Estudio de mecanismos neurotóxicos en la co-infección por VIH y Toxoplasma gondii mediante un modelo in vitro

Abstract

Desde la década de los 80 se conoce que el VIH es un virus neurotrópico que afecta al SNC, donde los pacientes infectados presentan alteraciones de este sistema que son independientes de la presencia de infecciones oportunistas y, que evolutivamente llevan al desarrollo de fatiga, trastornos cognitivos y conductuales y un cuadro demencial entre el 7~15% de los pacientes en fase de SIDA, denominado HAD (HIV-associated dementia). Los mecanismos responsables de esta neurotoxicidad pueden ser directos (partículas virales, gp41, gp120) e indirectos (producción de mediadores proinflamatorios: NO, interleucinas). Por otra parte, el deterioro del sistema inmune del paciente infectado puede dar lugar a la aparición de enfermedades oportunistas como la toxoplasmosis, producida por el protozoario T. gondii por reactivación de quistes en el cerebro (previa infección primaria) causando necrosis, y granulomas que puede conducir a la muerte por encefalitis toxoplásmica. Es por esto que el estudio de las interacciones específicas entre el parásito, el virus y los diferentes tipos de células nerviosas que se establecen en la co-infección es esencial para la comprensión de la inmunopatología que se da en el SNC. Se han descrito diversos modelos in vitro para estudiar por separado el efecto que tienen la infección por VIH y la infección por T. gondii sobre el SNC; incluyen cultivos primarios de células nerviosas humanas, líneas de células nerviosas humanas y cultivos primarios de células nerviosas de ratón y de rata. Basado en esto, quisimos evaluar el efecto neurotóxico de la presencia simultánea del VIH o de una glicoproteina viral, la gp41 y el Toxoplasma gondii sobre células del sistema nervioso central, usando un modelo in vitro de cultivos primarios de células nerviosas de fetos de rata de la cepa Sprague Dawley que permite evaluar y hacer inferencia con cierto grado de comprensión sobre los efectos dañinos que se suscitan en el SNC con la presencia de ambos patógenos. A estos cultivos celulares se les midió la producción de óxido nítrico (NO) (Reacción de Griess); la apoptosis y necrosis de estas células (citometría de flujo); su viabilidad (azul de Tripano) y la expresión intracelular del factor de transcripción NFκB (citometría de flujo). Los resultados obtenidos indican que la proteína gp41 y la partícula viral completa afectaron notablemente a estas células nerviosas, ocasionando una alta mortalidad (medida por el azul de Tripano), alta frecuencia de apoptosis y necrosis en relación a los controles. Aunado a esto, se pudo observar que estos dos factores (gp41, VIH) (por separado) indujeron una alta producción de NO en estos cultivos, cuya concentraciones del radical está directamente correlacionado con la apoptosis inducida. A pesar que la presencia de taquizoítos de T. gondii ocasionó una alta mortalidad en estas células, no fue mediada ni por apoptosis ni por la producción de NO, ya que los valores obtenidos fueron similares a los del grupo control, sugiriendo que son otros mecanismos neurotóxicos los responsables de la patología en el SNC producida por este protozario. Finalmente, en la presencia simultánea de gp41/T. gondii o VIH/T. gondii se observó que los efectos de daño se potenciaron detectándose los mayores valores de mortalidad, de apoptosis, necrosis y NO respecto a todas las condiciones de cultivo, aunado con alta expresión del factor nuclear NFκB. Estas evidencias demuestra que nuestro modelo de estudio de los mecanismos neurotóxicos de la presencia simultánea del VIH/T. gondii nos permite dar una explicación aproximada a lo que se puede estar desarrollando en el SNC en pacientes co-infectados con VIH/T. gondii. Estas evidencias nos sugiere que hay una participación no sólo del virus y sus proteínas sobre la activación de mecanismos neurotóxicos en el SNC, sino que también el parásito contribuye al daño al replicarse masivamente generando aéreas necróticas y potenciando estos mecanismos neurotóxicos indirectamente. Todo esto permite que se establezcan las condiciones apropiadas para que ocurra la fase final que es la encefalitis toxoplásmica en los pacientes co-infectados. Estos resultados pueden arrojar luces para establecer mejores terapias para las diferentes alteraciones del SNC que ocurren durante la co-infección VIH/T. gondii.