ciclo deconferencias y debates en

ciencias

monografía

FUNDACIÓN RAMÓN ARECESNATURE PUBLISHING GROUP

EmErGiNG iNfEcTious disEasEsEnfermedades infecciosas emergentes

THE NEW paNdEmics iN THE 21sT cENTuryLas nuevas pandemias del siglo xxi

ciclo deconferencias y debates en

ciencias

monografía

FUNDACIÓN RAMÓN ARECESNATURE PUBLISHING GROUP

Madrid, 7 de febrero de 2013

FUNDACIÓN RAMÓN ARECES

C/ Vitruvio, 5 • 28006 Madrid

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES AUTOIMMUNE INFECTIOUS DISEASES

Las nuevas pandemias del siglo xxi

The new pandemics in the 21st century

© 2013 Nature Publishing Group Iberoamérica, S. L. C/ Capitán Haya 1, edificio Eurocentro, 9º 28010 Madrid (España) Tel.: (+34) 91 447 46 43 www.npgiberoamerica.com

Depósito legal: M-9765-2013 Impreso en España – Printed in Spain

3

Enfermedades infecciosas emergentesPresentaciónRaimundo Pérez-Hernández y Torra ___________________________________________________ 7Federico Mayor Zaragoza ___________________________________________________________ 8Javier Cazaña Aguilar _____________________________________________________________ 10

introducciónJuan Carlos López _______________________________________________________________ 13

conferenciasVirus emergentes y estrategias de intervenciónAlbert Osterhaus ________________________________________________________________ 17

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIHMichael Malim _________________________________________________________________ 27

¿Es realista la cura funcional del VIH?Giuseppe Pantaleo _______________________________________________________________ 35

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínicaJavier Martínez-Picado ____________________________________________________________ 41

debateJuan Carlos López, Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado _______ 49

Emerging infectious diseasespresentationRaimundo Pérez-Hernández y Torra __________________________________________________ 57Federico Mayor Zaragoza __________________________________________________________ 58Javier Cazaña Aguilar _____________________________________________________________ 60

introductionJuan Carlos López _______________________________________________________________ 63

lecturesEmerging viruses and intervention strategiesAlbert Osterhaus ________________________________________________________________ 67

Novel therapeutic opportunities for HIV infectionMichael Malim _________________________________________________________________ 77

s HIV functional cure a realistic cure? Giuseppe Pantaleo _______________________________________________________________ 85

Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observationJavier Martínez-Picado ____________________________________________________________ 91

discussionJuan Carlos López, Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado _______ 99

ÍNDICE

5

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gent

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pre

senta

ció

n

Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector de la Fundación Ramón Areces

Javier Cazaña Aguilar Director General de

Nature Publishing Group Iberoamérica

Federico Mayor ZaragozaPresidente del Consejo Científico

de la Fundación Ramón Areces

7

L a presente Monografía “Enfermedades infecciosas emergentes: las nuevas pan­

demias del siglo xxi”, recoge las intervenciones de los expertos reunidos en la

5.ª edición del Ciclo de conferencias y debates en Ciencias, organizada conjun­

tamente con Nature Publishing Group Iberoamérica (NPGI).

En las cuatro ediciones anteriores se ha hablado y debatido sobre enfermedades auto­

inmunes, medicina personalizada, la revolución nanotecnológica y pruebas genéticas,

temas todos que a juicio de nuestro Consejo Científico y de NPGI debían ser abordados

ampliamente y de una manera monográfica por su interés académico, de vanguardia y

de enorme actualidad.

Las cinco jornadas celebradas son fruto de la colaboración iniciada en 2008 con

NPGI con el objetivo de difundir el saber y el conocimiento científicos, uno de los prin­

cipales fines de la Fundación, junto con la promoción de la investigación científica y la

formación de capital humano.

Esta colaboración se ha consolidado ya como una verdadera alianza estratégica

similar a las que mantenemos con institutos, universidades, centros y fundaciones de

excelencia y estamos convencidos de que seguirá dando sus frutos en beneficio de la

sociedad. ❙

Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector de la Fundación Ramón Areces

Presentación

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Presentación

S in duda, esta colaboración con el grupo Nature está siendo muy fructífera, sobre

todo si se tiene en cuenta la importancia de las publicaciones de esta editorial.

Desde un punto de vista histórico, sus artículos van señalando cuáles son las

prioridades que, sobre todo en el campo de la biomedicina, merecen una jornada dedi­

cada especialmente a ellas.

En esta ocasión se aborda el interesante y siempre actual tema de las infecciones

emergentes. Nos damos cuenta de que se repite la historia, siempre implicados en la lucha

contra los agentes patógenos. Es una batalla inacabable: aunque en un momento deter­

minado logremos vencerlos, ellos “buscan” a su vez nuevas formas mediante mutaciones

que les permitan adoptar imprevistas estrategias patogénicas, que hacen que este ataque

y contraataque sea incesante. Debemos tener muy presente que en todo lo relacionado

con los microorganismos (bacterias, virus…) no podemos bajar la guardia, puesto que

estamos continuamente en riesgo de encontrarnos con desagradables novedades, ya sea

porque cambian los pacientes o porque varía la naturaleza de los patógenos, por adapta­

ciones sucesivas. Ésta es y debe ser una lucha permanente.

Son muchos los distintos factores que concurren en la importancia de las infecciones

emergentes en estos momentos. En primer lugar, hoy en día contamos con una extraordi­

naria capacidad para movernos por el mundo, sobre todo por las facilidades que ofrecen

los nuevos medios de transporte. Esto hace que ya forme parte del pasado la idea de que

cualquier infección localizada en un lugar determinado de la Tierra deje de tener tras­

cendencia para el resto.

Además, la longevidad ha hecho que los pacientes cambien muy rápidamente de na­

turaleza. En España se ha registrado en los últimos cuarenta y cinco años un aumento

de más de veinte años de vida media, lo que origina un nuevo espectro en la atención

sanitaria, provocando cambios radicales en el tipo de enfermedades a evitar o tratar y en

los recursos a utilizar. Esta mayor longevidad se logra en buena medida gracias a lo que

podríamos llamar “andamiajes terapéuticos”. Hace cincuenta años, la persona que llegaba

a los ochenta años tenía una salud de roble. En la actualidad, son los tratamientos polifa­

céticos los que hacen posible no sólo que podamos disfrutar de más años de vida, sino de

“más vida” durante varios años.

Por lo tanto, hay cambio de estrategias en los agentes patógenos, hay cambios de es­

trategia en la manera de combatirlos, pero también tenemos que tener en cuenta este

cambio en la naturaleza de los pacientes. Antes había muchas enfermedades, sobre todo

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

9

Presentación

estas enfermedades que ahora son emergentes, o que vuelven a emerger, que solían afec­

tar a poblaciones en edades tempranas; sin embargo, ahora tenemos progresivamente

una mayor población de la “tercera edad”, que muestra una especial vulnerabilidad a este

tipo de trastornos.

En este contexto, adquiere aún mayor relevancia la acción preventiva. La profilaxis ha

sido de una importancia crucial y guarda una estrecha relación con esta mayor longevi­

dad poblacional. Hemos sido capaces de poner en práctica una verdadera estrategia pre­

ventiva frente a las enfermedades, sobre todo a través de vacunas, algunas muy efectivas

y, a veces, prácticamente permanentes, como en el caso de la fiebre amarilla.

En definitiva, debemos luchar en dos grandes frentes: por un lado, el frente de lo

paliativo, del tratamiento terapéutico que cura pero que puede después reproducir una

situación patológica igual o similar; y, por otro, contamos con el frente preventivo, donde

en los últimos años hemos acumulado grandes victorias.

Pero ya sea desde la perspectiva preventiva o curativa, lo cierto es que hoy tenemos

un nuevo campo de acción muy preocupante: las infecciones emergentes. Sobre todo

debido a la velocidad y facilidad de traslación de muchas de estas infecciones (como el

Ébola o el dengue), con mención aparte para el sida, nos encontramos en la sociedad

actual con la amenaza de una serie de enfermedades que hasta hace unos años se sabía

que existían pero que en realidad no preocupaban, al menos al mundo más próspero.

Por todo ello, creo que en estos momentos es una decisión muy acertada por parte de

NPGI proponer el abordaje científico de las novedades que se plantean para hacer frente

adecuadamente a estas enfermedades infecciosas.

Este tema, además, encaja muy bien en una de las principales líneas de acción de

la Fundación Ramón Areces, que es precisamente la biomedicina y, dentro de ésta, en

aquella que puede servir para “paliar o evitar el sufrimiento humano”, porque ésta era

una máxima de D. Ramón Areces, quien decía siempre que era nuestra función atraer a

los científicos jóvenes para que contribuyesen al alargamiento de la vida en las mejores

condiciones posibles.

Es evidente que esta jornada es ya un éxito y espero que el año que viene se continúe

con el mismo enfoque, quizá abordando otros temas de gran actualidad, como la diabetes

adquirida. ❙

Federico Mayor ZaragozaPresidente del Consejo Científico de la Fundación Ramón Areces

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

B uenas tardes y gracias por asistir a esta nueva conferencia debate organizada

por la Fundación Ramón Areces y NPGI, dedicada en esta ocasión a las

enfermedades infecciosas emergentes.

La buena acogida y el interés despertado en años anteriores han permitido que sea

éste el quinto año de colaboración continuada entre ambas instituciones. A lo largo de

estos años, y siguiendo el mismo formato, hemos abordado temas de gran actualidad

y repercusión científica, como las enfermedades autoinmunes, la medicina personali­

zada o la nanotecnología aplicada a la medicina.

Quiero agradecer, por tanto, en nombre de NPGI a la Fundación Ramón Areces, re­

presentada por el Sr. Pérez­Hernández y Torra y el profesor Mayor Zaragoza, el acuerdo

de colaboración entre ambas instituciones. Una Fundación que continúa financiando

más de 100 proyectos de investigación y que además hace posible la celebración de ac­

tividades como ésta; un mecenazgo que adquiere todavía más valor en unos momentos

en los que los recortes han pasado a ser parte del día a día de nuestro entorno.

Quiero dar las gracias también a los profesores Malim, Pantaleo, Osterhaus y

Martínez­Picado, todos ellos reconocidos expertos en cada uno de sus campos, por

participar como ponentes en este evento

Por último, agradecer también al Dr. López, editor de la revista Nature Medicine,

revista que un año más vuelve a ser número uno en la categoría de Medicine, Research

and Experimental con un Factor de Impacto de 22,462.

Y ahora es momento de dar paso al Dr. López. Espero que disfruten del evento. ❙

Javier Cazaña AguilarDirector General de Nature Publishing Group Iberoamérica

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

11

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es

intr

oducció

n

Juan Carlos LópezEditor de Nature Medicine

Licenciado en Investigación biomédica por la Uni-

versidad Nacional Autónoma de México, obtuvo

el doctorado en neurobiología y conducta en Co-

lumbia University (Nueva York), donde se dedicó al

estudio de los mecanismos celulares y moleculares

de formas simples de memoria, en el laboratorio de

Eric Kandel. Antes de introducirse en el mundo edi-

torial, Juan Carlos trabajó en el Instituto Cajal (CSIC,

Madrid), estudiando aspectos funcionales de la neu-

rotransmisión inhibitoria. En noviembre de 1999 fue

galardonado con el premio europeo de divulgación

científica “Estudi General” por su libro El Taller de

la Memoria. Actualmente es editor jefe de la revis-

ta Nature Medicine y previamente lo fue de Nature

Reviews Neuroscience.

13

E s indispensable agradecer a la Fundación su

apoyo y su interés para el desarrollo de estas

conferencias. Igualmente, es necesario agra­

decer a los ponentes que han sacado tiempo de sus

agendas para pasar esta tarde con nosotros, con el obje­

tivo de contarnos algunas de las interesantes investiga­

ciones que realizan.

Las enfermedades infecciosas emergentes son un

tema muy interesante. Cuando me dijeron que era el

tema elegido para la edición de este año, empecé a dar­

le vueltas sobre cómo se podía abordar; y es que, desde

luego, hay muchas enfermedades infecciosas emergen­

tes (como el dengue o el Ébola), pero existen otras en­

fermedades que no podríamos llamar emergentes pero

que todo el tiempo están en la mente de la gente, que

también son importantes y de las que hay que hablar.

Al elaborar el programa, al final decidimos dirigir­

nos a temas específicos en los que se estaba producien­

do el mejor y mayor avance científico, de ahí el interés

por aproximarnos con especial hincapié a la gripe y al

virus del sida.

Es un honor contar con los ponentes que participan

en esta conferencia, puesto que se trata de científicos

fantásticos y a los que conozco personalmente desde

hace muchos años.

Las enfermedades infecciosas emergentes, causa­

das por microorganismos, como virus, bacterias, hon­

gos y protozoos, son actualmente una de las amenazas

más graves para la salud pública, ya que provocan más

muertes en el mundo que cualquier otra causa única. La

Organización Mundial de la Salud (OMS) ha advertido

que las enfermedades infecciosas se están esparciendo

al ritmo más acelerado de la historia. En este momento,

dado que 2.000 millones de personas se trasladan anual­

mente por vía aérea, un brote epidémico en una parte

del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de

cualquier otro lugar.

De esta manera, si emergiera un virus pandémico cla­

ramente transmisible, no se podría evitar la propagación

y ésta afectaría aproximadamente al 25% de la población

mundial. Además del sida, la gripe o la hepatitis C, desde

1970 aparece al menos una nueva enfermedad infeccio­

sa al año. Y en los últimos cinco años, los expertos de

la OMS han detectado 1.100 epidemias. ¿Se mantendrá

esta tendencia en el futuro? ¿Existe alguna manera de

detener la propagación de una nueva enfermedad? ¿Son

realmente efectivas las medidas que se están adoptando

actualmente? Las ponencias de esta tarde nos ayudarán

a esclarecer algunas de estas preguntas. ❙

Introducción

“2.000 millones de personas se trasladan anualmente por vía aérea, un brote epidémico en una parte del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de cualquier otro lugar.”

15

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sVirus emergentes y estrategias de intervenciónAlbert OsterhausJefe del Departamento de Virología, Universidad de Rotterdam, Países Bajos

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIHMichael MalimCatedrático de Enfermedades Infecciosas, Facultad de Medicina, King’s College, Londres, Reino Unido

¿Es realista la cura funcional del VIH?Giuseppe PantaleoCatedrático de Medicina y Director del Departamento de Inmunología y Alergia, Centro Hospitalario Universitario Vaudois (CHUV), Universidad de Lausanne, Suiza

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínicaJavier Martínez-PicadoProfesor de Investigación ICREA, Instituto de Investigación del Sida, IrsiCaixa y Universitad Autónoma de Barcelona, Barcelona, España

17

A unque existe la sensación generalizada de

que en el último siglo, y especialmente en los

países occidentales, se ha conseguido con­

trolar gran parte de las enfermedades infecciosas, aún

quedan muchas infecciones emergentes que tienen un

difícil y deficitario abordaje.

Los humanos arrastramos clásicamente, y desde

nuestro origen, una importante carga viral, en muchos

casos dependiente de la interrelación con el mundo ani­

mal. Desde la época de los homínidos hasta el momento

actual se ha heredado una importante cantidad y varie­

dad de virus, muchos de los cuales son fruto de la convi­

vencia y relación con los animales. Una rápida revisión

de la evolución experimentada por la especie humana

a lo largo de miles y miles de años revela, entre otras

cosas, los extraordinarios y bruscos cambios que ha su­

frido el hombre, que le han llevado de su vida de depre­

dador y nómada hasta la colonización, la domesticación

de animales, el desarrollo de la agricultura y, finalmente,

la urbanización e industrialización, todos ellos procesos

que se han acompañado con virus emergentes.

Con todo, y según aclaró el Dr. Albert Ostehaus, “en

el momento actual se congrega una serie de factores

que interactúan y predisponen a nuevas infecciones,

la mayor parte de ellas de carácter viral y procedentes

del mundo animal”. A su juicio, “la sociedad moderna

está expuesta a enfermedades infecciosas causadas por

virus que no han dado aún el salto de la especie animal

a la humana”.

Virus emergentes y estrategias de intervenciónAlbert OsterhausJefe del Departamento de Virología, Universidad de Rotterdam, Países Bajos

En las últimas décadas parece haberse producido

un aumento drástico en la aparición o reaparición de

virus que amenazan a la población humana o animal

a escala mundial. Una larga lista de nombres exóticos

como Ébola, Lassa, Valle del Rift, Crimea Congo, Hen­

dra, Nipah o Nilo occidental proporciona una clara

idea, según Osterhaus, de algunos de los lugares aso­

ciados con el origen de virus que pasaron a los huma­

nos con graves consecuencias sólo en la última década.

Los cambios que se están produciendo en la sociedad

moderna, según Albert Osterhaus, crean nuevas opor­

tunidades para el surgimiento de infecciones víricas.

“El conjunto de cambios complejos que están teniendo

lugar en los entornos sociales, las tecnologías médicas

y agrícolas y los ecosistemas sigue creando nuevos ni­

chos para que los virus salten a nuevas especies y se

adapten rápidamente a ellas”, afirmó.

Reseña biográfica

El Dr. Albert Osterhaus es uno de

los virólogos más importantes del

mundo y su grupo fue el primero

en identificar la infección humana

de la cepa H5N1 de la gripe aviar.

Después de su licenciatura en ve-

terinaria, realizó un doctorado en

virología. Su primer gran descu-

brimiento fue la identificación del

morbilivirus que causó la muerte masiva de focas en la Europa

Nororiental. En la actualidad dirige un grupo de más de 100 vi-

rólogos en la Universidad de Rotterdam y es cofundador de dos

empresas biotecnológicas.

Albert Osterhaus

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

Virus de procedencia animalLos animales son virtualmente la fuente de todas las

nuevas infecciones emergentes en humanos. Entre los

ejemplos más paradigmáticos y recientes, el ponente

citó el caso del virus del Nilo Occidental (provocado

por pájaros salvajes y mosquitos), el coronavirus SARS

(que se origina en murciélagos) y el virus de la gripe A

(derivado de patos en libertad). En general, todas es­

tas infecciones emergentes tienen un enorme impacto,

tanto a nivel de salud pública como en la salud animal,

los suplementos alimenticios, la economía o la biodi­

versidad ambiental.

Sin duda, el sida es el ejemplo más sobresaliente y

conocido de este tipo de infecciones emergentes, una

enfermedad que se detectó hace ya 30 años y que se

ha convertido en una verdadera pandemia, con más

de 55 millones de personas infectadas por el VIH­1

y que provoca más de dos millones de fallecimientos

anualmente. Como detalló el Dr. Ostehaus, se trata

de un virus que ha estado presente en los chimpacés

durante cientos de miles de años y que recientemen­

te ha atravesado la barrera de las especies”. Esto se ha

desencadenado ahora, fundamentalmente porque se

han concitado en el mismo tiempo distintos factores:

cambios en la conducta humana (cambio de tabúes,

abuso de drogas intravenosas…), modificaciones en

los contactos con animales (consumo de ciertas car­

nes…), pobreza, masificación demográfica, creciente

urbanización, prácticas médicas de riesgo (transmi­

sión iatrogénica), adaptación del virus (mutación, re­

combinación...), etc.

Se debe asumir, por lo tanto, que en la sociedad

moderna realmente estamos predispuestos a sufrir

infecciones víricas emergentes. Y aunque se cuenta

también con numerosos ejemplos de infecciones de

este tipo que se han erradicado (como la viruela), se

detectan algunas infecciones que son secuelas de éstas

y que resultan más fácilmente manejables (como su­

cede con el virus de la viruela bovina o cowpox, o el

de los monos).

El cowpox se encuentra en Europa y principalmente

en el Reino Unido. Los infecciones humanas son muy

raras actualmente y la mayoría de las veces contraídas

de gatos domésticos. El virus no se encuentra común­

mente en las vacas; los reservorios del virus son los

roedores de los bosques, en particular Cricetidae. Los

gatos domésticos contraen el virus de estos roedores. Se

trata de un virus que causa una enfermedad de la piel

que se manifiesta en forma de ampollas rojas y que se

transmite por contacto de animales infectados a los se­

res humanos. Está relacionado con el virus vacuna (Va-

ccinia virus) y con el virus de la viruela (Variola virus).

Cuando se ha curado, la persona es inmune a la viruela.

La enfermedad era frecuente entre las lecheras, que se

infectaban al tocar las ubres de las vacas.

De especial interés y trascendencia para el experto

del Departamento de Virología de la Universidad de

Rotterdam es el denominado Morbillivirus, un género de

la familia de los Paramyxoviridae. Muchos miembros de

este género causan enfermedades, como peste bovina y

sarampión, que son altamente infecciosas. En los huma­

nos, el único virus de esta familia es el del sarampión, por

lo que a veces se los toma como sinónimos.

En los últimos años se ha procedido a identificar

nuevos virus en distintas especies animales, observándo­

se la presencia de Morbillivirus en varias especies y docu­

mentándose el traspaso de la barrera de las especies. En

la década de los ochenta se registró un importante brote

de la enfermedad de las focas provocado por el Morbi-

livirus, que posteriormente se reprodujo (a principios

“La sociedad moderna está expuesta a enfermedades infecciosas causadas por virus que no han dado aún el salto de la especie animal a la humana.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

19

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

del siglo xxi). Similar fenómeno se ha observado en el

moquillo canino (CDV), que también causó estragos en

la población de focas del Caspio en 1997, 2000 y 2001. A

partir de estos ejemplos, se ha debatido sobre la necesi­

dad o no de continuar con las medidas de vacunación

del sarampión para siempre, a pesar de haber controla­

do satisfactoriamente el virus. Y es que, como advirtió

el ponente, “cabe la posibilidad de que otro Morbillivirus

atraviese la barrera de las especies, como ha sucedido re­

cientemente en los macacos en China”.

Descubriendo nuevos virusEn cualquier caso, lo cierto es que el listado de nuevos

virus que se identifican anualmente está en un creci­

miento constante. Ésta es una de las principales líneas

de investigación de la Universidad de Rotterdam, sien­

do un centro de referencia en la detección y caracte­

rización de nuevos patógenos virales; grosso modo,

desde el año 1995 (cuando se relacionó el moquillo

canino como causa del fallecimiento masivo de leo­

nes del Serengeti) hasta 2010 (cuando se identificó el

astrovirus y el picobirnavirus humanos), más de una

docena de importantes hallazgos virológicos jalonan la

trayectoria de este centro investigador. No todos son vi­

rus emergentes; el metapneumovirus humano, a pesar

de haberse descubierto en 2001, lleva tan sólo unos 150

años presente en el organismo humano.

El extraordinario soporte que facilitan las nuevas

técnicas moleculares está ayudando enormemente en

esta labor de identificación de nuevos patógenos vira­

les. En el caso del metapneumovirus humano (MPVh)

se combinaron técnicas clásicas y modernas (PCR)

para lograr su reconocimiento, siendo esencial el papel

desempeñado por las técnicas de biología molecular.

Éste es un nuevo virus respiratorio descubierto

en el año 2001 por Van den Hoogen, en Holanda. El

género Metapneumovirus pertenece a la familia Para-

myxoviridae y la subfamilia Pneumomovirinae. Exis­

ten dos linajes genéticos diferentes y, dentro de ellos,

dos subtipos de cada uno. MPVh es un virus de ARN,

de hebra simple y polaridad negativa. Afecta exclusi­

vamente a humanos y de ahí su denominación como

Metapneumovirus humano. La evidencia acumulada

desde su descubrimiento sugiere que el MPVh es uno

de los mayores agentes etiológicos de infección respi­

ratoria baja en niños. Tiene una distribución temporal

similar al virus respiratorio sincitial (VRS), presentán­

dose principalmente en invierno, pero hay trabajos que

lo muestran también durante toda la primavera. Los es­

tudios realizados por nuestro grupo han mostrado una

distribución estacional con predominio de finales de

invierno y primavera durante los años de seguimien­

to de 2004 a 2007. Su circulación es mayor después de

la desaparición del VRS. Desde su descubrimiento se

ha detectado en todos los continentes. Según distin­

tos estudios, se ha logrado determinar que el MPVh

produce entre 5­20% de los cuadros respiratorios en

niños donde otro agente viral no ha podido ser re­

conocido. Su período de incubación es de 5­6 días.

Es de espectro amplio y similar al de VRS, con sig­

nología respiratoria alta y baja, produciendo desde

cuadros leves a muy graves.

Los grupos de mayor riesgo de infección por MPVh

son los menores de 5 años, especialmente de 2 años (en

la serie de Rotterdam, estaba presente en aproximada­

mente un 10% de los niños con infección del tracto res­

piratorio, ITR), los ancianos y los pacientes inmunode­

primidos, donde puede presentarse de forma más grave

(e, incluso, mortal). También se han documentado ca­

sos en población general, estando presente en aproxi­

“En las últimas décadas se ha producido un aumento drástico en la aparición de virus que amenazan a la población humana o animal a escala mundial.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

madamente un 5% de las ITR en estudios de vigilancia

llevados a cabo en la comunidad.

El espectro clínico va desde cuadros de infección

respiratoria superior, bronquiolitis, síndrome bron­

quial obstructivo y neumonía. Mucho menos frecuente

es su presentación en cuadros como laringitis. Los sín­

tomas y signos más frecuentes son fiebre, tos, polipnea,

dificultad respiratoria y sibilancias. La radiografía de

tórax muestra infiltrados perihiliares, engrosamiento

peribronquial, atropamiento aéreo, atelectasias y, con

menor frecuencia, imágenes de condensación.

SARSPero este MPVh podría incluso estar por detrás del

síndrome agudo respiratorio severo (SARS). En el año

2002, en la provincia de Guangdong de China, se de­

tectó un brote de neumonía por un nuevo agente que,

gracias a la cooperación internacional y a su urgente

secuenciación (en tan sólo unos días, mientras que la

secuenciación completa del VIH­1 se prolongó duran­

te un par de años), logró rápidamente ser identificado.

Se le denominó SARS coronavirus (SARS­CoV). Este

brote afectó a 8.422 personas, provocó 916 muertes y se

controló en un plazo de 7 meses.

SARS CoV es un virus de ARN, que pertenece al gru­

po 3 de los coronavirus. El período de incubación es de

2­14 días, con un promedio de 4­6 días. Tiene una pre­

sentación bifásica y en algunos casos trifásica. Produce

un cuadro respiratorio febril, acompañado de escalofríos,

cefalea y mialgias, con linfopenia y trombocitopenia. En

una segunda fase, aparecen diarrea y vómitos, con pro­

gresión de la afectación respiratoria, y en el 20­30% de los

casos, evolución a un síndrome de dificultad respiratoria

aguda (SDRA). La recuperación se produce al final de la

segunda semana o comienzos de la tercera. La mortali­

dad es del 7­16%, que llega al 50% en mayores de 65 años.

La presencia de comorbilidades aumenta la gravedad y

la mortalidad. Los menores de 12 años tienen una evolu­

ción de menor gravedad y mortalidad.

Se trasmite por contacto directo con secreciones,

gotitas y en menor medida por aerosoles, aunque tam­

bién pudiera haber una diseminación por deposicio­

nes. Hay transmisión del virus de persona a persona.

El diagnóstico se realiza por RT­PCR. Este agente es

de origen zoonótico, su reservorio son los murciélagos

insectívoros, que transmiten la infección a animales co­

mercializados en mercados chinos, como la civeta. Des­

pués de este brote no se han detectado nuevos casos en

el mundo.

Los trabajos de Fouchier y de Kuiken, realizados en

monos macacos (Macaca fascicularis) a los que se ino­

culó el virus SARS­CoV, MPVh o SARS­CoV seguido

de MPVh, sirvieron para certificar que el SARS­CoV

por sí solo era suficiente para causar en estos animales

una patología pulmonar que era idéntica al SARS. Esto

provocó que, en abril de 2003, se celebrase una rueda de

prensa en la que se declaró oficialmente que el SARS­

CoV era el agente etiológico del SARS; además, se mar­

caron los objetivos a alcanzar a corto y medio plazo:

clarificación de las rutas de transmisión y la historia

natural, así como el establecimiento y la evaluación

de las herramientas diagnósticas. Como lo expresó el

Dr. Osterhaus, “estábamos, por lo tanto, ante un nuevo

virus que, como se sabe actualmente, procede del mun­

do animal, posiblemente del murciélago”.

A partir de estos primeros hallazgos, se dieron rápi­

dos y eficaces pasos en el diagnóstico, pero también en

el tratamiento y posible desarrollo de vacunas específi­

cas para este virus. Uno de los primeros fármacos anali­

zados fue el peginterferón­α, revelándose en estudio de

Haagmans et al. que la administración en macacos de

este interferón pegilado era un tratamiento profiláctico

eficaz en un modelo de infección respiratoria induci­

da por SARS­CoV; en concreto, el uso preventivo de

este fármaco en macacos infectados por el coronavirus

reducía significativamente la replicación viral y la ex­

creción, la expresión de antígeno viral por neumocitos

de tipo 1 y el daño pulmonar en comparación con los

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

21

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

animales no tratados. Sin embargo, a pesar de los efec­

tos positivos de esta investigación, “el gran avance en

el manejo de esta infección emergente había procedido

del diagnóstico, con la inclusión de recursos diagnósti­

co tan avanzados y efectivos que permitían poner pre­

cozmente en cuarentena a los afectados y evitar así la

propagación”.

HCoV-EMCCasi de forma simultánea, se identificó otro coronavi­

rus. En el año 2004, dos grupos de investigadores ho­

landeses describieron casi simultáneamente un nuevo

coronavirus aislado de un paciente con bronquiolitis

y de muestras respiratorias guardadas de un paciente

con neumonía del año 1988. Inicialmente se pensó que

podría tratarse de un paramixovirus, pero la prueba re­

sultó negativa. Denominaron a este nuevo virus CoV­

NL63, y se le catalogó finalmente como un coronavirus

del grupo 1, muy relacionado con el CoV 229E.

Tiene una distribución universal, encontrándose en

América del Norte, Asia, Europa y Oceanía. Circula en

invierno y afecta con mayor frecuencia a lactantes. Pue­

de producir, entre otros trastornos, disfonía, exantema

o diarrea. Se asocia en un 17,4% de los casos a laringi­

tis obstructiva. En pacientes hospitalizados se detecta

en un 2­9% de los casos con estudio negativo de los

agentes tradicionales de IRAB, se asocia a bronquioli­

tis y neumonía. En ocasiones es indistinguible de una

infección por VRS y MPVh. Hay coinfecciones espe­

cialmente con VRS. Afecta pacientes adultos e inmu­

nodeprimidos. Se desconoce su período de incubación,

aunque se sabe a las 3 semanas de evolución el 50% de

los infectados continúa diseminando el virus. Ocasiona

infecciones intrahospitalarias. Se ha detectado la pre­

sencia del virus y del genoma viral en pacientes con

enfermedad de Kawasaki, lo que despierta grandes ex­

pectativas relacionadas con su asociación como agente

etiológico de esta enfermedad. El diagnóstico se realiza

por RT­PCR específica para este agente.

Recientemente se ha comprobado que este virus no

precisa del receptor del coronavirus­SARS y mantiene

una amplia capacidad replicativa en líneas celulares de

mamíferos. Se han realizado tests de laboratorio para la

confirmación de infecciones provocadas por este virus.

Igualmente, se ha conseguido llevar a cabo la caracteri­

zación genómica de este coronavirus que se asocia con

la aparición de distrés respiratorio agudo en humanos.

Actualmente está pendiente de publicación un estudio

del grupo de trabajo de la Universidad de Rotterdam que

muestra cómo se ha logrado identificar el receptor del

HCoV­EMC; partiendo de este hallazgo, incluso se ha

podido ya detectar y aislar en diferentes órganos (pul­

mones, principalmente) de macacos (utilizando para

ello pruebas de PCR), “lo que supone ya un gran avance

en el objetivo de ir diseñando y probando diferentes es­

trategias de intervención”, adelantó el ponente.

Virus de la gripeCentrándose ya en el virus de la gripe, el Dr. Albert Os­

terhaus recordó que “se puede presentar con tres tipos

de apariencia distintos: la gripe estacional (A: H3N2,

H1N1; B), la gripe aviar (A: H7N7, H5N1…) y la gripe

pandémica (A: H1N1, H2N2, H3N2, H1N1…), que por

el momento parece que no se disemina de humano a

humano de forma eficiente.

El virus influenza es un virus de ARN, de genoma

fragmentado. Posee dos proteínas importantes: hema­

glutinina y neuraminidasa, que determinan cambios

antigénicos menores y cambios antigénicos mayores.

Los cambios menores están relacionados con variacio­

nes de la cepa de FLUA anual por reordenamiento y los

mayores con cambios generados por recombinación.

“Los animales son virtualmente la fuente de todas las nuevas infecciones emergentes en humanos.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

Esta situación ha condicionado pandemias en tres oca­

siones: el año 1918, con la llamada gripe española por

H1N1 de origen aviar, 1957 (H2N2) y 1967 (H3N2).

Los virus de la gripe se dividen en tres tipos: A, B y C.

La gripe A tiene un amplio reservorio en la naturaleza,

en aves acuáticas, donde se encuentran varios subtipos

de hemaglutinina y neuramidasa. Los subtipos H5 y

H7 son altamente patogénicos en aves, provocando una

elevada mortalidad. La gripe B produce enfermedad en

el hombre y la C puede afectar al hombre y al cerdo.

Clásicamente se asume que todos los virus de la

gripe proceden de las aves, no ocasionándoles inicial­

mente enfermedad alguna; pero si se transmite a otros

animales se abre la posibilidad de que éste mute rá­

pidamente en formas muy patógenas para las propias

aves. Convencionalmente se ha considerado que estos

virus de la gripe A podrían pasar de las aves a los cer­

dos y, si se adaptaban a éstos, podrían a su vez transmi­

tirse a los humanos. En el año 1997 se identificó, por

primera vez, un virus de la gripe A (en la provincia

de Guangdong, China); fue el H5N1, que provocó el

fallecimiento por neumonía de un niño y dio lugar a

una serie de episodios similares posteriores (17 muer­

tes más en Hong Kong). Según apuntó el ponente,

“cuando conseguimos aislar este virus y secuenciarlo,

concluyendo que se trataba de un H5N1, se despertó

un escepticismo generalizado en la comunidad cientí­

fica, que al cabo del tiempo se transformó en recono­

cimiento y preocupación por el posible problema de

salud pública que se avecinaba”.

Se logró controlar este brote con la muerte de mi­

llones de aves. El año 2003 en Hong Kong aparecieron

nuevos casos, extendiéndose posteriormente a Asia, Eu­

ropa y África. Se estima que desde el año 2003 hasta el

momento actual se han registrado más de 650 casos de

pacientes hospitalizados por infección causada por este

virus, con una tasa de mortalidad próxima al 60%. Ana­

lizando la evolución del virus por países, se ha llegado a

la idea de que el virus ha entrado y salido de Euro pa de

forma repetida, pero en Indonesia y el Sudeste asiático

tiene un carácter endémico.

Este virus de origen aviar ocasiona en el hombre un

cuadro respiratorio similar a una influenza que evolu­

ciona en el plazo de 5 días a un SDRA, se acompaña

de síntomas gastrointestinales como nauseas, vómitos

y diarrea. Hay afectación renal y miocárdico, y puede

producir encefalitis. El mecanismo de transmisión es

el contacto con aves enfermas, manipulación de carca­

sas y contacto con secreciones o deposiciones de aves

enfermas. Los trabajos de Van Riel et al. han permitido

profundizar en la evolución de este virus, comparándo­

lo con el H3N2 estacional y con el H1N1 pandémico;

entre otras observaciones, se ha puesto de relieve que el

virus de la gripe estacional se replica en el tracto respi­

ratorio superior mientras que el virus aviar se replica

en los pulmones. Se inició así un potente y ágil progra­

ma de investigación, con propuestas de distinta índole

y la participación activa de distintos grupos de investi­

gadores financiados por organismos públicos y priva­

dos, llegándose a un amplio consenso en la comunidad

científica mundial sobre la necesidad de considerar este

campo de estudio como un todo, disponer de financia­

ción suficiente, evaluar todas las propuestas existentes

y nombres revisores externos.

Fruto de esta estrategia de colaboración, se imple­

mentaron diferentes experimentos, dirigidos sobre

todo a ayudar a conocer cómo el virus H5N1 pue­

de adquirir la habilidad en condiciones naturales de

transmitirse por el aire. Identificar los requerimientos

mínimos para la trasmisión del virus entre mamíferos

tiene un valor predictivo y diagnóstico muy útil, lo que

permitiría estar preparados para una posible pandemia

de gripe aviar.

“Las medidas de control actuales podrían servir contra estos nuevos virus transmisibles.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

23

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

Entre estos trabajos, el Dr. Osterhaus citó uno rea­

lizado en hurones para estudiar la transmisibilidad

del virus. Se crearon cepas mutantes del virus de la

gripe aviar H5N1 con capacidad para trasmitirse en­

tre hurones por vía aérea. En este trabajo, publicado

en Nature, los investigadores construyeron una qui­

mera: un nuevo virus mezcla de siete genes del virus

de la gripe humana H1N1 A/California/04/2009 y el

gen de la hemaglutinina de un mutante del virus de la

gripe aviar H5N1 A/Vietnam/1203/2004. Previamen­

te habían construido varios mutantes del virus H5N1

con modificaciones en el gen de la hemaglutinina

para mejorar su estabilidad, facilitar que se uniera a

los receptores celulares humanos y se replicara me­

jor en células humanas. Por tanto, este nuevo virus

recombinante llevaba todos los genes de un virus de

la gripe humana H1N1 excepto el de la hemaglutini­

na, que provenía del virus H5N1 (la hemaglutinina

es la proteína viral que reconoce el receptor celular y

que sirve pare entrar dentro de las células). Para de­

mostrar si este nuevo virus se transmitía por el aire,

emplearon hurones como modelo animal de experi­

mentación, ya que son susceptibles a la infección con

virus de la gripe humana y de aves, y desarrollan una

gripe muy similar a la nuestra. Para ello, colocaron

en jaulas próximas, pero sin contacto, hurones sanos

junto con hurones infectados con los nuevos virus.

Al cabo de unos días pudieron confirmar la infección

y la presencia de virus en los hurones sanos, demos­

trando que se había transmitido por el aire. Los inves­

tigadores concluyen que sólo cuatro modificaciones

en la hemaglutinina H5 son suficientes para permitir

la trasmisión a través del aire en hurones. 

Ya en otro estudio, publicado en Science, los inves­

tigadores en vez de construir un nuevo virus quimera

por recombinación, modificaron genéticamente el vi­

rus H5N1 (en concreto la cepa A/Indonesia/5/2005

aislada de humanos) mediante técnicas de mutagéne­

sis dirigida y posteriormente lo sometieron a varios

pases secuenciales entre hurones. Tras los pases, el

virus adquirió las mutaciones necesarias que le per­

mitieron trasmitirse entre los hurones por vía aérea.

En este caso, los virus tenían cuatro mutaciones en

el gen de la hemaglutinina y uno en el gen de la po­

limerasa 2, lo que demuestra que con sólo cinco mu­

taciones el virus H5N1 se puede hacer transmisible.

Además, este trabajo demuestra que puede obtenerse

un nuevo virus de la gripe pandémico sin necesidad

de recombinación entre virus, sino solamente por

mecanismos de mutación.

En ambos trabajos, como resaltó en su conferen­

cia el experto holandés, “los nuevos virus, a pesar

de ser fácilmente transmisibles, no eran virulentos

para los animales, y ninguno de los hurones falleció”.

Gracias a estos estudios, añadió, “podemos conocer

mejor estos virus y estar preparados ante un eventual

fenómeno pandémico, sobre todo porque se trata de

virus a los que hay que prestar una especial atención,

especialmente por su capacidad patógena con muy

pocas mutaciones”.

Los investigadores de estos estudios también de­

mostraron que los mutantes eran sensibles al antigri­

pal oseltamivir y que las vacunas actuales son útiles

para su control, confirmando que las medidas de con­

trol actuales podrían servir contra estos nuevos virus

transmisibles.

El Dr. Osterhaus durante su disertación.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

La pandemia de gripe A (H1N1)También despertó gran temor entre las autoridades y

la población general la pandemia de gripe A (H1N1)

surgida en México en marzo de 2009, causada por una

variante de la gripe A (subtipo H1N1) y que afectó es­

pecialmente a población joven. El origen de la infección

fue una variante de la cepa H1N1, con material genéti­

co proveniente de una cepa aviaria, dos cepas porcinas

y una humana, que sufrió una mutación y dio un salto

entre especies (o heterocontagio) de los cerdos a los hu­

manos, para después permitir el contagio de persona a

persona.

La gripe H1N1 es un subtipo de Influenzavirus tipo

A, perteneciente a la familia de los Orthomyxoviridae;

este virus ha mutado en diversos subtipos que incluyen

la gripe española, la gripe porcina, la gripe aviar y la gripe

bovina. Cuando se comparó el virus de 1918 con el ac­

tual, se descubrió que únicamente hubo alteraciones en

25­30 aminoácidos de los 4.400 que componen el virus.

El 11 de junio de 2009, la OMS la clasificó como

de nivel de alerta seis; es decir, “pandemia en curso”.

El 10 de agosto de 2010, la OMS anunció el fin de la

pandemia, 14 meses después y después de haber dado

la vuelta al mundo. La pandemia tuvo una mortalidad

baja, en contraste con su amplia distribución, dejando

tras de sí miles de víctimas (y decenas de miles de in­

fectados) y un dramático impacto socioeconómico. Su

rápida propagación fue fruto de una cierta alarma so­

cial que, en opinión del Dr. Osterhaus, “estaba en cierta

forma justificada, sobre todo al comprobar el alto nú­

mero de infectados (los datos ofrecidos por la OMS,

de casos confirmados en el laboratorio, rebajaban en

más de 15 veces el número total estimado de casos)

y su acelerada extensión por los países (facilitada por

la buena comunicación de México con otros países)”.

Como reconoció este experto, “países como Reino

Unido y España fueron de los más afectados inicial­

mente por esta primera oleada de temor ante la propa­

gación del virus”.

Para conocer mejor el mecanismo de acción de este

virus, se regresó de nuevo al modelo animal del hurón,

que es considerado como el más representativo de la

gripe humana; por ejemplo, alcanzar en hurones un tí­

tulo de anticuerpos comúnmente asociados con títulos

protectores para la gripe humana es un hito relevante

en el desarrollo de vacunas para la influenza.

En la Universidad de Rotterdam, se empleó el mo­

delo con hurones para evaluar con mayor detalle evi­

dencias encontradas en pacientes, facilitando el enten­

dimiento de posibles factores que podían incidir en la

prolongación de la infección por virus de la gripe y en

el desarrollo de resistencia. Se encontró que los pacien­

tes inmunodeprimidos expresan el virus durante largos

períodos de tiempo y tienen más riesgo de desarrollar

virus más resistentes; se ha sugerido, por lo tanto, que

los pacientes con sistemas inmunes deprimidos pueden

desarrollar rápidamente infecciones de gripe H1N1

que resisten a todos los medicamentos conocidos (in­

cluido oseltamivir), y en ocasiones una sola mutación

en estos sujetos podría ser suficiente para que el virus

se vuelva resistente.

Vacunas frente a gripes pandémicasOtro incipiente campo de investigación frente a los

virus pandémicos es el de las vacunas, “siendo nece­

sario el apoyo de los gobiernos y estrategias de cola­

boración internacionales para pasar de una actitud

reactiva a una actitud proactiva frente al virus H1N1”,

demandó el conferenciante. Sin embargo, admitió,

“subsisten tres grandes tipos de problemas en este

campo: la dificultad de contar con suficientes y rigu­

rosos estudios de eficacia y seguridad en los que se

analicen prototipos de vacunas; la limitada capacidad

de producción de estas vacunas; y el hecho de que el

tiempo de respuesta sea demasiado prolongado (en

muchos casos superior a 6 meses), por lo que su utili­

dad se minimiza en el momento de estar padeciendo

una pandemia”.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

25

Virus emergentes y estrategias de intervención | Albert Osterhaus

Una posible solución para estos problemas podría

pasar por el uso de vacunas adyuvadas prepandémicas,

ofreciendo la posibilidad de proteger a su población

por adelantado o ante una situación de pandemia de

gripe declarada oficialmente.

Hay dos tipos de estrategias basadas en dos vacunas

que pueden utilizarse en el caso de pandemia: una vacu­

na pandémica y otra vacuna prepandémica. La produc­

ción de vacunas pandémicas sólo puede iniciarse una

vez declarada la pandemia de gripe, utilizando para ello

la cepa pandémica concreta, identificada como la res­

ponsable de la pandemia. Puesto que su proceso de fa­

bricación es largo, las vacunas pandémicas sólo estarán

disponibles entre cuatro y seis meses después de que se

haya declarado la pandemia, lo que probablemente será

muy tarde para muchos de los afectados en las prime­

ras oleadas de la misma. Una vacuna prepandémica se

produce con antelación a la pandemia.

Como ejemplo de vacuna prepandémica, se ha

auto rizado Prepandrix®, una vacuna basada una varian­

te del virus H5N1 de la gripe aviar, que ha demostrado

la capacidad de incrementar la respuesta inmune frente

a posibles mutaciones de la cepa H5N1. Esta vacuna

está formulada con un novedoso sistema adyuvante

diseñado para conseguir, aun utilizando dosis bajas de

antígeno, una elevada respuesta inmune duradera en el

tiempo, contra una amplia gama de cepas del H5N1.

La autorización de esta vacuna por parte de la

Unión Europea, para personas de 18 a 60 años, se basa

en los resultados obtenidos en numerosos estudios

clínicos que evaluaron la seguridad, reactogenicidad,

inmunogenicidad y protección cruzada de la vacuna

prepandémica, utilizando la cepa Vietnam, una de las

recomendadas por la OMS para el desarrollo de va­

cunas prepandémicas. En uno de los estudios prin­

cipales, la vacuna, que utiliza como antígeno la cepa

H5N1 conocida como A/Vietnam/1194/04, demostró

incrementar cuatro veces como mínimo la cantidad de

anticuerpos en sangre capaces de neutralizar el virus

en un 77­85% de los vacunados, frente a tres variantes

distintas del H5N1: A/Indonesia/5/05, A/Anhui/1/05 y

A/Turquía/1/05. La respuesta inmune inducida por la

vacuna prepandémica frente a las variantes del virus

H5N1 que circulan en Asia, Europa y África sugiere la

posibilidad de protección frente a una eventual cepa

pandémica del H5N1. Por otra parte, en los estudios

preclínicos realizados, esta vacuna ha demostrado con­

ferir protección cruzada evitando la muerte a un 96%

de los animales vacunados y posteriormente infectados

con distintas cepas del H5N1.

En sus conclusiones, el Dr. Albert Osterhaus resaltó

que “se están identificando cada vez con mayor frecuen­

cia virus emergentes en animales y humanos, debido a

una compleja mezcla de factores predisponentes y al

hecho de poder contar en estos momentos con técnicas

moleculares más avanzadas. Sin duda, en nuestra socie­

dad cambiante y globalizada, los virus humanos nuevos

proceden fundamentalmente del mundo animal”. Para

luchar eficazmente frente a estas amenazas, propuso,

“es imprescindible mayor colaboración y coordinación

internacional, usando todos los investigadores implica­

dos la tecnología disponible (tanto la clásica como la

más innovadora), puesto que de todo ello depende el

futuro control óptimo de las infecciones emergentes”. ❙

27

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIHMichael MalimCatedrático de Enfermedades Infecciosas, Facultad de Medicina, King’s College, Londres, Reino Unido

L os recientes avances registrados en el conoci­

miento de la biología del virus de la inmu­

nodeficiencia humana (VIH­1) están vis­

lumbrando la posibilidad de desarrollar nuevas y más

ambiciosas estrategias de manejo de esta infección,

planteándose la posibilidad de inhibir el virus e, in­

cluso, erradicarlo.

El VIH­1 es un lentivirus (de la familia Retroviri-

dae), causante del síndrome de inmunodeficiencia ad­

quirida (sida). La replicación del VIH­1 causa la pérdida

de células T­helper (CD4), favoreciendo la aparición de

inmunodeficiencia. Tal y como se ha podido confir­

mar al cabo de años de investigación, la patogénesis es

directamente atribuible a la replicación viral. Hasta el

momento, los diferentes tratamientos comercializados

para hacer frente a este trastorno han tratado, funda­

mentalmente, de inhibir la replicación del VIH­1. Para

optimizar este abordaje es indispensable, según apuntó

inicialmente el Dr. Michael Malim, “conocer bien cómo

se produce el ciclo de replicación de este virus”.

Replicación del VIH-1Las células que el VIH invade son esencialmente los

linfocitos T CD4+, pero también en menor medida los

monocitos/macrófagos, las células dendríticas, las célu­

las de Langerhans y las células de microglía del cerebro.

La replicación viral tiene pues lugar en tejidos diversos

(de ganglios linfáticos, intestino, cerebro, timo...). Los

órganos linfoides, sobre todo los ganglios linfáticos,

constituyen la principal sede de su replicación. El virus

está presente en numerosos líquidos del organismo, en

particular la sangre y las secreciones genitales.

Según sintetizó el experto del King’s College, “el pro­

ceso de replicación del virus está sujeto a un delicado

equilibrio, registrándose tres fases cruciales”. En primer

término, penetra en una célula diana susceptible, de for­

ma que debe infectar a estas células sensibles para poder

crecer y expandirse; en segundo término, una vez ins­

talado en estas células susceptibles, inicia un complejo

proceso de replicación de su información genética; todo

ello posibilita una tercera fase, en la que se objetiva la

producción de la descendencia. Las enzimas virales y

las proteínas promueven la replicación y la salida de los

virus, siendo múltiples los factores del huésped implica­

dos en la promover la replicación viral. Pero la replica­

ción del virus se desarrolla en muchas más etapas.

Reseña biográfica

El Profesor Malim se doctoró en

bioquímica en la Universidad de

Oxford en 1987 y después rea-

lizó una estancia posdoctoral en

la Universidad Duke en Carolina

el Norte antes de incorporarse

como profesor en la universidad

de Pensilvania en 1992. Des-

pués de nueve años en Filadelfia,

el Profesor Malim volvió al Reino Unido como Catedrático y

jefe del departamento de Enfermedades Infecciosas.

Michael Malim

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

La fijación representa la primera etapa en la inva­

sión de una célula. Se basa en el reconocimiento mutuo

y el acoplamiento de proteínas de la envoltura del virión,

las gp120 y gp41, y los receptores de la célula blanca, los

CD4. Este reconocimiento no es posible sin ayuda de

correceptores propios de las células susceptibles de ser

invadidas; en el caso de los macrófagos son los CCR5 y

en el caso de los LT4, los CXCR4, que interactúan con la

proteína superficial. Macrófagos y LT4 tienen en común

su principal receptor: el receptor CD4. Este reconoci­

miento es condición obligada para que el virus llegue a

penetrar en la célula y continuar con el proceso de in­

fección.

Posteriormente se produce la penetración, que es el

segundo paso. Una vez reconocido el virión por los re­

ceptores de superficie, se vacía dentro de la célula, fusio­

nándose la envoltura lipídica del virión con la membra­

na plasmática de la célula. Protegidos por la cápside y las

nucleocápsides, los dos ARN mensajeros que forman el

genoma viral y sus proteínas asociadas se encuentran

ahora en el citoplasma. Luego ocurre la eliminación de

las cubiertas proteicas, cápside y nucleocápsides, que­

dando el ARN vírico libre en el citoplasma y listo para

ser procesado.

También son reseñables las fases de transcripción

inversa del ARN vírico para formar ADN comple­

mentario con la misma información, la integración del

genoma vírico en el genoma de la célula huésped, la

transcripción del ADN vírico por los mecanismos nor­

males de la célula y la traducción o síntesis de proteínas.

Finalmente, se describe un proceso de gemación, que

ocurre cuando los nucleoides víricos se aproximan a la

membrana plasmática y se hacen envolver en una ve­

rruga que termina por desprenderse, formando un nue­

vo virión o partícula infectante. En cada célula infectada

se ensamblan varios miles de nuevos viriones, aunque

muchos son incompletos y no pueden infectar.

Dianas antirretroviralesActualmente, las esperanzas terapéuticas en este campo

proceden, sobre todo, del desarrollo de fármacos capa­

ces de interferir positivamente en algunos de los factores

indispensables para favorecer la replicación del virus.

Los fármacos disponibles en estos momentos inhiben la

acción de las proteínas que son necesarias para la repli­

cación del VIH­1; en concreto, se han identificado como

dianas terapéuticas tres enzimas virales esenciales, jun­

to con la intervención sobre la maquinaria para rellenar

células diana y un factor de acoplamiento a la superficie

celular requerido para este proceso.

En todos los casos se trata de inhibir directamente la

función de proteínas víricas con el objetivo de impedir

la infección de las células diana o romper el ciclo repli­

cativo del virus. Los tratamientos con combinaciones

de tres de estos fármacos han permitido conseguir una

mayor supervivencia y calidad de vida de los afectados

(especialmente en lo que referente a una mejora del

estado inmunológico de los pacientes, lo cual conlleva

una menor incidencia de infecciones oportunistas y un

menor deterioro físico y psíquico), haciendo posible en

un corto período de tiempo que pase de ser una enfer­

medad mortal a convertirse en una infección crónica en

muchos pacientes.

Los inhibidores de la transcriptasa inversa análogos

de nucleósidos (ITIAN), también conocidos como aná­

logos de nucleósidos, son los antirretrovirales más anti­

guos, con una acción específica que permite bloquear la

capacidad del VIH de copiar el ADN de una célula que

necesita para realizar copias de sí mismo. En esta mis­

ma línea, los inhibidores de la transcriptasa inversa no

nucleósidos (ITINAN) bloquean la misma proteína que

los AN, aunque su composición química es diferente (si

“Las esperanzas terapéuticas proceden del desarrollo de fármacos capaces de interferir en la replicación del virus.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

29

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

no se emplean en combinación con un AN, el paciente

desarrolla resistencia a ellos muy rápidamente).

Por su parte, los inhibidores de la proteasa actúan

sobre la enzima proteasa, que es la responsable del mol­

deado y ensamblaje de las distintas partes del virus que

se producen en la célula siguiendo las instrucciones

del ARN viral transcrito a ADN por la transcriptasa.

Su aparición a mediados de los noventa revolucionó el

tratamiento del VIH, ya que permitían, junto con los

ITIAN e ITINAN, atacar al virus en dos pasos distintos

y esenciales de su reproducción, con lo que las posibili­

dades de inhibir su actividad y mantener en el tiempo

esa inhibición se incrementaron enormemente.

Los inhibidores de la fusión evitan que el VIH pene­

tre en las células sanas del cuerpo; en concreto, dificul­

tan o impiden la unión del VIH a los receptores que los

linfocitos tienen en su superficie, esto es, a las proteínas

por las que el VIH tiene gran afinidad.

Por su parte, los inhibidores de la integrasa actúan

sobre una enzima que es la responsable de la integración

del material genético viral en el material genético de la

célula infectada.

También se está avanzado en los denominados inhi­

bidores de la maduración, fármacos que dificultan el

proceso de “maduración” o transformación de las dis­

tintas piezas del VIH sintetizadas gracias a la actividad

de la proteasa; su actividad se asemeja a la de los IP, aun­

que actúan de manera distinta a éstos y en fases poste­

riores a la intervención de la proteasa dentro del ciclo

vital del virus.

A pesar de los avances registrados en este campo te­

rapéutico, debido a las interacciones farmacológicas, las

resistencias generadas y los efectos adversos, produci­

dos sobre todo por la combinación de estos fármacos y a

la exigencia de recurrir a la administración subcutánea

en el caso de los inhibidores de la fusión, se hace ne­

cesaria la búsqueda de nuevas dianas moleculares en el

tratamiento del sida: el objetivo es conseguir principios

activos con un buen perfil de seguridad y eficacia, con

alta especificidad por el VIH­1 y que no provoquen la

aparición de resistencias.

Actualmente se trabaja no sólo en la obtención de

fármacos que actúen sobre proteínas o elementos víri­

cos, sino que también se estudia el desarrollo de molé­

culas que interaccionen sobre proteínas celulares impli­

cadas en mecanismos de proliferación y diferenciación

celular, ya que se consideran como posibles dianas tera­

péuticas en el tratamiento de enfermedades infecciosas.

Hacia nuevas alternativasEntre las líneas de investigación más prometedoras en

el tratamiento del VIH­1, el Dr. Malim destacó un abor­

daje celular destinado a interferir en la replicación viral.

Algunos factores intracelulares pueden también inhibir

o restringir la replicación del virus; se han identificado

recientemente varias proteínas que forman parte del

sistema inmunitario innato del ser humano, expresadas

por todas las células del cuerpo y que han documenta­

do su capacidad para entorpecer satisfactoriamente la

replicación de todo tipo de virus. Y es que para que el

virus tenga éxito en su misión es preciso que antes sea

capaz de antagonizar o “vencer” a estas proteínas, para

lo cual debe tener la capacidad de sintetizar proteínas

antagonistas y desarrollar una serie de mecanismos de

ataque que permitan soslayar esta capacidad de defensa

que opone el organismo humano; los propios virus in­

corporan frecuentemente estas contramedidas.

En el proceso de replicación viral, como insistió

el ponente, “subsiste una serie de equilibrios, donde

desempeñan una función crucial los factores innatos/

intrínsecos de resistencia del huésped (Fv1, TRIM5a,

APOBEC3, teterina/BST­2, SAMHD1) y las numero­

“Los individuos persistentemente seronegativos no se infectan aunque se expongan repetidamente al VIH.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

sas vías y cofactores celulares (de dependencia). En este

equilibrio, el principal factor desestabilizador lo aportan

los propios virus, al codificar algunos de ellos mecanis­

mos de evasión y antagonistas, capaces de superar la

oposición de los factores protectores que posee el or­

ganismo”.

Partiendo de este escenario, resulta atractivo diseñar

estrategias terapéuticas encaminadas a potenciar los

factores intrínsecos o innatos de resistencia al virus y/o

regular a la baja o inhibir tanto los factores de depen­

dencia del virus (las vías y cofactores celulares) como

los mecanismos de evasión o antagonización de los fac­

tores protectores del organismo.

Entre las líneas de investigación que se están tra­

tando de desarrollar en el mundo, destaca el interés

por comercializar nuevos inhibidores de la fusión más

potentes y seguros, emplear inmunotoxinas capaces de

eliminar selectivamente las células CD4+ infectadas que

actúan como reservorio del virus, crear moléculas que

interaccionan con proteínas implicadas en las vías de

transducción de señales (como serina/treoninacinasas),

generar inhibidores de las CDK de los complejos cicli­

na/cdk, moléculas que interaccionen con proteínas de la

superficie de las células infectadas, nuevos inhibidores

de la integrasa del virus, inhibidores del complejo Tat­

TAR y análogos de la neomicina que se unen específica­

mente a la región de empaquetamiento del ARN vírico.

Con algunas de estas posibles opciones el Dr. Mi­

chael Malim se mostró optimista, aunque también ad­

virtió que “otras seguramente no lleguen a buen puerto”.

En su opinión, de las nuevas oportunidades terapéuticas

resaltó fundamentalmente tres: “la ablación genética de

los receptores de entrada CCR5 para crear linfocitos re­

sistentes a VIH, la introducción intencionada de genes

modificados de factor de restricción (como APOBE­

C3G: apolipoproteína B con actividad citidinadeamina­

sa de tipo 3G, o TRIM5α: motivo tripartito 5 alfa) para

crear linfocitos resistentes a virus y estrategias farma­

cológicas para activar factores naturales de restricción

en humanos.

Resulta de especial interés profundizar en el conoci­

miento de los factores inmunológicos involucrados en

la baja susceptibilidad a la infección por el virus de la

inmunodeficiencia humana. Existen individuos expues­

tos repetidamente al virus de la inmunodeficiencia hu­

mana sin evidencia clínica ni serológica de infección (se

les denomina persistentemente seronegativos: HEPS,

highly exposed persistently seronegative). Se han identi­

ficado factores del huésped genéticos e inmunológicos

que confieren una baja susceptibilidad a la infección por

VIH en HEPS. Los factores genéticos están relacionados

con genes que codifican los receptores de quimiocinas

y sus ligandos naturales, así como los genes del com­

plejo mayor de histocompatibilidad. Los factores inmu­

nológicos se refieren tanto a la inmunidad innata como

adaptativa. El estudio de los HEPS proporciona una

oportunidad única para identificar los posibles meca­

nismos del huésped implicados en un control eficaz de

la infección vírica, pudiendo ser de gran interés para el

diseño de estrategias preventivas o inmunoterapéuticas

(incluyendo vacunas).

La entrada del VIH­1 en las células requiere la pre­

sencia de dos proteínas de membrana: CD4 y un recetor

de quimiocina (CCR5/CXCR4). Se estima que aproxi­

madamente un 1% de la población caucásica es CCR5

negativa debido a que expresa un polimorfismo natural,

siendo estos individuos resistentes a la infección por

VIH. En un artículo de Nature, del 22 de agosto de 1996,

científicos belgas, franceses, japoneses y norteamerica­

nos comunicaron que el 1% de los blancos caucásicos

del norte de Europa tenían una mutación genética por

la cual el receptor CCR­5 era completamente inactivo,

“Los objetivos farmacológicos tratan de impedir la infección de las células diana o romper el ciclo replicativo del virus.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

31

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

lo que los hacía naturalmente resistentes a la infección

por el VIH. Ese mismo estudio encontró que los japo­

neses y los negros africanos no tenían esta mutación,

siendo siempre susceptibles a la infección.

Los factores genéticos desempeñan un papel esen­

cial en la susceptibilidad y resistencia a la infección

por el VIH. El más importante de éstos es una deleción

(CCR5/Δ32) en el correceptor principal para la entrada

primaria del VIH en las células CD4+, un receptor de

citocinas CCR5. Los individuos homocigotos para esta

alteración genética no expresan el correceptor CCR5 en

la superficie de los linfocitos CD4+ y, por lo tanto, sólo

pueden infectarse por cepas de VIH que utilicen otros

correceptores celulares secundarios, como el CXCR4.

De esta manera, aunque los individuos homocigotos

CCR5/Δ32 muestren un significativo grado de resis­

tencia a la infección, se han descrito casos de infección

por cepas del VIH que utilizan el correceptor CXCR4.

La mutación CCR5/Δ32 no se ha detectado en todas las

razas; en la actualidad, sólo se ha detectado en caucási­

cos (1%), particularmente en la población del norte de

Europa. Por todo ello, se cree posible que los individuos

heterocigotos CCR5/Δ32 (entre un 5­15% de descen­

dientes del norte europeo), al expresar concentraciones

más bajas del correceptor CCR5 que la mayoría de las

personas, muestran un cierto grado de resistencia a la

infección y en ellos la enfermedad progresa más lenta­

mente.

Otros dos polimorfismos en el gen CCR5 han de­

mostrado ejercer también un efecto en la susceptibili­

dad al VIH. Uno es una rara mutación en la secuencia

de codificación de CCR5, la cual, en combinación con

la deleción CCR5Δ32, se asocia a resistencia al VIH. El

otro es un polimorfismo en la región promotora (po­

sición 59356), circunscrito a población africana, que

aumenta la probabilidad de la transmisión de madre

a hijo. Los polimorfismos en la región promotora que

codifican la quimiocina VIH­supresora denominada

RANTES se han relacionado con la susceptibilidad al

VIH. Curiosamente, el mismo haplotipo se asocia a

una mayor supervivencia en los individuos infectados.

Se ha sugerido que este haplotipo conlleva una mayor

producción de la quimiocina RANTES, la cual podría

aumentar la probabilidad de inflamación de la mucosa y

reducir su integridad. Sin embargo, en caso de infección,

la elevación de las concentraciones de RANTES supri­

miría la replicación del VIH.

La resistencia­susceptibilidad al VIH también se ha

relacionado con diversos subtipos del complejo mayor

de histocompatibilidad (HLA). En Kenia, en una cohor­

te de prostitutas con un alto grado de exposición al VIH,

se observó que los subtipos HLA­A2, A2/6802, B18 y

DR1 se asociaban a resistencia al virus, mientras que el

subtipo HLA­A23 se relacionaba a una mayor suscep­

tibilidad. Anteriormente, también se había detectado

un menor riesgo de transmisión vertical en niños con

subtipos específicos de HLA de clase II (concretamente

DRB1*1501 y DR13).

Por otro lado, se ha observado que las células de

individuos con un alto grado de exposición al virus y

persistentemente seronegativos (HEPS) son a menu­

do menos fáciles de infectar por cepas primarias del

VIH, incluso en ausencia de cualquier mutación cono­

cida CCR5, y que este fenotipo se asocia a una mayor

producción de quimiocinas supresoras del VIH, como

MIP­1a, MIP­1b y RANTES, las cuales se unen al recep­

tor CCR5, bloqueándolo.

El paciente de BerlínUn caso paradigmático, que ha despertado una gran

expectación entre la comunidad científica y la socie­

dad en general, ha sido el conocido “Paciente de Ber­

“El 1% de los blancos caucásicos del norte de Europa son naturalmente resistentes a la infección por el VIH.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

lín”. Tim Brown estudiaba en una universidad de Berlín

cuando en 1995 tuvo la sorpresa de su vida: estaba in­

fectado por el VIH. En esa época no se habían aprobado

todavía los medicamentos retrovirales y el diagnóstico

de la infección por el VIH era prácticamente una con­

dena de muerte. Por suerte para Tim, al año siguiente

se aprobó el uso de los antirretrovirales y él se benefició

de ellos durante 11 años, controlando la infección por el

VIH y volviendo a su rutina de vida.

A comienzos del año 2006 Tim desarrolló una leu­

cemia mieloide aguda, uno de los tipos más agresivos

de leucemia que sufre el ser humano. Se optó por ad­

ministrarle quimioterapia, pero el paciente sólo pudo

completar tres tratamientos. A pesar de eso, su leuce­

mia había quedado controlada, pero no se sabía por

cuánto tiempo. Estando en remisión de la leucemia,

su oncólogo le aseguró que su única salida para cu­

rarse era que le hiciesen un trasplante de médula ósea,

pero no de cualquier médula ósea: de un donante que,

además de ser compatible con sus tejidos, tuviese tam­

bién la mutación “protectora” del gen CCR­5. El obje­

tivo era, como indicó el Dr. Malim, “tremendamente

ambicioso: curar la leucemia y reemplazar el sistema

inmunológico de Tim con células nuevas, todas ellas

con las puertas CCR­5 cerradas para que el VIH no

pudiera entrar”.

Debido a los riesgos de la intervención, el pacien­

te rechazó inicialmente esta alternativa, pero en enero

de 2007 la leucemia regresó y un tratamiento inicial

con quimioterapia no funcionó. Después de examinar

la sangre de 67 donantes, se encontró un paciente que

también tenía la mutación CCR­5 y Tim recibió la mé­

dula ósea de esa persona; en concreto, se le sometió a

un trasplante de células madre usando CD34+, células

madre de sangre periférica CCR5/Δ32 homocigoto de

un donante HLA idéntico. El trasplante no sólo hizo que

la leucemia desapareciese, sino que también se vio que

Tim ya no tenía el VIH en su sangre, por lo que dejó de

tomar sus medicamentos antirretrovirales.

La enfermedad leucémica reapareció en 2008, so­

metiéndole a un segundo trasplante usando la médula

ósea del mismo donante. Tim volvió a responder. Han

pasado ya varios años desde el primer trasplante y Tim

no tiene leucemia y tampoco el virus VIH (sin signos

de replicación viral), por lo que ya no toma antirretro­

virales. Se considera que Tim Brown es el primer ser

humano en el que se ha documentado la curación de la

infección por el VIH.

Por tanto, ahora la pregunta es: ¿se puede inducir

este mismo proceso curativo en el laboratorio? A nivel

experimental ya hay pruebas consistentes sobre la via­

bilidad de esta opción. Explicando con detalle la hipó­

tesis de partida de estas investigaciones, el especialista

británico apuntó que “la idea principal pasa por aislar

células madre hematopoyéticas de individuos infecta­

dos, tratarlas en el laboratorio de manera que se trans­

forme a CCR5+ en CCR–, y trasplantar finalmente estas

células modificadas en el organismo infectado; así, ante

la deprivación de las células diana susceptibles al virus,

éste no tendrá ningún lugar para replicarse, el organis­

mo volverá a repoblarse con esas células CCR5– y, por

lo tanto, el virus terminará por desaparecer”. Lo cierto

es que ya se ha llevado a cabo con éxito un estudio de­

mostrativo preliminar (proof-of-principle) usando rato­

nes humanizados (en los que se reproduce un sistema

inmunitario similar al humano).

Factores de resistencia al VIH-1 y antagonistas viralesSobre los principales factores naturales de resistencia

al VIH­1, el Dr. Michael Malim subrayó cuatro ideas

esenciales: TRIM5α (del inglés, tripartite motif) es una

proteína que está en el citoplasma de las células diana,

se enfrenta a capsides virales entrantes y previene la in­

“Tim Brown es el primer ser humano que se ha curado de la infección por el VIH”.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

33

Nuevas oportunidades terapéuticas contra la infección por VIH | Michael Malim

fección; la teterina inhibe la liberación del virus de la

superficie celular; la proteína APOBEC3 no sólo es ca­

paz de editar el genoma viral, sino que participa en di­

ferentes etapas del ciclo replicativo (cataliza la mutagé­

nesis de C a U e inhibe las primeras etapas del proceso

replicativo —inhibición de la transcriptasa inversa—);

el SAMHD1 suprime la transcriptasa inversa en células

mieloides por medio de una reacción de hidrólisis de los

denominados dNTP (componentes básicos del ADN).

La proteína TRIM5α restringe la replicación de al­

gunos retrovirus, impidiendo la desencapsidación del

genoma viral. Una vez fusionadas las membranas viral y

celular, se produce la internalización de la nucleocápsi­

de y la decapsidación del genoma vírico. En este proce­

so, las proteínas de la cápside se desensamblan y liberan

el genoma viral. Este paso es inhibido por la proteína

celular TRIM5α, que es específica de especie. Por tanto,

para infectar una especie determinada, cada retrovirus

debe generar variantes en las proteínas de la cápside que

le permitan eludir el TRIM5α específico, como el VIH

ha realizado a lo largo de su evolución.

En el caso de TRIM5α, trabajos liderados por

Stremlau et al. han descrito factores de restricción espe­

cíficos de especie, que son capaces de impedir el éxito de

una infección por VIH en un determinado huésped. La

existencia de estos factores, tanto en primates del nuevo

como del viejo mundo, podría sugerir que estos factores

han sido efectivos en prevenir la implantación de una

infección por virus de inmunodeficiencia simia (VIS)

en primates no humanos del nuevo mundo. En particu­

lar, se ha descrito al factor de restricción TRIM5α como

un factor que no permite la infección productiva tanto

de VIH­1 como de VIS en varios primates no humanos

del nuevo mundo. Se ha logrado demostrar que estas

proteínas de otras especies de primates inhiben la infec­

ción VHI­1, mientras que las TRIM5α de origen huma­

no tienen un impacto mínimo.

Además, en un estudio reciente se ha observado

la presencia de altos niveles de esta proteína con alta

actividad anti­VIH en una cohorte de mujeres HEPS.

Polimorfismos en el gen que codifica para TRIM5α po­

drían restringir o modular la infección por el VIH. El

polimorfismo más estudiado, el R136Q, está asociado

a una gran actividad antiVIH y se ha descrito como el

más frecuentemente encontrado en sujetos HEPS.

Un posible abordaje esperanzador procede de la po­

sibilidad que oferta la capacidad que tiene la proteína ci­

clofilina A de unirse eficazmente a las cápsides VIH­1 y

de reclutar proteínas inhibitorias. Se ha identificado una

variante del gen TRIM5, resultado de una fusión de éste

con el gen de ciclofilina (CypA), dando lugar a la pro­

ducción de una proteína denominada TRIM5α­CypA.

Esta variante presenta una mayor capacidad de inhi­

bir la replicación del VIH­1, debido a un aumento de

la afinidad de esta proteína para las cápsides de VIH­1.

También se ha sugerido que ciclofilina promueve la res­

tricción de VIH­1 mediada por TRIM5α y también me­

diada por otros mecanismos independientes.

Como indicó el Dr. Malim, “la naturaleza ya nos ha

dado muestras de estos efectos, ya que fusiones CyaP en

monos nocturnos (owl monkeys) y macacos les confiere

resistencia al VIH”. Esto, a su juicio, “tiene una posible y

atractiva traslación al tratamiento de pacientes VIH­1+,

documentándose ya en distintas investigaciones una

inhi bición del virus mediada por CyaP”.

No menos prometedoras y sugerentes son las expe­

riencias recogidas hasta ahora en relación con APOBEC3.

Un momento de la conferencia del Dr. Malim.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

Las proteínas APOBEC3 son citidina deaminasas que

pueden determinar cambios G→A en la secuencia co­

dificante de VIH­1, propiedad que les confiere una capa­

cidad antiviral. Esta actividad puede ser contrarrestada

por el virus al expresar la proteína Vif, la cual recluta un

complejo ubiquitina ligasa basado en Culina5 que deses­

tabiliza a las moléculas APOBEC3. La variabilidad gené­

tica tanto del virus como del hospedador puede afectar

la eficiencia con la que se desarrollan estos procesos. Una

elevada edición de G→A puede resultar en la restricción

de VIH­1, aunque cambios en niveles subletales podrían

favorecer a la diversificación viral.

APOBEC se podría considerar como un nuevo me­

canismo de resistencia celular; a diferencia del interfe­

rón (de tipo 1 o 2), que es inducido en respuesta a la

misma infección, APOBEC es una proteína que se en­

cuentra en la célula y es encapsidada en el proceso de

ensamblaje de la partícula viral, de tal manera que su

acción se manifiesta tan pronto la transcriptasa inversa

inicia su función. Así, se ha analizado la posibilidad de

que las proteínas APOBEC3 puedan ser liberadas de la

supresión mediada por Vif, sobre todo tras conocer que

Vif inhibe la encapsidación APOBEC3G/F por induc­

ción de la degradación mediada por proteosoma.

Estudios experimentales de Nathans et al. han iden­

tificado una pequeña molécula, el RN­18, que antagoni­

za la función de Vif y que inhibe la replicación del VIH

en presencia de APOBEC3G. El RN­18 eleva los niveles

celulares de APOBEC3G de una forma dependiente de

Vif y aumenta la incorporación de APOBEC3G en los

viriones sin una inhibición general de la degradación

de la proteína mediada por proteosoma. Según se des­

prende de estos trabajos, RN­18 eleva la degradación de

Vif únicamente en presencia de APOBEC3G, reduce la

infectividad viral por aumento de la incorporación de

APOBEC3G en los viriones e incrementa la deamina­

ción citidina del genoma viral. Por todo ello, los autores

consideran demostrado que la alianza VIH­1 y proteína

Vif­APOBEC3G es una diana terapéutica válida para

desarrollar nuevas terapias antiVIH basadas en peque­

ñas moléculas, aumentando así la inmunidad innata

frente al virus.

Por su parte, Stanley et al. han desarrollado otra línea

de investigación paralela, asumiendo que los factores de

restricción celular ayudan a defender a los humanos

frente al VIH. Las proteínas accesorias del VIH secues­

tran al menos tres diferentes Cullin­Ring ubiquitin liga­

sas, que deben ser activadas por la proteínas pequeñas

tipo ubiquitina NEDD8 con el objetivo de contrarres­

tar los factores de restricción celular del huésped. Estos

investigadores han encontrado que la conjugación de

NEDD8 a Cullin­5 (por medio de la enzima UBE2F) es

necesaria para el proceso de degradación mediado por

Vif del factor APOBEC3G. En este sentido, se ha com­

probado que la inhibición farmacológica de NEDD8 E1

por medio del fármaco MLN4924 evita el efecto de Vif,

restaurando la restricción del VIH por APOBEC3G. Es­

tos estudios demuestran que la interrupción de las cas­

cadas NEDD8 en el huésped es un novedoso enfoque

terapéutico antirretroviral para aumentar la capacidad

del sistema inmunitario de combatir el VIH. En general,

como resaltó el Dr. Michael Malim, “una de las grandes

ventajas que se derivan de centrar la terapia en proteí­

nas celulares, dirigida a pequeñas moléculas, es que se

dificulta significativamente la capacidad del VIH para

desarrollar resistencias”.

En estos momentos, a juicio del Dr. Malim, “se vis­

lumbran tres grandes líneas de investigación y desarro­

llo de fármacos frente al VIH: inhibir la actividad de

las proteínas del huésped (hacer un knock-out del gen

CCR5 es una de las iniciativas más prometedoras); re­

ducir la actividad de los antagonistas codificados por el

virus (inhibiendo la actividad de Vif o utilizando for­

mas Vif­resistentes APOBEC3G); y añadir factores de

resistencia intrínsecos frente al virus (como la fusión de

TRIM5a). ❙

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

35

A ctualmente hay 32 fármacos aprobados para

hacer frente al VIH­1, pertenecientes a dis­

tintas familias farmacológicas que actúan

sobre diferentes dianas terapéuticas y en distintas fa­

ses del ciclo de replicación del virus: inhibidores de la

transcriptasa inversa análogos de los nucleósidos/inhi­

bidores de la transcriptasa inversa no análogos de los

nucleósidos (que actúan sobre la transcriptasa inversa),

inhibidores de la proteasa (antagonizan la actividad de

la proteasa), inhibidores de entrada o de la fusión (impi­

den la fusión del VIH con la célula CD4, evitando que la

infecte y previniendo que el virus ingrese en la célula y

tome el mando de ésta), inhibidores de la integrasa (blo­

quean la enzima integrasa, responsable de introducir el

material genético del VIH en el núcleo de la célula in­

fectada) y los antagonistas CCR5 (ejercen una inhibi­

ción alostérica no competitiva sobre los receptores de

quimiocina CCR5 y CXCR4, esenciales para que el VIH

penetre en la célula).

Sin embargo, según llamó la atención el Dr. Giuseppe

Pantaleo, “a pesar de este enorme, variado y potente arse­

nal terapéutico, con estos fármacos aún no somos capaces

de erradicar el VIH, ya que cuando se detiene la terapia, el

virus regresa inexorablemente a las 4­6 semanas”.

¿Por qué persiste el VIH-1?De ahí la importancia de conocer cuáles son los prin­

cipales mecanismos implicados en la persistencia del

VIH­1 en los individuos infectados después de eliminar

¿Es realista la cura funcional del VIH?Giuseppe PantaleoCatedrático de Medicina y Director del Departamento de Inmunología y Alergia, Centro Hospitalario Universitario Vaudois (CHUV), Universidad de Lausanne, Suiza

Reseña biográfica

Catedrático de medicina y jefe

de la división de Inmunología

y Alergia, así como del labora-

torio de sida de la Universidad

de Laussane, Suiza. También es

el director ejecutivo del Institu-

to Suizo de Investigación sobre

Vacunas. El Dr. Pantaleo ha sido

galardonado con los siguientes

premios: Premio Cloetta en Medicina Experimental Básica y

Clínica (2000), Premio Pfizer de Investigación en Investigación

Clínica sobre Enfermedades Infecciosas (1999), Premio de los

National Institutes of Health (1996) y Premio en Virología Bási-

ca y Clínica de la Academia dei Lincei (1996).

Giuseppe Pantaleo

su replicación mediante la terapia antirretroviral. Para

explicar esta situación se manejan actualmente dos hi­

pótesis principales.

Por un lado, se ha sugerido la existencia de un re­

servorio latente de VIH (presencia latente del virus en

linfocitos T CD4 de memoria), siendo el total estimado

de este reservorio que está en reposo de 105­107 célu­

las. Además, la prolongada vida media de estas células

CD4 que tienen el VIH latente limita la posible eficacia

a largo plazo de una terapia antivírica supresora. Se ha

estimado en aproximadamente 70 años el tiempo que

debe transcurrir para asegurar la eliminación de todos

estos reservorios en presencia de supresión completa

de la replicación del virus; por lo tanto, cabe inferir que

estos reservorios no van a ser susceptibles a las terapias

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES ¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo

antirretrovirales existentes actualmente (que únicamen­

te impiden su diseminación a otras células) ni tampoco

serán susceptibles al sistema inmune.

La otra hipótesis se basa en la idea de, a pesar de

que se haya conseguido suprimir totalmente el VIH­1,

hay una replicación del virus residual que hace que se

vuelva a llenar el depósito celular latente. Se ha impli­

cado en este proceso a las células CD4, macrófagos y

células dendríticas. Además, se considera la existencia

de un reservorio celular oculto, que se encuentra en un

compartimento privilegiado, lo que facilita el hecho de

que estas células sean resistentes al efecto citopático del

VIH y sean poco accesibles a células T CD8 citotóxicas.

La expansión del virus aquí es mínima, pero suficiente;

esta replicación marginal del virus podría estar asociada

con el relleno del reservorio de células latentes.

Según resaltó el Dr. Pantaleo, “ambas hipótesis son

válidas y no se autoexcluyen: es probable que, por un

lado, este reservorio de células infectadas que se en­

cuentran en estado latente ayuden a perpetuar la infec­

ción y, por otro, que haya al mismo tiempo una replica­

ción residual del virus”. Con todo, a favor de la segunda

hipótesis están los estudios que demuestran que en un

gran número de pacientes con terapia antirretroviral se

encuentran niveles bajos de viremia en plasma (20 co­

pias/ml de ARN del VIH).

Trascendencia de las células ThfUn trabajo clásico de Pantaleo, publicado en Nature en

1993, revelaba ya que los tejidos linfoides son el reservo­

rio principal para el VIH, representando el lugar prima­

rio para la infección y su replicación (incluso durante

la fase asintomática de la infección). En el año 2000 se

dio un paso más en este ámbito, identificándose una

nueva población de células T CD4 localizada dentro de

los centros germinales; se trataba de las células T helper

foliculares (Thf), necesarias para la maduración celular,

la producción de anticuerpos y la inmunidad antiviral

mediada por células T CD8.

Para el Dr. Pantaleo, “la demostración de que los lin­

focitos T CD4 colaboradores foliculares (Thf) suponen

el principal depósito de la infección, replicación y pro­

ducción del VIH podría indicar que las Thf pueden fa­

vorecer la replicación del virus residual y los aumentos

transitorios de la carga viral que se observan durante la

terapia antirretroviral, pudiendo también contribuir a

que el depósito latente se vuelva a llenar”.

Un análisis exhaustivo de la interacción entre células

Thf y las células B genera algunos hallazgos de interés.

La inmunidad humoral requiere la interacción entre

poblaciones especializadas de células B y células Thf en

el centro germinal para producir células B de memoria y

células plasmáticas de vida prolongada. La interrelación

molecular entre las células B de centro germinal y las cé­

lulas Thf influye en la supervivencia, proliferación y di­

ferenciación de cada tipo celular. Este maridaje entre las

células B de centro germinal y las Thf también sucede a

nivel transcripcional (como el eje Bcl­6­IRF4­Blimp­1),

que es crucial para la diferenciación de células B y para

la identidad de células Thf.

Además, se ha observado que los linfocitos Thf pue­

den dar lugar a otras poblaciones de linfocitos T CD4 de

“En la actualidad existen 32 fármacos aprobados frente al VIH-1, de distintas familias farmacológicas, que actúan sobre diferentes dianas terapéuticas y en distintas fases del ciclo de replicación del virus.”

“En este momento hay grandes esperanzas depositadas en el abordaje genético de este problema de salud.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

37

¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo

memoria convencionales tras el final de la respuesta GC.

La identificación de los linfocitos Thf como el principal

depósito de linfocitos T CD4 para la replicación y pro­

ducción del VIH puede ayudar a diseñar estrategias más

selectivas para combatir tanto las células responsables de

la replicación del virus residual como las que favorecen

los altos niveles de replicación y producción del virus.

Y es que, según un reciente estudio del grupo de

Pantaleo, las células dendríticas foliculares representan

el mayor compartimento de las células T CD4 para la

infección VIH­1, así como para su replicación y pro­

ducción. En concreto, se pone de manifiesto que este

subtipo de células contiene el más elevado número de

copias de ADN del VIH y es también rico en células T

CD4 VIH específicas. Todo ello permite especular que

los anticuerpos dirigidos a las células Thf podría reducir

el reservorio VIH.

Algunas de estas observaciones se han obtenido a

partir del estudio de cuatro poblaciones diferentes de

células T CD4 aisladas de nódulos linfáticos de cuatro

grupos de personas bien diferenciadas: 23 sujetos con

infección VIH crónica (recuento de CD4 > 400/mm3 y

viremia plasmática > 5.000 copias/ml); 14 con viremia

plasmática indetectable (< 20 copias/ml de ARN del

VIH) después de 72 semanas de tratamiento antirretro­

viral (se ha analizado tejido en ganglio linfático a nivel

basal, antes de iniciar el tratamiento antivírico y a las 72

semanas); 3 pacientes con enfermedad VIH no progre­

siva y niveles bajos de viremia en plasma; y un grupo

control de 13 personas VIH–.

En este estudio se emplearon diferentes marcadores

para diferenciar los distintos subtipos de células. Las

células Thf se correspondieron con el subtipo CXCR5+

PD­1+; estas células expresan Bcl­6 y la molécula ICOS,

y tienen la capacidad tanto de producir IL­21 como co­

laborar en la producción de IgG1 e IgA de las células B

de centros germinales.

El mayor número de copias de ADN del virus se en­

contró en las células Thf (media de 50.953 copias/106

células mononucleares), seguido de las células CXCR5–

PD­1+ (23.182 copias/106 células). Experimentos in vitro

confirman que las células Thf son las que de forma más

eficiente colaboran en la replicación y reproducción del

VIH. Además, se ha observado que las células Thf están

expandidas en los nódulos linfáticos de pacientes viré­

micos infectados por VIH, evidenciándose una signifi­

cativa extensión de las células CXCR5– PD­1+ CD4 T y

Thf en pacientes virémicos y una significativa reducción

de ambas poblaciones de células tras la supresión de la

replicación viral por medio de antirretrovirales. Se con­

firma, de esta forma, un enriquecimiento de células Thf

y CXCR5– PD­1+ CD4 T en linfocitos T CD4 específicos

para VIH (y también en linfocitos T CD4 que contienen

el ADN del virus).

También se ha querido comprobar si estas diferentes

subpoblaciones celulares soportan eficientemente o no

el virus. Así, se ha comprobado que las Thf y las CXCR5­

PD­1+, pero no así las células CXCR5– PD­1– y CXCR5+

PD­1– CD4 T, ayudan eficientemente al aislamiento y

producción del virus en pacientes con niveles virémi­

cos bajos. Además, el porcentaje total de células Thf en

ganglio linfático se correlaciona directa y estrechamente

con los niveles de viremia VIH, de forma que una ma­

yor presencia de este tipo celular se asocia con una ma­

yor presencia de viremia en plasma. Sin embargo, esta

El Dr. Pantaleo explicó la importancia de las células Thf en el VIH.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES ¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo

correlación no se aprecia tan claramente en el resto de

subpoblaciones celulares analizadas: CXCR5– PD­1–

CD4, CXCR5– PD­1+ CD4 y CXCR5+ PD­1– CD4. Todo

ello subraya que las células Thf son las que tienen una

mayor responsabilidad en el desarrollo del virus que se

pueden detectar en estos momentos.

Como principales conclusiones que se extraen de

estas investigaciones llevadas a cabo por el grupo de

Panteleo, se pone de manifiesto que las células Thf se

convierten en el principal compartimento de linfocitos

T CD­4 para la infección VIH, desempeñando una fun­

ción esencial en la replicación y producción del virus.

Estas células Thf y las células CXCR5– PD­1+ pueden

ser el principal obstáculo para alcanzar una curación

funcional del VIH o su erradicación, por lo que el de­

sarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas específica­

mente a estas dos poblaciones celulares se convierte en

una prioridad, sobre todo si se tiene en cuenta que estos

dos tipos celulares podrían ser responsables de más de

un 90% del virus.

Por lo tanto, insistió el Dr. Pantaleo, “las células Thf

parecen ser buenas candidatas para favorecer la replica­

ción residual del virus y, eventualmente, ser el origen de

señales virales (viral blips). En este sentido, el desarrollo

de anticuerpos biespecíficos frente a CD4 y PD­1 puede

representar una estrategia efectiva para eliminar las cé­

lulas Thf y CXCR5– PD­1+ infectadas por el VIH”.

El siguiente pasoSe están desarrollando varias líneas de investigación

encaminadas a buscar alternativas terapéuticas que se

dirijan específicamente a las células Thf y las células

CXCR5– PD­1+. Tras comparar la cascada de eventos

que se producen en los centros germinales tras una esti­

mulación específica de antígeno en los ganglios linfáti­

cos de un sujetos VIH– y de pacientes VIH+, se aprecia

una diferencia fundamental. En los infectados se detecta

en el centro germinal células folículo­dentrínticas que

están repletas de partículas del VIH.

En un trabajo pendiente de publicación, Pantaleo et

al. muestran cómo las células Thf son eficaces en su ca­

pacidad para favorecer la producción de anticuerpos en

pacientes infectados por VIH.

Se han identificado elevados niveles de replicación

y producción del VIH dentro de las células Thf, correla­

cionándose con los niveles de viremia plasmática. Por lo

tanto, cabe preguntarse si bajos niveles de replicación y

producción del VIH en las Thf son los responsables de

los virus blips. Como explicó el Dr. Giuseppe Pantaleo,

“creemos que en individuos totalmente suprimidos la

estimulación de la respuesta inmunitaria no va contra el

VIH, por lo que cada vez que respondan a cualquier otro

tipo de patógeno y desarrollen una respuesta inmuno­

lógica en el centro germinal (siendo necesario generar

antígenos frente a estos nuevos patógenos), se producirá

una activación de las células Thf; si el individuo cuenta

ya con Thf infectadas por VIH, y considerando que la

terapia antivírica no va a bloquear la viremia debida a

la reactivación del virus en células aisladas (bloqueará

fundamentalmente su diseminación), es posible que se

originen virus blips”.

Se han descrito episodios cortos de aumento

de la carga vírica plasmática en pacientes con tra­

tamiento antirretroviral y buen control virológico

que mantienen carga viral indetectable y presentan

ocasionalmente viremia detectable de bajo nivel. Es­

tos episodios aparecen en determinaciones aisladas

y se limitan sin cambios en el tratamiento. Para que

un incremento de la carga viral plasmática sea con­

siderado como blip debería ser inferior a 500­1.000

copias/ml y en la siguiente determinación debería

ser de nuevo indetectable, puesto que se trata de un

“A pesar del potente arsenal terapéutico, aún no somos capaces de erradicar de forma definitiva el VIH.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

39

¿Es realista la cura funcional del VIH? | Giuseppe Pantaleo

reacción transitoria (la terapia antiviral presente ter­

mina por bloquear el virus y evitar su diseminación

y amplificación).

Como idea final, el Dr. Giuseppe Pantaleo afirmó

que “nos encontramos en un momento tremendamente

interesante para el manejo del VIH, con grandes espe­

ranzas puestas sobre todo en el abordaje genético de

este problema de salud”. Con todo, añadió, “también se

están investigando otros muchos abordajes, más centra­

dos en aspectos inmunológicos. La posibilidad de com­

binar estrategias (actuar sobre los reservorios latentes

de linfocitos T CD4 y/o intervenir sobre la replicación

residual) para eliminar los reservorios del VIH abre la

puerta a múltiples intervenciones, con algunos recur­

sos ya en fase muy avanzada de desarrollo, por lo que

estamos en disposición de pensar en una posible cura

funcional del VIH­1”.

En cuanto a los reservorios latentes, se está progre­

sando en el estudio de los inhibidores de la enzima his­

tona deacetilasa (HDAC), que han evidenciado su capa­

cidad de activar la salida del VIH de los reservorios (se

cree que el VIH utiliza el mecanismo celular derivado

de la acción de la HDAC para permanecer latente); por

otra parte, respecto a la actuación sobre la replicación

residual, se está avanzado en la generación de vacunas

terapéuticas, fármacos antiPD­1 o inhibidores de la ac­

tivación inmune. ❙

“La posibilidad de combinar múltiples estrategias permite plantearse una posible cura funcional del VIH-1.”

41

C on el objetivo de revisar qué se ha aprendido

de la investigación básica y clínica, qué se

está poniendo en práctica y qué retos pen­

dientes quedan en el abordaje de las infecciones por

VIH­1, se contó en este foro con las aportaciones del

Dr. Javier Martínez­Picado, que en su conferencia ana­

lizó los distintos fenotipos de VIH (desde los pacientes

infectados con una prolongada supervivencia a pesar de

la ausencia de tratamiento antirretroviral, hasta aquellos

que progresan rápidamente o los que pueden ser refrac­

tarios a la infección por VIH­1).

Los virus existen para persistir. Su naturaleza les lle­

va al firme propósito de perpetuarse y, para ello, tratan

de cumplir dos objetivos fundamentales: escapar de las

amenazas y obstáculos que opone el sistema inmunitario

y limitar su potencial efecto citotóxico todo lo posible,

hasta al menos ser capaces de propagarse a otro posible

huésped. Esto sucede con todos los virus, aunque con

algunas divergencias en su forma de mostrarse. A modo

de ejemplos prácticos, el experto catalán recordó que el

virus de la hepatitis C replica persistentemente sin llegar

a hacer latencia y que esquiva al sistema inmunitario; el

virus del herpes simple hace todo lo contrario, es decir,

entra en latencia y tan sólo se manifiesta clínicamente

con brotes esporádicos en determinados momentos en

los que el sistema inmunitario presenta alguna deficien­

cia. Por su parte, el virus de la inmunodeficiencia hu­

mana en ausencia de tratamiento antirretroviral sigue

una estrategia dual (aunando la forma de actuación de

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínicaJavier Martínez-PicadoProfesor de Investigación ICREA, Instituto de Investigación del sida, IrsiCaixa y Universitad Autónoma de Barcelona, Barcelona, España

Reseña biográfica

Doctorado en la Universidad de

Barcelona en 1994, fue profesor

asociado de diferentes asigna-

turas de microbiología en esa

misma institución. Posteriormen-

te, en 1996, se unió al Hospital

General de Massachusetts como

investigador posdoctoral, donde

comenzó su investigación sobre

sida. En el año 2000 se incorporó como investigador biomédico

en el Departamento de Salud Español del hospital Germans Trias

i Pujol de Barcelona, donde ha continuado su actividad investiga-

dora sobre sida hasta la actualidad.

Javier Martínez-Picado

ambos virus citados previamente), puesto que replica

continuamente y hace latencia en unas pocas células de

especial relevancia para el sistema inmunitario.

Malas y buenas noticiasEn el abordaje actual de la infección por VIH­1 se repar­

ten las buenas y las malas noticias. Entre estas últimas,

destaca la obstinada persistencia del virus. El VIH­1 es

un virus que en ausencia de tratamiento antirretroviral

adecuado replica continuamente, lo que provoca, por

un lado, un incremento de su diversidad genética y, por

otro, la presencia de mutaciones de escape (evadiendo

tanto al sistema inmunitario —células citotóxicas y res­

puestas humorales— como al efecto del tratamiento an­

tirretroviral). Pero, además, el VIH ofrece una compleji­

dad y dificultad mayor, al integrarse en el ADN humano

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado

y dar lugar a la latencia del virus en unas pocas células

(que pasan desapercibidas para el sistema inmunitario y

para los antivirales); es más, si en algún momento esta

latencia se reactiva, se vuelve a tener un setting de infec­

ción, por lo que detener el tratamiento antirretroviral no

evitará el riesgo de reaparición de la infección si se reac­

tiva una de estas células que contienen el virus latente.

La replicación continua del virus y su latencia en al­

gunas células escondidas se entremezclan con un hecho

especialmente relevante. En las personas infectadas por

VIH­1 (sobre todo las no tratadas, pero también las tra­

tadas y las que reciben terapia durante períodos prolon­

gados) existe un incremento del proceso inflamatorio y

de activación del sistema inmunitario. Estas personas

no terminan de normalizar su sistema inmunitario, ya

sea porque hay un daño irreversible en la traslocación

bacteriana (lo que incrementa el nivel de ciertas molé­

culas en el cuerpo, de tipo endotoxinas, que mantienen

siempre elevado el nivel de activación), por una presen­

cia desmesurada de interferón­alfa (que mantiene con­

tinuamente activado este sistema inmunitario), etc. En

cualquier caso, sintetizó el Dr. Martínez­Picado, “los as­

pectos peculiares de replicación, integración, inmuno­

activación e inflamación van a favorecer la persistencia

viral de la infección por VIH­1”.

Sin embargo, también hay buenas noticias en este

campo. Entre ellas destaca la rápida, precoz y eficaz

identificación del VIH­1, el acelerado desarrollo de he­

rramientas diagnósticas cada vez mejores, las propias

mejoras que se han registrado en las últimas décadas en

el desarrollo de fármacos antirretrovirales (aunque sub­

sisten importantes déficits en la implementación de es­

tas terapias en todos los países), los progresos documen­

tados en el conocimiento de la complicada patogénesis

del virus y la extensión de algunas trascendentales estra­

tegias de prevención (en la transmisión de madre a hijo,

en relación con la eficacia preventiva de la circuncisión

masculina, en cuanto al efecto ligeramente beneficioso

que ofrecen ciertos microbiocidas, en la utilización de la

profilaxis posexposición o en las medidas profilácticas

preexposición).

Sin embargo, advirtió el Dr. Martínez­Picado, “segui­

mos teniendo muy malas noticias. A pesar de la eficacia

de los tratamientos actuales, todavía por cada persona

que inicia un tratamiento antirretroviral se diagnosti­

can dos nuevos casos en humanos, lo que impide mini­

mizar el impacto epidemiológico de este drama”. Pero

no sólo eso, recordó, “a día de hoy continuamos sin una

cura para la infección por VIH y sin una vacuna pre­

ventiva; mientras que no dispongamos de una curación

para el virus y/o una vacuna para prevenir su aparición

en poblaciones de riesgo, tendremos un gran problema.

Aunque en las últimas tres décadas se han logrado gran­

des progresos, es evidente que aún tenemos ante noso­

tros importantes y nuevos retos”.

Tipos de progresiónEn los últimos años se han logrado distinguir varios ti­

pos de pacientes VIH, atendiendo fundamentalmente

al modo que manifiestan la progresión de la infección.

Utilizando un sencillo sistema de coordenadas cartesia­

nas, el conferenciante trató de ejemplificar la distinta re­

lación que existe en cada uno de estos subtipos de enfer­

mos entre la progresión de la enfermedad y la presencia

de virus en la sangre.

La mayor parte de personas que se infectan por el

VIH­1 muestran grados variables de viremia y de pro­

gresión de la enfermedad. En amplias series de pacien­

tes (Cascade Collaboration) se ha comprobado que, por

término medio, aquellos sujetos infectados que no son

tratados con antivirales tardan habitualmente entre 7 y

“El objetivo de los virus es perpetuarse y, para ello, tratan de escapar del sistema inmunitario y propagarse a otro posible huésped.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

43

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado

11 años en desarrollar el sida y entre 8 y 12 en fallecer

si no han recibido una terapia antirretroviral. Pero, al

margen de este gran grupo de pacientes, se identifican

otros subgrupos más pequeños que muestran ciertos

rasgos de interés.

Controladores de la infecciónUn de estos subgrupos lo conforman aquellos pacientes

que son controladores de la infección por VIH. Se trata

de personas con un nivel de sintomatología muy bajo y

una escasa progresión de la enfermedad; además, la ma­

yor parte de ellos expresa una viremia muy baja (en los

denominados controladores de élite ni siquiera se pue­

de detectar viremia alguna utilizando técnicas estándar,

aunque sí por técnicas ultrasensibles). Se estima que tan

sólo una de cada 300 personas infectadas puede ser un

controlador de élite; sin embargo, a pesar de ser escasos

los pacientes incluidos en este grupo, ha sido extensa­

mente investigado, “puesto que puede darnos las claves

de qué ocurre en estos pacientes para que sean capa­

ces de no experimentar desarrollo de su enfermedad”,

apuntó el ponente.

En este sentido, se ha sugerido la posibilidad de que

exista algún rasgo peculiar de los VIH­1 que infectaban

a estos controladores de élite (un defecto), una hipótesis

que no se ha podido confirmar. Sin embargo, es posible

aislar y caracterizar virus con capacidad replicativa de

tejidos procedentes de pacientes que son controladores

de élite; también se ha demostrado que algunos de estos

sujetos han recibido la transmisión viral de pacientes con

sida (por tanto, con una infección progresiva); igualmen­

te, y a partir de la secuenciación del genoma completo

viral, se ha observado que en muchos de estos virus no

hay defectos lo suficientemente claros como para explicar

la existencia de una deficiencia viral (aunque en muchos

casos se detectan pequeños defectos que los convierte en

virus con una inferior capacidad replicativa).

Dado que el virus no llega a explicar, a la luz de los

conocimientos actuales, los motivos que darían lugar

a este grupo de controladores de élite, se han iniciado

otras líneas de investigación enfocadas a analizar otras

variables (genéticas, inmunológicas...). De todas éstas, la

que acumula un mayor grado de evidencia satisfactoria

es la que se ha centrado en evaluar la interacción que se

establece en las moléculas implicadas en la presentación

de antígeno.

Tal y como se demostró hace años, una célula in­

fectada presenta el antígeno (en este caso, péptidos vi­

rales) a través de una molécula (el complejo mayor de

histocompatibilidad, HLA), lo que provocará que una

célula efectora (célula citotóxica) reaccione y produzca

un efecto citolítico sobre la célula infectada. Todos los

humanos tienen un patrón identificador y específico de

HLA; dependiendo del tipo de HLA que tenga cada per­

sona, y de si el haplotipo es homocigoto o heterocigo­

to, cada persona posee una mayor o menor protección

frente a un determinado virus.

Estos hallazgos se han podido corroborar en gran­

des estudios de genómica. En una importante cohorte

internacional (con casi 1.000 pacientes controladores de

élite y que no habían recibido tratamiento), se efectuó

“En ausencia de tratamiento antirretroviral adecuado, el VIH-1 se replica continuamente.”

El Dr. Martínez-Picado analizó en su conferencia los distintos fenotipos del VIH.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado

un análisis de genoma humano completo de asociación

con fenotipo que ha concluido que los principales de­

terminantes del control del VIH­1 se ubican en el cro­

mosoma 6, en una región relacionada con el complejo

mayor de histocompatibilidad (concretamente, el HLA

B); a partir de estos resultados, se considera que existe

una serie de haplotipos inmunogenéticos que confie­

ren un diferente riesgo de progresión del VIH­1 (alelos

protectores: B*57:01, B*27:05, B*14/Cw*08:02, B*52 y

A*25). De esta manera, un marcador genético podría

servir para orientar sobre el nivel de progresión del VIH

en un paciente no tratado.

Hay otro subgrupo de sujetos, más minoritario, me­

nos conocido y estudiado que se incluye dentro del seg­

mento de pacientes que son controladores del virus. Los

controladores postratamiento son pacientes que, tenien­

do una viremia detectable al inicio de su infección, han

empezado el tratamiento antirretroviral precozmente

(en la fase aguda, aproximadamente durante las prime­

ras 4 semanas tras producirse la infección primaria). En

algunos de estos pacientes, al detenerse por cualquier

motivo el tratamiento antirretroviral, se han documenta­

do casos de control espontáneo de los niveles de viremia,

manteniendo las células CD4 en unos niveles relativa­

mente elevados. De los estudios más significativos que se

han publicado recientemente en torno a estos pacientes,

se extraen tres ideas esenciales: se trata de un número ex­

traordinariamente bajo de pacientes (aproximadamente

un 5,5% de los que interrumpen la terapia antirretroviral

tras haberla comenzado precozmente después de una

primoinfección); no manifiestan alelos HLA protectores;

y no parece que la respuesta citotóxica esté implicada en

este control de la infección (débil respuesta de células T

CD8+ específicas para el VIH).

Pacientes que progresan rápidamenteUna situación totalmente opuesta es la que muestran

aquellos pacientes definidos como progresores rápidos, es

decir, aquellos que tras la infección primaria objetivan un

acelerado avance de la enfermedad. En un estudio de la

cohorte europea Cascade, incluyendo casi 19.000 pacien­

tes seguidos desde el momento de la seroconversión, ha­

bía un 15% de sujetos con menos de 200 células CD4/µl

a pesar de no haber recibido terapia antirretroviral des­

pués de tres años de producirse la infección; este por­

centaje se eleva hasta el 40% si se incluye a los pacientes

con 200­349 células/µl. Estos datos, según los valoró el

Dr. Javier Martínez­Picado, “son mucho más elevados de

lo que cabría esperar, por lo que la infección que progre­

sa rápidamente es un problema emergente del que hasta

ahora sólo hemos empezado a ser realmente conscientes”.

El Instituto de Investigación del Sida, en colabora­

ción con investigadores del grupo liderado por Giuse­

ppe Pantaleo, ha iniciado un arduo trabajo de cribado en

sus cohortes en busca de pacientes que presenten estas

características: progresión rápida de la infección (con un

nivel de CD4 inferior a 350 células/µl en menos de tres

años tras la infección primaria) o con criterios definito­

rios de sida. Por el momento, se han logrado identificar

unos 150 pacientes con estos rasgos, “lo que permitirá

hacernos preguntas más biológicas”, apostilló el ponente.

Entre los resultados obtenidos por el momento,

destaca que gran parte de estos progresores rápidos se

infectan con una tipología de virus característico: son

pacientes que están sensible y significativamente enri­

quecidos en infección con virus que utilizan el receptor

“Una de cada 300 personas infectadas es un controlador de élite.”

“Por cada persona que inicia un tratamiento antirretroviral se diagnostican dos nuevos casos.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

45

Interacciones virus-huésped en la progresión de la infección por VIH-1: aprendiendo de la observación clínica | Javier Martínez-Picado

X4 o simultáneamente el receptor R5/X4 (los pacientes

con una progresión estándar tras infección primaria se

infectan mayoritariamente con virus R5).

Además, tras aislar satisfactoriamente el virus y lle­

var a cabo pruebas in vitro sobre cómo se produce la

replicación viral, se determina que los virus procedentes

de pacientes que progresan rápidamente replican de for­

ma mucho más veloz que los virus aislados de enfermos

con una progresión normal.

Los estudios de inmunidad celular en estos pacientes

con progresión rápida de la infección ponen de mani­

fiesto que estos sujetos tienen una capacidad de respues­

ta citotóxica muy débil en comparación con los respon­

dedores estándar. Es más, esta respuesta citotóxica no

se recupera a pesar del tratamiento antirretroviral. Para

ilustrar estos hallazgos, el ponente presentó un caso clí­

nico para mostrar que también se potencia el riesgo de

progresión rápida cuando el virus que pasa del donante

al receptor (compartiendo ambos pacientes idénticos

supertipos de HLA) incorpora las mutaciones de escape

frente a la inmunidad celular.

Pacientes virémicos no progresoresTambién es reducido, y ha sido poco estudiado hasta el

momento, el grupo de pacientes calificados como viré­

micos no progresores. Presentan una elevadísima vire­

mia durante años, pero sin desarrollar ningún síntoma

de enfermedad y sin registrar caídas en CD4. Aproxi­

madamente 1 de cada 1.000 pacientes infectados po­

drían pertenecer a este selecto grupo.

Para estudiar adecuadamente las bases de la progre­

sión clínica a la enfermedad resulta más lógico compa­

rar a los pacientes que son progresores rápidos con los

virémicos no progresores, puesto que la comparación

entre los progresores rápidos y los controladores de élite

ofrece muchos obstáculos (sabiendo que la presencia de

virus modifica toda la inmunología del paciente y que

los progresores lentos no tienen niveles relevantes de vi­

rus, se limita la validez de las posibles conclusiones que

se pueden extraer de una comparación con los pacientes

que muestran progresiones rápidas).

En base a esta consideración, se ha optado mejor por

comparar a los pacientes virémicos que sí desarrollan la

enfermedad con aquellos que tienen una viremia eleva­

da pero que no progresan o lo hacen muy lentamente.

Sin embargo, al tratarse de subgrupos de pacientes muy

específicos y reducidos, en estos estudios se ha inclui­

do a macacos Rhesus y a monos Sooty mangabey. Tal y

como lo justificó el Dr. Martínez­Picado, “la infección

por VIH en humanos guarda un estrecho paralelismo

con infecciones ocasionadas por el virus de la inmuno­

deficiencia de simios (VIS) en primates no humanos; de

hecho, la mayor parte de estas infecciones en primates

no humanos se comportarían como las infecciones por

VIH en los controladores de élite (consiguen vivir bien,

con niveles bajos de viremia). Sin embargo, hay dos

modelos de primates no humanos que no tienen este

comportamiento estándar: los macacos Rhesus cuando

se infectan por el VIS progresan de manera muy veloz,

calcando prácticamente los eventos que se producen

en los pacientes infectados por el VIH que progresan

rápidamente; por su parte, los Sooty mangabey con el

VIS no desarrollan la enfermedad a pesar de manifestar

elevados niveles de virus en sangre.

Partiendo de estas premisas, se ha realizado un aná­

lisis comparativo de transcriptómica, confrontando los

resultados obtenidos entre pacientes rápidos progreso­

res y virémicos no progresores con los hallazgos reco­

pilados de la comparación hecha entre macacos Rhesus

y Sooty mangabey, lo que ha permitido identificar posi­

bles rasgos comunes en la genética y transcriptómica,

“La infección que progresa rápidamente es un problema emergente del que hasta ahora sólo hemos empezado a ser realmente conscientes.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

por una parte, de los rápidos progresores y los macacos

Rhesus, y, por otra, de pacientes virémicos no progreso­

res y los Sooty mangabey.

Gracias a este modelo se han detectado grandes

similitudes, tanto en lo que respecta a la respuesta al

interferón como en los genes implicados en la activa­

ción inmune. Con análisis de enriquecimiento de ge­

nes se ha podido, incluso, identificar cuatro genes que

están sobreexpresados en los modelos de progresión

rápida, tanto en simios como en humanos (CASP1,

CD38,LAG3, TNFSF13B), así como dos genes que es­

tán sobreexpresados en los modelos (tanto en humanos

como en monos) de no progresión a pesar de contar con

niveles altos de viremia (SOCS1, EEF1D).

Personas expuestas no infectadasUn último subgrupo de sujetos dignos de mención son

las personas que están expuestas al VIH pero que, en

cambio, no se infectan. Para estudiar adecuadamente

estos casos aislados, el grupo de trabajo del Dr. Martí­

nez­Picado se ha fijado en una cohorte muy específica

de sujetos: pacientes hemofílicos (hemofilia A) que re­

cibieron antes del año 1984 concentrado de factor VIII

en infusión y que, a día de hoy, no están infectados por

el VIH.

Por el momento se han seleccionado para esta cohorte

560 pacientes con hemofilia A, test VIH­1 negativo y que

tienen documentado un tratamiento con concentrado

VIII entre 1979 y 1984. Un primer análisis de esta pobla­

ción ha tratado de discernir si existe algún factor genético

protector frente al VIH en estas personas, a pesar de que

todas son VHC+. Se ha descubierto que únicamente un

6,4% de los pacientes son CCR5∆32 homocigotos; ade­

más, y después de realizar un cribado de más de 1.000

polimorfismos y casi 4.000 genes, no se ha encontrado

ningún otro marcador genético ni ninguna alteración sig­

nificativa en el número de copias de genes que se pueda

asociar con la protección de estos pacientes frente a la in­

fección por VIH. A pesar de estos resultados desesperan­

zadores, se está procediendo a realizar una secuenciación

del exoma completo de esta cohorte de pacientes.

En sus conclusiones, el Dr. Javier Martínez­Picado

resumió cinco ideas básicas: los humanos muestran

una significativa variación en los resultados clínicos

que se derivan tras una infección por VIH­1; la inmu­

nogenética revela que el factor mayor de histocompa­

tibilidad es un determinante crítico para la progresión

de la enfermedad por VIH­1; la rápida progresión de

la enfermedad por VIH­1 es un fenómeno mucho más

frecuente de lo que se creía previamente; los modelos

humanos y de primates no humanos de progresión de

la enfermedad tienen grandes similitudes en términos

transcriptómicos; y más allá de la CCR5∆32, no se ha

encontrado por el momento ningún otro determinan­

te genético que se vincule estrechamente con la resis­

tencia frente a la infección VIH­1. ❙

“Los modelos de progresión de la enfermedad tienen grandes similitudes transcriptómicas en humanos y en otros primates.”

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

47

Enfe

rmed

ades

infe

ccio

sas

emer

gent

es

debate Moderador:

Juan Carlos LópezMesa redonda: Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo y Javier Martínez-Picado

49

Pregunta: En relación con el es-

tudio que están llevando a cabo

para identificar el receptor del

HCoV-EMC, me gustaría saber si

el macaco es un buen modelo para

detectar y aislar este virus.

Albert Osterhaus: La respuesta es

sí. Aunque nunca se puede afirmar

en el 100% de los monos, hemos

probado distintas especies en el

proyecto de la Unión Europea en

el que participamos. Lo que hemos

hecho ha sido reproducir la enfer­

medad con la idea de poder, los

más rápidamente posible, elaborar

estrategias intervencionistas.

Pregunta: ¿Han descrito ustedes

a diez pacientes con este virus

HCoV-EMC?

Albert Osterhaus: No, no los he­

mos descrito. Lo que hemos hecho

ha sido compartir la información

que nosotros teníamos con otros

grupos y, en total, hemos reunido a

diez pacientes, cinco de los cuales

han muerto.

Pregunta: ¿Se ha podido documen-

tar la transmisión entre humanos?

Albert Osterhaus: Ésta es la cues­

tión más crucial. Todos ellos eran

casos individuales; aparte de los dos

primeros de los que sólo teníamos

datos de análisis retrospectivo, creo

que la mayoría de los pacientes eran

casos aislados. Habría que hacer un

estudio serológico lo antes posible

en camellos, ovejas, cabras, etc., de

zonas de riesgo. Celebramos una

reunión el Cairo hace tres semanas

y hablamos también con la autori­

dad local para ver qué se podía ha­

cer al respecto, para trabajar de una

manera más sistemática, que nos

permita validar las observaciones

que hacemos. Ahora lo podríamos

hacer, ya que contamos con las téc­

nicas y recursos necesarios, aunque

aún nos faltarían algunos materia­

les. No creo que hayamos demostra­

do aún la transmisión de humano

a humano, y esto es crucial, ya que

no debemos olvidar que con SARS

había transmisión ocasional entre

animales y vimos de pronto que el

virus se pasaba a humanos; esto es

lo que tenemos que analizar y para

lo que debemos prepararnos.

Juan Carlos López: Me ha intere-

sado mucho de lo que ha mostrado

sobre ese virus canino que afecta

a las focas y esos virus animales

que parecen propagarse de una

manera muy inesperada. También

Debate

Los Dres. Martínez-Picado, Malim y Pantaleo durante el debate.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Debate

se dice que el calentamiento glo-

bal está causando algunas enfer-

medades infecciosas emergentes.

¿Hay alguna prueba realmente

convincente que nos permita decir

que esto ha pasado por el cambio

climático, es decir, que ha sido el

cambio climático el principal res-

ponsable de que se haya producido

esta epidemia animal?

Albert Osterhaus: Bueno, esto nun­

ca puede afirmarse, es sólo un factor

entre muchos otros. El calentamien­

to global evidentemente influye en

distintas cosas: por ejemplo, en los

patrones migratorios de las ballenas,

las aves y las focas. Muchos de estos

virus pasan de unas especies a otras,

se producen contactos que antes no

pasaban, pero no se puede decir que

esto sea culpa del calentamiento

global, porque la situación es de­

masiado compleja, hay demasiados

factores. Lo importante es analizar

de una manera más holística este

aspecto e intentar amalgamar todos

estos diferentes factores, entender­

los y ponerlos en modelos matemá­

ticos preferentemente.

Pregunta: Me surge una duda en

relación con el caso que ha presen-

tado del paciente que recibió nue-

vas células madre que eran resis-

tentes a la infección por VIH. Por

lo menos al principio, este paciente

tenía dos poblaciones de linfocitos

T: los autólogos, que eran sensi-

bles, y los resistentes. Inicialmente

era como una infección persisten-

te, posiblemente una situación

ideal para seleccionar mutantes de

escape a alta velocidad. ¿Fue ése el

caso o este paciente desarrolló una

inmunidad en cuanto a los virus

infecciosos?

Michael Malim: En primer lugar,

debo decir que yo no tenía nada que

ver con esa investigación. Sé que hay

trabajos en los que se van a inten­

tar encontrar secuencias víricas en

ese individuo y encontrarlas es muy

aleatorio.

Giuseppe Pantaleo: Creo que hay

algo en este paciente que lo hace

muy diferente. No debemos olvi­

dar que este paciente ha recibido

dos trasplantes de médula, ya que

mostró una recidiva de su leucemia

aguda. El hecho de que haya recibi­

do hasta dos trasplantes de médula

ósea es una situación bastante úni­

ca, por lo que es muy difícil tomar

a este paciente como representa­

tivo. A mi juicio, creo que va a ser

imposible utilizar esto en pacientes

de VIH en ausencia de una leuce­

mia aguda; llevar a cabo este tipo

de tratamientos va a ser muy difícil.

Insisto, es difícil que los hallazgos

encontrados en este caso se pue­

dan reproducir en otros, dado que

se trata de un paciente sometido a

una situación especial. Este pacien­

te no es muy representativo, ya que

ha estado sujeto a dos tratamientos

muy potentes con quimioterapia y

antirretrovirales, que realmente han

quitado la mayor parte del reservo­

rio viral; además, algo debe haber

afectado el hecho de que tuviese

este CXCR5 negativo, de forma que,

incluso aunque hubiera algún virus

Las enfermedades infecciosas generaron una gran expectación.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

51

Debate

residual alrededor, no lo podía am­

plificar.

Javier Martínez-Picado: En este

paciente se llevó a cabo un secuen­

ciamiento profundo, buscando

rasgos fenotípicos de CXCR4, en­

contrándose que un 3% del virus

era CXCR4. El siguiente paso era

recrear estas secuencias en virus

recombinantes, y cuando se hizo

fue posible replicar otro virus.

Queda por saber por qué, a pesar

de tener bajos niveles de CXCR4, el

virus que debía estar escapándose

de la estrategia de terapia génica no

pudo hacerlo. De hecho, hay un se­

gundo caso de trasplante de sangre

que se ha realizado con éxito con

CXCR5­Δ32 homocigoto; sin em­

bargo, cuando intentamos utilizar

las células de este nuevo trasplante

en seres vivos, se ha visto que no se

ha podido infectar ni con R5, como

se esperaba, ni con X4 tampoco, lo

cual es un desafío y no sabemos

por qué.

Pregunta: ¿Cuáles podrían ser las

consecuencias de tener un trata-

miento con APOBEC3 en células

que no tienen el virus o que están

latentes? ¿Hay algún síntoma o

qué puede ocurrir con una célula

normal utilizando este tipo de tra-

tamiento basado en APOBEC3?

Michael Malim: Ésta es una pre­

gunta excelente. Pero la respuesta

es que a día de hoy no lo sabemos,

puesto que desconocemos cuáles

son las funciones naturales de estos

progenes. Parece que es una familia

de genes que se ha expandido mu­

cho en primates, y ya se han logrado

identificar hasta once miembros. Lo

cierto es que los ratones knock-out

con el APOBEC3 inactivado pa­

recen normales, pero en humanos

realmente no conocemos la res­

puesta. Desde luego, las líneas celu­

lares en un laboratorio crecen bien

con estas proteínas APOBEC3. Un

posible peligro se ha vislumbrado

tras una secuenciación profunda de

genes de cáncer de mama. En algu­

nos de estos tumores se ha visto que

estos ADN tienen mutaciones im­

pulsadas por APOBEC3. Es en cier­

to sentido lógico pensar que si se

aumenta la actividad también se tie­

ne el riesgo de introducir mutáge­

nos genómicos. Se trata de un área

de investigación que está en curso

y, desde luego, es una preocupación

efectivamente.

Pregunta: En su presentación ha

analizado distintos genes de ex-

presión que se presentan en dos si-

tuaciones paralelas con humanos

y monos, identificando cuatro ge-

nes que se expresaban de forma di-

ferencial. Ahora bien, se ha encon-

trado en algunas investigaciones

una asociación entre la patogenia

del virus y la expresión de los ARN

que no codifican. ¿Tiene alguna

explicación para esta ausencia de

codificación?

Javier Martínez-Picado: La respues­

ta corta es que no. Hemos realizado

análisis de ARN mensajero, pero no

hemos tenido en cuenta otras molé­

culas de ARN. Y se trata de un cam­

po de creciente interés.

Juan Carlos López: ¿Realmente

cree que puede existir una cura

funcional para el VIH?

Giuseppe Pantaleo: Cada vez esta­

mos más cerca de obtener un im­

La traducción simultánea permitió seguir todas las conferencias y el consiguiente debate.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES Debate

pacto mayor. No se si la línea de

trabajo que estamos siguiendo va

a ser la estrategia definitiva, pero

creo que las cosas que estamos in­

vestigando cada vez son más efica­

ces en cuanto a su impacto poten­

cial. Llevará tiempo lograr la cura

funcional del VIH, pero soy más

optimista sobre la posibilidad de

tener una profilaxis efectiva y de­

finitiva.

Juan Carlos López: Me ha encan-

tado su análisis de las vías de se-

ñalización a las que se podía diri-

gir uno para hacer frente al virus,

y la idea de la forma de terapia

génica o terapia celular es también

muy interesante. Yo creo que sería

difícil utilizar esto teniendo en

cuenta las agencias de regulación,

los obstáculos burocráticos, los re-

cortes económicos…, pero valdría

la pena pensar en ello. Pero desde

el punto de vista clásico, las dianas

clásicas, ¿cómo lo priorizaría?,

¿qué estrategia elegiría?

Michel Malim: Sin duda, mi opinión

al respecto está un poco sesgada,

aunque es cierto que todos los cien­

tíficos tenemos una opinión sesgada

porque nos centramos en una línea

de investigación concreta. Consi­

dero que las proteínas APOBEC3

son excelentes dianas terapéuticas,

pero se está teniendo dificultades

en la obtención de resultados sa­

tisfactorios, a pesar de llevarse más

de una década investigando en este

campo. Por otra parte, el TRIM5α es

un campo difícil, porque el TRIM

humano no funciona realmente

contra el VIH. También son suge­

rentes los trabajos relacionados con

SAMHD1. Por otra parte, la tenderi­

na, de la que no he hablado tanto en

mi intervención, es una molécula de

la superficie celular que tiene la mis­

ma lógica racional y creo que es una

buena diana, por lo que se podría

proseguir también en su estudio; en

un reciente artículo se ha evidencia­

do promocionar la tenderina y eli­

minar también la actividad de virus

era también una diana importante.

Lo cierto es que, en esta carrera por

buscar la línea de investigación más

acertada, pensaba que el APOBEC3,

pero aún no está claro. Lo único que

parece evidente es que el TRIM hu­

mano no funciona y, por lo tanto,

yo seguiría las otras dos opciones;

APOBEC3 y tenderina.

Juan Carlos López: El análisis de

las diferentes cohortes de pacientes

es fascinante, y es que pocas veces

se discute cuánto hemos aprendido

analizando los fenotipos extremos,

La sede de la Fundación Ramón Areces acogió la quita conferencia de este ciclo.

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

53

Debate

que siempre han sido muy im-

portantes. Es una pena que no se

hayan encontrado valores estadís-

ticamente significativos en el pri-

mer análisis genético, aunque aún

subsiste la esperanza de encontrar

algo más interesante en el análisis

completo de los exones. ¿Esperan

algún hallazgo de interés en algún

subgrupo de las cohortes definidas?

Javier Martínez-Picado: El análisis

estadístico para múltiples compa­

raciones es muy complejo. En este

análisis utilizamos distintas tasas de

recuperación, un enfoque más rela­

jado y no hemos encontrado nada

que fuera significativo en el conjunto

de todas las cohortes. En un subcon­

junto de las cohortes también hemos

podido recoger células, y esperamos

poder encontrar algún resultado de

interés. Ahora no solamente estamos

llevando a cabo el análisis de exones,

sino que también estamos llevando a

cabo análisis funcionales in vitro con

esas células; sin embargo, no sabe­

mos qué podemos encontrar, sobre

todo teniendo en cuenta que estas

personas evidentemente han estado

expuestas al virus pero hace bastan­

te tiempo. Realmente, no sabemos si

las células que tenemos van a poder

responder de una forma similar a

como lo han hecho años atrás, pero

tenemos todavía las células y pode­

mos trabajar con ellas.

Pregunta: ¿Con qué frecuencia se

encuentra células foliculares en

individuos normales?

Giuseppe Pantaleo: En personas

sin VIH se estima que un 2% del

total de los linfocitos T CD4 del

tejido de los ganglios linfáticos son

Thf; en el paciente virémico suben

hasta un 6 o 10%.

Javier Martínez-Picado: Es in-

trigante que se hayan publicado

polémicos hallazgos que insinúan

que quizá algunos de los fármacos

antirretrovirales que hemos utili-

zado durante los últimos años no

penetran demasiado bien en los

ganglios linfáticos, que es exac-

tamente donde están las células

diana. Y también he encontrado

en sus diapositivas que el nivel de

cuantificación vírica es bastante

elevado y significativo. ¿Piensa que

se están mezclando ambos eventos,

es decir, que los fármacos actuales

no penetran adecuadamente en el

reservorio y que, además, las célu-

las infectadas son capaces de repli-

car eficientemente?

Giuseppe Pantaleo: A mi modo de

ver, creo que estos hallazgos a los

que se refiere se han malinterpreta­

dos. No estoy diciendo que los datos

sobre la penetración de antirretrovi­

rales en los tejidos no sean válidos,

pero creo que desafortunadamente

realizar este tipo de cuantificación

farmacológica sobre el tejido total

realmente no indica gran cosa, es

decir, no puede explicar si realmente

en algunos compartimentos dentro

del tejido diana se encuentran con­

centraciones adecuadas de fármacos

antirretrovirales. Hay alguna posibi­

lidad de que realmente no se alcan­

cen los niveles terapéuticos, sobre

todo si tenemos en cuenta también

las concentraciones tan elevadas de

células infectadas que encontramos.

Pregunta: ¿Qué pueden aportar

los fármacos nuevos, como los an-

tiPD-1?

Giuseppe Pantaleo: Hay un par de

laboratorios que están interesa­

dos en probar la terapia antiPD­1

en infección por VIH, con el fin

de restaurar o reactivar las células

o restaurar una mejor función in­

munitaria de los linfocitos CD8. El

tratamiento antiPD­1 en el cáncer

ha tenido éxito, pero también está

asociado con graves efectos secun­

darios. En nuestro caso, nosotros no

necesitamos un agonista antiPD­1

que vaya a estimular la reactiva­

ción, porque lo que necesitamos es

simplemente eliminar. Hace falta

dirigirlo y unirlo sin crear una ac­

tivación, sobre todo para limitar los

efectos secundarios que se han visto

en el campo del cáncer.

Juan Carlos López: ¿Qué mensaje fi-

nal les gustaría difundir en relación

con este campo de investigación?

Javier Martínez-Picado: En primer

lugar, destacaría que la investigación

traslacional es muy importante. Todo

el trabajo que se ha realizado con

personas de riesgo, personas infec­

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

tadas con distinta duración de pro­

gresión, es relevante. Hay que incluir

más aspectos moleculares, aspectos

inmunológicos y también hay que

estudiar muestras reales de pacientes.

Michael Malim: Totalmente de

acuerdo con este último comentario,

puesto que es fundamental estudiar

muestras reales de personas. Por

otro lado, llamar la atención sobre

que actualmente estamos solamen­

te rascando la superficie que hay en

cualquier virus, pero hay muchas

dianas potenciales por descubrir y

una biología muy interesante por

desvelar.

Giuseppe Pantaleo: Me gustaría

subrayar la necesidad de apoyar,

desde diferentes ámbitos, el de­

sarrollo de estas intervenciones

terapéuticas; no hay demasiados

fondos económicos para explorar

de una forma eficaz estas estrate­

gias potenciales, siendo muy difícil

financiar estas investigaciones: las

autoridades públicas han recorta­

do sus ayudas y las empresas real­

mente no te ofrecen su ayuda hasta

que no tienen una base sólida de

evidencia positiva que les anime a

invertir en el proyecto. Con todos

los logros que estamos alcanzando

en distintos campos (intervención

inmunológica, molecular, celular,

etc.), es una pena que nos paremos

por falta de dinero. ❙

ENFERMEDADES INFECCIOSAS EMERGENTES

55

Emer

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pre

senta

tion

Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector of the Ramón Areces Foundation

Federico Mayor ZaragozaChairman of the Scientific

Council of Ramón Areces Foundation

Javier Cazaña AguilarManaging Director of

Nature Publishing Group Iberoamérica

57

PresentationT he following monograph “Emerging infectious diseases: the new pande mic

of the 21st century”, compiles the discussions and opinions of the experts

who attended the 5th edition of the “Lecture Series and Debates on Science”,

which was jointly organised by the Nature Publishing Group Iberoamerica (NPGI).

The primary subjects debated during the four previous editions included autoim­

mune diseases, personalised health care, the nanotechnology revolution and genetic

testing. Based on the views of the Scientific Advisory Board and NPG, these subjects

were extensively addressed because of their academic and cutting­edge nature and

because they are current topics of interest.

The five rounds of talks were the result of the collaboration initiated with the

NPGI in 2008. The objective of this collaboration is to disseminate scientific know­

ledge, which is one of the main goals of the Foundation, together with promoting

scientific research and generating human capital.

This collaboration has clearly developed into a veritable strategic alliance,

similar to those we maintain with other institutes, universities, centres and organ­

isations of excellence. We believe this collaboration will continue to yield results

that will benefit society. ❙

Raimundo Pérez-Hernández y TorraDirector of Ramón Areces Foundation

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

U ndoubtedly, this collaboration with the NPG has been very productive, espe­

cially considering the number of articles published by the NPG in high­

impact journals. From a historical perspective, the articles published by the

NPG often set the tone for what needs to be discussed in specialised conferences, par­

ticularly in the field of biomedicine.

On this occasion, we address the interesting and appropriately topical subject of

emerging infections. We have come to realise that history is repeating itself, especially

in regards to the fight against pathogenic agents. It is an endless battle. If at any particu­

lar moment we succeed in overcoming these pathogens, they “search” for new pathways

by evolving mutations that will allow them to adopt new and unpredictable pathogenic

strategies, thus continuing this attack and counterattack cycle between microbes and

their hosts. We have to remember that when it comes to microorganisms (bacteria, vi­

ruses, etc.), we cannot lower our guard. We are continuously at risk of encountering un­

welcome and novel pathogens. This issue might occur because patients are changing or

because the nature of the pathogens varies following successive adaptations. This is and

must remain a continuous fight.

Currently, there are many distinct factors that explain the importance of emerging

infections. First, we have today the extraordinary ability to travel around the world with

ease due to new and efficient means of transport. The notion that infectious diseases are

exclusive to one particular location on Earth and that they have no relevance to the rest

of the world has become an outdated notion.

Increased longevity has resulted in the rapid change of patients’ characteristics. In

Spain and over the last forty­five years, there has been a twenty­year increase in the aver­

age lifespan. This increase has generated a new spectrum within the health services, with

radical changes regarding the types of diseases to avoid or treat and the resources that

need to be utilised. This increased longevity is achieved as a result of so­called “therapeu­

tic platforms”. Fifty years ago, a person that reached eighty years of age was considered

to have optimal health. Currently, multifaceted treatments are responsible for allowing

us not only to enjoy a greater number of years but also to enjoy a better quality of life

during those years.

Pathogen strategies are also changing, as are the strategies to fight them. However, it is

necessary to keep in mind the nature of the patient. Previously, there were many diseases;

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

59

Presentation

now, there are newly emerging and re­emerging diseases. These diseases usually affect

the population at an early age. However, we now have a progressively elderly population

that is especially vulnerable to these types of diseases.

In this context, the implementation of preventive actions is of great relevance. Pro­

phylaxis has been of critical importance and is strongly related to the observed longevity.

We have successfully put into practice a preventive strategy against diseases through the

use of effective vaccines with near­permanent efficacy, as is the case in the treatment of

yellow fever.

In short, we have to fight on two important fronts. On one side is the palliative front,

the therapeutic treatment that heals but can also reproduce the same or similar patho­

logical scenario. On the other side is the preventive front, with which we have achieved

great successes over recent years.

However, irrespective of the palliative or preventive perspectives, the truth is that

we now have a very troubling new field requiring action: emerging infections. The need

for advancements in this field is mainly due to the speed of infection and the ease with

which infections (such as Ebola or dengue) can spread; the spread of AIDS should be

considered in this context. We are currently under the menace of several diseases that

were already known but that, in the past, did not concern the general population or, at the

very least, the most privileged sector of the world’s population. In conclusion, I believe

that NPGI has made the right decision when proposing to scientifically address the new

developments that aid in the effective confrontation of these new infectious diseases.

This subject fits very well in one of the main lines of work of the Ramón Areces Foun­

dation, which involves the field of biomedicine, particularly that which can “alleviate or

avoid human suffering”. This was a key principle of Dr. Ramón Areces. He always said

that it was one of our duties to attract young scientists to contribute to the prolongation

of the human life span in the best possible conditions.

It is evident that this day is already a success. I hope that next year, we will continue

with the same approach, possibly addressing other very timely subjects, such as acquired

diabetes. ❙

Federico Mayor ZaragozaChairman of the Scientific Council of Ramón Areces Foundation

G ood afternoon, and thank you for attending this new conference­panel dis­

cussion organised by the Ramón Areces Foundation and NPGI (Nature Pub­

lishing Group Iberoamérica), dedicated to emerging infectious diseases.

The warm welcome and interest of previous years have enabled this fifth year of con­

tinued collaboration between our two institutions. Throughout these years, using the

same format, we have addressed current topics of scientific interest, such as autoimmune

diseases, personalised medicine, and medical nanotechnology.

Thus, on behalf of NPGI, I want to thank the Ramón Areces Foundation—represen­

ted by Mr. Pérez­Hernández Torra and Professor Mayor Zaragoza—for the partnership

between these two institutions. In addition to providing us with these types of oppor­

tunities, this Foundation continues to fund more than 100 research projects, providing

a patronage that is even more valuable presently, given the budget restrictions affecting

this field every day.

I would like to thank professors Malim, Pantaleo, Osterhaus and Martínez­Picado, all

recognised experts in their own fields, for participating as speakers at this event

Finally, I would like to thank Dr. López, editor of the journal Nature Medicine, which

once again ranks first in the Medicine, Research and Experimental category with an Im­

pact Factor of 22.462.

And now, it is Dr. López’s turn. I hope you enjoy the event. ❙

Javier Cazaña AguilarManaging Director of Nature Publishing Group Iberoamérica

61

Emer

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intr

oducti

on

Juan Carlos LópezEditor of Nature Medicine

He received his degree in biomedical research at

the Universidad Nacional Autónoma de México and

obtained his PhD in neurobiology and behaviour at

Columbia University (New York), where he studied

the cellular and molecular mechanisms of simple

forms of memory in Eric Kandel’s laboratory. Before

entering the publishing world, Juan Carlos worked

for the Instituto Cajal (CSIC, Madrid), studying the

functional aspects of inhibitory neurotransmission.

In November 1999 he was honoured with the “Es-

tudi General” European Award for scientific disse-

mination, for his book El Taller de la Memoria. He is

currently editor in chief of Nature Medicine, a post

he had held previously at Nature Reviews Neuros-

cience.

63

I t is essential to thank the Foundation for their

support and interest for the organisation of these

conferences. It is also necessary to thank the

speakers, who have taken time from their schedules to

spend this evening with us in order to share their inte­

resting, most current research with us.

While the study of emerging infectious diseases

such as dengue fever or Ebola is fascinating, many other

diseases that cannot be referred to as emergent are im­

portant and worth consideration.

In developing this year’s program, we decided to

focus on the most far­reaching, cutting­edge scientific

research that is currently taking place. It is for this rea­

son that we have particularly emphasised influenza and

HIV research.

It is an honour to welcome the speakers participat­

ing in this conference, as they are prominent scientists

whom I have known personally for many years.

Emerging infectious diseases caused by microor­

ganisms, such as viruses, bacteria, fungi and protozoa,

are currently one of the most serious threats to public

health. They cause more deaths worldwide than any

other single phenomenon. The World Health Organi­

sation (WHO) has warned that infectious diseases are

spreading at the fastest rate in history. At this point in

time, given that 2,000 million people travel every year

by air, an outbreak in one part of the world is only a few

hours away from anywhere else.

Thus, if a clearly transmissible pandemic virus

should emerge, it would not be possible to prevent it

from spreading and affecting approximately 25% of

the world population. In addition to AIDS, influenza

or hepatitis C, at least one new infectious disease has

emerged every year since 1970. In the last five years,

WHO experts have detected 1,100 epidemics. Will

this trend continue in the future? Is there any way to

stop the spread of a new disease? Are the measures

taken really effective? The presentations that will take

place this afternoon will help to shed light on some of

these questions. ❙

Introduction

“2,000 million people travel every year by air, an outbreak in one part of the world is only a few hours away from anywhere else”.

65

Emer

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lectu

res Emerging viruses and intervention strategies

Albert OsterhausHead of Department of Virology at the Rotterdam University, The Netherlands

Novel therapeutic opportunities for HIV infectionMichael MalimProfessor of Infectious Diseases, King’s College, London School of Medicine, UK

Is HIV functional cure a realistic cure?

Giuseppe PantaleoProfessor of Medicine and Head of Division of Immunology and Allergy, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), University of Lausanne, Switzerland

Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observationJavier Martínez-PicadoICREA Research Professor, AIDS Research Institute IrsiCaixa and Autonomous University of Barcelona, Barcelona, Spain

67

A lthough there is a widespread feeling that, in

the last century and especially in Western

countries, human control of infectious dis­

eases has been largely effective, there are still many

emerging infections that are difficult to study or that

have not received enough attention.

Since our inception, we humans have carried sig­

nificant viral loads, depending, in many cases, on our

relationships with the animal world. From the appear­

ance of hominids to the present, a large number and

variety of viruses have persisted, many of which are

the result of our coexistence and relationships with

animals. A quick review of the evolution of the human

species over thousands of years reveals, among other

things, the extraordinary and sudden changes man­

kind has undergone, changes that have led us from a

life of nomadic predation to colonisation, animal do­

mestication and husbandry, agricultural development

and, finally, urbanisation and industrialisation. At

every stage, man has been accompanied by emerging

viruses.

As explained by Dr. Albert Osterhaus, “Currently

there are a number of factors that interact and predis­

pose us to new infections, most of them of a viral nature

and originating in the animal world.” In his view, “mod­

ern society is exposed to infectious diseases caused by

viruses that have not yet jumped from the animal to the

human species.”

Emerging viruses and intervention strategiesAlbert OsterhausHead of Department of Virology at the Rotterdam University, The Netherlands

In recent decades, there seems to have been a dra­

matic increase in the occurrence or reoccurrence of vi­

ruses that threaten human or animal populations world­

wide. A long list of exotic names, such as Ebola, Lassa,

Rift Valley, Crimean­Congo, Hendra, Nipah or West Nile,

provides a clear idea, according to Osterhaus, of some of

the places associated with the origin of viruses that have

jumped to humans in the last decade, with severe con­

sequences. The changes taking place in modern society,

according to Albert Osterhaus, create new opportuni­

ties for the emergence of viral infections. “The whole of

complex changes taking place in social environments,

medical and agricultural technologies, and ecosystems

continue to create new niches for viruses to jump to new

species and to quickly adapt to them,” he said.

Biography outline

Dr. Albert Osterhaus is one of the

most relevant virologists in the

field, and his research group was

the first to detect the human in-

fection due to the H5N1 strain of

avian influenza. After obtaining

his BS in Veterinary Science, he

completed his PhD in Virology.

His first important contribution

was the detection of the Morbillivirus that caused mass deaths of

the seal population in northeastern Europe. Currently, he leads a

group of more than 100 virologists at Erasmus University Rotter-

dam and is a co-founder of two biotech companies.

Albert Osterhaus

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

Animal VirusesAnimals are the source of nearly all new emerging in­

fections in humans. Among the more classic and recent

examples, Dr. Osterhaus has cited cases of West Nile

virus (caused by wild birds and mosquitoes), SARS

coronavirus (originating in bats), and influenza A vi­

rus (derived from wild ducks). Particularly when taken

together, all of these emerging infections have an enor­

mous impact on public and animal health, nutritional

supplements, local and world­wide economies, and en­

vironmental biodiversity.

Certainly, AIDS is the most prominent and well­

known of today’s emerging infections. This disease was

detected 30 years ago and has become a true pandemic,

with HIV­1 infecting over 55 million people and caus­

ing more than one million deaths annually. As ex­

plained by Dr. Osterhaus, HIV is a virus that has been

present in chimpanzees for hundreds of thousands of

years and that has only recently crossed the species

barrier. This species crossing was triggered primarily

because several distinct factors converged at the same

time: changes in human behaviours (such as changes

in taboos, intravenous drug abuse, etc.), changes in hu­

man­animal contact (such as consumption of certain

meats), poverty, overpopulation, increasing urbanisa­

tion, risky medical practices (causing iatrogenic trans­

mission), and virus adaptation (mutation, recombina­

tion, etc.), among others.

It must be assumed that, in modern society, we are

predisposed to emerging viral infections. In addition,

although there are many examples of this type of infec­

tion that have been eradicated (like smallpox), some of

the infections detected today are the consequences of

these ‘old’ diseases and are more easily handled (such as

the cowpox virus, or monkeypox).

The cowpox virus is found in Europe, mainly in the

UK. Human infections are now rare, although the virus

is often contracted by domestic cats. The virus is not

commonly found in cows. Instead, virus reservoirs are

forest rodents, particularly Cricetidae. Domestic cats

contract the virus from these rodents. This virus causes

a disease of the skin that is manifested as red blisters

and is transmitted from infected animals to humans.

It is related to the vaccine virus (Vaccinia virus) and

smallpox virus (Variola virus). When cured of the cow­

pox virus, a person is immune to smallpox. The disease

was once prevalent among milkmaids, who became in­

fected by touching the udders of cows.

Of particular interest and concern to experts of the

Department of Virology at the University of Rotter­

dam is the so­called Morbillivirus, a genus of the family

Paramyxoviridae. Many members of this genus cause

diseases such as rinderpest and measles, which are

highly infectious. Because measles is the only virus in

this family that infects humans, the terms Morbillivirus

and measles are sometimes used synonymously.

In recent years, new viruses have been identified

in different animal species. For instance, Morbillivirus

has been detected in various species, verifying that it

has crossed species barriers. In the eighties, there was a

major disease outbreak in seals caused by Morbillivirus,

a phenomenon that happened again at the beginning

of the 21st century. A similar phenomenon has been

observed in canine distemper (CDV), which also rav­

aged the Caspian seal population in 1997, 2000 and

2001. Based on examples like these, the controversy

regarding whether to continue measles vaccinations

has forever been debated, despite having successfully

controlled the original virus for which it was devel­

oped. Furthermore, as the speaker said, “it is possible

“Modern society is exposed to infectious diseases caused by viruses that have not yet jumped from animals to the human species”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

69

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

for other Morbillivirus to cross the species barrier, as

happened recently in macaques in China.”

Discovering new virusesIn any case, the list of new viruses identified annually is

constantly growing. This is one of the main areas of re­

search at the University of Rotterdam, a reference centre

in the detection and characterisation of new viral patho­

gens. More than a dozen major virological discoveries

have occurred at this research centre, from 1995 (when

canine distemper was discovered to be the cause of mas­

sive Serengeti lion deaths) to 2010 (when the astrovirus

and human picobirnavirus were identified). Not all of

these involved emerging viruses; for example, despite

having been discovered in 2001, human metapneumo­

virus has been present in the human body for 150 years.

New molecular techniques are an enormous help

when it comes to identifying new viral pathogens. Both

classical and modern techniques like PCR were used to

discover the human metapneumovirus (hMPV), with

molecular biology techniques playing an essential role.

hMPV is a respiratory virus discovered in 2001

by Van den Hoogen in Holland. The Metapneumovi­

rus genus belongs to the Paramyxoviridae family and

Pneumovirinae subfamily. There are two different ge­

netic lines with two subtypes in each one. hMPV is a

single strand RNA virus of negative polarity. It only

affects humans ­­ hence, its designation as human

Metapneumovirus. Evidence collected since its discov­

ery suggests that hMPV is one of the major aetiologi­

cal agents of lower respiratory infections in children.

It has a seasonal distribution similar to the respiratory

syncytial virus (RSV), occurring mainly in winter, but

some studies have reported its manifestation through­

out spring. Studies in our group have shown a seasonal

distribution with a greater predominance in late winter

and spring during the follow­up years of 2004­2007. An

increase in the spread of hMPV occurred after the dis­

appearance of the RSV virus. Since its discovery, hMPV

has been detected on every continent. According to

various studies, hMPV causes between 5­20% of res­

piratory syndromes in children in whom another viral

agent has not been documented. The incubation period

of hMPV is 5­6 days. It has a broad spectrum and is

similar to RSV, affecting the upper and lower respira­

tory tracts and causing mild to very severe symptoms.

The groups most at risk of hMPV infection are chil­

dren under 5 years of age, especially two­year­olds (in

the clinical series of Rotterdam, hMPV was detected in

approximately 10% of children diagnosed with respi­

ratory tract infection, RTI), the elderly and immuno­

compromised patients, in whom hMPV may present

in a more serious (even deadly) manner. Cases have

also been documented in the general population, with

hMPV being detected in approximately 5% of the RTIs

in community surveillance studies.

The hMPV clinical spectrum ranges from symp­

toms of upper respiratory infection to bronchiolitis,

wheezing bronchitis and pneumonia. Much less com­

mon is its presentation in conditions such as laryngitis.

Its most common signs and symptoms include fever,

cough, tachypnea, shortness of breath and wheezing.

Chest radiographs shows perihilar infiltrates, peribron­

chial thickening, air trapping, atelectasis, and, less often,

images of condensation.

SARSStudies have indicated that hMPV may even be respon­

sible for severe acute respiratory syndrome (SARS). In

2002, in the Guangdong province of China, there was an

“In recent decades, there has been a dramatic increase in the emergence of viruses that threaten human or animal populations worldwide”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

outbreak of pneumonia caused by a new agent that was

quickly identified, thanks to international cooperation

resulting in its urgent sequencing (which was accom­

plished in just a few days, while the complete sequenc­

ing of HIV­1 required a couple of years). This new agent

was called the SARS coronavirus (SARS­CoV), and this

particular outbreak affected 8,422 people, caused 916

deaths and took seven months to get under control.

SARS CoV is an RNA virus belonging to the

group­3 coronaviruses. Its incubation period is 2­14

days, with an average of 4­6 days. It generally has a

biphasic presentation but is triphasic in some cases. It

produces febrile respiratory symptoms, accompanied

by chills, headache and myalgia, with lymphopenia and

thrombocytopenia. In a second phase, diarrhoea and

vomiting occur with progressive respiratory involve­

ment, and, in 20­30% of cases, it evolves into an acute

respiratory distress syndrome (ARDS). Recovery oc­

curs at the end of the second week or at the beginning

of the third week. The SARS mortality rate is 7­16%

but reaches 50% for people aged at least 65 years. The

presence of comorbidities increases the severity and

mortality of the disease. Children under 12 years of age

have less severe progression and mortality.

The virus is generally transmitted by direct contact

with secretions, droplets and, to lesser extent, aerosols,

although it may also be spread by faeces. The virus is

transmitted from person to person. Diagnosis is made

using RT­PCR. The virus is of zoonotic origin, and its

reservoir consists of insectivorous bats, which transmit

the infection to animals sold in Chinese markets (such

as the civet). Since the outbreak, no new cases have

been detected worldwide.

Fouchier and Kuiken conducted studies in macaque

monkeys (Macaca fascicularis), which were inoculated

with the viruses SARS­CoV, hMPV or SARS­CoV fol­

lowed by hMPV, and they determined that SARS­CoV

alone was sufficient to cause a pulmonary pathology in

these animals that was identical to SARS. In April 2003,

a press conference officially declared that SARS­CoV

was the aetiological agent of SARS. Furthermore, ob­

jectives in the short and medium term were set, and

these focused on identifying routes of transmission and

natural history as well as developing and evaluating di­

agnostic tools. As Dr. Osterhaus said, “we were dealing

with a new virus that, according to current knowledge,

comes from the animal world, possibly from a bat.”

From these initial findings came rapid and effi­

cient steps for diagnosing and treating the resulting

disease as well as the development of possible vac­

cines for the virus. One of the first drugs analysed

was peginterferon­α. Haagmans et al. reported that, in

macaques, administration of this pegylated interferon

was an effective prophylactic treatment in a respiratory

infection model induced by SARS­CoV. Compared

to untreated animals, the preventive use of this drug

in macaques infected with coronavirus significantly

reduced viral replication and excretion, viral antigen

expression in type 1 pneumocytes, and lung damage.

However, despite the positive outcomes of this inves­

tigation, “the leap forward in the management of this

emerging infection came from diagnosis, with the in­

clusion of such advanced and effective diagnostic re­

sources, that allowed for the early quarantine of those

affected, avoiding propagation.“

HCoV-EMCAnother coronavirus was identified around the same

time as SARS. In 2004, two groups of Dutch research­

ers described, almost simultaneously, a new coronavi­

rus isolated from a patient with bronchiolitis and from

stored respiratory samples from a patient with pneumo­

nia in 1988. Initially, it was thought to be a paramyxovi­

rus, but the test was negative. They named this new vi­

rus CoV­NL63, and it was finally classified as a group­1

coronavirus, closely related to CoV 229E.

CoV­NL63 has a universal distribution, being

found in North America, Asia, Europe and Oceania.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

71

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

It spreads in winter and most often affects infants. It

can cause, among other disorders, dysphonia, rash

or diarrhoea. It is implicated in 17.4% obstructive­

laryngitis cases. It is detected in 2­9% of cases in hos­

pitalised patients who test negative for the traditional

agents of acute lower respiratory infections (ALRI)

and is asso ciated with bronchiolitis and pneumonia.

It is sometimes difficult to differentiate from RSV and

hMPV. There are coinfections, especially with RSV,

and CoV­NL63 affects adults as well as immunocom­

promised patients. Its incubation period is unknown,

although 3 weeks after the infection, 50% of those

infected continue to spread the virus, which also

causes hospital infections. The presence of the virus

and viral genome has been detected in patients with

Kawasaki disease, raising high hopes that CoV­NL63

is the aetiological agent of this disease. Diagnosis is

accomplished using an RT­PCR method specific for

this agent.

Recently, it has been shown that the CoV­NL63

virus does not require the SARS coronavirus receptor

and maintains a large replication capacity in mam­

malian cell lines. Several laboratory tests have been

performed to confirm the infections caused by this

virus. Genomic characterisation of this coronavirus,

which is associated with the occurrence of acute res­

piratory distress in humans, has also been performed.

A yet­to­be­published study by a group of researchers

at the University of Rotterdam demonstrates how the

HCoV­EMC receptor has been identified. Based on

this research and using PCR tests, the CoV­NL63 virus

has even been detected and isolated in different organs

(mainly lungs) of macaques, an accomplishment that,

as stated by the speaker, “is already a major advance to

design and test different intervention strategies”.

Influenza VirusShifting focus to the influenza virus, Dr. Albert Oster­

haus noted that “it may appear in three forms: seasonal

flu (A: H3N2, H1N1; B), avian influenza (A: H7N7,

H5N1 ... ), and pandemic influenza (A: H1N1, H2N2,

H3N2, H1N1 ...), which for the moment seems not to be

spreading from human to human efficiently.”

The influenza virus is an RNA virus with a frag­

mented genome. It has two important proteins, hemag­

glutinin and neuraminidase, which determine major

and minor antigenic drifts. Minor drifts are related to

variations by rearrangement in the strain of annual

FluA, and major drifts are generated by recombination.

This situation has given rise to three pandemics, which

occurred in 1918 (the so­called Spanish flu by H1N1 of

avian origin), 1957 (H2N2), and 1967 (H3N2). Influ­

enza viruses are divided into three types labelled A, B

and C. Influenza A has a large reservoir in nature and

waterfowl, where several subtypes of hemagglutinin

and neuraminidase can be found. Subtypes H5 and H7

are highly pathogenic in birds, causing high mortality.

Influenza B causes disease in humans, and C affects hu­

mans and pigs.

Classically, it has been assumed that all influenza

viruses come from birds, in which they do not cause

any diseases initially; however, if the virus is transmit­

ted to other animals, it can mutate very quickly into

forms that are very pathogenic to the birds, themselves.

Conventionally, it has been thought that these flu vi­

ruses could jump from birds to pigs and, if adapted to

pigs, could in turn be transmitted to humans. In 1997,

an H5N1 influenza virus A (in the province of Guang­

dong, China) was identified for the first time, when it

caused the death of a child by pneumonia and led to a

subsequent series of similar episodes (17 more deaths

in Hong Kong). According to the speaker, “when we

“Animals are the source of virtually all new emerging infections in humans”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

finally isolated this virus and sequenced it, determin­

ing that it was an H5N1, a widespread scepticism arose

in the scientific community, which over time came to

be recognition and concern about the potential public

health problem that was looming”.

After euthanising millions of birds, this H5N1 out­

break was brought under control. New cases appeared

in Hong Kong in 2003, later spreading to Asia, Europe

and Africa. It is estimated that, since 2003, over 650 pa­

tients have been hospitalised for the infection caused

by this virus, with a mortality rate close to 60%. Studies

of the evolution of the virus by country have found that

the virus has come in and out of Europe repeatedly but

that it is endemic in Indonesia and Southeast Asia.

In humans, this virus of avian origin causes a respi­

ratory­like influenza syndrome which progresses with­

in 5 days into an acute respiratory distress syndrome

(ARDS) and is accompanied by gastrointestinal symp­

toms such as nausea, vomiting and diarrhoea. There is

renal and myocardial involvement, and encephalitis

can ensue. The mechanism of transmission is contact

with sick birds, bird carcasses, and/or secretions or fae­

ces from sick birds.

The studies of Van Riel et al. deepened our under­

standing of the evolution of the H5N1 virus compared

to the seasonal H3N2 and pandemic H1N1 viruses.

Among other important discoveries, the seasonal flu

virus was found to replicate in the upper respiratory

tract, while the avian virus was found to replicate in

the lungs. A wide and swift research program began,

with several proposals and the active participation of

different research groups funded by public and private

agencies. The scientific community reached a broad

consensus regarding the need to focus collaboratively

on this field of study, the need for adequate funding and

the need to evaluate existing proposals using external

reviewers.

Consequently, different experiments have been

developed, primarily geared toward learning how the

H5N1 virus can acquire the ability for airborne trans­

mission under natural conditions. Identifying the

minimum requirements for mammalian transmission

of the virus is very useful for predictive and diagnostic

purposes and enables us to be prepared for a possible

future avian flu pandemic.

Among these experiments, Dr. Osterhaus cited a

particular study regarding the transmissibility of the

virus in ferrets, in which mutant strains of the H5N1

avian influenza virus were created that were capable of

being transmitted between ferrets by air. In this study,

which was published in Nature, the researchers cre­

ated a chimera: a new virus mixture of seven genes of

human influenza virus H1N1 (A/California/04/2009)

and the hemagglutinin gene of a mutant bird flu virus

H5N1 (A/Vietnam/1203/2004). They had previously

obtained several H5N1 virus mutants in which the he­

magglutinin gene was modified for improved stability

to facilitate binding of the virus to human cell receptors

and to improve its replication in human cells. Thus, this

new recombinant virus carried all of the genes of an

H1N1 human influenza virus, except for the hemagglu­

tinin gene, which came from the H5N1 virus (hemag­

glutinin is the viral protein that recognises the receptor

cell and enables the virus to enter cells). To demon­

strate whether this new virus was transmitted through

the air, the experimenters used ferrets as experimental

models because ferrets are susceptible to infection with

human and avian flu viruses and develop an influenza

syndrome very similar to that which occurs in humans.

To accomplish this, they put cages with healthy fer­

rets close to cages with ferrets infected with the new

virus, while ensuring there were no contacts between

the cages. After a few days, the researchers were able to

“Current control measures could be useful against these new transmissible viruses”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

73

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

confirm that the infection and the viruses were present

in the previously healthy ferrets, showing that airborne

transmission had taken place. The researchers conclud­

ed that only four H5 hemagglutinin changes were nec­

essary to enable airborne transmission in ferrets. 

In another study (published in Science), rather than

creating a new chimeric virus by recombination, re­

searchers used site­directed mutagenesis to genetically

modify the H5N1 virus (specifically the A/Indone­

sia/5/2005 strain, isolated in humans) and subsequent­

ly subjected it to several sequential passes between fer­

rets. After the sequential passes, the virus had acquired

the necessary mutations enabling airborne transmis­

sion between ferrets. In this case, the viruses had four

mutations in the hemagglutinin gene and one in the

polymerase 2 gene, demonstrating that the H5N1 virus

can be transmitted after only five mutations. In addi­

tion, this study showed that a new pandemic influenza

virus can be obtained using only mutagenic mecha­

nisms and without recombination between viruses.

In both studies, as the Dutch expert highlighted in

his lecture, “the new viruses, despite being easily trans­

missible, were not virulent for animals, and none of the

ferrets died.” Through these studies, he added, “we can

learn more about these viruses and be prepared for a

possible pandemic phenomenon, especially because

they are viruses that need to be under scrutiny, due to

their pathogenicity with very few mutations”.

Researchers involved in these studies also showed

that mutant viruses were sensitive to oseltamivir and

that current vaccines are useful for their control, con­

firming that current control measures could be useful

against these new transmissible viruses.

Pandemic influenza A (H1N1)Pandemic influenza A (H1N1), which was caused by a

variant of influenza A (H1N1 subtype) and particularly

affected young people, also caused great fear among the

authorities and the general population when it emerged

in Mexico in March 2009. The source of the infection was

a variant of the H1N1 strain containing genetic material

from an avian strain, two swine strains, and one human

strain that mutated and jumped between species from

pigs to humans and then spread from person to person.

H1N1 influenza is a subtype of Influenzavirus A,

belonging to the family of Orthomyxoviridae that has

mutated into several subtypes, including the Spanish

flu, swine flu, avian flu and bovine flu. When the 1918

virus was compared to the present one, it was found

that there were changes in only 25­30 of the 4400 ami­

no acids that make up the virus.

On June 11, 2009, the WHO gave H1N1 influenza

an alert level of six, i.e., “current pandemic.” On August

10, 2010, the WHO announced the end of the pan­

demic, after 14 months during which it spread around

the world. The pandemic had low mortality, in contrast

to its wide distribution, leaving behind thousands of

victims (and tens of thousands of infected people) and

exerting a dramatic economic impact. Its rapid spread

was the result of some social alarm that, in the opinion

of Dr. Osterhaus, “was somewhat justified, specifically

noting the high number of infected people (data pro­

vided by the WHO, of laboratory­confirmed cases, un­

derestimated by more than 15 times the estimated total

number of cases), and its rapid expansion by countries

(facilitated by good communication between Mexico

Dr. Osterhaus during his dissertation.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

and other countries)”. As recognised by this expert,

“countries such as Britain and Spain were among the

most affected initially by the first wave of fears about

the spread of the virus”.

To better understand this virus’s mechanism of ac­

tion, the ferret animal model was used again. It is no

coincidence, of course, that the ferret model is consid­

ered to be the most representative of human influenza.

Obtaining an antibody titre (level) commonly associ­

ated with protective titres (levels) for human influenza

strains in ferrets is a major milestone in the develop­

ment of influenza vaccines.

At the University of Rotterdam, a ferret model was

used to further evaluate the evidence found in patients,

facilitating an understanding of potential factors that

could affect the extension of infection by the influenza

virus and the development of virus resistance. It was

found that immunocompromised patients expressed

the virus over long periods of time and were more

likely to develop more resistant viruses. It was sug­

gested, therefore, that patients with depressed immune

systems may rapidly develop H1N1 infections that are

resistant to all known drugs (including oseltamivir).

Sometimes, a single mutation in these subjects could

render the virus resistant.

Vaccines against flu pandemicsAnother emerging area of pandemic viruses research,

vaccine research, “still [needs] the support of govern­

ments and international collaborative strategies to

move from a reactive to a proactive stance against the

H1N1 virus,” according to the speaker. However, he has

admitted that “three problems still remain in this field:

the difficulty of having sufficient and rigorous studies of

efficacy and safety in which to evaluate prototype vac­

cines, the limited production capacity of these vaccines,

and the fact that the response time is too long (in many

cases greater than 6 months), so that their usefulness is

lessened at the time of the pandemic”.

A possible solution to these problems could be the

use of adjuvanted prepandemic vaccines, which offer

the ability to protect the population in advance of or

in a situation of officially declared to be an influenza

pandemic.

Currently, two types of strategies based on two vac­

cines can be used in the event of a pandemic: a pan­

demic vaccine and a prepandemic vaccine. Production

of pandemic vaccines can only begin once the influenza

pandemic has been declared. A pandemic vaccine uses

the specific pandemic strain that has been identified as

responsible for the pandemic. Because the manufactur­

ing process is long, pandemic vaccines only become

available four to six months after the pandemic has

been declared, which is most likely too late for many of

those affected in the first waves of the pandemic.

On the other hand, a prepandemic vaccine is pro­

duced in advance of the pandemic. An example of an

authorised prepandemic vaccine, Prepandrix ® (a vac­

cine based on the variant of H5N1 avian influenza)

has demonstrated an ability to enhance the immune

response against possible mutations of the H5N1 strain.

This vaccine is prepared using a novel adjuvant system

designed to achieve, even at low doses of antigen, a high

immune response protracted in time against a wide

range of H5N1 strains.

The approval of this vaccine by the European Union

(for persons 18 to 60 years of age) is based on the re­

sults of numerous clinical studies evaluating the safety,

reactogenicity, immunogenicity and cross­protection

of the prepandemic vaccine, for the Vietnam strain, one

of those recommended by WHO for prepandemic vac­

cine development. In one of the key clinical studies, the

A/Vietnam/1194/04 vaccine, which uses H5N1 as anti­

gen, was shown to increase by at least four times (com­

pared to three different variants of H5N1, A/Indone­

sia/5/05, A/Anhui/1/05, and A/Turkey/1/05) the amount

of blood antibodies capable of neutralising the virus in

77­85% of vaccines. The immune response induced by

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

75

Emerging viruses and intervention strategies | Albert Osterhaus

the prepandemic vaccine against the H5N1 virus vari­

ants circulating in Asia, Europe and Africa suggests the

possibility of a protective action against a possible H5N1

pandemic strain. Moreover, in preclinical studies, this

vaccine has been shown to provide cross­protection,

avoiding death in 96% of vaccinated animals subse­

quently infected with different H5N1 strains.

In his conclusions, Dr. Albert Osterhaus stressed

that “emerging viruses in animals and humans are be­

ing identified with increasing frequency, due to a com­

plex mix of predisposing factors and the use of more

advanced molecular techniques”. Certainly, in our

changing and increasingly globalised society, new hu­

man viruses arise mainly from the animal world. To

fight effectively against these threats, Dr. Osterhaus

insists that “greater collaboration and coordination are

essential, with involved researchers using all available

technology (both classical and the most cutting edge)

because the ideal future control of emerging infections

depends on these conditions”. ❙

77

R ecent advances in our understanding of the

biology of the human immunodeficiency

virus (HIV­1) favour the possibility of deve­

loping new and more ambitious strategies for manage­

ment of this infection, raising the possibility of suppres­

sing the virus and even eradicating it.

HIV­1 is a lentivirus (family Retroviridae), which

causes the acquired immunodeficiency syndrome

(AIDS). Replication of HIV­1 causes the loss of T­helper

cells (CD4), favouring the onset of immunodeficiency.

Years of research have confirmed that he pathogenesis is

directly attributable to viral replication. Until now, differ­

ent marketed treatments for this condition have prima­

rily attempted to inhibit HIV­1 replication. To optimise

this approach, as Dr. Michael Malim put it, “it is essential

to know in depth the replication cycle of this virus”.

Replication of HIV-1HIV primarily invades CD4+ T lymphocytes but also in­

vades, to a lesser extent, monocytes/macrophages, den­

dritic cells, Langerhans cells and brain microglia cells.

Viral replication takes place in several tissues (lymph

node, intestine, brain, thymus, etc.). Lymphoid organs,

particularly lymph nodes, are the main replication si­

tes. The virus is present in many body fluids, including

blood and genital secretions.

According to the expert from King’s College, “the vi­

rus replication process is subject to a fine balance, with

Novel therapeutic opportunities for HIV infectionMichael MalimProfessor of Infectious Diseases, King’s College, London School of Medicine, UK

three crucial phases”. First, the virus enters a susceptible

target cell, so that it must infect these sensitive cells to

grow and expand; second, once having entered these

susceptible cells, the virus initiates a complex replica­

tion of genetic information; in the third crucial phase,

replicating viruses can be detected. Viral enzymes and

proteins promote viral replication and output, and

multiple host factors are involved in promoting viral

replication. Virus replication, itself, proceeds in many

more stages.

Virus attachment is the first step in the invasion of a

cell. It occurs via mutual recognition and binding of vi­

ral envelope proteins, gp120 and gp41, to the white cell

receptor, CD4. This recognition is not possible without

the aid of coreceptors in the cells susceptible to inva­

sion; these coreceptors include CCR5 in macrophages

Biography outline

Professor Malim received his

PhD in Biochemistry from Oxford

University in 1987. He worked

as a postdoctoral researcher at

Duke University in North Caro-

lina before joining the Univer-

sity of Pennsylvania as a profes-

sor in 1992. After nine years in

Philadelphia, Professor Malim

returned to the United Kingdom as a full professor and manager

of the Infectious Diseases Department.

Michael Malim

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

and CXCR4, which interact with surface proteins, in

LT4 cells. Macrophages and LT4 cells have a common

main receptor, the CD4 receptor. This recognition is a

necessary condition for the virus to penetrate the cell

and continue the infection process.

Penetration is the second step in this process. Once

the virion is recognised by surface receptors, it empties

itself into the cell, and the virion lipid envelope fuses

with the cell plasma membrane. Protected by the capsid

and nucleocapsid, the two messenger RNAs that con­

stitute the viral genome and their associated proteins

are now in the cytoplasm. Removal of the protein coats,

capsid and nucleocapsid happens later, leaving free vi­

ral RNA in the cytoplasm, ready to be processed.

Also noteworthy are the phases of viral RNA re­

verse transcription (which form complementary DNA

that contains the same information), the integration of

the viral genome into the host­cell genome, the tran­

scription of viral DNA by normal cell mechanisms, and

the translation or synthesis of proteins. The finale is the

budding process that occurs when the viral nucleoids

approach the plasma membrane and are wrapped in a

cover, forming a bud which will eventually detach and

become a new virion or infectious particle. Thousands

of new virions are assembled in each infected cell, al­

though many are incomplete and are not infectious.

Antiretroviral targetsCurrently, therapeutic expectations arise in this field from

the development of drugs capable of positively interfe­

ring with some of the factors that are essential for virus

replication. Currently available drugs inhibit the action of

proteins that are required for HIV­1 replication. In parti­

cular, three essential viral enzymes have been identified

as therapeutic targets that interfere with the mechanism

for invading target cells and act on a coupling factor at the

cell surface required for this process.

All these cases aim to directly inhibit the function

of viral proteins, preventing the infection of target cells

or breaking the virus replication cycle. Treatments with

combinations of three of these drugs have enabled a

greater survival rate and quality of life for those affected

(particularly with regard to improving patients’ immune

statuses, lower incidences of opportunistic infections,

and lower physical and mental deterioration). In many

cases, such treatments reduce the status of the infections

from deadly to chronic in a short period of time.

Nucleoside­analogue reverse­transcriptase inhibi­

tors (NRTIs), also known as nucleoside analogues, are

the oldest antiretrovirals. They specifically block HIV’s

ability to copy a cell’s DNA and, therefore the virus’

ability to replicate itself. Non­nucleoside reverse tran­

scriptase inhibitors (NNRTIs) block the same protein

as the nucleoside analogues (NAs), although their

chemical compositions are different (if not used in

combination with a NA, the patient develops resistance

to NNRTIs very quickly).

Meanwhile, protease inhibitors act on the enzyme

protease, which is responsible for shaping and assem­

bling the various parts of the virus produced in the

cell (following the instructions of the viral RNA tran­

scribed to DNA by the transcriptase). Their arrival (in

the mid nineties) has transformed HIV treatment by

making it possible, along with NRTIs and NNRTIs, to

attack the virus at two distinct and essential steps of its

reproduction, thereby greatly increasing the chances of

inhibiting the virus’s activity and sustaining that inhibi­

tion over time.

Fusion inhibitors prevent HIV from entering healthy

cells in the body; in particular, they inhibit or prevent the

binding of HIV to lymphocyte receptors on cell surfaces,

i.e., to proteins for which HIV has high affinity.

“Therapeutic expectations arise from the development of drugs capable of interfering with virus replication”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

79

Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

Meanwhile, integrase inhibitors act on an enzyme

that is responsible for the integration of viral genetic

material into the genetic material of the infected cell.

Progress has also been achieved in maturation in­

hibitors, drugs that hinder the process of “maturation”

or transformation of the individual parts synthesised

by HIV using proteases; the results of these drugs re­

semble those of protease inhibitors (PIs), though the

drugs’ specific actions are quite different from PIs in

reality and occur in later phases than the protease in­

tervention occurring in the viral life cycle.

Despite the progress made in this therapeutic field,

it remains necessary to search for new molecular tar­

gets in the treatment of AIDS due to drug interac­

tions, resistance generated, adverse effects (especially

those produced by combinations of these drugs) and

the requirement of using subcutaneous administra­

tion in the case of fusion inhibitors. The goal is to find

active ingredients that have good safety and efficacy

profiles and high specificities for HIV­1 and avoid

causing resistance.

Research is currently seeks not only to obtain drugs

that target viral proteins or elements but also to develop

molecules that interact with cellular proteins involved

in the mechanisms of cell proliferation and differentia­

tion, as these are considered potential therapeutic tar­

gets in the treatment of infectious diseases.

Towards new alternativesAmong the most promising lines of research in the

treatment of HIV­1, Dr. Malim highlighted a cellular

approach intended to interfere with viral replication.

Some intracellular factors may also inhibit or restrict

virus replication. Recent studies have identified several

proteins, which are part of the innate human immune

system and which are expressed by all cells in the body,

and have demonstrated their ability to interfere suc­

cessfully with the replication of all types of virus. For

the virus to succeed, it must first be able to antagonise

or “defeat” these proteins and, for this to occur, the vi­

rus must be able to synthesise protein antagonists and

develop a series of attack mechanisms that enable it to

bypass human defences.

In the process of viral replication, as explained by

the speaker, “a number of equilibriums persist, where

innate/intrinsic host resistance factors (Fv1, TRIM5a,

APOBEC3, tetherin/BST­2, SAMHD1) and numerous

cellular pathways and dependency­cofactors play a cru­

cial role. In this balance, viruses are the main destabili­

sing factor, as some of them encode mechanisms of eva­

sion and antagonism, able to overcome the opposition

of the protective factors of the organism”.

Based on this scenario, it is interesting to design

therapeutic strategies aimed at strengthening intrinsic

or innate resistance to the virus and/or down­regulat­

ing or inhibiting both virus­dependency factors (cel­

lular pathways and cofactors) and the mechanisms of

evasion or antagonism of the organism’s protective

factors.

Prominent research worldwide includes directions

for commercialising new, more potent and safer fu­

sion inhibitors, using immunotoxins that are able to

selectively remove the infected CD4+ cells (which act

as a reservoir for the virus) and create molecules that

interact with proteins involved in signal transduction

pathways (such as serine/threonine kinases), generat­

ing CDK inhibitors of cyclin/CDK complexes, using

molecules that interact with proteins on the surface of

infected cells, developing novel inhibitors of the viral

integrase, producing inhibitors of the Tat­TAR com­

plex, and creating neomycin analogues that bind spe­

cifically to the region of viral RNA packaging.

“Persistently seronegative individuals do not become infected, even though they may be repeatedly exposed to HIV”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

Dr. Michael Malim expressed confidence in some

of these directions but also warned that “others will

most likely not be successful.” He highlighted three new

therapeutic opportunities: “genetic ablation of CCR5

entry receptors to create HIV resistant lymphocytes,

the deliberate introduction of modified genes of the re­

striction factor (such as APOBEC3G: apolipoprotein B

with activation­induced cytidine deaminase by 3G or

TRIM5α: Tripartite motif­containing 5­isoform alpha)

to create virus­resistant lymphocytes, and pharmaco­

logical strategies to activate natural restriction factors

in humans”.

It is important to deepen our knowledge of the im­

munological factors at play in people who have low

susceptibility to infection by the human immunode­

ficiency virus. There are individuals who have been

repeatedly exposed to the human immunodeficiency

virus but who have shown no clinical or serological

evidence of infection (HEPS, highly exposed persistently

seronegative). Host genetic and immunological factors

have been identified that confer a low susceptibility to

the HIV infection in HEPS subjects. Genetic factors are

related to the genes encoding chemokine receptors and

their natural ligands as well as to the genes of the major

histocompatibility complex. Immunological factors are

related to innate and adaptive immunity. The study of

HEPS’ subjects provides a unique opportunity to iden­

tify the possible host mechanisms involved in effective

control of the viral infection and may be of great inter­

est for the design of preventive or immunotherapeutic

strategies (including vaccines).

HIV­1 entry into cells requires the presence of two

membrane proteins: CD4 and a chemokine receptor

(CCR5/CXCR4). It is estimated that, due to expression

of a natural polymorphism, approximately 1% of the

Caucasian population is negative for CCR5, making

these individuals resistant to HIV infection. In an ar­

ticle published in Nature on August 22, 1996, Belgian,

French, Japanese and American scientists reported

that 1% of white northern European Caucasians had

a genetic mutation that rendered the CCR­5 receptor

completely inactive, making these persons naturally re­

sistant to HIV infection. That same study found that

Japanese and black African subjects did not have this

mutation and would, thus, always be susceptible to in­

fection.

Genetic factors play a crucial role in susceptibil­

ity and resistance to HIV infection. The most impor­

tant of these is a deletion (CCR5/Δ32) in a cytokine

receptor CCR5, the main coreceptor required for pri­

mary HIV entry into CD4+ cells. Individuals who are

homozygous for this genetic disorder do not express

CCR5 on the surface of CD4+ lymphocytes and, there­

fore, can only be infected by HIV strains that use other

secondary cellular coreceptors like CXCR4. Thus, al­

though individuals who are homozygous for the CCR5/

Δ32 allele show a significant degree of resistance to the

infection, there have been cases of infection with HIV

strains that use the CXCR4 coreceptor. The CCR5/Δ32

mutation was not detected in all races; at present, it has

only been detected in Caucasians (1%), particularly in

the northern European population. Therefore, it is pos­

sible that CCR5/Δ32­heterozygous individuals (5­15%

of northern European descent), by expressing lower

CCR5 concentrations than most people, have some de­

gree of resistance to infection such that, in these per­

sons, the disease progresses more slowly.

Two other polymorphisms in the CCR5 gene have

been shown to affect HIV susceptibility. One is a rare

CCR5 coding­sequence mutation, which, in combina­

tion with the CCR5Δ32 deletion, is associated with HIV

resistance. The other is a polymorphism in the promoter

“Pharmacological objectives seek to prevent the infection of target cells or break the virus replication cycle”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

81

Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

region (position 59356), which is limited to the Afri­

can population and which increases the likelihood of

transmission from mother to child. Polymorphisms in

the promoter region that encodes the HIV­suppressive

chemokine RANTES have been associated with sus­

ceptibility to HIV. Interestingly, the same haplotype is

associated with increased survival in infected indivi­

duals. It has been suggested that this haplotype carries

a higher production of the chemokine RANTES, which

could increase the likelihood of mucosal inflammation

and reduce the haplotype’s integrity. However, in the

case of infection, elevated concentrations of RANTES

suppress HIV replication.

Resistance/susceptibility to HIV has also been as­

sociated with different subtypes of the major histo­

compatibility complex (HLA). In Kenya, in a cohort of

prostitutes with a high degree of exposure to HIV, it was

found that the HLA­A2, A2/6802, B18 and DR1 sub­

types were associated with resistance to the virus, while

the HLA­A23 subtype was related to increased suscepti­

bility. Previously, a reduced risk of vertical transmission

in children with specific subtypes of the HLA class II

(DRB1*1501 and DR13) had also been detected.

On the other hand, it was found that cells from in­

dividuals with high degrees of exposure to the virus

and who were persistently seronegative (HEPS) are

often less easily infected by primary HIV strains, even

in the absence of any known CCR5 mutation, and that

this phenotype is associated with an increased produc­

tion of HIV­suppressive chemokines (such as MIP­1a,

MIP­1b and RANTES), which bind to the CCR5 recep­

tor and block it.

The Berlin patientA classic case that sparked great excitement among the

scientific community and society, in general, was the

famous “Berlin Patient”. Tim Brown was studying at

a university in Berlin in 1995 when he was diagnosed

with HIV. At that time, antiretroviral drugs had not yet

been approved, and the diagnosis of HIV infection was

virtually a death sentence. Luckily for Tim, the use of

antiretrovirals was approved the following year, and he

benefited from them for 11 years, controlling the HIV

infection and returning to his routine life.

In early 2006, Tim developed acute myeloid leu­

kaemia, one of the most aggressive types of leukaemia

in humans. Chemotherapy was administered, but the

patient could only complete three treatments. Despite

that, his leukaemia had been controlled, but it was not

known for how long. While in remission from leukae­

mia, his oncologist told him that his only treatment

option was a bone­marrow transplant, but it couldn’t

be just any bone marrow. The marrow should be from

a donor who, besides being compatible with Tim’s tis­

sues, also had the “protective” CCR­5 gene mutation.

The aim was, as Dr. Malim said, “extremely ambitious:

to cure leukaemia and replace Tim’s immune system

with new cells, all with the CCR­5 openings closed, so

that HIV could not enter.”

Due to the risks of surgery, the patient initially

rejected this alternative, but, in January 2007, the leu­

kaemia relapsed, and the initial treatment with chemo­

therapy did not work. After examining the blood of 67

donors, a patient was found who also had the CCR­5

mutation, and Tim received a bone­marrow transplant

from that person; specifically, Tim underwent a stem­

cell transplant using CD34+, peripheral blood stem

cells that were CCR5/Δ32 homozygous, from an HLA

identical donor. The leukaemia disappeared as a re­

sult of the bone­marrow transplant, and there were no

traces of HIV in Tim’s blood. As a result, Tim stopped

taking his antiretroviral medications.

“Approximately 1% of white northern European Caucasians are naturally resistant to HIV infection”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

The leukemic disease reappeared in 2008, and he

had a second bone­marrow transplant from the same

donor. Tim recovered again. It has been several years

since the first transplant, and Tim does not have leu­

kaemia or the HIV virus (no evidence of viral replica­

tion), so he is not taking antiretrovirals. Tim Brown is

the first human being in which healing has been docu­

mented for the HIV infection.

Now the question is: can this same healing proc­

ess be induced in the laboratory? At the experimental

level, there is already consistent evidence of the fea­

sibility of this option. Explaining in detail the hypo­

thesis of this research, the British specialist noted that

“the main idea is to isolate hematopoietic stem cells

of infected individuals, treat them in the laboratory so

that they change from CCR5+ to CCR­, and eventu­

ally transplant these modified cells into the infected

organism; thus, due to the disappearance of the target

cells susceptible to the virus, it will have no place to

replicate, the organism will be replenished with these

CCR5­ cells and, therefore, the virus will eventually

disappear”. The fact is that a preliminary study has al­

ready successfully (proof-of-principle) used humanised

mice (in which a human­like immune system is mir­

rored) in this regard.

HIV-1 resistance factors and viral antagonistsDr. Michael Malim highlighted four key ideas on major

natural HIV­1 resistance factors, as follows. TRIM5α is

a protein found in the cytoplasm of the target cells that

opposes incoming viral capsids and prevents infection.

Tetherin inhibits the release of the virus from the cell

surface. APOBEC3 protein is not only capable of edi­

ting the viral genome but participates in different stages

of the replication cycle (catalyses the mutagenesis from

C to U and inhibits the first replication stages—reverse

transcriptase inhibition). SAMHD1 suppresses reverse

transcriptase in myeloid cells via a hydrolysis reaction

involving dNTPs (basic components of DNA).

TRIM5α restricts the replication of some retrovi­

ruses, preventing the decapsidation of the viral genome.

Once viral and cellular membranes are fused, internali­

sation of the nucleocapsid and decapsidation of the vi­

ral genome takes place. In this process, the capsid pro­

teins are disassembled, releasing the viral genome. This

step is inhibited by the cellular protein TRIM5α, which

is species specific. Therefore, to infect a given species,

each retrovirus must produce variations in the capsid

proteins that allow it to specifically avoid TRIM5α, as

HIV has done throughout its evolution.

With regard to TRIM5α, research led by Stremlau et

al. has described species­specific restriction factors that

are capable of preventing an HIV infection in a par­

ticular host. The existence of these factors in primates

of the New and Old Worlds might suggest that these

factors have been effective in preventing the establish­

ment of infection by the simian immunodeficiency vi­

rus (SIV) in non­human primates of the New World.

In particular, the TRIM5α restriction factor has been

described as a factor that does not allow productive

infections by HIV­1 and/or SIV in several non­human

primates of the New World. From other species of pri­

mates, these proteins have been shown to inhibit HIV­

1 infection, while the TRIM5α of human origin have

minimal impact.

Furthermore, a recent study has associated the pres­

ence of high levels of this protein with high anti­HIV

activities in a cohort of HEPS women. Polymorphisms

in the gene encoding TRIM5α could restrict or modu­

late HIV infection. A widely studied polymorphism,

R136Q, is associated with high anti­HIV activity and

has been described as the most frequently found poly­

morphism in HEPS subjects.

“Tim Brown is the first human being who has been cured of HIV infection”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

83

Novel therapeutic opportunities for HIV infection | Michael Malim

A promising approach may arise from the ability of

the cyclophilin A protein to bind effectively to HIV­1

capsids and to recruit inhibitory proteins. A TRIM5

variant gene has been identified, a result of the fusion

of this gene with the cyclophilin (CypA) gene, leading

to the production of a protein called TRIM5α­CypA.

This variant has increased ability to inhibit the repli­

cation of HIV­1, due to the increased affinity of this

protein for HIV­1 capsids. It has been suggested that

cyclophilin promotes HIV­1 restriction mediated by

TRIM5α as well as other independent mechanisms.

As Dr Malim remarked, “nature has already given

us samples of these effects because CyaP fusions in owl

monkeys and macaques confer resistance to HIV.” This,

in his view, “can be applied to the treatment of HIV­1+

infected patients, with several reports describing the

inhibition of the virus mediated by CyaP”.

No less promising and suggestive are the studies

involving APOBEC3 proteins. APOBEC3 proteins are

cytidine deaminases that can determine G→A chan­

ges in the coding sequence of HIV­1, a property that

confers antiviral capability. This activity can be coun­

tered by the virus expressing the Vif protein, which re­

cruits an ubiquitin ligase complex based on Cullin­5

that destabilises APOBEC3 molecules. The genetic

variabilities of both the virus and the host can affect

the efficiency with which these processes take place.

Increased G→A editing may result in the restriction

of HIV­1, although changes at sublethal levels could

favour viral diversification.

This APOBEC protein action could be consid­

ered as a novel mechanism of cellular resistance. Un­

like interferon (type 1 or type 2), which is induced in

response to the infection itself, APOBEC is a protein

found in the cell that is encapsidated during the process

of viral particle assembly, so its action is manifested as

soon as the reverse transcriptase function starts. Thus,

the possibility that APOBEC3 proteins can be released

from Vif­mediated suppression has been discussed,

especially given that Vif inhibits the encapsidation of

APOBEC3G/F by induction of proteasome­mediated

degradation.

Experimental studies by Nathans et al. have iden­

tified a small molecule, RN­18, which antagonises the

function of Vif and inhibits HIV replication in the

presence of APOBEC3G. RN­18 increases the levels of

APOBEC3G in the cell in a Vif­dependent manner and

increases the incorporation of APOBEC3G into virions

without the general inhibition of proteasome­mediated

protein degradation. As these studies make clear, RN­

18 increases the degradation of Vif only in the presence

of APOBEC3G, reduces viral infectivity via increased

incorporation of APOBEC3G in virions, and increases

cytidine deamination in the viral genome. Therefore,

the authors conclude that the cooperation demonstrat­

ed by HIV­1 and the Vif­APOBEC3G protein may be

a valid therapeutic target for developing new anti­HIV

therapies based on small molecules and, therefore, en­

hancing innate immunity against the virus.

Meanwhile, Stanley et al. have developed a parallel

line of research that assumes that cellular restriction

factors help defend humans against HIV. HIV acces­

sory proteins sequester at least three different Cull­

in­RING ubiquitin ligases, which must be activated

by small proteins of the NEDD8 ubiquitin type with

the aim of counteracting the host’s cellular restric­

tion factors. These researchers found that conjuga­

An instant during Dr. Malim’s conference.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

tion of NEDD8 to Cullin­5 (by means of the enzyme

UBE2F) is necessary for the Vif­mediated degradation

process of the APOBEC3G factor. In this regard, it has

been shown that the pharmacological inhibition of E1

NEDD8 through the MLN4924 drug avoids the ef­

fect of Vif, restoring HIV restriction via APOBEC3G.

These studies demonstrate that interrupting NEDD8

cascades in the host provides a novel antiretrovi­

ral therapeutic approach to enhancing the immune

system’s ability to fight HIV. Overall, as noted by Dr.

Michael Malim, “one of the great advantages resulting

from focusing therapy on cellular proteins, targeting

small molecules, is that it significantly hinders the abil­

ity of HIV to develop resistance.”

Right now, in the opinion of Dr. Malim, “there are three

main lines of research and development of drugs against

HIV: inhibiting the activity of host proteins (knocking-out

the CCR5 gene is one of the most promising initiatives),

reducing the activity of the antagonists encoded by the vi­

rus (inhibiting the activity of Vif or using APOBEC3G1

Vif­resistant forms), and adding intrinsic resistance fac­

tors against the virus (such as TRIM5a fusion proteins). ❙

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

85

Currently 32 drugs are approved to treat HIV­

1. These belong to different pharmacological

families, which act on different therapeutic

targets and in different stages of the virus replication

cycle: nucleoside­analogues reverse transcriptase inhi­

bitors/non­nucleoside analogues reverse transcriptase

inhibitors (which act on reverse transcriptase), protea­

se inhibitors (which antagonise protease activity), en­

try or fusion inhibitors (which inhibit HIV fusion with

the CD4 cell, preventing its infection and preventing

the virus from entering the cell and taking control),

integrase inhibitors (which block the integrase enzy­

me responsible for introducing HIV genetic material

to the infected cell nucleus), and CCR5 antagonists

(which exert allosteric, non­competitive inhibition on

chemokine receptors (CCR5 and CXCR4) that are es­

sential for HIV to enter the cell).

However, as noticed by Dr. Giuseppe Pantaleo,

“despite this huge, diverse and powerful therapeutic

arsenal, these drugs are not yet able to eradicate HIV

because, when therapy is stopped, the virus returns in­

exorably within 4­6 weeks”.

Why does HIV-1 persist?Therefore, it is important to understand the main me­

chanisms involved in HIV­1 persistence in infected in­

dividuals after HIV­1 replication is blocked by antire­

troviral therapy. Currently, two main hypotheses exist

to explain this situation.

On the one hand, the existence of a latent HIV

reservoir (latent virus presence in memory CD4 T

lymphocytes) has been suggested; this reservoir is

estimated to be 105­107 cells at rest. Furthermore, the

prolonged half­life of these CD4 cells (with latent

HIV) limits the possible long­term efficacy of a sup­

pressive antiviral therapy. It has been estimated that a

time period of approximately 70 years is necessary to

ensure the removal of all of these reservoirs via com­

plete suppression of virus replication; if this is true,

these reservoirs are not going to be vulnerable to

current existing antiretroviral therapies (which only

prevent the virus from spreading to other cells) or to

the immune system.

Is HIV functional cure a realistic cure? Giuseppe PantaleoProfessor of Medicine and Head of Division of Immunology and Allergy, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV), University of Lausanne, Switzerland

Biography outline

Dr. Giuseppe Pantaleo is a full

professor of medicine and Divi-

sion Chief of the Immunology

and Allergy division and the Lab-

oratory of AIDS at the University

of Lausanne in Switzerland. He is

also the executive director of the

Swiss Vaccine Research Institute.

Dr. Pantaleo has been awarded

the Cloetta-Award in Basic and Clinical Experimental Medicine

(2000), the Pfizer Research Prize in Clinical Research in Infec-

tious Diseases (1999), the National Institutes of Health NIH Di-

rector’s Award (1996) and the Academia dei Lincei – Award in

Basic and Clinical Virology (Guido Lenghi and Flaviano Magrassi

Foundation) (1996).

Giuseppe Pantaleo

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo

The other hypothesis is based on the idea that,

even if complete removal of HIV­1 can be achieved,

a residual virus replication exists that will refill the

latent cell reservoir(s). Macrophages, CD4 cells, and

dendritic cells are thought to be involved in this pro­

cess. Additionally, a hidden cell reservoir located in a

privileged compartment is thought to exist that would

help these cells to become resistant to the cytopathic

effect of HIV because they are not accessible to cyto­

toxic CD8 T cells. The spread of the virus in this case is

minimal but sufficient; this marginal replication of the

virus could be associated with refilling the reservoir of

dormant cells.

According to Dr. Pantaleo, “both hypotheses are

valid and are not mutually exclusive: it is likely that, on

the one hand, this reservoir of infected dormant cells

helps to perpetuate the infection, and, on the other

hand, that residual virus replication happens at the

same time. However, the second hypothesis is favoured

by some studies showing that there are low levels of

plasma viremia (20 copies/mL of ARN from HIV) in

a large number of patients undergoing antiretroviral

therapy.

Significance of TFH cellsA classic study by Pantaleo (published in Nature in

1993) revealed that lymphoid tissues are the primary

reservoir for HIV and represent the primary site for

infection and replication (even during the asympto­

matic phase of the infection). In 2000, progressive re­

search in this area identified a new population of CD4

T cells located within the germinal centres; these are

the follicular helper CD4 T cells (TFH), which are ne­

cessary for cell maturation, antibody production and

antiviral immunity mediated by CD8 T cells.

For Dr. Pantaleo, “proving that the follicular helper

CD4 T cells (TFH) represent the main reservoir of the

infection, HIV replication and production, could indi­

cate that TFH cells may favour residual virus replica­

tion and transient increases of the viral load observed

during antiretroviral therapy, also contributing to the

refilling of the latent reservoir”.

A thorough analysis of the interaction between

TFH and B cells generates some interesting findings.

Humoral immunity requires the interaction between

specialised TFH and B cell populations in the germi­

nal centre to produce memory B cells and long­lived

plasma cells. The molecular interrelationship between

B cells in the germinal centres and TFH cells influ­

ences the survival, proliferation and differentiation

of each cell type. This pairing between B cells in the

germinal centre and TFH cells also happens at the

transcriptional level (such as the Bcl­6­IRF4­Blimp­1

axis), which is crucial for the differentiation of B cells

and for the identification of TFH cells.

Moreover, it has been shown that TFH lym­

phocytes may lead to other conventional CD4 T mem­

ory lymphocyte populations, after the end of the GC

response. Identifying TFH cells as the main reservoir

of CD4 T lymphocytes for the replication and produc­

tion of HIV may help with regard to targeted strategies

to fight against both the cells responsible for residual

virus replication as well as those that favour high levels

of replication and virus production.

“At present, 32 drugs are approved for HIV-1. These drugs are from different families that act on different pharmacological therapeutic targets and during different stages of the virus replication cycle”.

“There are high hopes for the genetic approach to this health problem”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

87

Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo

According to a recent study by Pantaleo, follicu­

lar dendritic cells (FDCs) represent the largest com­

partment of CD4 T cells for HIV­1 infection as well

as for HIV­1 replication and production. Specifically,

this study shows that this subtype of cells contains the

highest number of copies of HIV DNA and is also rich

in HIV­specific CD4 T cells. This leads the authors to

speculate that antibodies directed to TFH cells could

reduce the HIV reservoir.

Some of these observations have been obtained

from a study of four different populations of CD4 T

cells isolated from the lymph nodes of four distinct

groups of people: 23 subjects with chronic HIV in­

fection (CD4 count > 400/mm3 and plasma viremia>

5,000 copies/mL); 14 subjects with undetectable

plasma viremia (<20 copies/mL of HIV RNA) after

72 weeks of antiretroviral treatment (lymph node tis­

sue was analysed at baseline (before starting antiviral

treatment) and at 72 weeks); 3 patients with non pro­

gressive HIV disease and low levels of plasma viremia;

and a control group of 13 HIV– subjects.

This study used different markers for differen­

tiating cell subtypes. TFH cells were of the subtype

CXCR5+ PD­1+; these cells express Bcl­6 and the ICOS

molecule and have the ability both to produce IL­21

and to collaborate in the production of IgG1 and IgA

from B cells in the germinal centres.

The greatest number of copies of viral DNA was

found in TFH cells (mean 50,953 copies/106 mononu­

clear cells), followed by CXCR5­ PD­1+ cells (23,182

copies/106 cells). Experiments in vitro confirm that

TFH cells are the most efficient at collaborating in

HIV replication and reproduction. Furthermore, it

has been observed that TFH cells are expanded in the

lymph nodes of HIV­infected viremic patients, dem­

onstrating a significant extension of CXCR5 ­ PD­1+

CD4 T and TFH cells in viremic patients and a signifi­

cant reduction of both cell populations after suppress­

ing viral replication using antiretrovirals. In this way,

enrichment of CXCR5­ PD­1+ CD4 T and TFH cells

in HIV­specific CD4 T lymphocytes (as well as CD4 T

cells containing viral DNA) is confirmed.

Researchers have also tested whether these dif­

ferent cell subpopulations can harbour the virus effi­

ciently or not. Thus, it has been found that TFH and

CXCR5­PD­1+ cells—but not CXCR5– PD­1– and

CXCR5+ PD­1– CD4 T cells— help efficiently with

virus isolation and production in patients with lower

viremia levels.

Additionally, the total percentage of TFH cells in

lymph nodes directly and closely correlates with HIV

viremia levels, so that increased levels of these cells is

associated with increased plasma viremia levels. How­

ever, this correlation is not so clearly observed in the

other cell subpopulations analysed (CXCR5– PD­1–

CD4, CXCR5– PD­1+ CD4 and CXCR5+ PD­1– CD4).

This emphasises that TFH cells have the greatest in­

volvement (that can be detected at this time) in the

expansion of the virus.

Several main conclusions have been drawn from

the research conducted by the Panteleo group. It is

evident that TFH cells become the main reservoir

of CD­4 T cells for HIV infection, playing a key role

in virus replication and production. These TFH and

CXCR5­ PD­1+ cells may be the main obstacle to

Dr. Pantaleo explained the importance of the Thf cells in the HIV.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo

achieving a functional HIV cure or eradication, so the

development of therapeutic strategies aimed specifi­

cally at these two cell populations is a priority, particu­

larly given that these two cell types could be responsi­

ble for over 90% of the viral load.

Therefore, insisted Dr. Pantaleo, “TFH cells appear

to be good candidates to help the residual virus repli­

cation and may possibly be the source of viral signals

(viral blips). In this sense, the development of bispe­

cific antibodies against CD4 and PD­1 may represent

an effective strategy for eliminating TFH and CXCR5–

PD­1+ cells infected by HIV”.

The next stepSeveral lines of research are being developed to de­

termine alternative therapies that specifically target

TFH and CXCR5­ PD­1+ cells. There is a fundamen­

tal difference between the cascades of events that

occur in the germinal centres after antigen­specific

stimulations in the lymph nodes of HIV– subjects

and HIV+ patients. In infected patients, follicular­

dendritic cells filled with HIV particles are detected

in the germinal centre.

In a study not yet published, Pantaleo et al. show

how TFH cells are effective in their ability to stimulate

the production of antibodies in HIV­infected patients.

High levels of HIV replication and production,

which correlate with plasma viremia levels, have

been detected in TFH cells. Therefore, the question is

whether low levels of HIV replication and production

in TFH cells are responsible for the virus blips. As ex­

plained by Dr. Giuseppe Pantaleo, “we believe that, in

completely suppressed individuals, the stimulation of

the immune response is not against HIV; any time they

respond to any other type of pathogen and develop

an immune response in the germinal centre (in need

of generating antigens against these new pathogens),

there will be TFH cell activation; if the individual al­

ready has TFH cells infected with HIV, and consider­

ing that antiviral therapy will not block the viremia

due to reactivation of the virus in isolated cells (it will

essentially block its spread), virus blips may occur”.

Short episodes of increased plasma viral load have

been described in patients receiving antiretroviral

treatment and exhibiting good virological control;

these patients maintain an undetectable viral load and

show occasionally detectable low­level viremia. These

episodes are isolated and limited, without changes in

treatment. For an increase in viral load to be consid­

ered a blip, it should be less than 500­1000 copies/mL,

and it should be undetectable in the next determina­

tion because it is a transient response (current antiviral

therapy blocks the virus and prevents its spread and

amplification).

As a final thought, Dr. Giuseppe Pantaleo affirmed

that “we are in a tremendously exciting time for HIV

management, with high hopes especially in the genetic

approach of this health problem.” However, he added,

“there are many other avenues of research, more fo­

cused on immunological aspects. The possibility of

combining strategies (acting on latent reservoirs of

CD4 T cells and/or interfering with residual replica­

tion) to eliminate HIV reservoirs opens the door to

multiple interventions, with some resources already at

“The ability to combine multiple strategies enables us to consider a possible functional cure of HIV-1”.

“Despite a powerful therapeutic arsenal, we still have not been able to definitively eradicate HIV”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

89

Is HIV functional cure a realistic cure? | Giuseppe Pantaleo

an advanced stage of development, so that we are able

to think of a possible functional cure of HIV­1.”

With regard to the latent reservoirs, there has been

progress in the study of histone deacetylase enzyme

inhibitors (HDIs), which have a demonstrated abil­

ity to activate the exit of HIV from its reservoirs (it

is believed that HIV uses the cellular mechanism de­

rived from the action of HDAC to remain latent); on

the other hand, regarding possible actions on residual

replication, progress is being made in the generation

of therapeutic vaccines, anti­PD­1 drugs, and immune

activation inhibitors. ❙

91

T o review what has been learned from basic

and clinical research, what is being imple­

mented, and what challenges remain in

addressing HIV­1 infections, Dr. Javier Martínez­Picado

participated in this forum and, in his lecture, analysed

the different HIV phenotypes (from infected patients

with prolonged survival despite their lack of antiretro­

viral treatment to patients who progress rapidly or who

may be refractory to infection by HIV­1).

Viruses exist to persist. Their nature leads them to

perpetuate themselves, and, for this reason, they try to

fulfil two main objectives: (1) to escape the threats and

obstacles that the immune system poses for them and

(2) to limit their own potential cytotoxic effect as much

as possible, so that they are at least able to propagate to

another potential host. This happens with all viruses,

although with some differences. By way of example, the

Catalan expert recalled that the hepatitis C virus repli­

cates persistently, without actually becoming latent, and

escapes the immune system and that the herpes sim­

plex virus does the opposite (i.e., it becomes dormant

and only manifests itself clinically with sporadic out­

breaks at certain times when the immune system has

some deficiency). Meanwhile, in the absence of antire­

troviral treatment, the human immunodeficiency virus

follows a dual strategy (combining the mode of action

of both viruses cited above) because it replicates con­

tinuously and becomes dormant in a few cells that have

particular relevance to the immune system.

Bad and good newsIn the current approach to HIV­1 infection, there is

good and bad news. The latter emphasises the stubborn

persistence of the virus. HIV­1 is a virus that, in the

absence of an appropriate antiretroviral therapy, conti­

nuously replicates, resulting in an increase in its genetic

diversity and in the presence of escape mutations—the­

reby avoiding both the immune system (cytotoxic cells

and humoral responses) and the effects of antiretroviral

therapy. The HIV virus accomplishes even greater and

more challenging complexity by integrating with hu­

man DNA, which leads to virus latency in a few cells that

are hidden from the immune system and inaccessible to

antiviral drugs. Moreover, if this latency is reactivated at

some point, a new setting of infection takes place. Con­

sequently, when antiretroviral therapy is stopped, the

Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observationJavier Martínez-PicadoICREA Research Professor, AIDS Research Institute IrsiCaixa and Autonomous University of Barcelona, Spain

Biography outline

Javier Martínez-Picado received

his PhD from the University

of Barcelona in 1994. He then

worked as an assistant professor,

teaching different microbiology

courses. In 1996, he joined Mas-

sachusetts General Hospital as a

postdoctoral researcher, where

he started his research in AIDS.

In 2000, he obtained a position as a biomedical researcher for the

Spanish Health Department appointed to the Hospital “Germans

Trias i Pujol” in Barcelona, where he has continued his work in

AIDS research.

Javier Martínez-Picado

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado

risk of infection recurrence cannot be eliminated if one

of these cells that contains latent viruses is reactivated.

In addition, continuous replication of the virus and

its latency in some hidden cells are mixed with a particu­

larly relevant event. People infected with HIV­1 (mainly

untreated patients but also treated patients and those

receiving therapy for prolonged periods) display an in­

crease of inflammation and immune system activation.

These people are not able to normalise their immune

systems, either because of irreversible damage to bacte­

rial translocation (increasing the levels of certain mol­

ecules, such as endotoxins, that consistently maintain

high activation levels in the body) or because of a dispro­

portionate presence of alpha­interferon (which keeps

their immune systems activated), etc. In any case, as Dr.

Martínez­Picado summarised, “the peculiar aspects of

replication, integration, immune activation and inflam­

mation will favour viral persistence of HIV­1 infection.”

Nonetheless, there is also good news in this field,

including the rapid and effective early identification

of HIV­1, the rapid development of better­performing

diagnostic tools, improvements in the development of

antiretroviral drugs (although there are still gaps in the

implementation of these therapies in all countries),

documented improvements in our understanding of

the complex pathogenesis of the virus, and the extent of

some transcendental prevention strategies (i.e., in the

transmission from mother to child, in relation to the

preventive efficacy of male circumcision, with regard to

the slightly beneficial effect offered by some antimicro­

bials, and in the use of post­exposure or pre­exposure

prophylaxis).

However, Dr. Martínez­Picado warned, “we still

have very bad news. Despite the effectiveness of current

treatments, still for every person who starts antiretro­

viral treatment, two new cases are diagnosed in hu­

mans preventing minimisation of the epidemiological

impact of this drama”. In addition, he said, “today we

continue without a cure for HIV infection and without

a preventive vaccine; as long as we do not have a cure

for the virus and/or a vaccine to prevent its occurrence

in populations at risk, we will have a big problem. Al­

though major advances have been observed in the last

three decades, clearly still we face important and new

challenges”.

Types of progressionIn recent years, several types of HIV patients have been

identified, primarily with regard to the manner in which

the infection progresses. Using a simple Cartesian co­

ordinate system, the speaker tried to exemplify the di­

fferent relationship that exists in each of these patient

subtypes between the progression of the disease and the

presence of the virus in the blood.

Most people infected with HIV­1 show varying

degrees of viremia and disease progression. A large

number of patients (Cascade Collaboration) have

demonstrated that, on average, subjects who are infect­

ed and do not receive treatment with antivirals usually

require between 7 and 11 years to develop AIDS and

between 8 and 12 years to die (if they have not received

antiretroviral therapy). On the other hand, other studies

involving smaller subgroups have revealed different

traits of interest.

HIV controllersThe HIV controllers subset of patients consists of tho­

se individuals who are controllers of the HIV infection.

These are individuals with very low levels of symptoms

and poor disease progression; in addition, most of them

express very low viremias (in elite controllers, no viremia

“The goal of the virus is to perpetuate itself by escaping the immune system and spreading to another host”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

93

Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado

at all can be detected using standard techniques, though

some viremia can be detected using ultra­sensitive

techniques). It is estimated that only one in 300 infected

people may be an elite controller; however, despite their

low number, the patients belonging to this group have

been extensively investigated because, as the speaker said,

“it can show us the clue to what happens in these patients

to be able to curb the development of this disease”.

In this regard, it has been suggested that there may

be a peculiar feature of HIV­1 that favours infecting

these elite controllers (a defect); however, this hypoth­

esis has not yet been confirmed. It is possible to isolate

and characterise viruses with replication capacity from

tissues of patients who are elite controllers, and results

have shown that some of these subjects have received

the viral transmission from AIDS patients (who, there­

fore, display a progressive infection). Meanwhile, com­

plete viral genome sequencing has shown that, in many

of these viruses, there are no clear defects that explain

the existence of a viral deficiency (although, in many

cases, small defects have been detected that are associ­

ated with lower virus replication abilities).

Because the presence of the virus fails to explain,

in light of our current knowledge, the reasons for this

group of elite controllers, studies have been initiated

that are aimed at analysing other variables (genetic,

immunological, etc.). Of these, the study with the most

compelling evidence is focused on evaluating the in­

teraction between the molecules involved in antigen

presentation.

As demonstrated years ago, an infected cell presents

the antigen (in this case, viral peptides) via a molecule

(the major histocompatibility complex HLA), which

causes an effector cell (cytotoxic cell) to react and pro­

duce a cytolytic effect on the infected cell. All humans

have a specific HLA pattern and identifier; depending

on the specific HLA of each person and whether the

haplotype is homozygous or heterozygous, each person

has more or less protection against a particular virus.

These findings have been confirmed in large ge­

nomic studies. In a large international cohort (of nearly

1,000 elite­controller patients who had received no

treatment), an analysis of the complete human genome

to phenotype association was performed. This analysis

concluded that the main determinants of HIV­1 con­

trol are located in chromosome 6, in a region associated

with the major histocompatibility complex (namely,

the HLA­B). These results indicate that a number of

immunogenetic haplotypes confer different risks of

HIV­1 progression (protective alleles: B*57:01, B*27:05,

B*14/Cw*08:02, B*52, and A*25). Thus, a genetic mark­

er could be a useful guide with regard to the level of

HIV progression in a patient who is not treated.

Another smaller subset of subjects, one which is less

well known/studied, includes patients who are control­

lers of the virus. Post­treatment controllers are patients

who, after showing a detectable viremia at the start of

their infection, have started early antiretroviral treat­

ment (in the acute phase, approximately during the

first 4 weeks after the primary infection occurs). Some

of these patients, in whom antiretroviral therapy has

been stopped for some reason, have constituted docu­

“In the absence of adequate antiretroviral treatment, HIV-1 replicates continuously”.

During his conference, Dr. Martínez-Picado analized the different HIV phenotypes.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado

mented cases of spontaneous control of viremia levels,

maintaining CD4 cells at relatively high levels. From the

most significant, recently published studies regarding

these patients, three essential ideas come to the fore: (1)

the number of such patients is extremely low (approxi­

mately 5.5% of those interrupting antiretroviral therapy

after starting such therapy soon after a primary infec­

tion); (2) these patients have no protective HLA alleles;

and (3) a cytotoxic response appears to be involved in

the control of the infection (weak responses of CD8+ T

cells specific for HIV).

Patients who progress quicklyCompletely opposite is the situation with patients defi­

ned as rapid progressors, i.e., those who exhibit accele­

rated disease progression after primary infection. In a

study of a European cohort (Cascade), which included

nearly 19,000 patients followed up from the time of se­

roconversion, 15% of the subjects had CD4 cell counts

less than 200 CD4 cells/μL, despite not having received

antiretroviral therapy for three years after the occu­

rrence of the infection. This percentage rose to 40% if

patients with 200­349 cells/μL are included. These data,

according to Dr. Javier Martínez­Picado, “are much

higher than expected, so the rapidly progressing infec­

tion is an emerging problem which we’ve only begun to

be really aware of”.

The AIDS Research Institute, in collaboration with

researchers from the group led by Giuseppe Pantaleo,

has started the laborious effort of screening their co­

horts in search of patients exhibiting rapid progres­

sions of the infection (with CD4 cell counts lower than

350 cells/µL within less than three years after the pri­

mary infection) or patients with AIDS­defining crite­

ria. So far, 150 patients have been identified with these

features, “which will allow us to meditate about more

biological questions,” according to the speaker.

Among the results obtained to date, it is worth not­

ing that many of these rapid progressors are infected

with a peculiar virus typology. They are particularly

sensitive patients with significantly higher levels of vi­

ruses that use X4 receptors or, simultaneously, R5/X4

receptors (patients who exhibit standard progressions

after the primary infection are infected primarily with

the R5 virus).

Furthermore, after isolating the virus and success­

fully performing in vitro tests regarding how viral

replication occurs, it has been determined that viruses

isolated from patients who progress rapidly replicate

much faster than viruses isolated from patients exhibit­

ing normal progressions.

Studies of cellular immunity in patients with rap­

idly progressing infections show that these subjects have

very weak cytotoxic responses compared to standard re­

sponders. Moreover, this cytotoxic response does not ap­

pear to recover with antiretroviral therapy. To illustrate

these findings, the speaker presented a clinical case in

which the risk of rapid progression also increased when

the virus that passes from donor to recipient (both pa­

tients sharing identical HLA supertypes) incorporated

escape mutations against cellular immunity.

Viremic Nonprogressor Patients The group of patients classified as viremic nonprogres­

sors is also small and has been studied very little so far.

These patients have very high viremias for years but do

not develop any disease symptoms or reduction in CD4

cells. Approximately 1 in 1,000 infected patients may be­

long to this select group.

“One in 300 people infected with HIV01 is an elite controller”.

“For every person who starts antiretroviral treatment, two new cases are diagnosed”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

95

Host-virus interactions in HIV-1 disease progression: learning from clinical observation | Javier Martínez-Picado

To properly study the basis of the clinical progres­

sion of the disease, it seems more logical to compare

patients who are rapid progressors with viremic non­

progressors because comparing rapid progressors to

elite controllers poses many challenges (such as verify­

ing that the presence of the virus modifies the immu­

nology of the patient and that slow progressors have no

significant levels of the virus, which limits the validity

of any conclusions drawn from a comparison with pa­

tients showing rapid progression).

Based on this consideration, viremic patients who

develop the disease were compared to patients with

high viral loads who do not progress or do so very

slowly. Due to the very specific patient subgroups

and their small numbers, Rhesus macaques and Sooty

mangabey monkeys were included in these studies.

As remarked by Dr. Martínez­Picado, “HIV infec­

tion in humans keeps a close parallel with infections

caused by the simian immunodeficiency virus (SIV) in

non­human primates; in fact, most of these infections

in non­human primates would behave as HIV infec­

tions in elite controllers (they have a good quality of

living, with low levels of viremia). However, there are

two non­human primate models lacking this standard

behaviour: Rhesus macaques progress very fast when

infected with SIV, almost tracing the events that occur

in HIV­infected patients who progress rapidly; mean­

while, the Sooty mangabey monkeys with SIV do not

develop the disease, despite expressing high levels of

virus in the blood.”

Based on these assumptions, a comparative tran­

scriptomic approach was utilised, that compared the

results between rapid­progressor and viremic­non­

progressor patients with findings compiled from com­

parisons between Sooty mangabey monkeys and Rhesus

macaques.

This approach has enabled the identification, on

the one hand, of possible common genetic traits and

transcriptomic traits among rapid­progressor patients

and Rhesus macaques, and, on the other hand, of traits

among viremic nonprogressor patients and Sooty

mangabey monkeys.

Significant similarities have been identified, thanks

to this model, both in regard to the response to in­

terferon and in genes involved in immune activation.

Enrichment analyses of genes have made it possible

to identify four genes that are overexpressed in rapid

progression models, both in monkeys and in humans

(CASP1, CD38, LAG3, TNFSF13B), and two genes that

are over expressed in non­progression models (both in

monkeys and in humans), despite high levels of viremia

(SOCS1, EEF1D).

Exposed and uninfected peopleA final subset of subjects consists of people who are ex­

posed to HIV but who do not become infected. To pro­

perly study these isolated cases, the research team of Dr.

Martínez­Picado has focused on a very specific cohort

of subjects, namely patients with haemophilia (haemo­

philia A) who received factor VIII concentrate infusion

before 1984 and who are not infected with HIV.

At present, 560 patients with haemophilia A and

HIV­1 negative tests, who have received documented

VIII­concentrate therapy between 1979 and 1984, have

been selected for this cohort. A first analysis of this

population has attempted to discern if there is a genetic

factor protecting against HIV in these individuals,

despite the fact that they are all HCV+. It has been

found that only 6.4% of patients are CCR5Δ32 ho­

mozygous. In addition, after screening over 1,000 poly­

morphisms and approximately 4,000 genes, no other

genetic marker or significant alteration in the number

“Rapidly progressing infections are an emerging problem of which we have only begun to be aware”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

of copies of genes were found that can be associated

with the protection of patients against HIV infection.

Despite these dispiriting results, a full exome sequenc­

ing of this cohort of patients is being performed.

In his conclusions, Dr. Javier Martínez­Picado sum­

marised five basic ideas: (1) humans show a significant

variation in clinical outcomes after HIV­1 infection; (2)

immunogenetics reveals that the major histocompatibili­

ty complex is a critical determinant for the progression of

HIV­1 disease; (3) rapid progression of the HIV­1 disease

is a phenomenon much more common than previously

thought; (4) human models and nonhuman primate dis­

ease­progression models have great similarities in terms

of transcriptomics; and (5) other than CCR5Δ32, no

other genetic determinant has been found that is closely

associated with resistance to HIV­1 infection. ❙

“Models of disease progression have large transcriptome similarities in humans and other primates”.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES

97

Emer

ging

infe

ctio

us d

isea

sesdis

cuss

ion

Moderator: Juan Carlos LópezRound table: Albert Osterhaus, Michael Malim, Giuseppe Pantaleo and Javier Martínez-Picado

99

Question: In connection with the

study being undertaken to identify

the receptor used by HCoV-EMC,

I wonder if the macaque is a good

model to detect and isolate the virus.

Albert Osterhaus: The answer is yes.

Although it can never be verified for

100% of monkeys, we tested diffe­

rent species in the European Union

project in which we participated.

What we have done is reproduced

the disease with the idea of being

able to develop action strategies as

quickly as possible.

Question: Have you described the

ten patients with HCoV-EMC vi-

rus?

Albert Osterhaus: No, we have not

described them. What we have done

is shared the information that we

have obtained with other groups

and, in total, we have brought toge­

ther ten patients, five of whom have

died.

Question: Have you been able to

document transmission between

humans?

Albert Osterhaus: This is the most

crucial issue. They were all indivi­

dual cases. Apart from the first two,

for whom we had only retrospecti­

ve data, I think most of the patients

were isolated cases. A serological

study should be conducted as soon

as possible in camels, sheep, goats,

etc. in risk areas. We had a mee­

ting in Cairo three weeks ago and

also talked with local authorities to

see what could be done, to enable

work to take place in a more syste­

matic way, allowing us to validate

the observations we make. Now we

can do it because we have the skills

and resources needed, although we

lack some materials. I do not think

that transmission from human to

human has been demonstrated yet.

This is crucial. We must not forget

that, after occasional transmission

of SARS between animals, the virus

was suddenly passed to humans;

this is what we have to analyse and

for which we must prepare.

Juan Carlos López: I am very in-

terested in what you have reported

with regard to the canine virus

affecting seals and those animal

viruses that seem to spread in such

unexpected ways. It is also said

that global warming is causing

emerging infectious diseases. Is

there really any convincing evi-

dence that climate change is invol-

Discussion

Drs. Martínez-Picado, Malim y Pantaleo during the discussion.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion

ved, i.e., that climate change has

any major responsibility for this

animal epidemic?

Albert Osterhaus: Well, this can ne­

ver be asserted unequivocally; it’s

only one factor among many. Ob­

viously, global warming affects di­

fferent things like, for example, the

migration patterns of whales, birds

and seals. Many of these viruses

pass from one species to another,

and there are now contacts that did

not happen in the past. However, we

cannot say that this is because of

global warming because the situa­

tion is too complex. There are too

many factors. The important thing

is to study this aspect in a holistic

way and try to combine all of these

different factors, understand them,

and, preferably, put them into ma­

thematical models.

Question: I have doubts concer-

ning the case that you presented

regarding the patient who recei-

ved new stem cells that were re-

sistant to HIV infection. At least

at first, this patient had two T-cell

populations: the autologous po-

pulation, which were sensitive,

and another population that was

resistant. Initially, it presented

like a persistent infection, which

may be an ideal situation for se-

lecting escape mutants at high

speed. Was that the case or did

the patient develop immunity to

the infectious virus?

Michael Malim: First, I must say

that I had nothing to do with that

research. I know there are studies

that are going to try to find viral

sequences in this individual, and

finding them is somewhat arbitrary.

Giuseppe Pantaleo: I think there’s

something that makes this patient

very different. We must not forget

that this patient received two bone­

marrow transplants and showed

a recurrence of acute leukaemia.

The fact that he received up to two

bone­marrow transplants is a fairly

unique situation, so it is a hard sell

to call this patient representative.

Personally, I think it is impossible

to apply this case to HIV patients

who do not have acute leukaemia.

Carrying out this type of treatment

would be very difficult. Again, it will

be difficult to replicate the findings

in this case because this is a patient

who was in a special situation. This

patient is not very representative

because he has been subject to two

powerful treatments with chemo­

therapy and antiretroviral drugs,

treatments that have really remo­

ved most of the viral reservoir. Mo­

reover, the fact that the patient had

a negative CXCR5 must have played

a role, so, even if any residual virus

were in his body, it could not have

been amplified.

Javier Martínez-Picado: Deep se­

quencing was performed in this pa­

tient, in search of CXCR4 phenoty­

pic characteristics, and it was found

that 3% of the virus was CXCR4. The

next step was to recreate these se­

quences in recombinant viruses, and

when this was accomplished, it was

possible to replicate another virus. It

remains to be seen if, despite having

Emerging infectious diseases generated a great expectation.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion

101

low levels of CXCR4, the virus cha­

llenged with escaping the gene thera­

py strategy was unsuccessful. In fact,

a second blood transplantation has

been successfully performed with

homozygous CXCR5­Δ32; however,

in attempts made to use these cells

in new transplantations in living

beings, it has not been possible to

infect with R5, as expected, or with

X4, which, for unknown reasons, is a

challenge for us.

Question: What might be the

consequences of therapy with

APOBEC3 in cells that do not have

the virus or are dormant? Are there

any symptoms? What can happen

with a normal cell using this type

of treatment based on APOBEC3?

Michael Malim: This is an exce­

llent question. However, the answer

is that we do not yet know because

we do not know what the natural

functions of these proto­oncogenes

are. It seems to consist of a family of

genes that has expanded greatly in

primates, and eleven members have

already been identified. The truth is

that the knock-out mice with inac­

tivated APOBEC3 appear normal,

but we do not really know what ha­

ppens in humans. Of course, cell li­

nes grow well with these APOBEC3

proteins in the laboratory.

A potential danger has been re­

vealed by deep sequencing in breast

cancer genes. In some of these tu­

mours, DNA mutations driven by

APOBEC3 have been observed. It is

logical to think that increasing ac­

tivity also has the risk of introduc­

ing genomic mutagens. This is an

area of research that is ongoing and,

of course, is a concern.

Question: In your presentation,

you analysed different expression

genes that occur in two para-

llel situations with humans and

monkeys, identifying four genes

that are differentially expressed.

However, some studies have found

an association between the patho-

genesis of the virus and the expres-

sion of non-coding RNAs. Do you

have any explanation for this lack

of coding?

Javier Martínez-Picado: The short

answer is no. We conducted an

analysis of messenger RNA, but we

have not taken into account other

RNA molecules. And it is a growing

field of interest.

Juan Carlos López: Do you really

think that there may be a functio-

nal cure for HIV?

Giuseppe Pantaleo: We are getting

closer to having a bigger impact. I

do not know if the line of work we

are following is going to be the final

strategy, but I think the things we

are looking into are more and more

effective in terms of their potential

impact. It is still going to take some

time to achieve a functional cure for

HIV, but I am more optimistic about

the possibility of having an effective

and definitive prophylaxis.

Juan Carlos López: I enjoyed your

analysis of signalling pathways

that could guide future attempts

to address the virus, and the ideas

behind gene therapy or cell thera-

py are also very interesting. Howe-

ver, I think it would be difficult to

use this type of therapy, given the

challenges posted by regulatory

Simultaneous translation allowed to follow up all the conferences and discussion.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion

agencies, bureaucratic obstacles,

budget cuts, etc., but it is worth

thinking about. However, from the

classical viewpoint, that is, classi-

cal targets, how would you prio-

ritise? What strategy would you

choose?

Michel Malim: Certainly, my opi­

nion on this is a bit biased, but it is

true that all scientists have a biased

opinion because we each focus on a

specific research direction. I think

APOBEC3 proteins are excellent

therapeutic targets, but, although a

decade of research has been carried

out in this field, problems remain

with regard to obtaining satisfac­

tory results.. Moreover, the study

of TRIM5α is a challenging field

because the human TRIM does not

really work against HIV. SAMHD1­

related studies are also suggestive.

Moreover, tetherin, which I did not

talk much about in my speech, is a

cell surface molecule whose use has

the same rational logic. I think it is

a good target that warrants further

study. A recent article has shown

that tetherin promotion and elimi­

nating virus activity are also impor­

tant targets.

The truth is that I have been

thinking that the most successful

line of research is APOBEC3, but

it’s still not clear. The only thing

that seems clear is that human

TRIM does not work; therefore, I

would follow the other two options,

APOBEC3 and tetherin.

Juan Carlos López: The analysis

of the different cohorts of patients

is fascinating, and it is rarely dis-

cussed how much we have learned

analysing extreme phenotypes,

which have always been very im-

portant. It is a pity that no statis-

tically significant values have been

found in the first genetic analysis,

although there is still the hope of

finding something more interes-

ting in the comprehensive analy-

sis of exons. Do you expect some

interesting findings in any of the

cohort subsets that have been de-

fined?

Javier Martínez-Picado: Statistical

analysis involving multiple com­

parisons is very complex. In this

analysis we used different recovery

rates, a more relaxed approach, and

have found nothing of significance

in the aggregate of all cohorts. We

have also been able to collect cells

in a subset of cohorts and hope to

find some interesting outcomes.

Now, we are not only carrying out

the exons analysis but are also con­

ducting in vitro functional assays

Foundation held the fifht conference of this cycle.

EMERGING INFECTIOuS DISEASES Discussion

103

with these cells. However, we do

not know what we to expect, parti­

cularly given that these people ob­

viously were exposed to the virus

some time ago. I really do not know

if the responses of the cells we have

will be similar to their responses

years ago, but we still have the cells

and can work with them.

Question: How often are follicular

cells found in normal individuals?

Giuseppe Pantaleo: In HIV­nega­

tive individuals, it is estimated that

2% of CD4 T lymphocytes from

lymph node tissue are TFH cells; in

viremic patients, this number is as

high as 6 or even 10%.

Javier Martínez-Picado: Intri-

guingly, controversial findings

have been published that suggest

that perhaps some of the antire-

troviral drugs that we have used in

recent years do not penetrate the

lymph nodes very well, and this is

exactly where the target cells are. It

also seems to me that, in your sli-

des, the viral quantification levels

are quite high and significant. Do

you think that both events are ha-

ppening – in other words, that no

drugs available today adequately

penetrate the reservoir and that

infected cells are capable of repli-

cating efficiently?

Giuseppe Pantaleo: I think the fin­

dings you mentioned have been

misinterpreted. I’m not saying that

data regarding antiretroviral tis­

sue penetration are not valid, but

unfortunately I do not think that

applying this type of drug quantifi­

cation to total tissue provides a great

deal of information. For one thing,

it cannot really determine whether

there are suitable concentrations of

antiretroviral drugs in some target

tissue compartments. It is possible

that therapeutic levels cannot be

reached, particularly given the high

numbers of infected cells that we

have found.

Question: How can new drugs

like antiPD-1 benefit the current

approach to treatment?

Giuseppe Pantaleo: There are a

couple of laboratories that are inter­

ested in applying antiPD­1 therapy

to HIV infection, to restore or revive

cells or to restore immune function

of CD8 lymphocytes. AntiPD­1 has

been successful for the treatment of

cancer but is associated with serious

side effects. In our case, we do not

need an antiPD­1 agonist to stimu­

late recovery; what we need is to

simply remove the virus. We need to

direct and bind it without activation,

especially to limit the side effects

observed in cancer treatment.

Juan Carlos López: What final

message would you like to convey

regarding this research field?

Javier Martínez-Picado: First, I

would emphasise that translational

research is very important. All the

research that has been performed

with at­risk people, infected people

with different progression lengths, is

relevant. There are more molecular

and immunological aspects to be

considered, and we also must study

real samples from patients.

Michael Malim: I totally agree with

the last comment; it is essential to

examine real human samples. On

the other hand, I would like to draw

attention to the fact that we are cu­

rrently only scratching the surface

of any virus. There are many poten­

tial targets to discover and very in­

teresting biology to investigate.

Giuseppe Pantaleo: I would stress

the need for support from and colla­

borations among different research

areas pertaining to the development

of these therapeutic interventions;

there is presently not enough fun­

ding to support effective explora­

tion of these potential strategies,

as public authorities have cut grant

funding, and private companies

do not really provide funding until

there is a solid foundation of posi­

tive evidence to encourage them to

invest in the project. With all of the

progress we are making in different

fields (immunological, molecular,

cellular interventions, etc.), it would

be unfortunate if we had to stop for

lack of money. ❙

Las enfermedades infecciosas emergentes, causadas por microorganismos, como virus, bacterias, hongos y protozoos, son actualmente una de las amenazas más graves para la salud pública, ya que provocan más muertes en el mundo que cualquier otra causa única. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha advertido que las enfermedades infecciosas se están esparciendo al ritmo más acelerado de la historia. En este momento, dado que 2.000 millones de personas se trasladan anualmente por vía aérea, un brote epidémico en una parte del mundo está sólo a unas pocas horas de distancia de cualquier otro lugar.

De esta manera, si emergiera un virus pandémico claramente transmisible, no se podría evitar la propagación y ésta afectaría aproximadamente al 25% de la población mundial. Además del sida, la gripe o la hepatitis C, desde 1970 aparece al menos una nueva enfermedad infecciosa al año. Y en los últimos cinco años, los expertos de la OMS han detectado 1.100 epidemias. ¿Se mantendrá esta tendencia en el futuro? ¿Existe alguna manera de detener la propagación de una nueva enfermedad? ¿Son realmente efectivas las medidas que se están adoptando actualmente?

Emerging infectious diseases caused by viruses, bacteria, fungi and protozoa, are currently one of the most serious threats to public health. They cause more deaths worldwide than any other single cause. The World Health Organization (WHO) has warned that infectious diseases are spreading at the fastest rate in history. At this point, given that 2,000 million people travel every year by air, an outbreak in one part of the world is only a few hours away from anywhere else.

If a fully transmissible pandemic virus emerges it would affect 25% of the world’s population. Since 1970, besides AIDS, influenza or hepatitis C, at least one new infectious disease has been appearing annually. In the last five years, WHO experts have detected 1,100 epidemics. Will this trend continue in the future? Is there any way to stop the spread of a new disease? How effective are the measures being taken to mitigate its impact?

ENFERMEDADES AUTOINMUNES / AUTOIMMUNE DESEASES

THE NEW paNdEmics iN THE 21sT cENTuryLas nuevas pandemias del siglo xxi