vlth-i

Rev Cubana Invest Biomed 2002:21(2):109-14
TEMAS DE ACTUALIZACIÓN
Instituto de Medicina Tropical “Pedro Kourí”
ESTRÉS OXIDATIVO EN LA INFECCIÓN POR EL VIRUS LINFOTRÓPICO
DE CÉLULAS T HUMANO DE TIPO I (VLTH-I)
Lic. Lizette Gil, Dr. Alejandro Álvarez, Dr. Héctor Díaz y Dr. Jorge Pérez
RESUMEN
Se reportó lo más actualizado en relación con el virus linfotrópico de células T humano de
tipo I (VLTH-I), que es un retrovirus asociado entre otras enfermedades a la leucemia
de células T del adulto y la paraparesia espástica tropical. La patología es el resultado de
la actividad de la proteína viral Tax que participa en el incremento de la producción
de especies reactivas del oxígeno requeridas para la activación de NF-kB, y que transactiva
la expresión de genes virales y celulares que resulta en la transformación celular, la
inmortalización y la enfermedad. La caracterización de estos mecanismos contribuye
a una mejor comprensión de la fisiopatología de la infección y en la perspectiva de
intervención terapéutica preventiva.
DeCS: VLTH-I/inmunología; VIRUS LINFOTROPICO DE CELULAS T HUMANO/
/fisiopatología; ESTRES OXIDATIVO.
El virus linfotrópico de células T en
humanos tipo I (VLTH-I) se reconoce como
el agente etiológico de la leucemia-linfoma
de células T del adulto (LTA) y la paraparesia
espástica tropical o mielopatía asociada al
VLTH-I (PET/MAV). LTA fue reconocida
como una nueva enfermedad en 1977,
reportada por Junji Yodoi en 1974 como el
primer cáncer humano causado por un virus.
A juzgar por observaciones recientes, el
espectro de enfermedades posiblemente
asociadas con este virus parece ser más
amplio y pudiera incluir otras afecciones que
hasta el presente se han considerado de causas
autoinmunes o desconocidas. La infección por
VLTH-I es endémica en el suroeste de Japón,
centro y sur de África, América Central,
suroeste de EE.UU. y en el área del Caribe;
aunque se reportan casos en otras áreas
geográficas. Se estiman entre diez y veinte
millones de personas portadoras en el
mundo.1,2
Teniendo en cuenta que la infección por
VLTH-I es endémica en el área del Caribe,
109
en Cuba se han realizado varios estudios de
vigilancia seroepidemiológica. Desde 1978
hasta 1991 se estudiaron 3 031 personas y 2
resultaron seropositivas, lo que se correspondió
con un índice de seropositividad de 0,065 %.
Esto motivó a estandarizar un ELISA para la
detección de anticuerpos VLTH-I/II y de un
western blot para la confirmación. Hasta el 31
de diciembre de 1997 se habían estudiado
29 423 personas y 13 de ellas se diagnosticaron
como seropositivas al VLTH-I, para un índice
general de seropositividad de 0,044 %, que
representa un bajo índice con respecto al área.3,4
El VLTH-I es un retrovirus de
reconocido carácter inmunoproliferativo,
pero los mecanismos por los cuales la
infección desarrolla cualquiera de estas
patologías no está del todo esclarecido y se
han mantenido resistentes a la mayoría de
las terapias convencionales. Numerosas
evidencias experimentales señalan que el
estado de oxidación/reducción celular es
esencial en el desarrollo de los organismos
vivos, en la fisiología normal, la activación
e inactivación de biomoléculas, la
transducción de señales, la obtención de
energía metabólica, y el recambio y la
activación celular, así como en la defensa
antimicrobiana y antitumoral.
Algunas proteínas (tioredoxina [TRX],
superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa,
catalasa y bcl-2) relacionadas con el estado
redox intervienen en los procesos de muerte
y proliferación celular. El estrés oxidativo,
desequilibrio redox, caracterizado por un
exceso en la producción de especies
reactivas del oxígeno (ERO), aparejado o
no a un debilitamiento de los sistemas
antioxidantes, ha sido asociado a la
inducción de apoptosis en numerosas
infecciones virales, entre ellas la infección
por VIH-I y la infección por VLTH-I.5-8
En la infección por VLTH-I se ha
demostrado la desregulación del receptor
de IL-2 (IL-2Ra/CD25), lo que llevó a la
110
identificación de la TRX como un inductor
del CD25 producido por las células LTA y al
reconocimiento del papel de la regulación
redox en la fisiopatología de la infección.9
Este artículo es una revisión de los progresos
recientes en el campo del estrés oxidativo y
la fisiopatología de la infección por VLTH-I.
VLTH-I, IL-2RA Y TRX
El HTLV-I, descubierto por Poiesz y
otros en EE.UU. en 1980, en pacientes
diagnosticados con LTA, se ha relacionado
con un aumento en la expresión del receptor
de IL-2 (IL-2Ra/CD25). El ARNm de
IL-2Ra/CD25 está aumentado constitutivamente en las células de pacientes LTA
y puede ser liberado de manera soluble. Esta
evidencia sugiere el posible papel del IL-2
en la fisiopatología de la infección, pero
algunas células infectadas no requieren de
IL-2 para su crecimiento in vitro y la
mayoría de las líneas celulares LTA no
proliferan en respuesta a IL-2. Por esto se
considera la sobreexpresión de IL-2Ra como
un indicador del estado de actividad de las
células infectadas, pero el mecanismo
fisiopatológico queda por esclarecer.10,11
La TRX, reconocida inicialmente
como factor derivado de células LTA (ADF),
fue definida como un factor inductor de
IL-2Ra producido por las células infectadas.
Esta proteína está presente en muchas
especies desde plantas hasta mamíferos, es
pequeña (12 kDa) y tiene un grupo redox
activo ditiol/disulfuro en el sitio activo
conservado: Cis-Gli-Pro-Cis. Su expresión
es inducida por varios tipos de estrés:
infección viral, mitógenos, rayos X, rayos
UV, peróxido de hidrógeno y reperfusión
posisquémica. El gen que codifica para la
TRX humana fue reportado recientemente
en el cromosoma 9. El promotor del gen
contiene elementos que responden a la
acción de citosinas y elementos que
responden a estrés oxidativo. Numerosos
resultados de investigaciones realizadas en
diferentes enfermedades apuntan a la
asociación de la disminución de la TRX con
disfunciones del sistema inmune.11,12
El estado redox intracelular es
esencial para la viabilidad celular, la
activación y la proliferación. La TRX
junto con NADPH y TRX reductasa opera
como un sistema proteico de reducción de
disulfuros, de vital importancia en el
mantenimiento del estado redox celular.
Su función es tanto intracelular como
extracelular. Aunque el glutatión es el
antioxidante intracelular de mayor cuantía,
la TRX desempeña también un papel de
antioxidante endógeno.
La TRX participa de la regulación de
las interacciones proteína-nucleótidos.
Una de las funciones más importante de
TRX es la activación de factores de
transcripción, entre ellos NF-kB 13 y
AP-1 14 (fig.). La unión de NF-kB al sitio
kB es regulada por factores redox. Después
de la disociación de I-kB, es necesaria la
reducción de NF-kB para su unión al sitio
activo. El residuo cisteína 62 es el sitio
blanco reducido por TRX para su
interacción con el ADN.12
CONDICIONES DE ESTRÉS
RECEPTORES DE MEMBRANA
ERO
Especies reactivas de oxígeno
I-κB, NF-κB
Kinasas
ACTIVACIÓN DE KINASAS
Ref-1
NF-κB
Tioredoxina
NF-κBP (activo)
citoplasma
Translocación
núcleo
NF-κBP
VLTH
AP-1
+1
LTR
ROS
TAR RNA
Tax
Célula
IL-2, IL-2Rα
Fas/CD 95L/APO-1 Apoptosis
Viriones
Fig. Diversas biomoléculas de los sistemas oxidante y antioxidante están involucradas en la regulación de la transcripción del VLTH-I mediada
por la activación de Tax, NF-kB, AP-1. La generación del estrés oxidativo producto de estímulos externos contribuye al aumento de la replicación
viral, al daño de las biomoléculas estructurales y a la activación de las señales celulares de apoptosis (CD 95L), todo esto influye en el desarrollo
de estados patológicos relacionados con la progresión de la infección al estado LTA, HEM.
111
La unión de AP-1 al elemento de
respuesta TRE está influenciado por
condiciones de reducción como la presencia
de TRX. En las células, el factor nuclear
redox Ref-1 está involucrado en la regulación
del residuo cisteína de AP-1. Nuevos
reportes aseveran la interacción directa de
TRX y Ref-1; estos estudios reportan la
existencia de una cascada redox involucrada
entre la activación de TRX y la liberación
de AP-114 (fig.). La unión de otros factores
de transcripción, incluidos c-Myb y p53, a
sus elementos cis, está modulada por el
estado redox.
En los límites de la membrana celular,
la TRX también desempeña un papel
citoprotector frente al estrés oxidativo y la
transducción de señales. La TRX promueve
el consumo de cisteína en las células y
regula los niveles intracelulares de glutatión.
Como los residuos cisteínas son importantes
para la síntesis del glutatión, el efecto
citoprotector es en parte dependiente de los
niveles intracelulares de glutatión. La TRX
junto con la glutaredoxina constituyen
donadores de electrones a la glutatión
peroxidasa, que ejerce una importante
función antioxidante en el plasma.
La TRX es secretada o liberada por
los linfocitos y otros tipos de células como
hepatocitos y fibroblastos y su aumento es
indicativo de respuesta inflamatoria frente
al estado de estrés oxidativo.12, 13
ESTRÉS OXIDATIVO E INFECCIÓN POR
VLTH-I
El VLTH-I a partir del gen Tax codifica
para una proteína de 40 kD localizada
primariamente en el núcleo de las células
infectadas, en la región conocida como
matriz nuclear. La proteína Tax es un
transactivador de la transcripción del
promotor en el LTR 5’ del genoma del
112
provirus. Ahora se conoce que la proteína
Tax es muy promiscua y capaz de
transactivar promotores heterólogos,
además de su propio LTR. El mecanismo
de acción de esta proteína es indirecto
sobre otros promotores y existen reportes
de la inducción in vitro de la transformación maligna a través de la represión
de genes básicos reguladores celulares,
mediada por proteínas bHLH en presencia
de Tax15-17 (fig.).
Evidencias clínicas de la existencia
de estrés oxidativo en pacientes asintomáticos y enfermos de LTA, y de PET
aseveran su persistencia desde el estado
inicial de la infección, y relacionan esta
con el proceso de apoptosis de linfocitos T,
hospederos preferenciales del virus.18,19
Investigaciones recientes demuestran la
activación hormonal de Tax. Se ha
demostrado que Tax estimula un estado
prooxidante in vitro en células Jurkat
infectadas. Este fue medido como cambios
en los niveles intracelulares de glutatión y
peróxido de hidrógeno libre, los cuales
fueron determinados y relacionados con la
muerte celular por apoptosis. El estrés
oxidativo generado en células Jurkat T
transfectadas establemente con HTLV-I está
involucrado en la activación de NF-kB,
transactivador celular nuclear que es blanco
de las especies reactivas del oxígeno (ERO)
y es fundamental en la expresión de genes
como: el receptor de IL-2 (CD-25) y el
marcador de apoptosis (Fas/CD95/APO-1).
De lo que se puede sugerir que una de las
funciones de Tax es estimular la producción
de ERO que son necesarias para la
activación de NF-kB20-23 ( fig.).
Este hecho ha sido corroborado con la
adición micromolar del antioxidante
ditiocarbamato pirrolidina a células
Jurkat T donde se suprimió la activación
de NF-kB y fue afectada también la
transactivación del virus por Tax.24
La activación sostenida de la replicación
viral por cambios hormonales resulta en una
selección de clones infectados que pierden la
actividad Tax, lo que ocasiona la proliferación
celular y la inhibición del proceso de
apoptosis. Esto pudiera corresponder con la
fisiopatología de la enfermedad de LTA.24
Experimentos in vitro reportan que una
elevada concentración de 7,8-dihidroneopterina
amplifica la actividad de Tax, lo que puede
influir en una estimulación de la apoptosis y en
la alteración del estado redox.25
CONSIDERACIONES FINALES
Esta serie de experimentos apuntan
actualmente al análisis de la relación entre
el estado redox y las funciones y el
desarrollo celular. Estas evidencias
sugieren que el estado redox junto con la
estimulación antigénica y de citosinas
contribuyen a una vía de señalización
intracelular y en algunos casos las ERO
constituyen moléculas señalizadoras. El
estado de equilibrio entre oxidantes y
antioxidantes en el ciclo de vida de células
infectadas con VLTH-I, puede modular el
daño a las diferentes biomoléculas
estructurales y el proceso de apoptosis que
ocurre, esto señala que el estado redox está
muy relacionado con la patogénesis de
enfermedades como la LTA y PET. Lo
anterior constituye un potencial terapéutico
en los desórdenes asociados a infecciones
por VLTH-I.
SUMMARY
The most updated information is given about the human T cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1), which is a
retrovirus associated with T-cell leucemia of the adult and with tropical spastic paraparesis, among other
diseases. The pathology is the result of the activity of Tax viral protein that takes part in the increase of the
production of reactive oxygen species required for the activation of NF-kB, and that transactivates the expression
of viral and cellular genes resulting in the cellular transformation, immortalization and disease. The
characaterization of these mechanisms contributes to a better understanding of the physiopathology of the
infection and to the perspective of preventive therapeutic intervention.
Subject headings: HTLV-I/immunology; HUMAN LYMPHOTROPIC VIRUS TYPE I/physiopathology;
OXIDATIVE STRESS.
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Recibido: 11 de octubre de 2001.
Aprobado: 11 de enero de 2002.
Lic. Lizette Gil. Instituto de Medicina Tropical “Pedro Kourí”. Apartado 601, Marianao 13, Ciudad de La
Habana, Cuba. Correo electrónico: [email protected]
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