Programa Multicêntrico de Pós-Graduação em Bioquímica e Biologia Molecular

Universidade Federal da Bahia Instituto de Ciências da Saúde[pic 1][pic 2]

Departamento de Bioquímica e Biofísica

Programa Multicêntrico de Pós-Graduação em Bioquímica e Biologia Molecular

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Disciplina: ICSC61 Animais de Laboratório: Manejo Ético

Docente: Victor Diogenes Amaral da Silva

Discente: Jéssica Duarte Sousa

Salvador-BA Junho, 2017

Família:[pic 5][pic 6]

Retroviridae

Gênero:

Lentivirus

Figura 1: Estrutura do Human Immunodeficiency Virus-1 (HIV-1) 100 a 120 nm de diâmetro.

Fonte: ETERLIN; TRONO, 2003.

• O HIV atinge o sistema imunológico e infecta os linfócitos T CD4+;

• Possui longo período de incubação;

• Ser portador do HIV não significa estar com a Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS);[pic 7]

• A AIDS é o estágio final da infecção.

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Figura 2: HIV x AIDS

Fonte: http://cliniquelactuel.com/HIV-and-AIDS-changing-terminology

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Figura 3: Progressão clínica do HIV – A linha azul mostra a contagem de células CD4-T por mm³ de sangue e a linha vermelha o número de cópias de HIV por ml de plasma..

Fonte: SILVA, 2012.

Introdução[pic 10]

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O termo HAART foi considerado inadequado para descrever a eficácia empírica da terapia combinada.[pic 13][pic 14]

Desde 2009, a utilização do termo cART foi considerada mais apropriada.

Posteriormente, o termo ART foi considerado o mais apropriado, devido a probabilidade de que a terapia de combinação mude nos próximos anos.

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Figura 4: Etapas do ciclo de replicação do HIV-1 e pontos de inibição.

Fonte: ETERLIN; TRONO, 2003.

Aspectos positivos da terapia[pic 17]

• Reduz a replicação do HIV e a carga viral no plasma;
• Infecção  por        HIV        é        administrada como uma doença crônica;
• Redução da progressão da infecção

para AIDS.

Aspectos negativos da terapia

• Terapia por toda a vida;[pic 18]
• Efeitos colaterais;
• Toxicidade de medicações usadas

por tempo prolongado;

• Espectro de problemas como resultado da presença prolongada de proteínas HIV-virais no Sistema Nervoso Central (SNC).

• Antes da progressão para AIDS, indivíduos HIV positivos podem apresentar manisfestações neurológicas decorrentes da infecção pelo HIV denominadas neuro-HIV, série de doenças, incluindo neuropatia e demência, que afetam o sistema nervoso.[pic 19]

Figura 5: Como o HIV afeta o Sistema Nervoso.

• As        manifestações        clínicas        do        neuro-HIV         aparecem        sob        a        forma        de

Distúrbios        Neurológicos        Associados        ao        HIV        (HAND),        que        variam        de

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Figura 6: Distúrbios Neurológicos Associados ao HIV (HAND).

• Neuro-HIV pode influenciar de forma direta e indireta o uso, o abuso e a dependência de substâncias, comportamentos interligados com a infecção por HIV;

• O uso de substâncias desempenha mais do que um papel determinante na aquisição e disseminação da infecção pelo HIV;

• A neurodegeneração exacerbada e os sintomas neurocognitivos são observados em indivíduos HIV resistentes à síndrome recidivante em comparação com pacientes não infectados por HIV que não abusam de substâncias.

• Os efeitos interativos do abuso de substâncias e da infecção pelo HIV ocorrem porque as substâncias de abuso e as proteínas virais do HIV-1 visam o sistema neural comum, como a via dopaminérgica;

• Como resultado, tem-se a hipótese de que o HIV-1 altera a responsividade

a drogas psicoativas e aumenta a vulnerabilidade ao abuso de substâncias.

• Devido à natureza do vírus, variáveis como comorbidades em saúde mental, dificultam o estudo da interação entre HIV e abuso de substâncias em humanos.

• Vários modelos de roedores foram desenvolvidos na tentativa de estudar a

transmissão e a patogênese do vírus HIV-1;

• O rato transgênico HIV-1 (HIV-1Tg) é um modelo confiável de neuro-HIV, porque ele simula a condição de pacientes infectados pelo HIV em cART.

A revisão tem como objetivo:

• a caracterização do modelo de rato HIV-1Tg e;

• a avaliação dos efeitos das proteínas virais do HIV-1 no SNC.

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• A infecção e replicação do HIV é espécie-específica e ocorre apenas em humanos e chimpanzés;

• A progressão do HIV para a AIDS só ocorre em seres humanos;

•         Para entender melhor a transmissão e a progressão do vírus do HIV, os pesquisadores reconheceram que era necessário um modelo animal de patologia induzida pelo HIV.

• Uma abordagem necessária nesse processo foi a busca por lentivírus específicos para outras espécies que também causam imunodeficiências profundas como resultado de afinidade para células T CD4 + e macrófagos;

• Para avaliar melhor as manifestações clínicas associadas à infecção pelo HIV-1, os modelos murinos foram desenvolvidos e provaram ser úteis para fornecer orientações para a compreensão dos determinantes virais de patogenicidade .

• Uma segunda abordagem necessária foi a de engenharia genética de roedores, de modo que suas células expressassem a versão humana do receptor de CD4 e os co-receptores de quimiocinas a que o HIV-1 se liga para entrar em células alvo;

• O modelo murino transgênico expressando o receptor CD4 e um co- receptor foi produzido, entretanto, a gp120 de HIV-1 não se ligou com sucesso a células T que expressam CD4, impossibiltando o processo de infecção.

• O problema da restrição de entrada viral foi solucionado fazendo alterações

no vírus HIV-1 em vez de na célula hospedeira murina;

• Ao substituir a região de codificação gp120 do vírus HIV-1 pela região de codificação gp80 do vírus da leucemia murina, o HIV-1 poderia infectar células de camundongos convencionais, mas não células humanas.

• Esses modelo, entrtenato, não conseguiu produzir o tipo de progressão da

doença neuro-infecciosa observada em humanos.

• Uma estratégia diferente foi usada para ignorar completamente o passo infeccioso e incorporar o genoma do HIV-1 diretamente em um modelo murino para que ele fosse expresso em muitos tecidos;

•         Ao excluir os genes essenciais para a produção de vírions, este tipo de modelo seria não-infeccioso e não exigiria laboratórios de alto nível de biossegurança;

• Este modelo não é útil para estudar o estágio inicial de infecção do HIV ou a progressão em relação a AIDS, mas é adequado para elucidar os mecanismos subjacentes à progressão da doença associada ao HIV causada pela acumulação de produtos de genes virais.

• O modelo transgênico do HIV-1 (HIV-1Tg) foi desenvolvido a partir de um clone infeccioso de um plasmídeo proviral integrado (pNLS-3). Um fragmento sobreposto contendo 2 dos 9 genes virais, o gene gag na região 3 'e o gene pol na região 5', foi excluído, resultando em um provírus não infeccioso (pEVd1443).

• Embora não haja replicação viral no rato HIV-1Tg, as proteínas virais são continuamente expressas durante toda a vida do animal;

•         Isto é semelhante aos pacientes infectados com HIV-1 que recebem CART em que a replicação viral é substancialmente suprimida, mas as proteínas virais continuam a ter impacto na sua saúde.

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HIV-1 (HIV-1Tg)

• Rao e colaboradores descobriram que os ratos HIV-1Tg exibem marcadores neurológicos para neuroinflamação que estão associados com comprometimento cognitivo e identificaram a neuroinflamação como alvo para o tratamento desse comprometimento em populações HIV positivas;

• Esse achado corrobora outros estudos, que sugerem que a neuroinflamação induzida pelo HIV resulta em alterações na função neurológica e pode ser responsável por muitas alterações comportamentais relatadas em ratos HIV- 1Tg, bem como outros modelos animais de HIV.

• A influência moduladora da função imune sobre a plasticidade comportamental e neural é bem estabelecida;

• Como um modelo animal de neuroinflamação induzida por HIV-1, o rato HIV-1Tg mostra alterações na plasticidade comportamental induzida por experiência e substância;

• Diferenças observadas em comportamentos motivados sugerem que a presença persistente de proteínas HIV-1 altera o circuito neural e o  fenótipo comportamental resultante.

• Embora os roedores se envolvam em comportamentos exploratórios típicos das espécies, como os seres humanos, eles utilizam informações cognitivas, como a memória dos locais recentemente visitados para orientar seu comportamento;

• O comportamento exploratório alterado em ratos HIV-1Tg pode refletir déficits semelhantes na cognição que está subjacente ao declínio no funcionamento cotidiano que define o transtorno neurocognitivo leve associado ao HIV em pacientes.

• Outras avaliações comportamentais sugerem boa competência motora básica, mas déficits em tarefas mais complexas que podem envolver o planejamento motor, um déficit neurocognitivo característico do neuro-HIV;

• É possível que a redução da atividade locomotora observada em ratos HIV- 1Tg seja, em parte, devido a neuroinflamação causada pela circulação de proteínas virais HIV-1.

• Além das mudanças no comportamento motivado incondicionado, no funcionamento psicomotor, na atenção e na aprendizagem, os ratos HIV-1Tg também exibem uma plasticidade comportamental induzida por substância mais profunda, como evidenciado por mudanças no comportamento em resposta a substâncias de abuso, como: metanfetamina, morfina, álcool e nicotina;

• A exposição repetida ao metanfetamina provoca alterações comportamentais, tais como aumento da atividade locomotora (criação) e comportamento estereotipado (movimentos repetidos da cabeça); essas características ococorrem de forma mais intensa em ratos HIV-1Tg.

• Há um efeito anti-nociceptivo maior em ratos HIV-1Tg quando recebem a mesma dose de morfina que animais controle. Os ratos HIV-1Tg podem ser mais suscetíveis aos efeitos dos opióides;

•         Mudanças no comportamento no rato HIV-1Tg foram observadas no contexto da atividade locomotora relacionada ao álcool; a diminuição da atividade locomotora foi significativamente mais profunda nos ratos HIV-1Tg em comparação com os ratos controle, sugerindo que a presença de proteínas virais HIV-1 pode aumentar os efeitos do EtOH.

• A nicotina-acetilcolina tem sido associada ao aprendizado e à plasticidade comportamental, bem como recompensa;

• Dado que a nicotina pode melhorar os déficits induzidos pelo HIV associados à cognição, é possível que a função do receptor colinérgico seja alterada pelo vírus HIV-1;

• A análise de seqüenciamento profundo de transcritos de RNA revelou a expressão de genes diferencialmente no rato HIV-1Tg em comparação com o controle;

• Quando tratada com nicotina, aproximadamente 20% da expressão de gene alterada em cada região do cérebro é restaurada;

• Esses dados sugerem que os moduladores colinérgicos podem ser úteis para proteger os déficits neurológicos resultantes da infecção pelo HIV-1.

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O uso deste modelo na pesquisa corrobora a hipótese de que a presença de proteínas virais do HIV-1 no SNC poderia aumentar a sensibilidade e susceptibilidade de indivíduos HIV-positivos ao abuso de substâncias.[pic 36][pic 37][pic 38]

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