Trabajo Vih

 

1. INTRODUCCIÓN.-

El virus de inmunodeficiencia humana (VIH) se divide en dos tipos principales, VIH-1 y VIH-2. Genéticamente similares, pero siendo más virulento el VIH-1. El VIH-1, responsable de la mayoría de los casos en el mundo, es un retrovirus que contiene 9749 nucleótidos en cada uno de los dos genomas idénticos de ARN de cadena sencilla (ARNss). La estructura del virión se constituye constituye de la nucleocápside, nucleocápside, que contiene dos copias del genom genoma a viral, proteínas estruc estructurales turales y las siguientes enzimas: transcriptasa inversa, inversa, RNAsa, integrasa y proteasa. La en envoltura voltura que lo rodea está compuesta de lípidos (derivados de la célula huésped), y glicoproteínas virales (gp120 y gp41).

En cuanto al ciclo vital del virus, el VIH es capaz de infectar células que tengan en su superficie la proteína CD4 como los linfocitos T colaboradores y los macrófagos, los cuales son piezas claves dentro del sistema inmunitario. El virus se une al CD4 que se halla en la superficie de la célula mediante la acción de la gp120 (glicoproteína de superficie del virus). Luego de esta unión la gp120 interacciona con otra proteína del macrófago, el receptor de quimioquinas CCR5. CCR5 actúa como correceptor para el VIH, y junto con CD4 forma el sitio de anclaje donde la envuelta del virus se fusiona con la membrana celular. Si la célula infectada es un linfocito T coadyuvante el correceptor expresado en la superficie es el CXCR4. El correceptor CCR5 es requerido para la unión del VIH a los macrófagos. Existen individuos que expresan una variante de la proteína CCR5 que no une al VIH y por lo tanto no adquieren la infección. Existen fármacos inhibidores del correceptor CCR5 como vicriviroc, que actúa impidiendo que el VIH utilice una enzima (CCR5), para entrar en la célula e

 

infectarla. Sin embargo, para penetrar en los linfocitos, hay cepas del VIH que prefieren emplear otro correceptor, el CXCR4. Es más, hay poblaciones virales compuestas por virus que utilizan indistintamente un correceptor u otro (llamados duales), e incluso las hay que son una mezcla de virus R5, R4 y duales (poblaciones mixtas). Por lo tanto, tienen una limitación, si se prescribe un inhibidor del CCR5 a una persona cuyo VIH no es mayoritariamente R5, el fármaco no funcionará, o lo hará sólo parcialmente (Declerq, 2010).

Tras la entrada del virus se produce la liberación del material genético y de las enzimas. La transcriptasa inversa, usando como molde el ARN del virus, sintetiza una hebra de ADN que posteriormente se convierte en un ADN lineal bicatenario. Este proceso es muy importante para que el genoma del virus pueda ser integrado al núcleo celular. Luego la ribonucleasa destruye el ARN original. El ADN recién formado se incorpora al genoma del huésped mediante la acción de la enzima integrasa.   La información contenida en el ADN viral se transcribe a ARNm, para la construcción de nuevos virus. Finalmente se forman las nucleocápsides inmaduras en el citoplasma. Comienza a actuar la proteasa permitiendo la maduración del virión.

2. PROTEASAS.Las proteasas en general, se dividen en 5 clases: metalo-proteasas, serín-proteasas, cisteín-proteasa, treonín-proteasas y aspartil-proteasa. El mecanismo catalítico de las proteasas restantes, pertenecen a grupos desconocidos o ssin in clasificar. Las proteasas en las clases establecidas, rompen enlaces peptídicos a través de varios mecanismos. Serín-proteasas, cisteín-proteasa, treonín-proteasas lo llevan a cabo mediante catálisis covalente. Por el contrario, aspartil-proteasa y metalo-proteasas llevan a cabo la hidrólisis de péptidos mediante la generación de una molécula de agua altamente reactiva. (Drag, 2010)

 

Las proteasas tienen un papel importante en muchas vías de señalización, siendo objetivos farmacológicos para enfermedades como el cáncer o aquellas causadas por parásitos y virus. Lo más aceptado es que las proteasas activas tienen un papel perjudicial en ciertas enfermedades. En el cáncer y la inflamación, por ejemplo, muchas proteasas diferentes están activadas y el enfoque común es dirigirse a ellas para la inhibición. (Drag, 2010) Históricamente, gran parte de la atención se ha centrado en el papel de las proteasas en coagulopatías, inflamación, enfermedades infecciosas, cáncer  y enfermedades enfermedades degenerativ degenerativas, as, y algunos inhibidores de proteasas proteasas se h han an desarrollado en las drogas de gran éxito. Por ejemplo, los inhibidores de la proteasa del VIH, como ritonavir, atazananvir y tipranavir, han tenido un papel clave en la transformación del tratamiento de la infección por el VIH desde su introducción a mediados de 1990. (Drag, 2010) Como ya sabemos, la proteasa del VIH es primordial para su ciclo vital, dado que su función es procesar  precursores polipeptídicos para generar proteínas virales maduras (Miller, 2010)

2.1 PROTEASAS DEL VIH (PR-VIH) En septiembre de 1987 Pearl y Taylor propusieron un modelo basado en a predicción de que la PRv correspondía a un dominio similar al de la pepsina eucariótica, es decir, en una aspartil-proteasa, funcionando tras una dimerización. La cristalización de la estructura mucho tiempo después confirmó las predicciones realizadas: se trataba de una proteasa retroviral correspondiente a un dominio único de la pepsina eucariótica, de la familia de las aspartilproteasas. La proteína activa es un homodimero totalmente simétrico. Cada subunidad dona lo que podíamos llamar una triada catalítica: Asp-Ser-Gly, al centro activo (CA), que parece estar altamente conservado con respecto a las proteínas tipo pepsina. No obstante, existen algunas diferencias importantes a nivel estructural. En vez de una cadena β -lámina que cierre el CA, correspondiente al dominio Nterminal, existen dos cadenas similares con dicha función. Ocho residuos de los extremos de estas cadenas no se encontraban tras el análisis de la estructura con una resolución de 2Å. La interfaz dimérica está compuesta por  los dominios carboxilo y amino terminal de los dos monómeros, que están organizados formando cuatros cadenas de laminas β antiparalelas. La

estructura obtenida por cristalización resultó mostrar diferencias en la conectividad de la cadena principal, así como en la estructura secundaria de dicha región. Los primeros 5 residuos del dominio amino terminal estaban desordenados, y una hélice que suele formar parte de los patrones altamente conservados de las aspartil-proteasas no estaba, dejando sitio a una subunidad β.  El homodímero de la PRv está compuesto por 4 láminas β bien ordenadas desde el86dominio aminouna terminal como desde el carboxilo terminal, y tanto los residuos a 94 tienen conformación en hélice α, en 7

 

concordancia con la PR-VRS y con el modelo predicho. En la PR-VIH los residuos 43 a 56 parecen estar bien ordenados, pero inmovilizados fuera del CA por contactos intermoleculares. Estudios cristalográficos de la PR-VIH asociada al inhibidor MVT-101 De la estructura de la enzima libre era imposible deducir el modo exacto de unión al sustrato. Resultaba particularmente intrigante el papel de las dos estructuras en lámina β presentes en el homodímero.  Se empleó un compuesto diseñado según el CA, el MVT-101. Se trata de un hexapéptido compuesto por N-acetyl-Thr-Ile-Nle-ψ[CH2-NH]-Nle-Gln-Arg amida. La estructura se estudió por cristalografía, con una resolución de 2,3Å. Pese a la estructura simétrica de la enzima libre, el inhibidor se colocó siempre en la misma orientación, según el mapa de densidad electrónica, aunque datos más precisos posteriores determinaron una bidireccionalidad del hexapéptido en el cristal de proteína. Seis puentes de hidrógeno se encargan de fijar el inhibidor dandose entre las cadenas principales de la enzima y los grupos amino. Entre los aminoácidos responsables se encuentran la Gly27, el Asp29 y el carbonilo del Gly48 de ambas subunidades. (figura 4c). Como resultado de esta unión se producen una serie de cambios conformacionales, como que los carbonilos de las Gly27 de ambas subunidades giran aproximadamente 90º hacia el inhibidor, permitiendo la formación de puentes de hidrógeno con las amidas de los sitios P2’ y P1. Los planos de los grupos carboxilo de Asp29 y Asp29’ rotan también

90º con respecto a su posición en la enzima libre. La estuctura sobre el CA cae sobre el inhibidor, un enlace peptídico en la estructura rota 180º y proporciona así una interacción entre los grupos de la lámina. El modo de inhibición difiere del observado en proteínas similares a pepsina. Mientras que en las similares a pepsina el “flap” (ya estoy hasta los

huevos, ya le preguntaré como se traduce) cierra el sitio de unión y se coloca de forma paralela al inhibidor, en este caso los 2 “flaps”se cierran sobre el

sustrato-inhibidor (figura 2). Además, los puentes de hidrógeno entre amidas del péptido del “flap” y la molécula, observadas en las similares a pepsina, en el caso de la PR-VIH, son donados de ambos “flaps” y son mediados

específicamente por una molécula (¿¿¿tetraédrica???) (Wat301).

de

agua

coordinada

interna

2.2 INHIBIDORES DE PROTEASAS Y RESISTENCIAS. La estrategia general para la orientación terapeútica de proteasas es la identificación de un inhibidor específico que bloquee el sitio activo. Así que las dos cuestiones clave en el descubrimiento de fármacos basados en la proteasa son: la forma específica en que un inhibidor puede ofrecer un resultado terapéutico y cuáles son las mejores maneras de lograr la especificidad necesaria. Sin embargo, uno de los principales problemas clínicos con los inhibidores de la proteasa es la rápida aparición de resistencias. Las mutaciones que confieren resistencia al virus están localizadas en cualquier  lugar de la proteasa: el centro activo, las solapas, la interfaz de dimerización y los bucles. Solamente dos sustituciones en el centro activo son suficientes para

 

reducir cien veces la afinidad de la proteasa por el inhibidor. Las mutaciones fuera de esta región se piensa que producen cambios compensatorios que afectan a la actividad enzimática de la proteasa por alteración de la estabilidad de la proteína e indirectamente por la influencia de la unión al sustrato a través de las perturbaciones. La proteasa del VIH-1 consta de dos polipéptidos de 99 aminoácidos que son idénticos, pues unaaislados amplia gama de que mutaciones se han encontrado en los 99 aa de PRbien, en los clínicos proporcionan resistencia a inhibidores. Las mutaciones observadas resistentes a los medicamentos han sido clasificadas como sustituciones en el sitio activo que influyen directamente en la unión del inhibidor. Indinavir fue uno de los primeros inhibidores de la proteasa en el uso clínico. Los altos niveles de resistencia a indinavir se asociaron con sustituciones de hasta 11 residuos en diferentes combinaciones. La estructura cristalina de la proteasa de VIH resistente a los medicamentos con múltiples mutaciones se han reportado en los complejos con indinavir. Los mutantes resistentes a indinavir PRV82A y PRL90M, mostraron cambios estructurales en consonancia con las diferencias en su actividad enzimática. enzimática. Las mut mutaciones aciones L24I y G73S se en expuestos aproximadamente el Estas 10% mutaciones y el 5%, respectivamente, de observan los pacientes a indinavir. raras se observa generalmente en combinación con otras mutaciones resistentes. Las mutaciones de Gly73 aparecen en pacientes expuestos a múltiples inhibidores de la proteasa, y se encuentran a menudo en combinación con la mutación L90M. Los efectos de estas mutaciones se han comparado a la de la mutación I50V, que rara vez se observa en la exposición a indinavir  (0,2%), sin embargo, se encuentra en un 30 % de los pacientes expuestos a amprenavir como su primer inhibidor de la proteasa.. Las mutaciones L24I, I50V y G73S alteran los residuos en las diferentes regiones de la estructura de dímero, I50V altera un residuo en la punta de la aleta flexible que forma parte del sitio inhibidor de unión. L24I está al lado del  Asp25 catalitica, pero no tiene contacto directo con el inhibidor, mientras que G73S se encuentra lejos del lugar inhibidor de unión. Estos mutantes son buenos modelos para ayudar a diseccionar los mecanismos moleculares de resistencia a diversas drogas. Los cambios estructurales debido a las mutaciones puden dar lugar a una menor afinidad del inhibidor, alteración de la actividad de la proteasa o la estabilidad, y por tanto una resistencia r esistencia a los medicamentos (Liu, 2005). 3.  DROGAS ANTIRRETROVIRALES. (Clercq)

 Además de inhibidores de las proteasas, existen otros inhibidores dirigidos hacia otras dianas específicas del virus. En octubre de 2010, se cumplió exactamente 25 años de la primera droga antirretroviral descrita, zidovudina . Fue la primera de 25 medicamentos antirretrovirales que en los últimos 25 años han sido formalmente titulados para su uso clínico. Estos medicamentos antirretrovirales caen en siete categorías: 9

 

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inhibidores de la transcriptasa inversa análogos análogos de n nucleósidos ucleósidos (IN (INTI), TI), nucleótidos inhibidores de transcriptasa reversa (NtRTI) (NtRTI)   inhibidores no nucleósidos de la transcriptasa (NNRTI) inhibidores de la proteasa (IP) inhibidores de la fusión (IF) (IF)   co-receptor inhibidores (CRI) (CRI)   los in inhibidores hibidores de la in integrasa tegrasa (INIS). (INIS).   La combinación combinación de varios medicamentos contra el VIH ha alterado alterado drásticamente el SIDA de una casi enfermedad mortal a una crónica manejable. En el período de 25 años se ha obtenido h hasta asta 25 medicamentos autorizados, sin embargo, no todos estos compuestos se utilizan con la misma frecuencia.  Además de estos 25 compuestos hay por lo menos tres compuestos que se espera que sean aprobados en breve; la rilpivirina (NNRTI), el vicriviroc (CRI) y el Elvitegravir (INI). Los inhibidores de la integrasa como raltegravir , representan el avance más reciente en la búsqueda eficaz contra el VIH. El Elvitegravir , es un inhibidor de la integrasa, tienen la ventaja sobre raltegravir  que podría ser administrado una vez al día a 150 mg, mientras que  raltegravir es actualmente administrado a dosis de 400 mg, dos veces todos los días. Raltegravir, representa la primera en su clase, de una clase totalmente nueva de antirretrovirales VIH, inhiben la insercióndel ADN proviral VIH1 en el genoma celular del huesped. Está indicado en combinación con otros antirretrovirales para el tratamiento del VIH-1 en pacientes adultos previamente tratados con multi-resistentes a los fármacos f ármacos cepas VIH-1. La resistencia a raltegravir surge fácilmente a través de la selección de una o más mutaciones en la integrasa del VIH. Estas mutaciones se desarrollan rápidamente, y una sola mutación es suficiente para conferir  resistencia. Por lo menos las siguientes mutaciones: E92Q, G140S, Q148H, N155H y E157Q puede estar asociado con el fracaso del tratamiento en vivo y la resistencia a raltegravir . Las mutaciones en la integrasa del VIH en posiciones E92Q, G140S, Q148H y N155H, puede surgir tan pronto como un mes después de iniciar el tratamiento combinado (TARGA) que contiene raltegravir. Otras mutaciones, es decir Y143R, puede ser observado sólo después de la exposición prolongada raltegravir (Declerq, 2010).

3.1 TARGA: terapia antirretroviral altamente activa. La terapia farmacológica combinada, comúnmente se denomina TARGA. Teniendo en cuenta el número de antirretrovirales disponibles, el número de combinaciones posibles de la droga es ilimitado. Si se limita a las combinaciones de medicamentos a dosis fija, el número de combinaciones de medicamentos doble se limita a Combivir1, Epzicom y Truvada, y el de triples drogas combinadas para Trizivir y Atripla. La próxima sería la ycombinación de medicamentos a dosis fija de Truvada con rilpivirina la combinación de dosis fija de la droga

 

Truvada con el vitegravir y SG-9350 (Cobicistat), la calidad de este último como potenciador metabólico de elvitegravir, creando así una combinación de cuatro medicamentos ("píldora cuádruple”) (Declerq, 2010). . 

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