto de estas infecciones.

114

Ex vivo: La determinación de citoquinas en el plasma sanguíneo mostró

concentraciones bajas en todos los grupos de estudio, con valores de menos de 20

pg/mL para IL-2 y de menos de 8 pg/mL para IL-4, IL-6, IL-10 y TNF-α, con una

discreta elevación de IL-6 en el grupo de pacientes P2B/C (Fig. 41). Por su parte,

todos los grupos de pacientes infectados con VIH-1 presentaron concentraciones de

IFN-γ en plasma significativamente mayores a los de los individuos sin infección por

el virus, indicando por una parte la capacidad de los pacientes de producir esta

citoquina, que se ha asociado con actividad anti-VIH-1309, y por otra parte

sugiriendo un microambiente particular en los pacientes infectados, desde etapas

tempranas hasta etapas avanzadas de la infección viral. Si bien se observó una

tendencia en los pacientes infectados con VIH-1 y serología positiva para T. gondii

(P2) a presentar concentraciones mayores de IFN-γ en plasma que los pacientes con

serología negativa para el parásito (P1), la diferencia no fue estadísticamente

significativa, por lo que se sugiere que infecciones por el parásito latentes o

resueltas, no modificarían los valores de IFN-γ generados en el contexto de la

infección por VIH-1, evidenciados en el plasma de los pacientes. La producción de

IFN-γ, por su asociación con una respuesta antiviral, citotóxica, ha sido uno de los

mediadores que ha recibido especial atención en el contexto de la infección por VIH-

1. Ya desde el año 1984, Murray et al. habían descrito defectos en la producción de

esta citoquina asociados con la infección viral, en experimentos de estimulación

antigénica específica in vitro311. En base a antecedentes como este, se hace

especialmente significativo el hallazgo de este trabajo, de que los pacientes

infectados por el virus presenten concentraciones significativamente mayores de

IFN-γ plasmático que los individuos no infectados. Como se mencionó

anteriormente, esto demuestra que esta capacidad de producción no se ha perdido

en los pacientes, ni siquiera en aquellos en etapas más avanzadas de la infección. A

pesar del aumento en la producción de IFN-γ, es claro que éste no es suficiente para

detener la replicación del virus, como lo demuestran los valores de carga viral de

estos mismos pacientes (Fig. 23), si bien puede sugerir una respuesta inmunitaria

que trata de contenerla. El hecho de que sea en plasma donde se observó el

aumento de concentración de esta citoquina, sugiere un aspecto sistémico de la

respuesta inmunitaria, probablemente asociado al estado de activación crónico

generalizado, característico de la infección, sin reflejar necesariamente la respuesta

específica en el microambiente donde se esté replicando activamente el virus,

recordando, de hecho, que son las células con especifidad anti-VIH-1 las que tienen

mayor expresión de la molécula co-estimuladora negativa PD-1 y capacidad

limitada de producir IFN-γ en respuesta a la estimulación antigénica105-107, 312, lo

cual puede ser un factor determinante en la incapacidad de detener la replicación

viral110. En todo caso, la elevación de IFN-γ en el plasma de los pacientes, reitera

115

que la presencia de este solo mediador de la respuesta inmunitaria no basta para

contener la progresión de la infección.

PHA: Al evaluar la producción de citoquinas por PBMC en respuesta a la

estimulación con PHA por 72 horas, se observaron valores de concentración de IL-

10, TNF-α e IFN-γ significativamente mayores a los de las células cultivadas sin

estimulación, en todos los grupos de estudio (Fig. 45, 46 y 47), mostrando la

capacidad de las PBMC de los pacientes infectados con VIH-1 de producir estas

citoquinas bajo estimulación policlonal, incluso en etapas avanzadas de la infección

viral, a pesar de las alteraciones en la respuesta inmunitaria que se observan en

estas etapas. En el caso de TNF-α, los pacientes infectados con VIH-1 (P1 y P2),

presentaron concentraciones significativamente mayores a los individuos no

infectados (C1 y C2), sugiriendo una modificación en el estado de respuesta de esta

población celular en el contexto de la infección, quizá motivado al hecho de venir

“pre-estimuladas ex vivo” por la infección viral misma, generando in vitro respuestas

de producción mayores a las de los grupos Control. No se observaron diferencias

significativas en la producción de estas citoquinas, bajo estimulación con PHA, entre

los grupos P1 y P2, sugiriendo que la infección por T. gondii pasada o asintomática,

no modifica esta producción.

Env: Las PBMC de los pacientes infectados con VIH-1 (P1 y P2) cultivadas en

presencia del antígeno viral Env por 72 horas, presentaron concentraciones de IL-

10 y TNF-α significativamente mayores a las de las células de los individuos no

infectados (C1 y C2), y a las de las células sin estimulación (Medio), si bien no fueron

capaces de producir cantidades significativas de IFN-γ (Fig. 45, 46 y 47). El

aumento en la producción de IL-10, con su capacidad inmunomoduladora, unido a

la no producción de IFN-γ, sugiere un perfil de inhibición de la respuesta

inmunitaria anti-VIH-1, consistente con la falla en el control de la replicación viral

(Fig. 23). Ya se ha mencionado que en el contexto de la infección por VIH-1 existe

un defecto en la producción de IFN-γ bajo estimulación in vitro con antígenos del

virus311, 312, defecto que puede revertirse por el bloqueo de la vía de señalización

PD-1/PDL-1106, 107, 312, haciendo patente cómo en el contexto de la infección la

propia respuesta anti-viral está comprometida, pero, cómo, a su vez, existen

posibles vías para revertir este compromiso106, 312, 313. En cuanto a la producción de

IL-10, la evidencia experimental nos muestra un cuadro complejo de la respuesta

inmunitaria y de su control, pues si bien el bloqueo in vitro de la interacción de la IL-

10 con su receptor (IL-10Rα) aumenta la producción de IL-2 e IFN-γ por linfocitos T

CD4+ con especificidad anti-VIH-1, así como la proliferación de éstos y de linfocitos

T CD8+ en respuesta a la estimulación con antígenos virales, evidenciando que la

presencia de IL-10 está inhibiendo la respuesta anti-VIH-1 en los pacientes

infectados314; por otra parte también hay evidencias de que el aumento en la

concentración de IL-10 en pacientes VIH-1+ se correlaciona con el control de la

116

replicación viral315. Adicionalmente, debido al papel crucial que tiene la activación

inmunitaria crónica en la progresión de la infección por VIH-1113, es posible que, a

pesar de tener un efecto inhibitorio sobre la respuesta antiviral específica, la IL-10

tenga un acción beneficiosa neta, al limitar la activación celular y disminuir la

pérdida de linfocitos T CD4+315. Finalmente, la infección por T. gondii crónica

asintomática o la infección resuelta, no modifican la producción de IL-10, TNF-α o

IFN-γ por PBMC en respuesta a la estimulación con el antígeno Env del VIH-1 por 72

horas en pacientes VIH-1+, según lo evidencia la ausencia de diferencias

significativas en estos parámetros entre los grupos P1 y P2.

SATg: La estimulación por 72 horas con el extracto antigénico soluble de T.

gondii, SATg, de PBMC de individuos no infectados con VIH-1, pero seropositivos

para T. gondii (C2), resultó en una significativa y consistente producción de IL-2, IL-

10, TNF-α e IFN-γ, al comparar con el grupo Control seronegativo para el parásito

(C1) y con las células cultivadas sin estimulación (Medio) (Fig. 42, 45, 46 y 47).

Estos hallazgos muestran que las condiciones de cultivo de las PBMC fueron

adecuadas para discriminar entre la respuesta anti-T. gondii de producción de estas

citoquinas por individuos con serología positiva para el parásito, y la respuesta de

individuos con serología negativa (C1 vs. C2). La infección por VIH-1, por su parte,

indujo significativos cambios en estos parámetros de funcionalidad en los

individuos con serología positiva para T. gondii, como lo demuestran los resultados

de los pacientes del grupo P2 (VIH-1+/T. gondii+). En la producción de IL-2, por

ejemplo, el grupo P2, no presentó concentraciones que difirieran significativamente

de los del grupo P1, ni de las células sin estimulación (Medio), siendo a su vez

significativamente menores a los del grupo C2 (Fig. 42). En cuanto a la producción

de TNF-α e IFN-γ, si bien el grupo P2 presentó concentraciones mayores a las del

grupo P1, estas concentraciones fueron consistentemente menores a las del grupo

C2, con diferencias significativas para IFN-γ (Fig. 46 y 47), evidenciando defectos en

la producción de estas citoquinas en los pacientes infectados con VIH-1, desde las

etapas tempranas de la infección viral. Estos defectos en la producción de IL-2, TNF-

α e IFN-γ en pacientes infectados por VIH-1, presentes desde etapas iniciales de la

infección viral, comprometerían la capacidad de control de infecciones por T. gondii 172, 186, 187, 316, 317, aumentando el riesgo de que en los pacientes con infecciones

latentes se reactivara la replicación parasitaria, aunque fuese de forma limitada, con

la posibilidad de ir provocando daños acumulativos en órganos como el cerebro318,

319, por el cual el parásito tiene especial tropismo, incluso antes de llegar a etapas

francamente sintomáticas, como la encefalitis toxoplásmica. De hecho, y en

congruencia con este razonamiento, la evaluación neurofisiológica de estos

pacientes evidenció que los individuos del grupo P2 (VIH-1+/T. gondii+) presentaron

una deficiencia significativamente mayor en la memoria a corto plazo, más

trastornos en el procesamiento cognitivo de estímulos visuales (P300 visual) y

117

mayor alteración de las funciones ejecutivas del lóbulo frontal (Prueba de

Clasificación de Tarjetas de Wisconsin) que los pacientes del grupo P1 (VIH-1+/T.

gondii-), sugiriendo que en estos pacientes con serología positiva para T. gondii la

neurotoxicidad estaría aumentada320, 321. Así, la evaluación de producción de

citoquinas in vitro mostró que la infección por VIH-1 se asocia con defectos en la

respuesta anti-T. gondii desde las primeras etapas de la infección viral; mientras

que la evaluación neurofisiológica mostró una mayor alteración funcional en el

grupo de pacientes que podría incluir a los individuos con infecciones latentes por

el parásito (P2), lo cual refuerza la relevancia que puede tener la pérdida gradual

del control de tales infecciones latentes, con posibilidad de reactivaciones

subclínicas/limitadas de la replicación parasitaria en el cerebro de estos pacientes,

causando daños acumulativos, que irían gradualmente comprometiendo la

funcionalidad del sistema nervioso central, adicionalmente a la afectación que

pueda generar el propio VIH-1120, 121, 124, complicando el cuadro en pacientes co-

infectados.

Efectos neurotóxicos de VIH-1 y T. gondii

La evaluación de los efectos neurotóxicos de VIH-1 y T. gondii se realizó

utilizando cultivos primarios de células de cerebro de feto de rata Sprague-Dawley,

los cuales estaban formados por poblaciones heterogéneas de células nerviosas

(astrocitos, neuronas, células de la microglía) que fueron cultivadas en presencia

del parásito, del virus (o gp41), o de ambos patógenos en forma simultánea. Estos

cultivos permitieron evaluar la interacción de los agentes infecciosos con los

distintos linajes celulares, y la interacción de los distintos linajes entre sí en el

contexto de la respuesta ante los agentes infecciosos. Determinando el recuento, la

viabilidad, la apoptosis y necrosis de las células nerviosas, se evaluó el efecto

neurotóxico en las distintas condiciones. Midiendo en los sobrenadantes de cultivo

los mediadores solubles producidos, incluyendo óxido nítrico, IL-1α, IL-6, IL-10,

TNF-α e IFN-γ, se estudiaron las posibles causas de los efectos neurotóxicos

observados. Además, al evaluar el porcentaje y linaje de células nerviosas infectadas

por el parásito, así como el número de taquizoítos libres, se pudo seguir el curso de

la infección parasitaria y elucidar cómo ésta era afectada por la presencia

simultánea de VIH-1 o gp41. Así, este sistema nos permitió evaluar múltiples

variables en compleja interacción. Es oportuno enfatizar que la inducción de la

producción de los distintos mediadores evaluados en este trabajo se presenta en

ausencia de infección viral, ya que el VIH-1 no infecta a las células nerviosas de rata,

y en el caso de los cultivos en presencia de gp41, la proteína recombinante estaba

en una solución libre de partículas virales. Así, los efectos inducidos serían

resultado de la interacción molecular con las células de las monocapas, pero no de

infección productiva de las mismas322, enfatizando la capacidad del virus, o de su

118

glicoproteína de envoltura, la gp41, de generar respuestas en células nerviosas no

infectadas por el mismo, bien directamente (interacción “virus-célula” o “gp41-

célula”) o a través de los mediadores cuya producción se induce por dicha

interacción322, hecho que tiene gran relevancia en la neuropatología de pacientes

infectados con VIH-1, donde la infección de un número limitado de macrófagos

cerebrales y células de la microglía, ejerce un efecto deletéreo sobre neuronas y

otras células no infectadas258.

Al estudiar los efectos causados por la presencia exclusiva de T. gondii sobre

las células nerviosas, se hizo evidente que el parásito es capaz de infectar a estas

células y replicarse activamente en las mismas. Los tres linajes de células nerviosas

evaluados, astrocitos, neuronas y células de la microglía, fueron susceptibles a la

infección parasitaria (Fig. 63), lo cual es congruente con los hallazgos descritos en

humanos203, 204 y roedores250, tanto in vivo como in vitro: T. gondii es capaz de

infectar múltiples linajes celulares del sistema nervioso central. La significativa

correlación positiva observada en este trabajo entre los porcentajes de cada linaje

en la población de células nerviosas y su respectivo porcentaje de infección (Fig.

64), sugiere que T. gondii infectaría a las células en los cultivos de acuerdo a su

disponibilidad como célula blanco. Precisamente, siendo los astrocitos las células

representadas en mayor proporción en estos cultivos primarios (Fig. 62), fueron las

células que presentaron un mayor porcentaje de infección (Fig. 63).

La presencia exclusiva de T. gondii se asoció con inhibición del aumento de

los recuentos celulares observados en condiciones basales, a medida que

transcurrían los días de cultivo (Fig. 48B), sugiriendo inhibición de la proliferación

y/o destrucción celular que contrarrestaba dicha proliferación. El análisis

microscópico mostró que la infección se localiza en focos de la monocapa, con

replicación parasitaria activa en el citoplasma de las células nerviosas y lisis de

dichas células al aumentar el número de parásitos intracelulares (Fig. 65D). La

disposición focal de la infección parasitaria en las monocapas celulares, recuerda la

presentación típica de la encefalitis toxoplásmica, la cual se caracteriza por la

presencia de lesiones de localización focal que van invadiendo progresivamente el

tejido cerebral, como lo evidencian los estudios anatomopatológicos tipo biopsias y

necropsias (Fig. 18A y D), y los estudios imagenológicos, tipo tomografía

computarizada y resonancia magnética (Fig. 18 B y C), tanto en humanos como en

roedores160, 234. Así, en presencia del parásito, la destrucción activa de células

infectadas contribuyó con la detención en el aumento de los recuentos de las

mismas. De hecho, cuando las células se cultivaron en presencia únicamente de T.

gondii, no se detectó una producción significativa de óxido nítrico ni de ninguna de

las citoquinas evaluadas, lo cual sugiere que la destrucción celular en presencia del

parásito no estaba dada por la acción de mediadores solubles, sino primordialmente

por la lisis de células infectadas.

119

Llama la atención que las células nerviosas cultivadas en presencia de T.

gondii no hayan respondido con la producción de mediadores solubles ante una

infección parasitaria en activa progresión, con significativa destrucción celular. En

modelos múridos de encefalitis toxoplásmica, se ha demostrado que los linfocitos T

CD4+ y T CD8+ infiltran el tejido cerebral luego de la infección216-218, y que la

presencia de estas células es imprescindible para generar una respuesta

inmunitaria efectiva171, 220, en la cual la producción de IFN-γ es crucial172. En el

contexto de la infección cerebral, otras células que participan en la producción de

IFN-γ junto a los linfocitos T, son las células citotóxicas naturales (NK), los

macrófagos y las células de la microglía219, 220, 323, 324. Sin embargo, en modelos

múridos se ha demostrado que en ausencia de células T, la producción de IFN-γ por

estos otros linajes celulares es insuficiente para detener la infección220. Los cultivos

primarios utilizados en este trabajo están formados por células con capacidad de

adherirse a la superficie de las placas de cultivos, por lo que las poblaciones

linfoides T y NK estarían ausentes, lo cual podría explicar que en las condiciones de

estos experimentos no se hayan generado los mediadores estudiados. Se ha

demostrado, tanto en la respuesta periférica, como en el contexto de infección en el

sistema nervioso central, que un paso importante en el inicio de la respuesta

inmunitaria anti-T. gondii es la producción de IL-12 por las células dendríticas177,

325, la cual estimularía la producción de IFN-γ por linfocitos T y células NK (Fig. 16).

Sin embargo, aun si las células dendríticas estuviesen presentes en los cultivos

primarios, y en presencia de T. gondii produjesen IL-12, seguirían faltando en el

sistema los linfocitos T y las células NK, para recibir la señal mediada por la IL-12

que indujese la producción de IFN-γ. La importancia de la población de linfocitos T

para el control del parásito en el sistema nervioso central también es sugerida en la

infección humana, pues en pacientes que desarrollan deficiencias en esta población

celular debido a enfermedades neoplásicas, como el linfoma de Hodgkin, se puede

presentar reactivación de infecciones latentes por T. gondii203, 230. Asimismo, en

pacientes infectados con VIH-1 existe una estrecha relación entre la disminución del

recuento de linfocitos T de sangre periférica y el desarrollo de la encefalitis

toxoplásmica146, la cual generalmente se presenta en pacientes con recuentos de

linfocitos T CD4+ menores a 100/μL, y reducciones correspondientes en la

población T CD8+232, 233. Además del descenso numérico en la población de células

T en el contexto de la infección por VIH-1, es igualmente relevante para el control in

vivo de la infección cerebral por T. gondii la pérdida de la capacidad funcional de

estas células, que incluyen defectos en la producción de IFN-γ en respuesta al

parásito311.

Con respecto a los efectos ejercidos sobre los cultivos primarios por la

presencia de VIH-1 o de gp41, se evidenció que estos agentes indujeron también

una inhibición en el aumento de los recuentos de las células nerviosas observado en

120

condiciones basales. En presencia únicamente de gp41 se observó un significativo

aumento en la apoptosis de las células nerviosas, lo cual sugiere que este proceso

estaría contribuyendo con la ausencia de aumento en los recuentos. Sin embargo,

dado que el porcentaje de células en apoptosis era relativamente bajo (3-4%),

mecanismos adicionales deben estar participando para explicar los efectos

observados. El análisis microscópico reveló que en presencia de VIH-1 o de gp41, la

morfología de las monocapas se modificaba notablemente, con retraimiento de los

citoplasmas y disminución de la confluencia entre las células, presentándose esta

modificación en toda la población celular, sugiriendo un efecto neurotóxico

generalizado en estas condiciones de cultivo. Los mediadores generados en

presencia de estos agentes patógenos, pueden orientar en cuanto a los posibles

mecanismos que están involucrados en los efectos observados.

Los cultivos realizados en presencia de gp41 o de VIH-1, se asociaron con un

aumento significativo en la producción de óxido nítrico. En el sistema nervioso

central el óxido nítrico cumple importantes funciones fisiológicas y de protección

neuronal, pero el aumento exacerbado en su producción se asocia a diversos

mecanismos neurotóxicos326, 327. Por ejemplo, en condiciones de estrés oxidativo el

óxido nítrico puede reaccionar con el anión superóxido (O2-) y formar peroxinitrito

(ONOO-), un anión con fuerte poder oxidativo que puede mediar tanto apoptosis

como necrosis neuronal326, 328. El estrés oxidativo asociado con aumentos en la

concentración de óxido nítrico327 también puede alterar el metabolismo lipídico,

aumentando la concentración de ceramida, un producto del metabolismo de la

esfingomielina que funciona como segundo mensajero y se ha asociado con

activación de vías neurotóxicas en la infección por VIH-1329, 330. El óxido nítrico

también puede mediar S-nitrosilación, esto es, la transferencia de NO a residuos

críticos de cisteína, mediando la activación de la metaloproteasa de matriz (MMP)-

9, y quizá también de otras MMP, que a su vez mediarán la muerte neuronal por

alteración de mecanismos de unión de la neurona a la matriz extracelular o a otras

neuronas331. En pacientes infectados con VIH-1 se ha observado un aumento

significativo de la actividad de MMP-9 en líquido cefalorraquídeo, que se ha

asociado con facilitación de la entrada del virus en el sistema nervioso central por

migración transendotelial de células infectadas a través de la barrera

hematoencefálica, cuyos componentes de matriz extracelular habrían sido

degradados por la MMP-9332. Adicionalmente, el óxido nítrico puede afectar la

función mitocondrial de la neurona mediando efectos excitotóxicos asociados al

glutamato333. Así, son múltiples los mecanismos neurotóxicos que pueden ser

mediados por el óxido nítrico, de allí la importancia que pueda tener para la

sobrevida y funcionalidad de las células nerviosas el aumento de su concentración.

En pacientes con demencia severa asociada al VIH-1 se ha observado en necropsias

de tejido cerebral un significativo aumento en la expresión de la enzima óxido

121

nítrico sintasa inducible (iNOS), responsable de la síntesis del óxido nítrico, y esta

expresión se ha asociado con incrementos en la concentración de la gp41 viral en

dichos tejidos140. En congruencia con esto, los cultivos realizados en presencia de

gp41 presentaron una significativa correlación positiva entre la concentración de

óxido nítrico y la apoptosis de células nerviosas (Fig. 52C y D), sugiriendo la

asociación de éste con el proceso de muerte celular326. Sin embargo, es necesario

enfatizar que el aumento en la concentración de óxido nítrico, por sí sola, no fue

suficiente en las condiciones de estos ensayos para generar apoptosis, como lo

demuestran los hallazgos en la condición de cultivo en presencia exclusiva de VIH-1,

donde dicho aumento no se asoció con mayores porcentajes de apoptosis (Fig. 51A

y 52A). De manera que si bien el óxido nítrico puede mediar procesos de muerte

celular, no es el único factor involucrado en estos procesos.

En los experimentos donde las células nerviosas fueron cultivadas en

presencia de VIH-1 o de gp41 también se observó una producción significativa

mayor de IL-1α, IL-6, IL-10 y TNF-α que en la condición Control. Se ha descrito que

aumentos en las concentraciones de TNF-α e IL-1 pueden mediar la activación de

astrocitos258, induciendo que éstos liberen una mayor cantidad de glutamato al

medio y que a su vez presenten una menor recaptación de este aminoácido

excitador258, 334, favoreciendo así un ambiente excitotóxico, es decir, de daño

neuronal por exceso de estimulación335. La activación de los astrocitos inducida por

el TNF-α y la IL-1 estimula también la expresión de iNOS, con la subsecuente

producción de óxido nítrico258, promoviendo los efectos neurotóxicos ya descritos.

El TNF-α y la IL-1 pueden además mediar la liberación de L-cisteína por parte de los

macrófagos, que al estimular los receptores NMDAR puede provocar apoptosis

neuronal336. Asimismo, el TNF-α se ha asociado con la inducción de apoptosis

neuronal por modificación de la relación entre proteínas pro-apoptóticas y anti-

apoptóticas337, y por activación de una vía que incluye la formación de especies

reactivas del oxígeno (ROS)338. Llama la atención, a propósito de estos hallazgos,

que en las condiciones cultivadas en presencia de gp41, que presentaron

concentraciones significativamente mayores de TNF-α (Fig. 56), fue donde se

observaron también porcentajes significativamente mayores de apoptosis (Fig. 51).

Con respecto a la importancia de estos resultados en el contexto de la

neuropatogénesis de la infección viral, es oportuno señalar que en el cerebro de

pacientes con demencia asociada al VIH-1 (HAD), en estudios post mortem, se ha

observado un aumento de la apoptosis en neuronas, astrocitos y células

endoteliales339, 340, así como también una elevación en la expresión del ARN

mensajero específico para TNF-α en astrocitos y células de la microglía,

correlacionándose esta elevación con los síntomas clínicos de la HAD341.

En presencia de VIH-1 y gp41, los cultivos además mostraron aumentos en la

concentración de IL-6, lo cual se ha asociado a respuesta de las células nerviosas a

122

estímulos tóxicos342. Neuronas, astrocitos y células de la microglía son capaces de

producir IL-6 al ser estimuladas por IL-1 y TNF-α, y también en el contexto de

infecciones virales. La IL-6 cumple importantes funciones fisiológicas en el sistema

nervioso central, donde se ha asociado con diversos mecanismos neurotrópicos,

mediando además el enlace entre la respuesta innata y la respuesta adaptativa342. El

posible papel neuropatogénico de la IL-6 también ha sido sugerido por su

asociación a respuestas proinflamatorias y la modificación en su producción que se

ha observado en algunas enfermedades degenerativas del sistema nervioso

central342. En pacientes infectados con VIH-1, especialmente aquellos en etapa de

SIDA o complejo relacionado al SIDA (ARC), se ha observado un aumento de la

concentración de IL-6 en líquido cefalorraquídeo343. El aumento en las

concentraciones de IL-6 también se ha asociado con defectos en la memoria344, 345,

lo cual puede ser relevante en los pacientes infectados con VIH-1. De hecho, en los

pacientes evaluados en este trabajo una de las funciones que se vio afectada fue la

de memoria a corto plazo320.

La IL-10 fue otro de los mediadores cuya concentración aumentó en

presencia de VIH-1 y gp41, siendo el aumento en presencia de VIH-1

significativamente mayor que en presencia de gp41. Esta citoquina se ha asociado

con el control de la respuesta inflamatoria346, 347, en la cual, si bien la limitación de

la invasión y replicación de agentes patógenos es sumamente importante,

igualmente lo es evitar que los mecanismos utilizados para controlar y/o eliminar al

agente invasor causen daño de los propios tejidos del hospedador346, 347. Los

hallazgos señalan que en cultivos de células nerviosas la IL-10 puede regular la

producción de los mediadores proinflamatorios, incluidos la IL-1, IL-6, TNF-α y

óxido nítrico348, 349. En el contexto de los experimentos de este trabajo la

producción de IL-10 en presencia de VIH-1 y gp41 puede por tanto interpretarse

como una respuesta de equilibrio entre mediadores pro-inflamatorios y anti-

inflamatorios, reforzando la importancia del control de la respuesta inmunitaria.

Pasemos ahora a analizar cómo el VIH-1 y la gp41, en ausencia de infección

viral productiva, pueden inducir en los cultivos de células nerviosas la producción

de mediadores solubles y provocar los efectos neurotóxicos descritos en las páginas

previas. Revisemos cómo la interacción molecular entre el virus (o sus

componentes) y las células nerviosas pueden activar vías de señalización o generar

las modificaciones necesarias para explicar estos hallazgos.

Examinemos primero a la gp41, una glicoproteína de la envoltura del VIH-

142. Durante el proceso de entrada del virus a su célula blanco, la gp41 sufre

modificaciones conformacionales que permiten que la región de la glicoproteína

denominada péptido de fusión N terminal se inserte en la membrana celular y ésta se

fusione a la membrana viral, dando paso a la formación de un poro por el cual

ingresa el material genético del virus al interior de la célula blanco242, 350 (Fig. 6). La

123

fusión de membranas es un proceso secuencial que incluye los pasos intermedios de

hemifusión (unión de las capas externas de las membranas sin intercambio de

contenido) y formación de pequeños poros351. Actualmente se reconoce la

importancia de los procesos de fusión y hemifusión de membranas mediados por la

gp41, no solo para el ingreso del virus a su célula blanco, sino también en la

afectación de células no productivamente infectadas351, 352. Así, se ha descrito que la

interacción de linfocitos T CD4+ no infectados (células blanco) con la gp41 presente

en la membrana de células transfectadas (células efectoras), provoca la apoptosis de

las células blanco por hemifusión, en un proceso que incluye la activación de

caspasa 3, despolarización mitocondrial y formación de especies reactivas del

oxígeno353.

Los hallazgos en los experimentos de cultivos primarios sugieren que la gp41

pueda estar ejerciendo en las células nerviosas un efecto similar al descrito en

células T353. De hecho la gp41 es capaz de inducir apoptosis, asociada a la

producción de IL-1, TNF-α y óxido nítrico en células nerviosas tanto de roedores

como humanas240, 242, y la región de la molécula principalmente responsable de este

efecto, denominado dominio neurotóxico, se ubica hacia el extremo amino

terminal240, 242, cerca del péptido de fusión N terminal (Fig. 5B), la región de la

molécula que interacciona con la membrana de la célula blanco (Fig. 6), lo cual

colocaría a este dominio neurotóxico en una posición ideal para generar un efecto

en dicha célula242. Asimismo una región del dominio citoplasmático de la gp41 (Fig.

5B) denominada Péptido Lítico Lentiviral-1 (LLP-1) 354 se ha asociado con procesos

neurotóxicos. El LLP-1 puede causar la muerte neuronal por disminución del

glutatión intracelular (una molécula con importante función antioxidante),

provocando daño mitocondrial354. Otro efecto neurotóxico mediado por el LLP-1 es

la alteración del transporte de aminoácidos excitadores por parte de los astrocitos;

en esta población celular el LLP-1 reduce la recaptación de aspartato e induce la

liberación de glutamato, favoreciendo un ambiente excitotóxico355. Por otra parte se

ha descrito que en condiciones fisiológicas, la gp41 forma espontáneamente

agregados estables de alto peso molecular, compuestos por números variables

(usualmente entre 7 y 70) de trímeros de gp41356. Se ha propuesto que la

acumulación de estos agregados pueda provocar daño neurológico como el

observado en otras enfermedades del sistema nervioso central asociadas a

depósitos de proteínas (Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob y Alzheimer)356. En

congruencia con este razonamiento, en algunos casos de HAD se ha reportado una

encefalopatía espongiforme357, 358, indistinguible de la asociada a la enfermedad de

Creutzfeldt-Jakob, esta última causada por la acumulación de proteínas priónicas en

forma de placas356. En pacientes infectados con el VIH-1 el grado de acumulación de

gp41 en el tejido cerebral se ha relacionado con el grado o severidad de la demencia

asociada a la infección141, 356, 359.

124

La gp120 es otra molécula estructural del VIH-1 que ha sido ampliamente

estudiada por su capacidad de generar efectos neurotóxicos136, 137, 241, 336, y podría

estar contribuyendo con la producción de los efectos observados en los cultivos

primarios. En el cerebro humano y de roedores, la gp120 puede interaccionar con

las células de la microglía y los macrófagos perivasculares a través de la molécula

CD4 y los receptores de quimioquina CXCR4 y CCR5 que estas expresan. Estas

moléculas son reconocidas por regiones específicas de la gp120 viral42, 137, 258. La

glicoproteína también puede interaccionar con astrocitos y neuronas, que expresan

CXCR4 y CCR5.

La interacción de la gp120 (unida o no al virus) con las células de la microglía

activa la vía de señalización de la p38 MAPK (Proteína Quinasa Activada por

Mitógeno p38), que por intermedio del factor de transcripción MEF2C (Factor

Potenciador Específico del Miocito-2C), induce la producción y liberación de

múltiples mediadores neurotóxicos, entre los que están los aminoácidos excitadores

(glutamato, L-cisteína), el ácido araquidónico, el ácido quinolínico, el PAF (Factor de

Activación Plaquetaria), el TRAIL (Ligando Inductor de Apoptosis Relacionado a

TNF), la MMP-2 (Metaloproteasa de Matriz-2), la MMP-9 y las citoquinas pro-

inflamatorias (IL-1, TNF-α)124, 258. Estos mediadores ponen en acción diversas vías

de retroalimentación y afectan a otras poblaciones de células nerviosas como

neuronas y astrocitos. Así, por acción de las citoquinas proinflamatorias y el ácido

araquidónico generados por la microglía, se induce en los astrocitos la expresión de

iNOS, con la consecuente producción de óxido nítrico, molécula que como se ha

descrito en párrafos previos puede mediar daño a las células nerviosas. Asimismo

las citoquinas proinflamatorias y el ácido araquidónico provocan que los astrocitos

aumenten la liberación de glutamato y disminuyan la recaptación del mismo,

favoreciendo un ambiente excitotóxico. La excesiva estimulación del receptor

NMDAR en la población neuronal por la acción del glutamato y otras moléculas

como la L-cisteína y el ácido quinolínico, provoca la entrada masiva de calcio a

través del canal iónico asociado a este receptor360. El aumento en la concentración

de calcio intracelular provoca la activación de p38 MAPK y p53, la sobrecarga

mitocondrial de calcio, con pérdida del potencial de membrana mitocondrial, la

disminución en la síntesis de ATP, la liberación del citocromo C y el AIF (Factor

Inductor de Apoptosis), la activación de la caspasa 3, la produción de especies

reactivas del oxígeno (ROS) y de óxido nítrico, la peroxidación lipídica, el daño al

citoesqueleto y la apoptosis258, 360. En este trabajo, el cultivo de células nerviosas en

presencia del VIH-1, en cuya envoltura se expresa la gp120, se asoció con un

ambiente proinflamatorio (producción aumentada de IL-1, IL-6, TNF- y óxido

nítrico) así como de efectos neurotóxicos (disminución en los recuentos,

alteraciones morfológicas), lo cual es congruente con que los mecanismos descritos

en la literatura estén activos en este modelo, representando éstos posibles rutas de

125

inducción en la producción de los distintos mediadores y efectos tóxicos

observados.

Otro mediador que podría estar generando daño a las células nerviosas de

los cultivos primarios es la α quimioquina SDF-1 (Factor Derivado de la Célula

Estromal-1), el ligando natural de CXCR4, que en el sistema nervioso central puede

ser producido por astrocitos, neuronas y macrófagos258. En pacientes infectados por

VIH-1 y enfermedad cerebral avanzada se ha descrito un significativo aumento de

SDF-1 en neuronas361. En cultivos primarios de células nerviosas de roedores, el

SDF-1 puede mediar apoptosis de neuronas uniéndose a su receptor CXCR4136, 137.

Sin embargo, es necesario mencionar que en algunos reportes se ha asociado la

presencia de SDF-1 a función neurotrópica362. Por otra parte, el SDF-1 puede sufrir

proteólisis por la MMP-2 (cuya concentración también se encuentra aumentada en

la infección por VIH-1363), generando un péptido que ya no es capaz de unirse a

CXCR4, pero que es mucho más neurotóxico que la quimioquina original364.

Aparte de la vía indirecta de generación de neurotoxinas a través de la

activación de células de la microglía y macrófagos, se ha descrito que la gp120 es

capaz de interaccionar directamente con las neuronas en ausencia de células

gliales360, uniéndose a los receptores de quimioquinas expresados en estas células

en forma independiente a CD4134, provocando la muerte neuronal133.

Adicionalmente, se ha reportado que concentraciones nanomolares de gp120

pueden interaccionar con el sitio de unión de la glicina en el receptor NMDAR365,

sugiriendo otro mecanismo por el cual la glicoproteína viral puede afectar

directamente a la neurona. Más aún, en neuronas del hipocampo de rata la gp120

puede ejercer un efecto excitotóxico mediado por el receptor NMDAR366. En

astrocitos humanos y de rata también se ha descrito un efecto directo de la gp120,

inhibiendo la recaptación de glutamato por modificación de los mecanismos de

intercambio Na+/H+367. Sin embargo, estos efectos directos han sido observados en

experimentos in vitro con linajes celulares aislados. Los resultados obtenidos en

cultivos con poblaciones mixtas de células nerviosas sugieren que la ruta indirecta

de daño neuronal, a través de mediadores producidos por la microglía infectada y/o

activada, es la que predominaría136, 137, 258, 360.

Además de las glicoproteínas de envoltura gp120 y gp41, se ha demostrado

que otras moléculas del VIH-1 pueden mediar efectos neurotóxicos368, por lo que

podrían estar contribuyendo con los resultados observados en los experimentos de

este trabajo. Por ejemplo, Tat (Transactivador de la Expresión Génica), una proteína

reguladora de la replicación viral, puede interaccionar directamente con la

membrana de la neurona y causar despolarización369, aumentando la concentración

citoplasmática de calcio, provocando sobrecarga mitocondrial, producción de ROS,

activación de caspasas y eventualmente apoptosis370, 371. Tat también puede inducir

la producción de citoquinas pro-inflamatorias y MMP en células gliales372-374. La Vpr

126

(Proteína Viral R), una proteína viral que regula el transporte del material genético

viral hacia el núcleo de la célula infectada375, es también capaz de causar la muerte

neuronal por la formación de canales permeables a cationes en la membrana de

éstas376. La región básica de la proteína Rev (Regulador de la Expresión de Proteínas

del Virión, que participa en la exportación del ARN mensajero viral del núcleo al

citoplasma de la célula infectada377), puede interaccionar con fosfolípidos de

membrana e inducir conformación tipo hélice . Esta modificación conformacional

inducida por Rev puede trastornar la integridad de la membrana e inducir

neurotoxicidad368, 378. La proteína reguladora viral Nef (Factor de Regulación

Negativa) también puede mediar efectos tóxicos en neuronas y células gliales379, así

como la producción de MMP-9 y daño a la barrera hematoencefálica380. Así,

múltiples proteínas virales, tanto estructurales como no estructurales, pueden

mediar inflamación y efectos neurotóxicos368, incluso en ausencia de infección viral

productiva, todo lo cual ilustra las posibles vías que en los experimentos de este

trabajo estén generando la producción de los mediadores evaluados, así como los

efectos tóxicos observados. Más aún, estos hallazgos permiten explicar cómo la

infección de un número limitado de células nerviosas en los pacientes, al favorecer

la formación de factores que pueden afectar a otras células no infectadas, puede

generar las marcadas alteraciones en la funcionalidad del sistema nervioso central

asociadas a la infección viral.

Haciendo un recuento, es evidente que la presencia exclusiva de T. gondii, del

VIH-1 ó de la gp41 en cultivos primarios de células nerviosas crea condiciones

desfavorables para éstas, con disminución de los recuentos celulares al comparar

con la condición Control. De acuerdo a los hallazgos, en las condiciones de estos

experimentos la disminución de células nerviosas en presencia del parásito estaría

mediada principalmente por la lisis de células infectadas, mientras que el virus y su

glicoproteína de envoltura, mediarían sus efectos citotóxicos a través de la

generación de factores solubles, incluyendo citoquinas proinflamatorias (IL-1α, IL-

6, TNF-α) y óxido nítrico, pero posiblemente también, según los reportes de la

literatura, aminoácidos excitadores (glutamato, L-cisteína, aspartato), ácido

araquidónico, ácido quinolínico, ROS, PAF, TRAIL, MMP-2, MMP-9, SDF-1, además

de daño directo a la membrana celular. Quedaría entonces, por analizar qué

modificaciones se generan en los cultivos primarios cuando están presentes en

forma simultánea el VIH-1 (o la gp41) y T. gondii.

De acuerdo a los resultados, es claro que la presencia del virus inhibe la

replicación del parásito, como lo indican la disminución significativa en el número

de taquizoítos libres en los sobrenadantes de células nerviosas infectadas con T.

gondii en presencia simultánea de VIH-1 o gp41 (Fig. 58)381 y la disminución

significativa del porcentaje y valor absoluto de células infectadas (Fig. 59), así como

del número de parásitos en el citoplasma de dichas células, en presencia del VIH-1

127

(Fig. 61, Tabla II)382. Llama la atención que no se hayan observado diferencias

significativas para el porcentaje y para el valor absoluto de infección, entre los

cultivos en presencia únicamente de T. gondii y aquellos en presencia simultánea de

“gp41/T. gondii”, si bien los valores absolutos de infección tendieron a ser menores

en esta última condición (Fig. 59). Esto sugiere que, en las condiciones de estos

ensayos, la presencia de VIH-1 ejercería un mayor efecto inhibitorio sobre la

infección parasitaria, que el ejercido por la glicoproteína viral gp41. Varios

mecanismos pueden ser responsables de la inhibición observada en la infección

parasitaria. El óxido nítrico, que se genera en estos cultivos, tanto en presencia del

VIH-1 como de gp41140, 322, 383 (Fig. 52), por su capacidad toxoplasmicida187, 384, es

uno de los factores que puede estar disminuyendo la replicación parasitaria184.

También las citoquinas proinflamatorias IL-1α, IL-6 y TNF-α producidas en los

cultivos322 (Fig. 53, 54, 56), pueden ejercer un efecto inhibitorio sobre la

replicación de T. gondii385, 386. Las modificaciones morfológicas de las células

nerviosas observadas en presencia del VIH-1 y la gp41 (Fig. 65), con retraimiento

de los citoplasmas celulares y menor contacto célula-célula, pueden también

dificultar la invasión de nuevas células por el parásito. Asímismo, la destrucción

celular en presencia del virus, disminuiría el número de células blanco disponibles

para el parásito, lo cual sería otro factor en contra de su replicación. Esta inhibición

in vitro de la replicación parasitaria en presencia del VIH-1 es opuesta a la

reactivación de las infecciones latentes que se observan en los pacientes en etapa de

SIDA, indicando diferencias en las condiciones in vivo, entre las que pudieran estar

la mayor disponibilidad de células blanco para el parásito, y el control de la

replicación ejercido por los linfocitos T en etapas tempranas, que se pierde en la

etapa de inmunodeficiencia, al disminuir esta población linfocitaria.

A pesar de que la replicación parasitaria haya estado inhibida, es resaltante

que la presencia simultánea de T. gondii y VIH-1 se asociara con mayor destrucción

celular, como lo indican el recuento significativamente menor y el mayor porcentaje

de células no viables y apoptóticas (Fig. 48, 49 y 51)387, indicando un mayor efecto

neurotóxico, sugiriendo que la destrucción directa de las células por el parásito no

es el mecanismo responsable del efecto observado. La producción de óxido nítrico

en los cultivos puede ejercer no solo un efecto inhibidor sobre la replicación

parasitaria, como se mencionó anteriormente, sino que también puede ser tóxico

para las células nerviosas, provocando su muerte258, 326, hecho que está

correlacionado también con el aumento de la apoptosis celular en estas

condiciones383 (Fig. 51, 52). El aumento en la producción de IL-1α, IL-6 y TNFα, así

como la disminución de la citoquina inmunomoduladora IL-10322, 385, 388, al

favorecer un ambiente pro-inflamatorio, puede también ejercer un efecto deletéreo

sobre la célula nerviosa190, 258. Estos resultados evidencian una mayor afectación de

las células nerviosas en presencia simultánea de VIH-1 y T. gondii, incluso con una

128

replicación parasitaria disminuida, lo cual podría ser relevante para pacientes

infectados con ambos agentes en forma simultánea, donde el compromiso de su SNC

podría ser mayor. En este punto, es oportuno recordar que en los pacientes

infectados con VIH-1 y serología positiva para T. gondii evaluados en este trabajo, se

evideció mayor afectación en la funcionalidad de su sistema nervioso central320, 321,

sugiriendo que el aumento de la neurotoxicidad evidenciada en los experimentos in

vitro en presencia de ambos agentes infecciosos385, 387, pudiera también estar

presente in vivo en los pacientes co-infectados320, 321.

Cabe destacar que en presencia simultánea de VIH-1 y T. gondii, mientras se

mantenía aumentada la producción de IL-6 y óxido nítrico con respecto a la

condición Control, la producción de IL-1α fue significativamente mayor y la de IL-

10, fue significativamente menor a la de la condición en presencia únicamente de

VIH-1, sugiriendo, como ya se ha mencionado, un aumento del carácter

proinflamatorio del microambiente. Consideremos algunas posibles vías para que la

presencia de T. gondii, incluso con una replicación restringida, pueda aumentar el

efecto pro-inflamatorio ejercido por VIH-1. Varias moléculas del parásito son

capaces de interaccionar con receptores en las células de su hospedador y modular

la respuesta de éstas389. La profilina del parásito es capaz de interaccionar con los

receptores tipo Toll (TLR) 11 y TLR12 e inducir la producción de IL-12181, 182. En el

cerebro de roedores TLR 11 es expresado en neuronas y células de la microglía390.

Otra molécula del parásito, la Ciclofilina-18, es capaz de interaccionar con el

receptor CCR5 de humanos y roedores, induciendo también la producción de IL-12

por células dendríticas176. Como ya se ha mencionado, astrocitos, neuronas y células

de la microglía expresan CCR5137. En la respuesta in vivo ante T. gondii, la

producción de IL-12 por parte de las células dendríticas, se ha descrito como uno de

los pasos iniciales fundamentales para el control de la infección, al inducir la

producción de IFN-γ por parte de linfocitos T y células NK177 (Fig. 16). Si bien estas

poblaciones linfoides estarían ausentes en los cultivos primarios utilizados en este

trabajo, las células de la microglía, en determinadas circunstancias, pueden producir

IL-12391, 392, y podrían favorecer el ambiente proinflamatorio en respuesta a la

Ciclofilina-18 y/o a la Profilina, sin descartarse la posibilidad de interacción de estas

moléculas parasitarias con neuronas y astrocitos, añadiendo otras posibles vías de

modificación del microambiente por las proteínas del parásito. Además, se ha

descrito que CCR5 puede mediar la transmisión de señales neuroprotectoras137, por

lo que su bloqueo por la Ciclofilina-18 podría evitar la recepción de tales señales,

resultando en aumento de la neurotoxicidad en estas condiciones de cultivo en

presencia de simultánea de VIH-1 y T. gondii.

La producción de TNF-α también estuvo significativamente disminuida en

presencia simultánea de VIH-1 y T. gondii, al comparar con la condición “sólo VIH-

1”, mostrando una compleja y dinámica modificación del microambiente en

129

presencia de ambos patógenos. Se ha descrito que T. gondii puede interferir con la

fosforilación y acetilación de la histona H3, para prevenir la remodelación de

cromatina en la región promotora del gen de TNF-α, inhibiendo la transcripción y

producción de esta citoquina en las células infectadas389, 393, lo cual explicaría la

menor producción en presencia de ambos patógenos.

Finalmente, los experimentos realizados en cultivos primarios de células

nerviosas muestran que la sola interacción del virus y las moléculas virales con las

células nerviosas o sus receptores, incluso sin infección productiva, es capaz de

inducir en estas poblaciones celulares respuestas que modifican el microambiente,

con serias consecuencias para su funcionalidad y sobrevida. Asimismo, la

modificación del microambiente en presencia simultánea de ambos patógenos y la

mayor destrucción celular asociada a éste, evidencia que un ambiente más pro-

inflamatorio es también un ambiente más neurotóxico. Estos resultados enfatizan la

importancia que para los pacientes pueda tener la presencia simultánea de ambos

agentes patógenos en el contexto de una co-infección, y cómo el sistema nervioso

central podría estar más afectado en esta situación, incluso con una replicación

parasitaria limitada.

130

CONCLUSIONES Con base en los resultados en los experimentos de fenotipaje de linfocitos T de

sangre periférica, la carga viral, la proliferación y producción de perforina por

linfocitos T y la producción de citoquinas ex vivo e in vitro en los pacientes

evaluados, se concluye que:

1. La infección resuelta y la infección crónica asintomática por T. gondii no

modifican el fenotipo y la funcionalidad de linfocitos T inducidos por la

infección por el VIH-1, ni la respuesta específica contra el virus en pacientes

infectados con VIH-1.

Con base en los resultados en los experimentos in vitro de producción de IL-2,

TNF-α e IFN-γ por PBMC en presencia de antígenos solubles de T. gondii, en

pacientes infectados con VIH-1 y serología positiva para T. gondii, se concluye que:

2. La infección por VIH-1 afecta la respuesta inmunitaria anti-T. gondii desde

las etapas iniciales de la infección viral, incrementando el riesgo en los

pacientes co-infectados de presentar reactivaciones limitadas de infecciones

parasitarias latentes, incluso en las etapas de la infección viral consideradas

“asintomáticas”, lo que podría causar daños acumulativos en los tejidos

donde se encuentre el parásito, siendo de especial interés el sistema

nervioso central*.

En base a los resultados en los experimentos de cultivos primarios de células

nerviosas de feto de rata Sprague-Dawley en presencia simultánea de VIH-1 y T.

gondii, se concluye que:

3. La presencia simultánea de VIH-1 o de su glicoproteína de envoltura gp41 en

cultivos primarios de células nerviosas de feto de rata inhibe

significativamente la replicación de T. gondii en dichos cultivos.

4. La presencia simultánea de VIH-1 y T. gondii en cultivos primarios de células

nerviosas favorece un ambiente más pro-inflamatorio y mayor destrucción

celular (disminución de los recuentos y aumento de la apoptosis de células

nerviosas), incluso con replicación parasitaria restringida, sugiriendo que la

presencia de ambos patógenos aumenta el efecto neurotóxico, lo cual puede

ser de gran relevancia para la funcionalidad del sistema nervioso central en

pacientes co-infectados.

* Esta conclusión está adicionalmente sustentada por los hallazgos en la evaluación neurofisiológica

de estos mismos pacientes320, 321.

131

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Curriculum Vitae

Nombre: Edwin Eliel Escobar Guevara

Lugar y fecha de nacimiento: Carúpano, Estado Sucre, Venezuela; 24 de Enero de

1966.

Nacionalidad: Venezolana.

Estudios realizados:

Especialista en Inmunología de Laboratorio (1997-2004): Universidad Central de

Venezuela, Caracas, Venezuela.

Licenciado en Bioanálisis (1984-1990: Universidad Central de Venezuela, Caracas,

Venezuela.

Cargos desempeñados:

Estudiante Graduado, Doctorado en Inmunología, (2006-2014), Centro de Medicina

Experimental, Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC).

Tutora: Dra. Mercedes Fernández Mestre.

Bioanalista, citometría de flujo (2000-2006), Laboratorio BioCell 220 C.A. Caracas,

Venezuela. Supervisor: Dr. Pedro Sánchez Llamozas.

Bioanalista (1998-2001), Policlínica CABISOGUARNAC, Caracas, Venezuela.

Supervisor: Coronel Gregorio Arocha.

Bioanalista (1990-1997), Dispensario Adventista, Caracas, Venezuela. Supervisor:

Lic. José Emmons.

Campos en que ha trabajado y/o publicado: Inmunología, hemato-oncología,

citometría de flujo, laboratorio clínico.

Honores y distinciones:

Beca IVIC (2011-2012), Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, Altos de

Pipe, Estado Miranda, Venezuela.

Beca Misión Ciencia (2006-2010), FONACIT, Ministerio del Poder Popular Para

Ciencia y Tecnología, Caracas, Venezuela.

Beca MSAS (1997-1998), Ministerio de Sanidad y Asistencia Social, Caracas,

Venezuela.