ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΟΡΦΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΤΡΟΠΙΣΜΟΥ HIV-1 ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΟΡΟΘΕΤΙΚΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ Α ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Διευθυντής: Καθηγητής Νικόλαος Μαλισιόβας Πανεπ. Έτος: 2013-2014 Αριθμ. Διατριβής: 3019 ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΠΟΛΥΜΟΡΦΙΣΜΩΝ ΚΑΙ ΤΡΟΠΙΣΜΟΥ HIV-1 ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΟΡΟΘΕΤΙΚΩΝ ΖΩΗ -ΑΝΝΑ Α. ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΙΑΤΡΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΓΙΑ ΚΡΙΣΗ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΕΠΙΣΤΗ- ΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2014

Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΜΑΛΙΣΙΟΒΑΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΦΡΑΝΤΖΙΔΟΥ ΦΙΛΑΝΘΗ ΝΙΚΟΛΑΪΔΗΣ ΠΑΥΛΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΟΜΟΤΙΜΗ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΜΑΛΙΣΙΟΒΑΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΦΡΑΝΤΖΙΔΟΥ ΦΙΛΑΝΘΗ ΝΙΚΟΛΑΪΔΗΣ ΠΑΥΛΟΣ ΚΥΡΙΑΖΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΔΙΖΑ-ΜΑΤΑΦΤΣΗ ΕΥΔΟΞΙΑ ΣΚΟΥΡΑ ΛΕΜΟΝΙΑ ΜΕΤΑΛΛΙΔΗΣ ΣΥΜΕΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΟΜΟΤΙΜΗ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΛΕΚΤΟΡΑΣ «Η έγκριση της Διδακτορικής Διατριβής υπό της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκς, δεν υποδηλοί αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Νόμος 5343/32, άρθρο 202, παρ. 2 και νόμος 1268/82, άρθρο 50, παρ. 8)

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕΔΡΟΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΓΑΡΥΦΑΛΟΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ-ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ

Στον αδελφό μου Φώτη Αντωνιάδη (1975-2011). Στους γονείς μου και στον αδελφό μου Αλέξανδρο, που είναι πάντα δίπλα μου σε κάθε μου προσπάθεια.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... 9 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ, ΔΟΜΗ, ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ, ΤΡΟΠΙΣΜΟΣ, ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ... 19 Ταξινόμηση του HIV-1... 19 Δομή του σωματιδίου του HIV-1... 20 Το γονιδίωμα του HIV-1... 22 Αναπαραγωγή του HIV-1... 29 Tροπισμός του HIV-1... 32 Ανοσολογική ανταπόκριση στην HIV/AIDS λοίμωξη... 35 Χυμική Ανοσία... 37 Κυτταρική ανοσία... 39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ ΤΟΥ HIV-1. ΟΜΑΔΕΣ ΚΑΙ ΥΠΟΤΥΠΟΙ ΤΟΥ HIV-1, ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΥΠΟΤΥΠΩΝ, ΣΥΧΕΤΙΣΜΟΣ ΥΠΟΤΥΠΩΝ ΚΑΙ ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑΣ... 41 Ομάδες και υπότυποι του HIV-1... 41 Γεωγραφική κατανομή των υποτύπων της ομάδας Μ του HIV-1... 44 Συσχετισμός HIV-1 υποτύπων και παθογένειας... 47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΕΠΙΔΗΜΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ HIV-1 ΛΟΙΜΩΞΗΣ, ΠΑΝΔΗΜΙΑ ΤΟΥ ΗΙV-1, ΗΙV-1 ΛΟΙΜΩΞΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ... 51 Πανδημία του ΗΙV-1... 51 HIV-1 λοίμωξη στην Ελλάδα... 54 9

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΚΛΙΝΙΚΟ ΣΥΝΔΡΟΜΟ (AIDS), ΑΝΤΡΕΤΡΟΪΚΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ, ΔΙΑΓΝΩΣΗ, ΠΡΟΛΗΨΗ... 57 Σύνδρομο Επίκτητης Ανοσολογικής Ανεπάρκειας (AIDS)... 57 Αντιρετροϊκή θεραπεία... 59 Αντοχή του HIV-1 στα αντιρετροϊκά φάρμακα... 62 Μεταλλάξεις αντοχής του γονιδίου της ανάστροφης μεταγραφάσης.. 64 Μεταλλάξεις αντοχής του γονιδίου της πρωτεάσης... 64 Μεταλλάξεις αντοχής του γονιδίου της ιντεγκράσης... 65 Αντοχές που οφείλονται σε αναστολείς σύντηξης... 68 Αντοχές που οφείλονται σε ανταγωνιστές CCR5... 68 Μεταδιδόμενη αντοχή φαρμάκων(transmitted Drug Resistance-TDR) από τα στελέχη του HIV-1... 68 Εργαστηριακή διάγνωση της HIV-1 λοίμωξης... 69 Πρόληψη της HIV-1 λοίμωξης... 71 Εμβόλια έναντι της HIV-1 λοίμωξης... 72 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΜΕΛΕΤΗΣ... 77 ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ... 79 HIV-1 ΟΡΟΘΕΤΙΚΑ ΑΤΟΜΑ, ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ, ΣΥΛΛΟΓΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΑΙΜΑΤΟΣ... 79 HIV-1 οροθετικά άτομα... 79 Ερωτηματολόγιο... 79 Συλλογή δειγμάτων αίματος... 80 Α. ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΠΕΡΙΦΕΡΙΚΩΝ ΜΟΝΟΠΥΡΗΝΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΛΑΣΜΑΤΟΣ, ΓΕΝΟΤΥΠΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΣΤΡΟΦΗΣ ΜΕΤΑΓΡΑΦΑΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΡΩΤΕΑΣΗΣ ΤΟΥ ΓΟΝΙΔΙΟΥ Pol ΤΟΥ HIV-1... 81 Διαχωρισμός των Περιφερικών Μονοπύρηνων Κυττάρων (PBMs) και του πλάσματος του αίματος... 81 Γενοτυπική ανάλυση περιοχών της Ανάστροφης Μεταγραφάσης (RT) και της Πρωτεάσης (PR) του γονιδίου Pol... 82 Εκχύλιση RNA από το πλάσμα αίματος... 82 Ενίσχυσις περιοχών της ανάστροφης μεταγραφάσης (RT) και της πρωτεάσης (PR) του γονιδίου Pol... 83 10

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Προσδιορισμός των αλληλουχιών του RNA... 84 Επεξεργασία των αλληλουχιών του HIV-1 της περιοχής pol (RT-PR)... 85 Φυλογενετική ανάλυση της περιοχής pol (RT-PR)... 86 B. ΓΕΝΟΤΥΠΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΓΟΝΙΔΙΟΥ Env ΤΟΥ HIV-1. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΥ ΙΪΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΜΕ ΤΟ ΙΪΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΤΟΥ ΠΛΑΣΜΑΤΟΣ, ΤΗ ΜΕΤΑΔΙΔΟΜΕΝΗ ΑΝΤΟΧΗ ΚΑΙ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ CD 4 T ΛΕΜΦΟΚΥΤΤΑΡΩΝ, ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΣΥΝΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΤΟΥ HIV-1... 87 Γενοτυπική ανάλυση του γονιδίου env του hiv-1... 87 Εκχύλιση του γενωμικού DNA από τα μονοπύρηνα κύτταρα του περιφερικού αίματος (PBMCs)... 87 Ενίσχυση της περιοχής του V3-βρόγχου της γλυκοπρωτείνης gp120 του γονιδίου Env... 88 Πρώτη Nested- PCR ενίσχυσης της περιοχής C2-C5 του γονιδίου env.. 89 Δεύτερη Nested- PCR ενίσχυσης των προϊόντων της πρώτης Nested- PCR.... 91 Ελεγχος της περιοχής Env (C2-C5) των προϊόντων της δεύτερης Nested- PCR.... 91 Καθαρισμός προϊόντων της δεύτερης Νested PCR... 92 Κυκλική αλληλούχιση ενίσχυσης της περιοχής Env (C2-C5) του HIV-1.. 93 ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΥ ΙΪΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΜΕ ΤΟ ΙΪΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΤΟΥ ΠΛΑΣΜΑΤΟΣ, ΤΗ ΜΕΤΑΔΙΔΟΜΕΝΗ ΑΝΤΟΧΗ ΚΑΙ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ CD 4 T ΛΕΜΦΟΚΥΤΤΑΡΩΝ... 96 Συσχέτιση του κυτταρικού ιϊκού φορτίου και της μεταδιδόμενης αντοχής φαρμάκων... 96 Προσδιορισμός του κυτταρικού ιικού φορτίου... 96 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΣΥΝΥΠΟΔΟΧΕΩΝ ΤΟΥ HIV-1... 97 Ποσοτικοποίηση του HIV-1 STS DNA (Ακραίων Ορίων των DNΑ στην αλληλουχία Sequence Tagged Sites) και των CCR5 Αλληλίων... 97 Σύγκριση των επίπεδων του κυτταρικού DNA του HIV-1 με τη μεταδιδόμενη αντοχή στα αντιρετροικά φάρμακα... 97 Προσδιορισμός επίπεδων κυτταρικού ιικού φορτίου των υποτύπων του HIV-1... 98 Σχέση ιικού φορτίου του πλάσματος και του κυτταρικού ιικου φορτίου... 98 Κατασκευή του φυλογενετικού δέντρου γειτονικών ενώσεων... 98 11

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ... 99 Στατιστική ανάλυση ερωτηματολογίου... 99 Φυλογενετική ανάλυση αλληλουχιών του γονιδίου Pol... 100 Σύγκριση κυτταρικού DNA με το RNA του πλάσματος και των CD4 Τ λεμφοκυττάρων... 106 ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 111 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 121 SUMMARY... 125 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 127 12

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το σύνδρομο της επίκτητης ανοσολογικής ανεπάρκειας (AIDS) αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1981. Οι πρώτες αναφορές το περιέγραψαν σαν μία ασυνήθιστη αύξηση των περιστατικών σαρκώματος Kaposi και πνευμονίας από Pneumocystis Carinii Pneumonia (PCP) κυρίως σε ομοφυλόφιλους άνδρες που συνοδεύονταν από ασυνήθη συνύπαρξη έντονης ανοσολογικής ανεπάρκειας. Το 1983 ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV), αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά ως το αίτιο του AIDS. O HIV προκαλεί κατάπτωση του ανοσολογικού συστήματος των ασθενών, με αποτέλεσμα την πληθώρα λοιμώξεων από διάφορους παθογόνους μικροοργανισμούς και την εμφάνιση νεοπλασιών που τελικά οδηγούν στο θάνατο. Ο ιός μεταδίδεται κυρίως από την επαφή με σωματικά βιολογικά υγρά όπως αίμα, σπέρμα, κολπικά υγρά και μητρικό γάλα. Οι πιο συχνοί τρόποι μετάδοσης είναι η ανασφαλής σεξουαλική επαφή, η χρήση μη αποστειρωμένων βελόνων,οι μεταγγίσεις μη ελεγμένου αίματος και η μετάδοση από οροθετική μητέρα στο βρέφος κατά τον τοκετό ή θηλασμό. Το πρώτο αντιρετροϊκό φάρμακο, το AZT (zidovudine,retrovir ), κυκλοφόρησε το 1987 και παρόλο που σαν μονοθεραπεία δεν επαρκούσε για την καταστολή του ιού για μεγάλα διαστήματα, σίγουρα όμως προκαλούσε επιμήκυνση της καλής ποιότητας ζωής των προσβεβλημένων από τον ιό ατόμων. Με την εισαγωγή όμως της Υψηλής Δραστικότητας Αντιρετροϊκής Αγωγής (HAART) το 1996, μειώθηκε δραματικά η επίδραση του ιού στο ανοσοποιητικό σύστημα. Η HAART θεραπεία αφορά στο συνδυασμό της δράσης διαφόρων αντιρετροϊκών φαρμάκων. Παράλληλα με τη βελτίωση της ποιότητας της ζωής των ασθενών αυτών παρατηρήθηκε και σημαντική μείωση της θνητότητας από AIDS έως και 80%, αυξάνοντας το προσδόκιμο της ζωής των ατόμων αυτών κατά 20-50 χρόνια, γεγονός που προσδίδει πλέον στον HIV το χαρακτήρα της χρόνιας νόσου. 13

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Παρόλα ταύτα, μέχρι σήμερα, αποτελεσματικούς έλεγχος της πανδημίας του AIDS δεν έχει επιτευχθεί. Το γεγονός αυτό οφείλεται κυρίως στην μοριακή παθογένεια του HIV-1, ο οποίος χρησιμοποιεί διάφορους μηχανισμούς, με αποτέλεσμα να διαφεύγει τον έλεγχο του ανοσολογικού συστήματος λόγω του μεγάλου βαθμού γλυκοζυλίωσης της εξωτερικής γλυκοπρωτεϊνης, η οποία προστατεύει τους εξωτερικούς επίτοπους του ιού, της άμεσης στοχοποίηση από τον ιό των CD4 T λεμφοκυττάρων, η οποία είναι βασική για την ενεργοποίηση των Τ λεμφοκυττάρων στην ανοσολογική α- νταπόκριση, της ενσωμάτωσης του DNA του ιού στο γένωμα του ξενιστή με αποτέλεσμα τα κύτταρα τα οποία δεν φονεύονται με την αντιρετρoϊκή θεραπεία να φέρουν μόνιμα τον ιό και τέλος η ιδιότητα των συχνών μεταλλάξεων του ιού λόγω του γρήγορου κύκλου αναπαραγωγής και της α- ντιρετροϊκής θεραπείας, οδηγεί στην διαφυγή της ανοσολογικής ανταπόκρισης του ξενιστή (μεταλλαξιακή διαφυγή) και στην εμφάνιση μεγάλης γενετικής ποικιλομορφίας. Ως εκ τούτου, ο προσδιορισμός της γενετικής ποικιλομορφίας του HIV- 1 και των μεταλλάξεων αντοχής στα αντιρετροϊκά φάρμακα σε μία γεωγραφική περιοχή, σε τακτά χρονικά διαστήματα, συμβάλλει στην πορεία εξέλιξης της νόσου, στην ανταπόκριση της αντιρετροϊκής θεραπείας και στην ανάπτυξη παρασκευής εμβολίων ενώ ο προσδιορισμός του κυτταρικού DNA του HIV-1 στα νεοδιαγνωσθέντα άτομα και στα άτομα με αντρετροϊκή θεραπεία είναι βασικός για την πρόληψη της μετάδοσης του ιού. Η παρούσα μελέτη, πραγματοποιήθηκε για να προσδιορίσει την γενετική ποικιλομορφία του HIV-1 και άλλους επιδημιολογικούς δείκτες στην περιοχή της Β. Ελλάδας κατά το χρονικό διάστημα 2009-2010. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης συγκρίθηκαν με προηγούμενα αποτελέσματα που αφορούσαν την ίδια περιοχή ούτως ώστε να βρεθεί η ύπαρξη νέων δεδομένων, τα οποία θα συμβάλλουν στην αντιμετώπιση της HIV-1/AIDS λοίμωξης. Το πειραματικό μέρος πραγματοποιήθηκε κατά κύριο λόγo στο Τμήμα Μοριακής Βιολογίας του Πανεπιστημίου της Κύπρου και εν μέρει στο Εθνικό Κέντρο Αναφοράς AIDS Β. Ελλάδας (Α Εργαστήριο Μικροβιολογίας Ιατρική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης). 14

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Από τη θέση αυτή θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον επιβλέποντα καθηγητή μου, Καθηγητή Μικροβιολογίας, κ. Νικόλαο Μαλισιόβα για την ανάθεση της διδακτορικής διατριβής μου,για την πολύτιμη καθοδήγηση και συνεχή στήριξη και συμπαράσταση σε όλη την πορεία της διατριβής. Ευχαριστώ θερμά την Ομ. Καθηγήτρια Μικροβιολογίας κα Φιλάνθη Φραντζίδου και τον Ομ. Καθηγητή Παθολογίας κ. Παύλο Νικολαίδη,μέλη της τριμελούς επιτροπής για την πολύτιμη συμβολή τους κατά εκπόνηση της διδακτορικής διατριβής. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τα υπόλοιπα μέλη της εξεταστικής επιτροπής μου, τον Καθηγητή Βιοπαθολογίας/Εργαστηριακής Ανοσολογίας κ. Γεώργιο Κυριαζή, την Καθηγήτρια Μικροβιολογίας κα Ευδοξία Δίζα- Ματαυτσή, την Επίκουρη Καθηγήτρια Μικροβιολογίας κα Λεμονιά Σκούρα και τέλος τον Λέκτορα Παθολογίας κ. Συμεών Μεταλλίδη για την τιμή που μου έκαναν να συμμετέχουν στην κρίση της διδακτορικής μου διατριβής. Θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα θερμά τον Καθηγητή Μοριακής Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κύπρου κ. Λεόντιο Κωστρίκη για την ανεκτίμητη βοήθεια και συμπαράσταση που μου έδωσε καθόλη την διενέργεια των πειραματικών ερευνών οι οποίες πραγματοποιήθηκαν στο Πανεπιστήμιο της Κύπρου και για τις συμβουλές και γνώσεις που μου μετέφερε στην πορεία της διδακτορικής μου διατριβής. Πιστεύω ότι η καθοδήγηση του σε πρακτικό και θεωρητικό επίπεδο ήταν πραγματικά πολύτιμη. Πολλές ευχαριστίες οφείλω στις Ιωάννα Κιουσιάππα και Johanka Hezka από το τμήμα Μοριακής Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κύπρου για την πολύτιμη βοήθεια, συμπαράσταση και φιλία που απλόχερα μου έδωσαν κατά την πορεία της διενέργειας των πειραματικών ερευνών καθώς και στον Ιωάννη Μάμαη για την στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω από το Κέντρο Αναφοράς AIDS Βορείου Ελλάδας τους Ευαγγελία Παπαδημητρίου, Αποστολία Μαργαρίτη,Ρούλα Στουραίτη και Ανδρέα Κουρελή για την πολύτιμη συμπαράσταση τους κατά την πορεία της συλλογής και επεξεργασίας των δειγμάτων μου. Πολλές ευχαριστίες οφείλω και στους γιατρούς της Μονάδας Ειδικών Λοιμώξεων του Γ.Π.Ν.Θ. ΑΧΕΠΑ, κ. Παναγιώτη Κολλάρα, κ. Συμεών Μεταλλίδη, κ. Θεόφιλο Χρυσανθίδη, κα Δέσποινα Βαλαγκούτη και τους κα Ισιδώ- 15

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ρα Μπακαίμη κ.καραπιπέρη Δημήτρη καθώς επίσης και τον κ. Πιλάλα Δημήτρη για την πολύτιμη στήριξη και υπομονή που μου έδειξαν κατά τη διάρκεια της συλλογής των δειγμάτων αίματος και των επιδημιολογικών στοιχείων του ερωτηματολογίου. Επίσης, ευχαριστώ θερμά όλα τα οροθετικά άτομα που δέχτηκαν να συμμετέχουν στη μελέτη αυτή. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένεια μου και τους φίλους μου που ήταν στο πλάι μου σε όλη την διάρκεια του φιλόδοξου και δύσκολου αυτού ταξιδιού μου και ιδιαίτερα τον πατέρα μου Αντώνη Αντωνιάδη για την πολύτιμη συμπαράσταση, υπομονή και ακούραστη βοήθεια που μου προσέφερε σε όλη τη διάρκεια της εκπόνησης της διδακτορικής μου διατριβής. 16

ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 17

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ, ΔΟΜΗ, ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ, ΤΡΟΠΙΣΜΟΣ, ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ Ταξινόμηση του HIV-1 Ο ιός της Ανθρώπινης Ανοσοανεπάρκειας (Human Immunodeficiency Virus-HIV) είναι RNA ιός, ο οποίος ανήκει στο γένος Lentivirus της οικογένειας Retroviridae. Η οικογένεια Retroviridae ταξινομείται στην τάξη VI, στην κατά David Baltimore ταξινόμηση των ιών (Εικόνα 1) και περιλαμβάνει δύο υποοικογένειες, επτά γένη και πενήντα δύο είδη. Οι HIV1 και 2 α- νήκουν στην υποοικογένεια Orthoretrovirinae του γένους Lentivirus στο οποίο περιλαμβάνονται τα είδη: Visna/maedi virus, Simian immunodeficiency virus, Puma lent virus, Human immunodeficiency virus 2, Human immunodeficiency virus 1, Feline immunodeficiency virus, Equine infectious anaemia virus, Caprine arthritis encephalitis virus, Bovine immunodeficiency virus. (Seventh Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses, 2002) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ictv). Περαιτέρω οι HIV-1 και HIV- 2. απαρτίζονται από τρείς ομάδες και επτά υπότυπους αντίστοιχα (King et al., 2012, Aguchi et al., 2000). O HIV-1 είναι ο συχνότερος και μεγαλύτερος αιτιολογικός παράγων του AIDS παγκοσμίως, με 33 εκατ. άτομα να έχουν μολυνθεί από αυτόν κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες της Υποσαχάριας Αφρικής, Ασίας και Νότιας Αμερικής. 19

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙΚΟΝΑ 1: Ταξινόμηση ιών κατά τον David Baltimore. Όλα τα μέλη της ομάδας VI (Group VI) χρησιμοποιούν το ένζυμο ανάστροφη μεταγραφάση το οποίο κωδικοποιείται από τον ιό. Η ανάστροφη μεταγραφάση είναι μία RNAεξαρτώμενη DNA πολυμεράση για την παραγωγή DNA από το RNA του ιού. Αυτό το DNA ενσωματώνεται συχνά στο γένωμα του ξενιστήκυττάρου όπως συμβαίνει στην περίπτωση των Retro-ιών και των Pseudoιών όπου αναπαράγεται και μεταγράφεται από τον ξενιστή. Δομή του σωματιδίου του HIV-1 Το σωματίδιο του HIV-1 (εικόνα 2) έχει δομή εικοσάεδρου με διάμετρο 100 nm. Περιέχει δύο αντίγραφα μονόκλωνου θετικής πολικότητας RNA 9,8 κιλοβάσεων (kb). τα οποία περιβάλλονται από ένα κωνικό καψίδιο που αποτελείται από 2000 αντίγραφα της ιϊκής πρωτεΐνης p24. Το μονόκλωνο RNA είναι στενά συνδεδεμένο με την πρωτεΐνη P7 και με τα ένζυμα ανάστροφη μεταγραφάση, ιντεγκράση και πρωτεάση, τα οποία είναι απαραίτητα για την αναπαραγωγή του ώριμου σωματιδίου του ιού (virion). Το νουκλεοκαψίδιο του ιού περιβάλλεται από την ιϊκή πρωτεΐνη p17 (matrix), η οποία εξασφαλίζει την αρτιότητα του ώριμου σωματιδίου του ιού. Η πρωτεΐνη p17 περιβάλλεται από διπλή φωσφολιπιδική στοιβάδα (φάκελος) την οποία προσλαμβάνει ο ιός στο στάδιο της απελευθέρω- 20

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) σης του κατά την διάρκεια της σύντηξης με την κυτταρική μεμβράνη του κύτταρου ξενιστή (Wyatt R et al., 1998). ΕΙΚΟΝΑ 2: Σχεδιάγραμμα του σωματιδίου του HIV-1 Η διπλή φωσφολιπιδική στοιβάδα είναι διάστικτη από πρωτεΐνες του κυττάρου ξενιστή και στην επιφάνεια της προβάλλουν 72 εξωτερικές ά- κανθες ιϊκής γλυκοπρωτεϊνης οι οποίες σχηματίζονται από δύο κύριες γλυκοπρωτεϊνες του φακέλου, την διαμεμβρανιακώς εκτεινόμενη gp41 και την εξωμεμβρανιακή gp120 (Zanelki et al., 2006). Οι δεσμοί μεταξύ των γλυκοπρωτεϊνών gp120 και gp41 είναι χαλαροί και μπορεί να διασπασθούν με αποτέλεσμα, η gp120 να βρεθεί ελεύθερη στο τοπικό περιβάλλον, στο πλάσμα και στους λεμφικούς ιστούς του μολυσμένου ατόμου. Οι γλυκοπρωτεϊνες αυτές είναι απαραίτητες για την προσκόλληση του HIV-1 στους υποδοχείς του κυττάρου ξενιστή (Chan DC et al, 1997). Κατά τη διάρκεια της εκβλάστησης, ο ιός μπορεί να ενσωματώσει διάφορες πρωτείνες από την επιφάνεια του κυττάρου ξενιστή όπως τα αντιγόνα HLA τάξης Ι και ΙΙ και πρωτεΐνες συγκολλήσεως ICAM-1, οι οποίες δύνανται να διευκολύνουν την προσκόλληση σε άλλα κύτταρα-στόχους. Η ρ17 πρωτεΐνη αγκυρώνεται 21

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ στο εσωτερικό της λιποπρωτεινικής ιικής μεμβράνης. Το ρ24 αντιγόνο του πυρήνα περικλείει δύο αντίγραφα του HIV-1 RNA. που αποτελούν τμήμα ενός σύμπλοκο πρωτεΐνης-νουκλεϊκού οξέος, το οποίο αποτελείται εκτός των δύο αντιγράφων RNA, από την νουκλεοπρωτεΐνη p7 και την ανάστροφη μεταγραφάση ρ66 (RT). Το ιικό σωματίδιο περιέχει όλα τα ένζυμα που είναι απαραίτητα για την αντιγραφή του, δηλαδή μια ανάστροφη μεταγραφάση (RT), μία ιντεγκράση την Ρ32 και μία πρωτεάση την Ρ11 (Gelderblom et al., 1993) Το γονιδίωμα του HIV-1 ΕΙΚΟΝΑ 3: Γονιδίωμα του HIV με τα γονίδια του. (HIV BOOK 2012-13) Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το γονιδίωμα του HIV-1, αποτελείται από δύο όμοια μονόκλωνα μόρια RNΑ θετικής πολικότητας κάθε ένα από τα οποία έχει μήκος 9,8 κιλοβάσεων. Το γονιδίωμα του HIV-1 αποτελείται από εννέα ανοιχτά πλαίσια ανάγνωσης και από το 5 άκρο (5 LTR) μέχρι και το 3 άκρο (3 LTR) περιέχει το γονίδιο gag (group antigen) για την παραγωγή εσωτερικών δομικών πρωτεϊνών, το γονίδιο pol (polymerase) για την σύνθεση των ενζύμων, το γονίδιο env (envelope) για την παραγωγή των 22

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) πρωτεϊνών του φακέλου και τα γονίδια Tat, Rev, Vpu, Vif, Vpr και Nef για την παραγωγή ρυθμιστικών και βοηθητικών πρωτεϊνών (Εικόνα 3). Οι Μακρές Ακραίες Επαναλήψεις (ΜΑΕ) είναι διακριτές περιοχές του γονιδιώματος, από τις οποίες αρχίζει η διαδικασία της μεταγραφής για την σύνθεση του RNA (Freed EO και Marrin MA 2001). Οι ΜΑΕ, περιέχουν ι- σχυρούς μεταγραφικούς υποκινητές και απαρτίζονται από τις περιοχές U3, R και U5. Η περιοχή U3 είναι μόνο για το άκρο 3, η R για τις επαναλήψεις και η U5 μόνο για το άκρο 5. Η μεταγραφή για τη σύνθεση του RNA αρχίζει με την ένωση της περιοχής U3 με τη περιοχή R. Το γονίδιο gag κωδικοποιεί μία πρόδρομη πολυπρωτεΐνη, την πολυπρωτεϊνη Pr55Gag, η οποία διασπάται από την ιϊκή πρωτεάση (PR) σε ώριμες gag πρωτεΐνες οι οποίες είναι: η πρωτεΐνη ΜΑ ή p17 (matrix protein) που περιβάλει το νουκλεοκάψίδιο, η πρωτεΐνη CA ή p24 (core antigen) του καψιδίου, η πρωτεΐνη NS ή p7 του νουκλεοκαψιδίου και η πρωτεΐνη p6 (Freed 2001). Η πρωτεΐνη p17 είναι μία δομική πρωτεΐνη, η οποία εμπλέκεται στα περισσότερα στάδια του κύκλου αναπαραγωγής του ιού. Αποτελεί το Ν- τελικό άκρο της Pr55 Gag πολυπρωτεΐνης και μετά τη μετάφραση της σύνθεσης της Pr55 Gag τροποποιείται από το μυριστικό οξύ (Bukrinskaya 2007). Στο ώριμο σωματίδιο του ιού, η πρωτεΐνη ρ17 μετατρέπεται σε πολυπεπτίδιο 132 αμινοξέων, το οποίο σχηματίζει ένα προστατευτικό κάλυμμα (matrix) στην εσωτερική επιφάνεια του ιού γύρω από το νουκλεοκαψίδιο. Η πρωτεΐνη p17 αποτελείται από πέντε μεγάλες α-έλικες οι οποίες φαίνεται να ενώνουν τις δομές των πρωτεϊνών p17 και p24 της πολυπρωτεϊνης Pr55 Gag (Massiah 1994). Εκτός των παραπάνω, η πρωτεΐνη p17 δρώντας ως κυτοκίνη του ιού, ενώνεται με τον υποδοχέα p17r των Τ λεμφοκυττάρων αυξάνοντας την απελευθέρωση κυτοκινών πριν τη φλεγμονή, με αποτέλεσμα τη συντόμευση του κύκλου αναπαραγωγής του ιού (Fiorentini et al., 2006). Η πρωτεΐνη p24 όπως και η πρωτεΐνη p17 προέρχεται από την διάσπαση της πρόδρομης πολυπρωτεΐνης Pr55 Gag. Η πρωτεΐνη p24 είναι εσωτερική δομική πρωτεΐνη, η οποία περιβάλει το δίκλωνο RNA και τα ένζυμα του ιού. Η δομή του πυρήνα από σφαιρική σε κωνοειδή επιτυγχάνεται με την συμβολή της πρωτεΐνης p24. Η κωνική δομή του πυρήνα του σωματι- 23

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ δίου του ιού περιέχει περίπου 2000 μόρια της πρωτείνης p24 και αποτελείται από δύο ανεξάρτητες στοιβάδες με N και C τελικές περιοχές (NTD, CTD). Η C τελική περιοχή λαμβάνει μέρος στο στάδιο της συναρμολόγησης του ιού προκαλώντας διμερισμό της πρωτεΐνης p24 και η τελική Ν περιοχή στο στάδιο της απέκδυσης μετά από σύνδεση με την κυκλοφιλίνη A(CypA) (Gamble et al., 1997, Luban 1996, Swanstrom and Willis 1997). Οι Ν-τελικές περιοχές της πρωτεΐνης p24 σχηματίζουν εξαμερείς δακτυλίους, ο καθένας εκ των οποίων συνδέεται με το δακτύλιο από τις γειτονικές CTD περιοχές της p24 με αποτέλεσμα να δημιουργείται ένα συμμετρικό πλέγμα. Στην Ν- τελική περιοχή της πρωτεΐνης p24 υπάρχει ένας βρόγχος πλούσιος σε προλίνη, ο οποίος περιέχει το πεπτίδιο Gly89-Pro90, το οποίο δεσμεύει την ειδική κυτταρική κυκλοφιλίνη Α(CypA) και συνδέεται άμεσα με την υψηλή μολυσματικότητα του HIV-1 (Gamble et al., 1996, Franke et al., 1994, Thali et al., 1994). Η πρωτεΐνη p7 είναι μία μικρού μεγέθους πρωτεΐνη προσκολλημένη στο RNA του ιού. Υπάρχουν περίπου 2000 αντίγραφα της πρωτεΐνης p7 μέσα στο καψίδιο του ιού, τα οποία επιδρούν στο RNA για το σχηματισμό των πρωτεϊνών του νουκλεοκαψιδίου και των πρωτεϊνών της ανάστροφης μεταγραφάσης και της ιντεγκράσης. Η πρωτεϊνη p7 είναι υπεύθυνη για την ενσωμάτωση του RNA γονιδιώματος μέσα στο καψίδιο και απαραίτητη για την σωστή συναρμολόγηση και την ωρίμανση του σωματιδίου του ιού (Berthoux 1997 και Didierlaurent 2011). Η πρωτεϊνη p6 είναι μία μικρού μεγέθους πρωτεΐνη (55 έως 74 αμινοξέα) και βρίσκεται στην πρόδρομη πολυπρωτεΐνη Gag-Pol σε περιοχές μεταξύ νουκλεοκαψιδίου και πρωτεάσης (Almog et al., 1996). Η πρωτεΐνη p6 συμβάλει κυρίως στην ρύθμιση της ενεργοποίησης της πρωτεάσης επηρεάζοντας παράλληλα και την ταχύτητα ωρίμανσης της (Chatterjee 2005). Επίσης, αν και δεν βρέθηκε μέχρι σήμερα αλληλοεπίδρασης μεταξύ των πρωτεϊνών p6 και Nef, είναι πιθανόν η πρωτεΐνη p6 να είναι ένας πρόσθετος παράγοντας εκτός της πρωτεΐνης Nef, ο οποίος συμβάλει στην παθογόνο δράση του HIV-1(Costa 2004). Το γονίδιο Pol κωδικοποιεί τα ένζυμα του HIV-1, τα οποία παράγονται από την πρόδρομη πολυπρωτεΐνη Pr160GagPol που δημιουργείται κατά την διάρκεια της μετάφρασης της πρωτεΐνης Pr55Gag. Τα εξειδικευμένα 24

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) ένζυμα που κωδικοποιούνται από το γονίδιο pol, είναι η πρωτεάση (PR), η ανάστροφη μεταγραφάση (RT) και η ιντεγκράση (IN)(Katz και Skalka 1994). Η πρωτεάση του HIV-1 είναι μία ασπαρτιλική πρωτεάση (Retropepsin), η οποία διασπά διάφορες πολυπρωτεΐνες σε κατάλληλες περιοχές για το σχηματισμό ειδικών πρωτεϊνών που λαμβάνουν μέρος στον κύκλο αναπαραγωγής του ιού. Το μόριο της πρωτεάσης αποτελείται από δύο ό- μοιες πρωτεΐνες (υποομάδες) με 99 αμινοξέα η κάθε μία. Η ενεργός περιοχή του ενζύμου, Asp25, Thr26 και Gly27, βρίσκεται μεταξύ των δύο όμοιων υποομάδων (Davis 1990, Jakolski et al., 1991). Σε περιπτώσεις μη αποτελεσματικής δράσης της πρωτεάσης, τα ώριμα σωματίδια του ιού δεν αναπαράγονται, χάνουν την λοιμογόνο δύναμη και δεν προσβάλλουν άλλα κύτταρα (Kohl et al., 1988). Η ανάστροφη μεταγραφάση είναι μία ετεροδιμερής πρωτεΐνη (p66/p51) με περιοχές που χαρακτηρίζονται και στις δύο υποομάδες ως «δάχτυλα», «αντίχειρας», «παλάμη» και «σύνδεση» και μία περιοχή η ο- ποία χαρακτηρίζεται ως ριβονουκλεάση H, η οποία βρίσκεται μόνο στη μεγάλη υποομάδα (p66) (Rodgers et al., 1995). H ανάστροφη μεταγραφάση είναι μία DNA πολυμεράση με τρείς ενζυμικές δράσεις οι οποίες αφορούν τη σύνθεση του DNA με τη χρησιμοποίηση RNA ως εκμαγείου (ανάστροφη μεταγραφή), τη σύνθεση DNA με τη χρησιμοποίηση DNA ως εκμαγείου και την αποικοδόμηση του κλώνου του RNA σε υβρίδιο RNA: DNA με την επίδραση της ριβονουκλεάσης Η. Για την έναρξη της σύνθεσης του DNA, η ανάστροφη μεταγραφάση χρειάζεται έναν εκκινητή ο οποίος είναι ένα ειδικό μεταφορικό RNA (trna) που μεταφέρεται στο σωματίδιο του ιού από το προηγούμενο κύτταρο-ξενιστή (Goff 1990). Η ιντεγκράση είναι το βασικότερο στοιχείο για τις διαδικασίες που λαμβάνουν μέρος πριν την ενσωμάτωση και την ενσωμάτωση του DNA (προϊού) στο χρωμόσωμα του κυττάρου-ξενιστή. Η ινεγκράση είναι μία πρωτεΐνη που αποτελείται από 288 αμινοξέα και περιλαμβάνει τρείς ανεξάρτητες περιοχές (N-τελική, Κεντρική ή καταλυτική και C-τελική). Η N- τελική περιοχή περιέχει ένα HHCC ανάλογο το οποίο δεσμεύει Z 2+ και πιθανώς ευνοεί τον πολυμερισμό πρωτεϊνών που είναι απαραίτητες στη διαδικασία ενσωμάτωσης του προϊού στο χρωμόσωμα του κυττάρου (Zheng et al., 1995, Lee et al., 1997). Η Κεντρική ή καταλυτική περιοχή (R. Nase H πτυχή) είναι απαραίτητη για την καταλυτική δράση του ενζύμου καθώς ε- 25

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ πίσης και στην ένωση των άκρων του DNA (Esposito και Craigie 1998). Η C- τελική περιοχή ενώνεται μη ειδικά με το DNA (SH3 πτυχή) και συμμετέχει κυρίως στην σταθερότητα του DNA. Για να ενεργοποιηθεί η ιντεγκράση είναι απαραίτητη η παρουσία ενός μεταλλικού κατιοντικού παράγοντα, ο οποίος συντονίζεται από δύο υπολείμματα του καταλυτικού τρίπτυχου της ιντεγκράσης (Goldgur et al., 1998, Maignan et al., 1998)). Το γονίδιο Env (Envelope) κωδικοποιεί την πρόδρομο γλυκοπρωτεΐνη gp160, η οποία κατά την διάρκεια της μεταφοράς του ιού στην επιφάνεια του κυττάρου διασπάται από μία κυτταρική πρωτεάση σε δύο γλυκοπρωτεΐνες, την gp120 και την gp41 (Checkley et al., 2011). Η γλυκοπρωτεΐνη gp120 περιέχει προσδιορισμένες περιοχές οι οποίες αλληλεπιδρούν με τους υποδοχείς των CD4 Τ λεμφοκυττάρων και τους συνυποδοχείς CCR5 και CXCR4. Η γλυκοπρωτεΐνη gp41 περιέχει επικρατούσες περιοχές οι ο- ποίες είναι βασικές κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής στο στάδιο της εισόδου του ιού στο κύτταρο (Pancera et al., 2010). Συγκρίνοντας αλληλουχίες των πρωτεϊνών env από απομονωθέντες ιούς HIV-1, βρέθηκε ότι η γλυκοπρωτεΐνη gp120 περιέχει πέντε σταθερές περιοχές (C1-C5) και πέντε περιοχές υψηλής μεταβλητότητας (V1-V5). Οι μεταβλητές περιοχές V1-V5 έχουν σχήμα βρόγχου, συνδέονται μεταξύ τους με δισουλφιδικούς δεσμούς και αυξάνουν τις περιοχές της γλυκόλυσης κατά τη διάρκεια της μόλυνσης του κυττάρου από τον ιό (Azimi et al., 2010, Frost et al., 2005). Η γλυκοπρωτεϊνη gp41 περιέχει τρείς μείζονες περιοχές, οι οποίες είναι βασικές για τη σύντηξη της κυτταρικής μεμβράνης του κυττάρουξενιστή(blacklow et al., 1995). Κατά τη διάρκεια της αλληλοεπίδρασης της γλυκοπρωτεΐνης gp120 με τους υποδοχείς του κυττάρου ξενιστή διαμορφώνονται ορισμένες αλλαγές στις γλυκοπρωτεΐνες gp120 και gp41 με αποτέλεσμα η κεντρική περιοχή της γλυκοπρωτεΐνης gp41 να μετατρέπεται σε μία εξαμερή ελικοειδή δέσμη η οποία καταλήγει να βρίσκεται ταυτόχρονα στη ιίκή και κυτταρική μεμβράνη (Gallo 2003, Chan et al., 1997). Το γονίδιο Rev (Regulator of Virion Protein) κωδικοποιεί την ρυθμιστική πρωτεΐνη Rev (18KD), η οποία είναι απαραίτητη στην διαδικασία α- ναπαραγωγής του ιού HIV-1 (Feinberg et al., 1986). Η πρωτεΐνη Rev βρίσκεται στον πυρήνα του κυττάρου και η βασική της δράση είναι η μεσολάβηση για την έξοδο από τον πυρήνα των αντιγράφων του ιού (Cullen et al., 1988). Επίσης έχει αποδειχθεί ότι η πρωτεΐνη Rev ρυθμίζει την ένωση και 26

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) τη μετάφραση των αντιγράφων του ιού καθώς επίσης και τη μετέπειτα συσκευασία τους (Bolinger C. και Boris-Lawrie K. 2009). Η έξοδος των αντιγράφων από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα επιτυγχάνεται μέσω των πόρων της πυρηνικής μεμβράνης, η οποία ρυθμίζεται από δύο μείζονες λειτουργικές περιοχές NLS και NES (Hope 1999). Η δράση της Rev πρωτεΐνης αναστέλλεται από τον παράγοντα 90 (NF 90) του κυτταρικού πυρήνα (Urcuqui-Inchima 2006). Το γονίδιο Vpu (Viral Protein U) κωδικοποιεί μία μικρού μεγέθους πρωτεΐνη, η οποία ταυτόχρονα με τη μετάφραση της εισέρχεται στη μεμβράνη του μολυσμένου κυττάρου (Strebel et al., 1989). Η πρωτεΐνη Vpu συμβάλει στην αύξηση της απελευθέρωσης των ώριμων σωματιδίων του ιού (virions) από τα μολυσμένα κύτταρα και προκαλεί την αποδόμηση του μορίου του υποδοχέα CD4 του HIV-1 (Hsu 2004 και Latres et al., 1999). Για την απελευθέρωση των ώριμων σωματιδίων του ιού, η πρωτεΐνη Vpu ε- ξουδετερώνει έναν κυτταρικό παράγοντα, τον παράγοντα TASK-1, ο οποίος όταν εκφράζεται απουσία της πρωτεΐνης Vpu αναστέλλει την απελευθέρωση του ιού (Varthakavi et al., 2003, Hsu et al., 2004). Το γονίδιο Vif (Virion Infectivity Factor) κωδικοποιεί μία βοηθητική πρωτεΐνη 23KDa, η οποία κατά το στάδιο της αναπαραγωγής του HIV-1 έ- χει τη δυνατότητα να περιορίζει την αντιϊκή ανταπόκριση του ξενιστή (Malim MH et al., 2008). Ο παράγων Vif αδρανοποιεί τη δράση των APOBEC3 πρωτεϊνών A3G και A3F του ξενιστή και σε έλλειψη του παράγοντα Vif οι APOBEC3 πρωτεΐνες είναι εν δυνάμει αναστολείς του HIV-1 (Chiu et al., 2008, Niewiadomska και Yu 2009). Επίσης οι APOBEC3 πρωτεΐνες που έχουν ήδη συσκευαστεί στο ώριμο σωματίδιο του ιού, δύνανται να ελαττώσουν την συσσώρευση του ιϊκού DNA και τον σχηματισμό του προιϊκού DNA (Burnett και Spearman 2007). Το γονίδιο Nef (Negative Regulator Factor) κωδικοποιεί μία πρωτεΐνη 25 έως 34 KDa, της οποίας η δράση είναι πολλαπλή και θεωρείται ως βασικός παράγοντας της λοιμογόνου δύναμης του HIV-1 (Arold et al., 2001, Geyer et al., 2002). Η πρωτεΐνη Nef αποδιοργανώνει τις πρωτεΐνες του κυττάρου-ξενιστή, οι οποίες λαμβάνουν μέρος στην αντιμετώπιση αποφυγής της μόλυνσης, με αποτέλεσμα την κατάρρευση της ανοσολογικής α- νταπόκρισης. Λόγω της ανοσολογικής κατάρρευσης, η μετάδοση του ιού σε άλλα κύτταρα είναι αυξημένη, γεγονός που οδηγεί στην προοδευτική 27

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ εξέλιξη της νόσου (Kestler et al., 1991, Birch M et al., 2001). Για την κατάρρευση της ανοσολογικής ανταπόκρισης, η πρωτεΐνη Vef συμβάλλει στην καταστροφή των κυτταροτοξικών Τ λεμφοκυττάρων (Collins K et al., 1998), στην ελάττωση του αριθμού των CD4 Τ λεμφοκυττάρων (Carcia et al., 1991) και στην ελάττωση των CD8, CD28, CD80, CD86 και CD1d Τ λεμφοκυττάρων (Chaudhry et al., 2005, Chen et al., 2006). Εκτός των παραπάνω, η πρωτεΐνη Nef απορυθμίζει το Μείζον Σύμπλεγμα Ιστοσυμβατότητας 1 (MHC-1), δρώντας μετά την ένωση της με τις πρωτεΐνες PACS-1 και PACS-2 ανασταλτικά στη μεταφορά του MHC-1 στην επιφάνεια των μονοπύρηνων κυττάρων του αίματος (Dikeakoa et all 2012). Το γονίδιο Vpr (Viral Protein R) κωδικοποιεί την ιϊκή πρωτεΐνη R, η οποία είναι μία μικρού μεγέθους πρωτεΐνη, περίπου 14 KDa, αποτελούμενη από 96 αμινοξέα (Morellet et al., 2003). Το γονίδιο Vpr βρίσκεται στον πυρήνα του κυττάρου και εκφράζεται στα τελικά στάδια της αναπαραγωγής του ιού ενώ παράλληλα υπάρχει στα αρχικά στάδια της μόλυνσης του κυττάρου-στόχου από τον ιό. Η ενσωμάτωση του Vpr στο ιϊκό σωματίδιο προυποθέτει την παρουσία ενός καθοριστικού παράγοντα μέσα στην επικρατούσα περιοχή P6 της προδρόμου πολυπρωτεινης Pr55gag του ιού (Bachand et al., 1999). Η πρωτεΐνη Vpr συμμετέχει στην διαδικασία της αναστροφης μεταγραφής, στην εισαγωγή του DNA του ιού (ως σύμπλεγμα πριν την ενσωμάτωση του) στον πυρήνα του κυττάρου, στην ενεργοποίηση των ΜΑΕ (LTR), σε διάφορες λειτουργίες του κυτταρικού κύκλου και στην ρύθμιση της απόπτωσης (Manhalingam et al., 1997, Sherman et al., 2002, Zhang et al., 1998). Το γονίδιο tat (Τrans-Activator of Transcription), κωδικοποιεί την πρωτεΐνη Tat, η οποία είναι μία βασική πρωτεΐνη για την αναπαραγωγή του HIV-1. Η πρωτεΐνη Tat αλληλοεπιδρά με τις TAR (transactivator response element) και U3 περιοχές που βρίσκονται στο 5 άκρο των Μακρών Ακραίων Επαναλήψεων όλων των mrna του HIV-1, προκαλώντας την μεταγραφή σε πολλά στάδια της αναπαραγωγής του ιού, με αποτέλεσμα να αποτελεί ένα βασικό ρυθμιστή της σύνθεσης των πρωτεϊνών (Bannwarth και Gatignol 2005). Για να αρχίσει η μεταγραφή του RNA, η πρωτεϊνη Tat ενώνεται με την περιοχή TAR διεγείροντας τον υποκινητή των Μακρών Ακραίων Επαναλήψεων (LTR) (Atze et al., 2011). 28

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) Αναπαραγωγή του HIV-1 Η διαδικασία αναπαραγωγής του HIV-1 στο κύτταρο ξενιστή περιλαμβάνει την είσοδο του ιού στο κύτταρο μέσω σύντηξης με την κυτταρική μεμβράνη, την απέκδυση των διαφόρων πρωτεϊνών που περιβάλλουν το νουκλεοκαψίδιο, την ανάστροφη μεταγραφή ενός από τα δύο ριβονουκλεονικά γονιδιώματα σε ένα μονόκλωνο μόριο DNA, το οποίο στην συνέχεια μετατρέπεται από την ανάστροφη μεταγραφάση σε γραμμικό δίκλωνο DNA, την ενσωμάτωση του (προϊού) DNA στο γονιδίωμα του ξενιστή κυττάρου, τη μεταγραφή του ενσωματωμένου στο γονιδίωμα DNA και σχηματισμό του mrna και του RNA του ιού, το σχηματισμό του νουκλεοκαψιδίου του ιού στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου ξενιστή και τέλος την εκβλάστηση του ενθυλακωμένου σωματιδίου του ιού από την κυτταροπλασματική μεμβράνη και απελευθέρωση του (Εικόνα 4). Η είσοδος του ιού στο κύτταρο-στόχο αρχίζει με την αλληλοεπίδραση της γλυκοπρωτείνης gp120 του φακέλου του ιού με τους υποδοχείς των CD4 Τ λεμφοκυττάρων και των συνυποδοχέων κυτταροκινών (CCR5, CXCR4, CCR3) οι οποίοι υπάρχουν στην επιφάνεια του κυττάρου στόχου (Chan και Kim 1998, Wyatt και Sodroski 1998). Η γλυκοπρωτεϊνη gp120 ενώνεται με την ιντεγκρίνη α4β7, η οποία ενεργοποιεί την LFA-1 κεντρική ιντεγκρίνη που συμβάλει στην δημιουργία των συνάψεων, που διευκολύνουν την μετάδοση του HIV-1 από κύτταρο σε κύτταρο (Arthos et al., 2008). Στις εξωτερικές άκανθες της γλυκοπρωτεϊνης gp120 υπάρχουν επίτοποι σύνδεσης με τους υποδοχείς CCR5 και CXCR4 των CD4 T λεμφοκυττάρων. Οι άκανθες της γλυκοπρωτεινης gp120 συντίθενται καταρχάς ως μεγάλα πρόδρομα μόρια της γλυκοπρωτεϊνης gp160, η οποία διασπάται από την HIV-1 πρωτεάση στις γλυκοπρωτεινες gp120 και gp41. Οι επίτοποι αυτοί αρχικά συνδέονται με τον υποδοχέα των CD4 Τ λεμφοκυττάρων. Α- μέσως μετά τη σύνδεση ο φάκελος του σωματιδίου του ιού υποβάλλεται σε δομικές αλλαγές με αποτέλεσμα την σύνδεση επίτοπων της γλυκοπρωτεΐνης gp 120 με τους υποδοχείς κυτοκινών του κυττάρου στόχου (Wyatt και Sodroski 1998). Η σύνδεση αυτή της γλυκοπρωτεΐνης gp120 κάνει περισσότερο σταθερή την ένωση του ιού με το κύτταρο στόχο και επιτρέπει την γλυκοπρωτεΐνη gp41 να διεισδύσει στην κυτταρική μεμβράνη. Η επαναλαμβανόμενη αλληλοεπίδραση των περιοχών HR1 και HR2 της γλυκοπρωτεϊνης gp41 προκαλεί τον σχηματισμό θύλακος, ο οποίος φέρνει σε 29

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ επαφή τον ιό με την κυτταρική μεμβράνη προκαλώντας σύντηξη της κυτταρικής μεμβράνης και του φακέλου του σωματιδίου του ιού με αποτέλεσμα την απέκδυση και την απελευθέρωση του γονιδιώματος του ιού και των ενζύμων του στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου στόχου (Wyatt και Sodroski 1998). Αμέσως μετά, το ένζυμο ανάστροφη μεταγραφάση αντιγράφει το μονόκλωνο θετικής πολικότητας RNA του ιού σε συμπληρωματικό DNA (cdna). Η ανάστροφη μεταγραφάση επιδρά επίσης ως ριβονουκλεάση Η και ως DNA εξαρτώμενη DNA πολυμεράση για τη δημιουργία sense DNA από το αντι-sense cdna. ΕΙΚΟΝΑ 4: Σχεδιάγραμμα αναπαραγωγής του HIV-1 (Quest Diagnostics, HIV Testing 2013) 30

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) Το DNA και το συμπληρωματικό του cdna αποτελούν το δίκλωνο ιϊκό DNA, το οποίο μεταφέρεται στον πυρήνα του κυττάρου. Η ενσωμάτωση του δίκλωνου ιϊκού DNA στο γένωμα του κυττάρου ξενιστή γίνεται με την επίδραση του ενζύμου ιντεγκράση. Το ενσωματωμένο στο γένωμα του κυττάρου ιϊκό DNA (προϊός) δύναται να παραμείνει αδρανές με αποτέλεσμα την λανθάνουσα μορφή λοίμωξης (Zheng et al., 2005). Για να συνεχισθεί η αναπαραγωγή του ιού είναι απαραίτητη η ενεργοποίηση ορισμένων κυτταρικών αντιγραφικών παραγόντων με πιο σημαντική τη δράση του κυτταρικού μεταγραφικού παράγοντα nuclear factorkb (NF-kB), ο οποίος ενεργοποιείται αμέσως μετά την ενσωμάτωση του προϊού στο γένωμα των Τ λεμφοκυττάρων. Επίσης ενεργοποιείται ο κυτταρικός παράγων Cyclin T1, ο οποίος είναι απαραίτητος για την ενεργοποίηση των Tat και Rev πρωτεϊνών, οι οποίες συμβάλουν στην αντιγραφή του DNA του προϊού σε RNA, στην επιμήκυνση του RNA και στην μεταφορά του RNA από τον πυρήνα του κυττάρου στο κυτταρόπλασμα (Hiscott et al., 2002). Tο ενσωματωμένο DNA ιού στο γένωμα του κυττάρου μεταγράφεται σε αγγελιοφόρο RNA (mrna), το οποίο τεμαχίζεται σε μικρότερα μέρη, που μεταφέρονται από τον πυρήνα τού κυττάρου στο κυτταρόπλασμα ό- που μεταφράζονται σε ρυθμιστικές πρωτεΐνες Tat και Rev. Η Rev πρωτεΐνη που συσσωρεύεται στον πυρήνα του κυττάρου ενώνεται με το ιϊκό RNA και δρά στη μεταφορά του ατεμάχιστου RNA για να εξέλθει από τον πυρήνα του κυττάρου. Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου της αναπαραγωγής, οι δομικές πρωτεΐνες Gag και Env παράγονται από το ατεμάχιστο RNA. Το ατεμάχιστο RNA αποτελεί το γένωμα του ιού το οποίο συνδέεται με την Gag πρωτεΐνη για να ενσωματωθεί στο νέο σωματίδιο του ιού (Pollard et al., 1998). Από τη σχέση των παραγόντων NF-kB και Cyclin T1 με τα Τ λεμφοκύτταρα φαίνεται ότι τα κύτταρα τα οποία λαμβάνουν πρώτα μέρος στην α- ντιμετώπιση της λοίμωξης, πιθανόν να είναι και τα πρώτα κύτταρα που καταστρέφονται από τον ιό. Τα τελευταία στάδια της αναπαραγωγής δηλαδή η συναρμολόγηση και η απελευθέρωση των σωματιδίων του ιού πραγματοποιούνται στην κυτταροπλασματική μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή. Η Env γλυκοπρωτεϊ- 31

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ νη gp160 μεταφέρεται μέσου του ενδοπλασματικού δικτύου στα σωμάτια Golgi όπου διασπάται από την πρωτεάση και μετατρέπεται σε δύο γλυκοπρωτεϊνες του φακέλου του ιού, την gp41 και την gp120. Οι γλυκοπρωτεϊνες gp41 και gp120 μεταφέρονται στην κυτταροπλασματική μεμβράνη ό- που η γλυκοπρωτεϊνη gp41 επιδρά στην προσκόλληση της γλυκοπρωτεϊνης gp120 στην κυτταροπλασματική μεμβράνη του κυττάρου. Οι πολυπρωτεϊνες Gag (p55) και Gag-Pol (p160) μεταφέρονται επίσης μαζί με το RNA του ιού στην εσωτερική επιφάνεια της κυτταροπλασματικής μεμβράνης όπου τα διάφορα δομικά στοιχεία συναρμολογούνται με αποτέλεσμα την δημιουργία του ώριμου σωματιδίου του ιού (virion) (Gelderblom et al., 1989). Tροπισμός του HIV-1 Ο HIV-1 προσβάλλει τα CD4 T λεμφοκύτταρα, τα μακροφάγα και πιθανώς τα δενδριτικά κύτταρα (Cunningham et al., 2010). Τα σωματίδια του HIV-1 αλληλεπιδρούν με διάφορους υποδοχείς οι οποίοι βρίσκονται στην επιφάνεια των κυττάρων. Η γλυκοπρωτεΐνη gp120, η οποία βρίσκεται στον φάκελο του ιού και δύο υποδοχείς CD4 και συνυποδοχείς χημειοκινών που βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη του κυττάρου, ενεργούν διαδοχικά για να επιτευχθεί η είσοδος του ιού στο κύτταρο στόχο (Chan DC. et al., 1997). Οι χημειοκίνες είναι χημειοτακτικοί παράγοντες που δρουν προάγοντας τη μετανάστευση των λευκοκυττάρων καθώς και την προφλεγμονώδη δράση τους. Οι υποδοχείς χημειοκινών ανήκουν στους 7-διαμεμβρανιακούς υποδοχείς και ενδοκυττάρια συνδέονται με πρωτείνες G. Υπάρχουν δύο είδη τροπισμού (M και T) ανάλογα με τα κύτταρα που αρχικά προσβάλλονται από τον ιό (Εικόνα 5). Τα στελέχη Μ τροπισμού ή στελέχη που δεν προκαλούν συγκύτια (NSI strains), προσβάλλουν αρχικά τα μακροφάγα κύτταρα χρησιμοποιώντας ως συνυποδοχέα τον CCR5 με αποτέλεσμα ο ιός να αναπαράγεται στα μακροφάγα και στα CD4 Τ λεμφοκύτταρα (Coakley et al., 2005). Φυσικά συνδέματα του CCR5 είναι οι χημειοκίνες MIP-1, MIP-1 και RANTES (Cocchi et al., 1995). 32

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) ΕΙΚΟΝΑ 5: Υποδοχείς του κυττάρου ξενιστή στον Τ και Μ τροπισμό. (HIV BOOK 2012-13) Ανεξάρτητα από τον υπότυπο του ιού, ο υποδοχέας CCR5 χρησιμοποιείται από όλα σχεδόν τα στελέχη του ιού που απομονώνονται για πρώτη φορά από τα HIV-1 θετικά άτομα. Τα μακροφάγα κύτταρα φαίνεται να είναι τα πρώτα κύτταρα που προσβάλλονται από τον ιό και σε περιπτώσεις που υπάρχει μεγάλη ελάττωση των CD4 T λεμφοκυττάρων του ασθενούς, ο ιός αναπαράγεται σε μεγάλες ποσότητες στα μακροφαγα κύτταρα. Στο Κεντρικό Νευρικό Σύστημα ο ιός προσβάλλει τα μακροφάγα και τα μικρογλοιακά κύτταρα ενώ στις αμυγδαλές και στις αδενοειδείς εκβλαστήσεις τα μολυσμένα από τον ιό μακροφάγα συντήκονται σε πολυμορφοπύρηνα γιγαντοκύτταρα με αποτέλεσμα την μεγάλη παραγωγή σωματιδίων του ιού. Στελέχη του HIV-1 τα οποία προσβάλλουν τα CD4 T λεμφοκύτταρα και τα μακροφάγα κύτταρα (Τ- Τροπισμού ή στελέχη που προκαλούν συγκύτια (IS στελέχη) χρησιμοποιούν τον υποδοχέα των κυτοκινών CXCR4 του οποίου το φυσικό σύνδεμα είναι ο SDF-1 (stromal cell-derived factor 1). Ορισμένα στελέχη του HIV-1 εμφανίζουν διπλό τροπισμό (μεταβατικά στελέχη) και για την είσοδο τους στο κύτταρο στόχο χρησιμοποιούν και τους δύο υποδοχείς (Coakley E. et al., 2005, Deng et al., 1996, Feng et al., 1996). 33

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Στελέχη του HIV-1 που χρησιμοποιούν μόνο τον υποδοχέα CCR5 ονομάζονται R5, στελέχη που χρησιμοποιούν μόνο τον υποδοχέα CXCR4 ονομάζονται R4 και τα στελέχη που χρησιμοποιούν και τους δύο υποδοχείς ονομάζονται X4R5. Ο τροπισμός του HIV-1 δεν εξηγείται επαρκώς από την χρησιμοποίηση μόνο των υποδοχέων διότι ορισμένοι R5 ιοί δεν χρησιμοποιούν στην παραγωγική λοίμωξη τον υποδοχέα των μακροφάγων CCR5 (Coakley et al., 2005). Πέραν αυτών των δύο συνυποδοχέων CCR5 και CXCR4 και άλλοι υποδοχείς χημειοκινών όπως οι CCR3, CCR2, CCR8, CCR9, STRL33 ( Bonzo ), Gpr 15 ( Bob ), Gpr 1, APJ και ChemR23 φαίνεται ότι χρησιμοποιούνται για τη είσοδο στα κύτταρα ορισμένων στελεχών (Deng 1997, Liao 1997). Παρατηρήθηκε ότι κάποια άτομα είναι ανθεκτικά έναντι ορισμένων στελεχών του ιού, άτομα πχ που έχουν την μετάλλαξη CCR5 είναι ανθεκτικά στην λοίμωξη από τους ιούς R5, διότι η μετάλλαξη αυτή εμποδίζει την ένωση του ιού HIV-1 με αυτόν τον υποδοχέα με αποτέλεσμα να ελαττώνεται η ικανότητα μόλυνσης του κυττάρου στόχου (Tang και Kaslow 2003). Όπως είναι γνωστό, η σεξουαλική επαφή είναι ο κύριος τρόπος μετάδοσης του HIV-1. Οι ιοί R4 και R5 υπάρχουν στο σπερματικό υγρό, το ο- ποίο μεταφέρεται κατά την σεξουαλική επαφή από τον άνδρα στην γυναίκα Τα σωματίδια των ιών R4 και R5 δύνανται να προσβάλλουν και να διασπάσουν μεγάλο αριθμό κυττάρων-στόχων στον οργανισμό. Παρά ταύτα, σε αυτόν τον τρόπο μετάδοσης των ιών, υπάρχει μία διαδικασία επιλογής που οδηγεί στην μετάδοση των ιών R5 (Zhu et al., 1993, Van t Wout et al., 1994, Zhu et al., 1996). Η διαδικασία αυτής της επιλογής δεν έχει διευκρινισθεί πλήρως. Φαίνεται ότι τα σπερματοζωάρια μεταφέρουν επιλεκτικά R5 ιούς διότι έχουν στην επιφάνεια τους υποδοχείς CCR3 και CCR5 και ε- πιπλέον τα γενετικά επιθηλιακά κύτταρα κατά προτίμηση δεν προσβάλλονται από τον ιό X4. Σε ασθενείς οι οποίοι έχουν μολυνθεί από τον υπότυπο Β του HIV-1, υπάρχει συχνά ένας συνυποδοχέας διακόπτης και τα Τ- τροπισμού στελέχη του HIV-1 δύνανται να προσβάλλουν ποικιλία Τ λεμφοκυττάρων χρησιμοποιώντας τον υποδοχέα CXCR4 (Berlier et al., 2005, Clevestig et al., 2005). Τα σωματίδια των ιών που αναπαράγονται με αυτόν τον τρόπο έχουν αυξημένη λοιμογόνο δύναμη με αποτέλεσμα την γρήγορη ελάττωση των Τ λεμφοκυττάρων, την κατάρρευση του ανοσολογικού συ- 34

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) στήματος η οποία οδηγεί στην εμφάνιση ευκαιριακών λοιμώξεων και στην έναρξη του συνδρόμου AIDS. Επομένως, η προσαρμογή του ιού κατά την διάρκεια της λοίμωξης να χρησιμοποιεί τον υποδοχέα CXCR4 αντί τον CCR5, πιθανόν να είναι ένας παράγοντας που οδηγεί στην εξέλιξη της νόσου (Karlson et al., 1994, Koot et al., 1996) Ανοσολογική ανταπόκριση στην HIV/AIDS λοίμωξη Η ανοσολογική ανταπόκριση στην HIV/AIDS λοίμωξη είναι πολύπλοκη εάν λάβουμε υπόψη τη διακύμανση του χρόνου η οποία υπάρχει μεταξύ της μόλυνσης και της εμφάνισης του συνδρόμου AIDS. Ο μέσος χρόνος εμφάνισης των συμπτωμάτων του AIDS μετά από τη μόλυνση είναι περίπου 3 με 10 έτη. Από έρευνες που έγιναν βρέθηκε ότι σχεδόν 5 έως 10% των οροθετικών ατόμων χωρίς αντιρετροϊκή θεραπεία (μακροχρόνια μηεξελίσιμα οροθετικά άτομα) παραμένει ασυμπτωματικό περισσότερο από 10 έτη, με αριθμό CD4 Τ λεμφοκυττάρων σχετικά υψηλό ( 500 CD4 Τ λεμφοκυττάρων/μl) (Placentini et al., 2008). Επιπρόσθετα, υπάρχουν δύο νέοι φαινότυποι των οροθετικών ατόμων, τα οποία χωρίς αντιρετροϊκή θεραπεία εμφανίζουν τουλάχιστον για ένα έτος έναν αυτόματο και διαρκή έ- λεγχο της αναπαραγωγής του ιού. Στην πρώτη ομάδα δεν ανιχνεύεται το RNA του ιού (ιϊκό φορτίο 50 αντίγραφα/ml) και στη δεύτερη ομάδα το RNA του ιού ανιχνεύεται αλλά το ιϊκό φορτίο παραμένει σταθερά μικρότερο των 2.000 αντιγράφων/ml (Walker 2007). Επίσης, άτομα υψηλού κινδύνου, τα οποία συχνά εκτίθενται στον ιό με διάφορους τρόπους (σεξουαλική επαφή, παρεντερικά ή και κάθετα) δεν αναπτύσσουν αντισώματα έ- ναντι του ιού και παράλληλα δεν εμφανίζουν συμπτώματα ανοσοανεπάρκειας (Placentini et al., 2008). Η ανοσολογική ανταπόκριση έναντι του HIV-1 έχει μελετηθεί κυρίως σε ομάδες ατόμων υψηλού κινδύνου, οι οποίες δεν αναπτύσσουν αντισώματα και δεν εμφανίζουν συμπτώματα ανοσοανεπάρκειας. Διάφορες έ- ρευνες έδειξαν ότι εκτός της κυτταρικής και της χυμικής ανοσίας και ορισμένοι άλλοι παράγοντες με διάφορους μηχανισμούς συμβάλουν στην άμυνα του οργανισμού έναντι της HIV-1 λοίμωξης (Εικόνα 6). 35

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ 36 ΕΚΟΝΑ 6: Μηχανισμοί αντίστασης οι οποίοι συμβάλουν στην προστασία έναντι της HIV-1 μόλυνσης και στην εξέλιξη του AIDS: Πολυμορφισμός του γονιδίου CCR5 ή γονιδίων άλλων εναλλακτικών συν-υποδοχέων του κυττάρου στόχου (1) ο οποίος συμβάλει στην ελαττωμένη ή και στην μη- έκφραση των συν-υποδοχέων με αποτέλεσμα να αναστέλλεται η είσοδος του ιού στο στόχο κύτταρο. Επίσης σε αυτό το στάδιο είσοδος του ιού στο κύτταρο δύναται να ανασταλεί από μεγάλη παραγωγή των υποκατάστατων συνυποδοχών MIP- 1α/β, RANTES και SDF-1 (2). Αυτόματη και επαγώγιμη α- πόπτωση των μονοπύρηνων και άλλων HIV-1 κυττάρων-στόχων έχει αναφερθεί σε οροαρνητικά άτομα ομάδων υψηλού κινδύνου (3). Αυξημένη απελευθέρωση των διαλυτών αντιϊικών παραγόντων APOBEC3G, CAF, α και β-defensins, I IFN, LIF, MIP-Iα/β, RANTES, RNases, SDF-I, SLPI, TRIM5α και elatin, εμποδίζei την είσοδο και την αναπαραγωγή του ιού στο κύτταρο-στόχο (4). Οροαρνητικά άτομα ομάδων υψηλού κινδύνου εμφανίζουν μεγάλη δραστηριοποίηση των κυττάρων φυσικών κυτταροκινών (NK cells) και των δενδριτικών κυττάρων (DC cells). Τα NK κύτταρα εκφράζουν τα γονίδια KIR3DSI και KIR3DLI που σχετίζονται με κυτταρική διέγερση (5) και είναι ικανά να παράγουν την ιντερφερόνη IFN-γ (6). Τα δενδριτικά κύτταρα (DC cells) επίσης εκφράζουν τα συν-διεγερτικά μόρια CD80 και CD86

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) (7) και παράγουν την ιντερφερόνη IFN-α (6). Η ιντερφερόνη I IFN προκαλεί έκφραση ορισμένων αντιγόνων των λευκοκυττάρων (HLA), απόπτωση των προσβληθέντων από τον ιό κυττάρων, παραγωγή αντιιικών μορίων και εμποδίζει την αναπαραγωγή του ιού. Η ειδική ανοσολογική ανταπόκριση χαρακτηρίζεται από την παρουσία των κυταροτοξικών T λεμφοκυττάρων (CTL) περιορισμένη στα αντιγόνα HLA-B57 και HLA=B27, στα οποία υπάρχουν άνοσοεπικρατούντα πεπτίδια (8), παραγωγή των χημειοκινών RANTES, MIP-Iβ, IL-6, IFN-γ, TNF-α και β, και IL-2, οι οποίες αυξάνουν την ανοσολογική ανταπόκριση και την έκφραση των δεικτών που συσχετίζονται με την ενεργοποίηση των Τ λεμφοκυττάρων (9). Τα Β- κύτταρα παράγουν εξουδετερωτικά IgA αντισώματα, τα οποία ανιχνεύονται στον ορό του αίματος, στους βλεννογόνους και στο μητρικό γάλα (10) (Taborda- Vanegas et al., 2011). Χυμική Ανοσία Μέχρι πρόσφατα, η ειδική χυμική ανοσολογική ανταπόκριση στην HIV-1 λοίμωξη δεν έχει διευκρινισθεί πλήρως. Τα ειδικά εξουδετερωτικά αντισώματα εμφανίζονται αργά έναντι του στελέχους του ιού με το οποίο έγινε η μόλυνση. Με την πάροδο του χρόνου εμφανίζονται νέα στελέχη του ιού στο ίδιο άτομο λόγω των μεταλλάξεων που οφείλονται στον ταχύ αναπαραγωγικό κύκλο του ιού και στην αντιρετροϊκή θεραπεία, με αποτέλεσμα τα υπάρχοντα εξουδετερωτικά αντισώματα να μην επιδρούν έναντι των νέων στελεχών του ιού. Τοιουτοτρόπως, φαίνεται ότι η ανταπόκριση των ειδικών αντισωμάτων ακολουθεί σταθερά ένα κινούμενο στόχο, επιτρέποντας τους ιούς να διαφεύγουν συνεχώς. Το ενδιαφέρον της χυμικής ανοσίας εστιάζεται κυρίως στην ειδική έναντι του HIV-1 IgA ανοσοσφαιρίνη, η οποία βρίσκεται σε διάφορους βλεννογόνους και δρα ανασταλτικά στη μόλυνση και στην εξέλιξη της νόσου. Από έρευνες οι οποίες έγιναν σε ομάδες οροαρνητικών ατόμων υψηλού κινδύνου βρέθηκε ότι η ειδική ανοσοσφαιρίνη IgA με εξουδετερωτικές ιδιότητες υπάρχει στις εκκρίσεις του κόλπου και του τραχήλου της μήτρας, στον ορό του αίματος, στο σίελο και στο μητρικό γάλα (Placentini et al., 2009). Σε άτομα της ίδιας ομάδας παρατηρήθηκε ότι η ανοσοσφαιρίνη IgA ενώνεται με έναν επίτοπο του εξωκυττάριου τμήματος της γλυκοπρωτείνης gp41 (σειρά αμινοξέων 581-599 QARILAV). Ο επίτοπος QARILAV ε- μπλέκεται στην αλληλοεπίδραση των γλυκοπρωτεϊνών gp41 gp120 και 37

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ενώνεται με την ειδική IgA ανοσοσφαιρίνη αφού προηγουμένως η γλυκοπρωτεϊνη gp120 ενωθεί με τους υποδοχείς του κυττάρου στόχου, με αποτέλεσμα πιθανότατα να εμποδίζεται η είσοδος του ιού στο κύτταρο-στόχο. Αντίθετα, στα οροθετικά άτομα, η ειδική ανοσοσφαιρίνη IgA, αναγνωρίζει διαφορετικούς επίτοπους των γλυκοπρωτεϊνών gp120 και gp41 της διαμεμβρανικής περιοχής, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ένωση του επίτοπου QARILAV με την ανοσοσφαρίνη IgA είναι σημαντική για την αποφυγή της HIV-1 μόλυνσης και επιβεβαιώνει ότι οι διαφορές παραγωγής των ειδικών IgA ανοσοσφαιρινών μεταξύ των οροαρνητικών ατόμων των ομάδων υψηλού κινδύνου και των οροθετικών ατόμων είναι μάλλον περισσότερο ποιοτικές παρά ποσοτικές (Montoya et al., 2006). Η μετανάστευση στους βλεννογόνους των βλαστοκυττάρων και των πλασμοκυττάρων που εκκρίνουν την ανοσοσφαιρίνη IgA σχετίζεται με ειδικές χημειοκίνες και υποδοχείς χημειοκινών. Αυτά τα κύτταρα φέρουν τους υποδοχείς CCR3 και CCR10, οι οποίοι ενώνονται με την χημειοκίνη CCL28 (συσχετιζόμενη με τον βλεννογόνο επιθηλιακή χημειοκίνη) με αποτέλεσμα, λόγω αυτής της αλληλοεπίδρασης, την επιστράτευση και μετακίνηση των βλαστοκυττάρων και των πλασμοκυττάρων που εκκρίνουν την ανοσοσφαιρίνη IgA στους βλεννογόνους. Υψηλή συγκέντρωση εξουδετερωτικής ανοσοσφαιρίνης IgA έναντι του ιού HIV-1 βρέθηκε στους βλεννογόνους, στον σίελο, στις εκκρίσεις του κόλπου και του τραχήλου της μήτρας και στο μητρικό γάλα των ατόμων με HIV-1 λοίμωξη. Επίσης, υψηλή συγκέντρωση εξουδετερωτικής ανοσοσφαιρίνης IgA έναντι του HIV-1 βρέθηκε στον σίελο, στις εκκρίσεις του κόλπου και του τραχήλου της μήτρας και στο μητρικό γάλα σε οροαρνητικά άτομα τα οποία είχαν σεξουαλικές επαφές με οροθετικά άτομα (Hieshims et al., 2004, Castelletti et al., 2007). Επιπρόσθετες έρευνες οι οποίες υποστηρίζουν τις προστατευτικές ι- διότητες της κυτταρικής ανοσίας αναφέρουν μία ανεξάρτητη σχέση μεταξύ της ελάττωσης της HIV-1 μόλυνσης και της προγενέστερης ανίχνευσης ειδικών εξουδετερωτικών IgA αντισωμάτων στις εκκρίσεις του κόλπου και του τραχήλου την μήτρας (Hubod et al., 2008), σε σύγκριση με υγειή άτομα, υψηλά επίπεδα ειδικών IgA αντισωμάτων έναντι της γλυκοπρωτείνης gp160 βρέθηκαν στον σίελο HIV-1 οροαρνητικών παιδιών τα οποία γεννήθηκαν από οροθετικές μητέρες και θήλασαν μητρικό γάλα. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει, ότι μία ειδική IgA ανοσοσφσιρίνη, η οποία δρά στον βλεν- 38

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Ο ΙΟΣ ΤΗΣ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ ΑΝΟΣΟΑΝΕΠΑΡΚΕΙΑΣ (HIV) νογόνο της στοματικής κοιλότητας, συμβάλει στην αποφυγή της κάθετης μετάδοσης του ιού (Farquhar et al., 2008). Επίσης, σε περιπτώσεις στοματικής σεξουαλικής επαφής οροαρνητικών ατόμων με οροθετικά άτομα είναι δυνατόν να προκληθεί η παραγωγή IgA1 εξουδετερωτικής ανοσοσφαιρίνης, η οποία ελαττώνει τον κίνδυνο μόλυνσης των οροαρνητικών ατόμων (Hasselrot et al., 2009). Κυτταρική ανοσία Τα κυτταροτοξικά Τ λεμφοκύτταρα αναγνωρίζουν και καταστρέφουν τα κύτταρα τα οποία έχουν προσβληθεί από τον ιό και ως εκ τούτου συμβάλουν στον έλεγχο της αναπαραγωγής του ιού με αποτέλεσμα να επηρεάζουν σημαντικά την εξέλιξη της νόσου αμέσως μετά την μόλυνση. Σε αρκετές έρευνες αναφέρεται ότι τα κυτταροτοξικά Τ λεμφοκύτταρα συμβάλουν στην προστασία της HIV-1 λοίμωξης. Συγκεκριμένα, βρέθηκε ότι τα CD8+ λεμφοκύτταρα των οροαρνητικών ατόμων υψηλού κινδύνου παράγουν IFN-γ υποδηλώνοντας ότι έκθεση στον HIV-1 επηρεάζει την ωρίμανση της κατανομής των υποομάδων των Τ λεμφοκυττάρων, τα οποία θα μπορούσαν να συσχετισθούν με την ανοσολογική ανταπόκριση του οργανισμού στην HIV-1 λοίμωξη (Biasin et al., 2000, Suy et al., 2007). Η πρωτεϊνη nef δύναται να απορύθμιση τα αντιγόνα HLA τάξης 1 και ως εκ τούτου ε- ξουδετερώνει την αναγνώριση των προσβληθέντων κυττάρων από τα κυτταροτοξικά Τ λεμφοκύτταρα. Επιπρόσθετα, στην πλειονότητα των ατόμων που μολύνθηκαν με τον HIV-1 υπάρχει ανοσολογική ανταπόκριση των κυτταροτοξικών Τ λεμφοκυττάρων, αλλά δεν είναι σαφές γιατί δεν δύνανται αυτά τα κύτταρα να ελέγξουν την αναπαραγωγή του ιού αν και έχουν την δυνατότητα να εκκρίνουν χειμιοκίνες και κυτοκίνες (Appay et al., 2000). Σε σύγκριση με τα οροθετικά άτομα, τα CD4 T λεμφοκύτταρα και τα μονοπύρηνα κύτταρα του περιφερικού αίματος των οροαρνητικών ατόμων υψηλού κινδύνου παράγουν υψηλά επίπεδα των χειμιοκινών RANTES και MIP-1β και κυρίως την χημειοκίνη Th1 (Mazzoli et al., 1997). Επίσης, σε σύγκριση με υγειή άτομα, βρέθηκε ότι υπάρχουν σημαντικά υψηλότερα επίπεδα του mrna της IL-6, της IFN-γ και του TNF-α και β σε δείγματα του τραχήλου της μήτρας και στα περιφερικά μονοκύτταρα του αίματος των οροαρνητικών ατόμων υψηλού κινδύνου(biasin et al., 2000). Σε έρευνα η 39

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ οποία έγινε στην Δημοκρατία της Κεντρικής Αφρικής βρέθηκε σε σύγκριση με υγειή άτομα, μικρότερος αριθμός HLA-DR+CD4+ T λεμφοκυττάρων σε οροαρνητικών άτόμα υψηλού κινδύνου και επιπρόσθετα σε σύγκριση με υγειή άτομα, η in vitro μόλυνση μη διεγερμένων μονοπυρήνων κυττάρων του αίματος με τον ιό HIV-1 βρέθηκε μικρότερη στα οροαρνητικά άτομα υψηλού κινδύνου. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι η μικρότερη διέγερση και ευαισθησία δύνανται να συμβάλουν στην αντίσταση έναντι της HIV-1 λοίμωξης (Begaud et al., 2006). 40

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ ΤΟΥ HIV-1 ΟΜΑΔΕΣ ΚΑΙ ΥΠΟΤΥΠΟΙ ΤΟΥ HIV-1, ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΥΠΟΤΥΠΩΝ, ΣΥΧΕΤΙΣΜΟΣ ΥΠΟΤΥΠΩΝ ΚΑΙ ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑΣ Ομάδες και υπότυποι του HIV-1 Ο HIV υποδιαιρείται σε δύο τύπους, τον HIV-1 και HIV-2, οι οποίοι προκαλούν λοίμωξη του ανθρώπου με αποτέλεσμα την εμφάνιση του Συνδρόμου Επίκτητης Ανοσολογικής Ανεπάρκειας (AIDS). O HIV-1 είναι ο πλέον διαδεδομένος τύπος του ιού με παγκόσμια κατανομή. Αντίθετα ο HIV-2 περιορίζεται κυρίως στην Κεντρική Αφρική και στη Νοτιοδυτική Ινδία. Παρόλα αυτά, κατά διαστήματα έχουν αναφερθεί σποραδικές περιπτώσεις και περιορισμένες εξάρσεις και σε άλλες περιοχές όπως στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, στην Ευρώπη και στην Αυστραλία (Omobolaji et al., 2011). Τα κλινικά χαρακτηριστικά της HIV-2 λοίμωξης είναι όμοια με εκείνα της λοίμωξης με τον ιό HIV-1 αλλά ηπιότερα, γεγονός που χαρακτηρίζει τον HIV-2 λιγότερο λοιμογόνο από τον HIV-1 (Andersson et al., 2000). Η διαφορά στους δύο τύπους του ιού εκφράζεται από την σαφή δια-ειδική ζωονοτική προέλευση τους. Φυλογενετικές αναλύσεις του HIV-2 έδειξαν ομοιότητα με τον ιό Simian Immunodeficiency Virus (SIVsm) που μολύνει το πρωτεύον Sooty mangabey (Cercocebus atys) ενώ φυλογενετικές αναλύσεις του HIV-1 δείχνουν ομοιότητα με τον ιό Simian Immunodeficiency Virus (SIVcpz) που μολύνει τον χιμπατζή Pan troglodytes troglodytes (Gao et al., 1992, Gao et al., 1999). Η ταξινόμηση των υποτύπων του HIV-1 αρχικά έγινε με βάση τις υπογονιδιωματικές περιοχές μεμονωμένων γονιδίων του ιού. Ωστόσο, με τη βελτίωση των μεθόδων αλληλούχισης, έγινε εφικτή η φυλογενετική ταξινόμηση του HIV-1 που βασίζεται είτε σε νουκλεοτιδικές αλληλουχίες που 41

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ προέρχονται από πολλαπλές περιοχές του γονιδιώματος (gag, pol, και env) είτε σε πλήρη ανάλυση της αλληλουχίας του γονιδιώματος. Με την εφαρμογή των μεθόδων γενετικής ανάλυσης βρέθηκαν στελέχη του ιού στο γονιδίωμα των οποίων υπήρχε φυλογενετική συσχέτιση με διαφορετικούς υπότυπους. Αυτές οι ανασυνδυασμένες μορφές πιστεύεται ότι προήλθαν από άτομα που είχαν μολυνθεί με παραπάνω από έναν υπότυπους του ιού (Εικόνα 7). Η επιμόλυνση με διαφορετικά στελέχη του HIV-1 δεν είναι σπάνια ιδίως σε μέρη που επικρατούν πολλοί υπότυποι και υπάρχει υψηλή ετερογένεια στελεχών του ιού. ΕΙΚΟΝΑ 7: Φυλογενετική ανάλυση των ομάδων και υποτύπων του HIV-1 (Thomson et al., 2002). Ο HIV-1 ο οποίος είναι υπεύθυνος για την πανδημία του AIDS διαιρείται σε τέσσερις ομάδες (M, N, O και P) όπου η κάθε μία από αυτές προήλθε από μόλυνση των ανθρώπων με διαφορετικά στελέχη του ιού SIVcpz (Gao et al., 1999). Τα φυλογενετικά κλαδιά των ομάδων του HIV-1 παρεμβάλλονται με τα φυλογενετικά κλαδιά διαφόρων στελεχών του ιού Simian Immunodeficiency Virus (SIV). Η ανάμειξη αυτή των διακλαδώσεων των ιών HIV και SIV αποδεικνύει ότι η κάθε HIV-1 ομάδα προέρχεται από ανεξάρτητες διασταυρώσεις με τον SIV και όχι με αποκλίνουσα εξέλιξη από έναν κοινό πρόγονο (Gao et al., 2001). Η ομάδα Μ (μείζων ομάδα) του HIV- 1, είναι υπεύθυνη για το 95% των περιπτώσεων της πανδημίας του AIDS. Η 42

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ ΤΟΥ HIV-1 ομάδα Μ προέρχεται από τον ιό SIV του χιμπατζή (SIVchz) και επιδημιολογικά επικρατεί σε όλες τις ηπείρους με εξαίρεση την Ανταρκτική. Η ανάπτυξη μεθόδων προσδιορισμού των αλληλουχιών και της ευθυγράμμισης τους στις αρχές του 1990, είχε σαν αποτέλεσμα την γενετική ανάλυση των γονιδίων env και gag διαφορετικών στελεχών του HIV-1 και για πρώτη φορά την αναγνώριση γενετικών κλαδιών τα οποία χαρακτηρίσθηκαν ως υπότυποι της ομάδας Μ του HIV-1 με μέση γενετική απόκλιση 15% για το γονίδιο gag και 25% για το γονίδιο env. Το 1993 αναγνωρίσθηκαν οι υπότυποι A, B, C, D, E και F της ομάδας Μ, το 1994 οι υπότυποι G και H, το 1995 ο υπότυπος I, το 1999 ο υπότυπος J και το 2000 ο υπότυπος K (Janssens et al., 1994, Kostrikis et al., 1995, Laukkanen et al., 1999, Triques et al., 2000). Αργότερα βρέθηκε ότι όλα τα στελέχη που ταξινομήθηκαν στον υπότυπο Ε με βάση την φυλογενετική ανάλυση του env γονιδίου είχαν διαφορετική κατάταξη στον υπότυπο Α της φυλογενετικής ανάλυσης των γονιδίων gag και pol. Το γεγονός αυτό αποκάλυψε ότι ο HIV-1 δύναται να δημιουργήσει μεταξύ των υποτύπων ανασυνδιασμένα στελέχη και πράγματι μέχρι σήμερα δεν έχει αναγνωρισθεί αμιγής υπότυπος Ε (Gao F 1996). Ανασυνδιασμένες μορφές περιγράφηκαν για ορισμένα στελέχη του υπότυπου G, τα οποία ταξινομήθηκαν ως enva/gagg. Επίσης περιγράφηκαν ανασυνδυασμένα στελέχη του υπότυπου I με στελέχη των υποτύπων A και G (Carr et al., 1998, Gao et al., 1998, Nasioulas et al., 1999). Τα στελέχη του ιού τα οποία προέρχονται από ανασυνδιασμό μεταξύ των υποτύπων διαιρούνται σε δύο κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία υ- πάγονται στελέχη που εμφανίζονται σε έναν πληθυσμό το λιγότερο σε τρία άτομα, τα οποία δεν συνδέονται επιδημιολογικά μεταξύ τους και έ- χουν τον ίδιο ενδο-υποτυπικό ανασυνδιασμό. Τα στελέχη αυτά ονομάζονται Κυκλοφορούντες Ανασυνδιασμένες Μορφές (CRFs) σε αντίθεση με τα στελέχη της δεύτερης κατηγορίας, τα οποία εμφανίζονται σε ένα και μοναδικό άτομο και ονομάζονται Μοναδικές Ανασυνδιασμένες Μορφές (URF S ). Περισσότερες από σαράντα CRF S μορφές έχουν χαρακτηρισθεί ως αμιγείς υπότυποι E και I και ταξινομήθηκαν ως CRF01 AE και CRF06 cpx α- ντίστοιχα. Μερικοί υπότυποι διαιρούνται περαιτέρω σε υπο-υπότυπους στους οποίους οι μεταξύ τους γενετικές διαφορές στο γονίδιο Pol είναι περίπου 7%. Προς το παρόν μόνο δύο υπότυποι διαιρούνται σε υπουπότυπους, ο υπότυπος Α στους υπο-υπότυπους Α1 έως Α5 και ο υπότυ- 43

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ πος F στους υπο-υπότυπους F1 και F2 (Gao et al., 2001, Meloni et al., 2004, Triques et al., 1999), Γεωγραφική κατανομή των υποτύπων της ομάδας Μ του HIV-1 Η φυλογενετική ταξινόμηση των στελεχών του HIV-1 έχει βοηθήσει στον εντοπισμό της ποικιλομορφίας των στελεχών που κυκλοφορούν παγκοσμίως. Με εξαίρεση την υπο- Σαχάρια περιοχή της Αφρικής όπου ενδημούν σχεδόν όλοι οι υπότυποι και οι ανασυνδιασμένες μορφές του ιού (CRFs, URFs), υπάρχει μία συγκεκριμένη γεωγραφική διάρθρωση της κατανομής των υποτύπων του HIV-1. Με τις μετακινήσεις του πληθυσμού από μία γεωγραφική περιοχή σε άλλη, μεταφέρονται στελέχη ιών σε περιοχές όπου δεν υπήρχαν, με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μία ενδημική περιοχή που οφείλεται σε νέο (μεταφερόμενο) στέλεχος του HIV-1. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η διασπορά του υπότυπου C. Διάφορες έρευνες απέδειξαν ότι στις αρχές της δεκαετίας του 80, ο υπότυπος C εμφανίστηκε στην νότια Βραζιλία με αποτέλεσμα να είναι υπεύθυνος για το 50% των νέων μολύνσεων σε αυτή την περιοχή και για το 30% των μολύνσεων στις χώρες που συνορεύουν με την νότια Βραζιλία (Soares et al., 2003). Οι υπότυποι της ομάδας Μ του HIV-1 παρουσιάζουν μία ετερογενή γεωγραφική κατανομή με επικρατέστερη μορφή του υπότυπου C, ο οποίος το 2004 ήταν υπεύθυνος για το 54% των μολύνσεων παγκοσμίως (Hemelaar et al., 2006). Ο υπότυπος C επικρατεί στις περιοχές που βρίσκονται κάτω από την έρημο Σαχάρα όπου και ευθύνεται για τα δύο τρίτα των μολύνσεων που συμβαίνουν σε αυτές τις περιοχές, σε χώρες της Ανατολικής Αφρικής, στην Ινδία και σε χώρες που συνορεύουν με τις νότιες περιοχές της Βραζιλίας. Ο υπότυπος Α επικρατεί στην Κεντρική Α- φρική, στο Ιράν, στην Κεντρική Ασία και στην Ανατολική Ευρώπη. Σε όλες αυτές τις περιοχές ο επικρατέστερος υπο- υπότυπος είναι ο Α1 ενώ παράλληλα στην Κεντρική Αφρική και σπάνια στην Ανατολική Ευρώπη εμφανίζονται περιστατικά τα οποία οφείλονται και στους υπο-υπότυπους Α2 και Α3. Ο υπότυπος Β επικρατεί στις ΗΠΑ, στην Δυτική Ευρώπη, στην Ιαπωνία και στην Αυστραλία. Οι υπόλοιποι υπότυποι (D, F, G, H, J και K) αποτελούν το 10% των μολύνσεων (Hemelaar et al., 2006). Ο υπότυπος Ε είναι ταυτόσημος με την ανασυνδυασμένη μορφή CRFO1 AE, η οποία προκαλεί 44

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ ΤΟΥ HIV-1 μολύνσεις στην Ταϊλάνδη, στις Φιλιππίνες, στην Κίνα και στην Κεντρική Αφρική. Ο υπότυπος F ενδημεί στην Κεντρική Αφρική, στην Νότια Αμερική και στην Ανατολική Ευρώπη, ο υπότυπος G στην Δυτική και Ανατολική Αφρική και στην Κεντρική Ευρώπη, ο υπότυπος J στην Κεντρική Αμερική και ο υπότυπος K στην Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό και στο Καμερούν. Οι ανασυνδιασμένες μορφές CRF01 ΑΕ και CRF02 AG του ιού HIV-1 ενδημoύν κυρίως στην Δυτική Αφρική. Στελέχη CRF02 έχουν αναγνωρισθεί και στην Ευρώπη με προέλευση την Κεντρική και Δυτική Αφρική (Holguin et al., 2005).Η επίπτωση των κυκλοφορούντων ανασυνδυασμένων μορφών (CRFs) στην πανδημία του AIDS αναγνωρίζεται ολοένα και περισσότερο αντιπροσωπεύοντας περίπου το 18% των μολύνσεων στην Νοτιοανατολική Ασία (CRFO1) και στην Δυτική και Κεντρική Αφρική CRFO2) (Osmanov et al., 2002, Takebe et al., 2004). Οι κυκλοφορούντες ανασυνδιασμένες μορφές (CRFs) δύναται να προκαλέσουν επιδημίες στις περιοχές όπου πρωτοεμφανίζονται. Ο CRF01 AE προκάλεσε επιδημία στην Νοτιοανατολική Ασία, ο CRF02 στην Δυτική Αφρική και ο CRF06 cpx στην Δυτική Αφρική (Santos και Soares 2010). Σε επιδημιολογική μελέτη στην οποία έλαβαν μέρος 16 χώρες της Ευρώπης και το Ισραήλ παρατηρήθηκε η «κινητικότητα» του υπότυπου Β. Από αυτή τη μελέτη αποκαλύφθηκε πως υπάρχουν δύο μεταναστευτικές δίοδοι της διασποράς του υπότυπου Β. Συγκεκριμένα, χώρες του Νότου (Ελλάδα, Ιταλία, Ισπανία) εξάγουν στελέχη του υπότυπου ενώ χώρες όπως η Αυστρία, το Βέλγιο και το Λουξεμβούργο εισάγουν στελέχη. Οι υ- πόλοιπες χώρες που έλαβαν μέρος στην μελέτη είχαν αμφίδρομη μετανάστευση στελεχών του υπότυπου Β με εξαίρεση την Πολωνία για τη οποία δεν προέκυψε κάποιο σημαντικό στοιχείο. Στην ίδια μελέτη βρέθηκαν ότι η διασπορά του υπότυπου Β οφείλεται κυρίως στην μετάδοση του ιού από ομοφυλοφιλική επαφή (Paraskevis et al., 2009). Σε άλλη έρευνα που έγινε για την κατανομή και τον προσδιορισμό δημογραφικών καθοριστικών παραγόντων των υποτύπων του HIV-1 στην Ευρώπη βρέθηκε ότι οι επικρατέστεροι υπότυποι και CRFs ήταν ο υπότυπος Β (66,1%) ακολουθούμενος από τον υπο-υπότυπο Α1 (6,9%), υπότυπο C (6,8%) και CRF 02 AG (4,7%). Μικρότερο ποσοστό του υπότυπου Β βρέθηκε στο Ισραήλ (27,9%) και στην Πορτογαλία (39,2%). Αντίθετα, το υψηλότερο ποσοστό βρέθηκε στην Πολωνία (96,2%) και στην Σλοβενία (93,6%). Διαφορετικοί υπότυποι που επικρατούν σε άλλες ηπείρους, βρέθηκαν κυρίως σε πληθυσμούς μετανα- 45

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ στών οι οποίοι μολύνθηκαν στην χώρα τους ή στην Ευρώπη από συμπατριώτες τους (Abecasis et al., 2013). ΕΙΚΟΝΑ 8: Παγκόσμια κατανομή των υποτύπων του HIV-1 (Hemelaar et al., 2011) 46

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ ΤΟΥ HIV-1 Από διάφορες έρευνες που έγιναν βρέθηκε ότι στην Ελλάδα ενδημούν κυρίως οι υπότυποι Β (60,0% των μολύνσεων) και Α (24,6% των μολύνσεων). Το υπόλοιπο 15,4% των μολύνσεων οφείλεται στους υπότυπους C, CRF02 AG, CRF04 cpx, CRF01, F1 και G (Abecasis et al., 2013, Papa et al., 2002, Papa et al., 2002, Skoura et al., 2011, Paraskevis et al., 2009) Η ομάδα Ο (ακραία ομάδα) είναι η πλέον αποκλίνουσα ομάδα, η ο- ποία πιθανώς να έχει την προέλευση της από τον ιό SIVgor, ο οποίος μολύνει άγριους γορίλες (Van Heuverswyn et al., 2006). O ιός SIVgor συσχετίζεται με τον ιό SIVcpz και είναι πιθανόν οι γορίλες να είναι μία ενδιάμεση δεξαμενή της ομάδας Ο (Takehisa et al., 2009). Επιδημιολογικά, η ομάδα Ο του HIV-1 περιορίζεται στην Δυτική και Κεντρική Αφρική όπου ειδικά στο Καμερούν έχουν μολυνθεί από ιούς της ομάδας Ο περίπου 15.000 άτομα (Ayouba et al., 2001, Brennan et al., 2008). Η ομάδα Ν (νέα ομάδα) προέρχεται από τον ανασυνδυασμό ενός προγόνου ιού της ομάδας Μ και του ιού SIVcpz. Επιδημιολογικά, η ομάδα Ν περιορίζεται μόνο στο Καμερούν και μέχρι το 2004 είχαν μολυνθεί από τον ιό Ν λιγότερα από 50 άτομα (Ayouba et al., 2000, Bodelle et al., 2004). Το 2009, απομονώθηκε ένας HIV-1 από γυναίκα στο Καμερούν, ο οποίος χαρακτηρίστηκε ως ομάδα P. Η προέλευση αυτής της ομάδος συσχετίσθηκε με τον ιό SIVgor και δεν υπάρχουν ενδείξεις για ανασυνδιαμένη προέλευση με ιούς άλλων ομάδων του HIV-1. Επιδημιολογικά, προς το παρόν, ο ιός αυτός έχει απομονωθεί μόνο από την γυναίκα στο Καμερούν (Plantier et al., 2009). Συσχετισμός HIV-1 υποτύπων και παθογένειας Από διάφορες έρευνες που έγιναν προκύπτει ότι υπάρχει πιθανή συσχέτιση μεταξύ των υποτύπων του ιού και του τρόπου μετάδοσης των σε διαφορετικές ομάδες υψηλού κινδύνου καθώς επίσης και συσχέτιση των υποτύπων με την εξέλιξη της νόσου. Έχει αναφερθεί ότι διαφορετικές συμπεριφορές ομάδων υψηλού κινδύνου μπορούν να αυξήσουν την μετάδοση HIV-1 υποτύπων σε διάφορες περιοχές του κόσμου προκαλώντας επιδημία καθώς επίσης και οι διάφοροι τρόποι μετάδοσης ανά περιοχή μπορούν να επεκτείνουν την επιδημία (Ramos et al., 2003). 47

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Επιδημιολογικές έρευνες οι οποίες έγιναν σε διάφορες χώρες έδειξαν ότι υπάρχει μία προτίμηση μόλυνσης από διάφορους υπότυπους του HIV- 1 στους ομοφυλόφιλους άνδρες και στους χρήστες ενδοφλέβιων ναρκωτικών. Στην Ταϋλάνδη βρέθηκε ότι ο υπότυπος Α είναι το συχνότερο αίτιο μόλυνσης των ομοφυλόφιλων ανδρών, ο υπότυπος Β των χρηστών ενδοφλεβίων ναρκωτικών και ο υπότυπος E των ετεροφυλοφιλικών ατόμων (Kananusont et al., 1995). Στην Νότια Αφρική βρέθηκε ότι υπότυπος Β είναι το συχνότερο αίτιο μόλυνσης των ομοφυλοφίλων ανδρών και ο υπότυπος C το συχνότερο αίτιο στην ετεροφυλοφιλική μετάδοση (van Harmeien et al., 1997). Παρομοίως, σε μελέτη του αμερικανικού στρατού διαπιστώθηκε ότι άτομα που δεν είχαν μολυνθεί από τον υπότυπο B αλλά από άλλον υπότυπο, συχνότερα ανέφεραν ετεροφυλοφιλική επαφή. Στην Ρωσία, την Λευκορωσία και την Λιθουανία η μόλυνση των ομοφυλοφίλων ανδρών οφείλεται επίσης στον υπότυπο Β και στην ετεροφυλοφιλική επαφή στον υπότυπο C (Temoshok et al., 1996, Lukashov et al., 1995). Η μόλυνση με ορισμένους υποτύπους έχει επίσης συσχετισθεί με αυξημένο κίνδυνο κάθετης μετάδοσης. Μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε στην Τανζανία σε ζεύγη μητέρας-παιδιού αποκάλυψε ότι σε μητέρες οι oποίες μολύνθηκαν με τον υπότυπο C του HIV-1, η κάθετη μετάδοση του ιού ήταν συχνότερη από ότι στις μητέρες που μολύνθηκαν με τους υπότυπους Α και D (Renjifo et al., 2004). Υπάρχουν αρκετοί παράγοντες οι οποίοι παρεμβάλλονται στον χρόνο εξέλιξις της μόλυνσης σε νόσο, δηλαδή στην εμφάνιση του AIDS. Ο χρόνος της εξέλιξις σε AIDS είναι περίπου 10 χρόνια και είναι σημαντικά διαφορετικός μεταξύ των ατόμων που μολύνθηκαν από τον ιό. Παράγοντες όπως το ιϊκό φορτίο, ο αριθμός των CD4+ Τ λεμφοκυττάρων, η ηλικία, η κοινωνικοοικονομική κατάσταση και ο βαθμός της ανοσολογικής ανταπόκρισης επηρεάζουν την εξέλιξη της νόσου. Παράλληλα και ορισμένες ιδιότητες του ιού όπως η χρησιμοποίηση των υποδοχέων και η ικανότητα αναπαραγωγής επηρεάζουν επίσης την εξέλιξη της νόσου (Kuritzkes και Walker 2007). Αποτελέσματα έρευνας, η οποία πραγματοποιήθηκε στην Ουγκάντα της Αφρικής σε οροθετικά άτομα τα οποία μολύνθηκα από τον HIV-1 μεταξύ του 1997 και του 2002, έδειξαν ότι όντως υπάρχει σχέση του υπότυπου του HIV-1 που προκάλεσε την μόλυνση με το χρόνο εξέλιξης της νόσου. Από τα 350 οροθετικά άτομα που συμπεριλήφθηκαν στην έρευνα το 60% 48

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΜΟΡΦΙΑ ΤΟΥ HIV-1 μολύνθηκε με τον υπότυπο D, το 15% με τον υπότυπο Α, το 21% με ανασυνδυασμένους υπότυπους και το 4% με περισσότερους του ενός υπότυπους. Η πορεία της ελάττωσης του αριθμού των CD4+ Τ-λεμφοκυττάρων κάτω των 250 κυττάρων/mm 3 πριν την εμφάνιση των κλινικών συμπτωμάτων ήταν σημαντικά λιγότερο συχνή στα άτομα που μολύνθηκαν με τον υπότυπο Α (20%) σε σύγκριση με τα άτομα που μολύνθηκαν με υπότυπο D (40%), με ανασυνδιασμένες μορφές (40%) και με πολλαπλούς υπότυπους (53%). Επίσης οι θάνατοι που οφείλονταν στο AIDS ήταν λιγότεροι σε άτομα που μολύνθηκαν με τον υπότιπο Α. Περαιτέρω βρέθηκε ότι ο χρόνος μεταξύ της μόλυνσης και της εμφάνισης του AIDS ήταν μεγαλύτερος σε σύγκριση με άτομα που μολύνθηκαν με υπότυπο Α (8,05 έτη) και άτομα που μολύνθηκαν με υπότυπο D (6,49 έτη), με ανασυνδυασμένες μορφές (5,57 έτη) και με πολλαπλούς υπότυπους (5,80 έτη) (Kiwanuka et al., 2008). Παρομοίως, ο Bacten και οι συνεργάτες του (Bacten et al., 2007) αναφέρουν ότι αν και τα ιϊκά φορτία ήταν παρόμοια, ο χρόνος εμφάνισης του AIDS σε άτομα που μολύνθηκαν με τον υπότυπο D ήταν μικρότερος από ότι στα άτομα που μολύνθηκαν με τον υπότυπο Α. Οι διαφορές των υποτύπων ως προς τον χρόνο εμφάνισης του AIDS θα μπορούσαν να εξηγηθούν από το γεγονός ότι οι ιοί του υποτύπου D είναι πιθανότερο να χρησιμοποιούν τον CXCR4 συν-υποδοχέα για την είσοδο του ιού στο κύτταρο από ό, τι οι ιοί του υποτύπου Α (Kaleebu et al., 2007). Παράλληλα, έχουν βρεθεί κλινικές και ανοσολογικές διαφορές μεταξύ των υποτύπων. Στην Κένυα, όπου οι υπότυποι Α, C, D συνυπάρχουν εντός του ίδιου πληθυσμού, διαπιστώθηκε ότι υψηλά επίπεδα ιϊκού φορτίου στο πλάσμα αίματος και χαμηλός αριθμός CD4 Τ λεμφοκυττάρων, σχετίζονται σημαντικά με λοίμωξη από τον υπότυπο C. Μόλυνση με πολλαπλούς υπότυπους έχει επίσης συσχετιστεί με υψηλότερο ιϊκό φορτίο και χαμηλότερα επίπεδα CD4 Τ-λεμφοκυττάρων. Τέλος, φαίνεται ότι οι υπότυποι διαφέρουν στην τάση τους να ανασυνδέονται με άλλους υπότυπους ή CRFs και σε μια πρόσφατη in vitro μελέτη βρέθηκε ότι οι ιοί υπότυπου C είχαν περισσότερες πιθανότητες να ανασυνδέονται με τον CRF01_AE από ότι οι ιοί του υπότυπου Β. 49

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΕΠΙΔΗΜΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ HIV-1 ΛΟΙΜΩΞΗΣ ΠΑΝΔΗΜΙΑ ΤΟΥ ΗΙV-1, ΗΙV-1 ΛΟΙΜΩΞΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Πανδημία του ΗΙV-1 Στις αρχές του 1981, παρατηρήθηκαν στις ΗΠΑ περιπτώσεις μιας σπάνιας πνευμονίας που εμφανίζονταν ως ευκαιριακή λοίμωξη σε άτομα με βλάβη του ανοσοποιητικού συστήματος (Πνευμονοκύστη carinii) και περιπτώσεις ενός σπάνιου καρκίνου του δέρματος (σαρκώματος Kaposi) σε ομοφυλόφιλους άνδρες και σε χρήστες ενδοφλεβίων ναρκωτικών οι οποίοι δεν παρουσίαζαν καμία βλάβη του ανοσοποιητικού συστήματος (Friedman-Kein 1981, Hymes et al., 1981, CDC 1982, CDC 1982). Ο όρος Σύνδρομο Επίκτητης Ανοσολογικής Ανεπάρκειας (AIDS) ο οποίος έγινε και παγκόσμια αποδεκτός, άρχισε να χρησιμοποιείται από το CDC των ΗΠΑ το 1982 (CDC 1982). Ο αιτιολογικός παράγοντας του Συνδρόμου της Επίκτητης Ανοσολογικής Ανεπάρκειας έγινε γνωστός το 1983 με την απομόνωση του ιού HIV από ασθενείς με συμπτώματα AIDS ταυτόχρονα από τους Gallo και Montagnier στο CDC των ΗΠΑ και στο Ινστιτούτο Παστέρ της Γαλλίας αντίστοιχα (Gallo et al., 1983, Montagnier et al., 1983) Μετά την απομόνωση του HIV-1 το 1983, έγιναν γενετικές μελέτες για την τυχόν ύπαρξη του HIV-1 πριν από το 1983. Ο Worobey και οι συνεργάτες του (Worobey et al., 2008) υποστηρίζουν ότι η πιο πρόσφατη εμφάνιση του HIV-1 χρονολογείται περίπου στο 1910 στην Αφρική. Σε μία άλλη έ- ρευνα που έγινε από τον Chitnis και τους συνεργάτες του (Chithis et al., 2000) υποστηρίζεται ότι ο HIV-1 εμφανίστηκε στη Αφρική μετά τον Β παγκόσμιο πόλεμο. Πάντως, η πιο επαρκώς τεκμηριωμένη έρευνα που αφορά την ύπαρξη του HIV-1 πριν το 1983, βασίζεται στην γενετική ανάλυση πλάσματος αίματος ενός αφρικανού από την Κινσάσα της Αφρικής το ο- 51

ΖΩΗ-ΑΝΝΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ποίο πάρθηκε το 1959 και με αναδρομική εξέταση βρέθηκε να έχει ειδικά αντισώματα έναντι του HIV-1. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας απέδειξαν ότι η περίπτωση του αφρικανού είναι η παλαιότερη γνωστή μόλυνση του ανθρώπου με τον HIV-1 και περαιτέρω το στέλεχος του ιού που προκάλεσε την μόλυνση φυλογενετικά ανήκε στην ομάδα Μ μεταξύ των υποτύπων B και D γεγονός που συνηγορεί στο ότι αυτοί οι υπότυποι και πιθανώς όλοι οι υπότυποι της ομάδος Μ να έχουν εξελιχθεί από μία μόνο εισαγωγή στον πληθυσμό της Αφρικής όχι σε μεγάλο χρονικό διάστημα πρίν το 1959 (Zhu et al., 1998). Μέτα την πρώτη απομόνωση του ιού το 1983 και την ενοχοποίηση του ως το αίτιο που προκαλεί το Σύνδρομο της Επίκτητης Ανοσολογικής Ανεπάρκειας (AIDS), η ανθρωπότητα βιώνει μία από τις μεγαλύτερες θανατηφόρες πανδημίες καθώς ο ιός έχει παγκόσμια κατανομή. Σύμφωνα με στοιχεία του Οργανισμού των Ηνωμένων Εθνών για το AIDS (UNAIDS), το 2011 περίπου 35 εκατομμύρια άνθρωποι ήταν φορείς του ιού HIV-1 παγκοσμίως (Εικόνα 9). Από αυτά, 30,8 εκατομμύρια ήταν ενήλικες, 16 εκατομμύρια ήταν γυναίκες 15 χρονών και 2,5 εκατομμύρια παιδιά μικρότερα των 15 ετών. Περίπου 2,6 εκατομμύρια νέα άτομα μολύνθηκαν από τον ιό και 1,8 εκατομμύρια απεβίωσαν. Από την έναρξη της πανδημίας που θεωρητικά άρχισε το 1981, μέχρι και το 2011 απεβίωσαν συνολικά περίπου 35 εκατομμύρια άτομα (UNAIDS 2012). Υψηλού κινδύνου ομάδες θεωρούνται κυρίως οι χρήστες ενδοφλέβιων ουσιών, άτομα που εκδίδονται και ομοφυλόφιλοι άνδρες και κατά συνέπεια οι ομάδες πληθυσμού που μπορούν να μολυνθούν από την μη ασφαλή σεξουαλική επαφή. Στις περισσότερες ανεπτυγμένες χώρες η συνηθέστερη πηγή μόλυνσης είναι η ομοφυλοφιλική σχέση μεταξύ ανδρών, σε χώρες όμως όπως η πρώην Σοβιετική ένωση η πιο συχνή πηγή μόλυνσης είναι η χρήση ενδοφλέβιων ουσιών, ενώ στην Αφρική κύρια αιτία μετάδοσης παραμένει η ετεροφυλοφιλική σεξουαλική επαφή. Επομένως, η υπερίσχυση και οι συνέπειες της ε- πιδημίας διαφοροποιούνται από χώρα σε χώρα. Επίσης, ενώ στις ανεπτυγμένες χώρες παρατηρείται μεγάλη αύξηση του προσδόκιμου ζωής των οροθετικών ατόμων το οποίο οφείλεται στο καλό επίπεδο της ιατροφαρμακευτικής περίθαλψης, αντίθετα στις χώρες της υποσαχάριας Αφρικής το AIDS παραμένει η πιο συχνή αιτία θανάτου. Κάθε 5 ος θάνατος οφείλεται στο AIDS με αποτέλεσμα σε ορισμένες χώρες της Αφρικής ο μέσος όρος 52

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΕΠΙΔΗΜΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ HIV-1 ΛΟΙΜΩΞΗΣ ζωής να είναι 30 με 35 έτη αφήνοντας πάνω από 10 εκατομμύρια παιδιά ορφανά (Kallings 2008). ΕΙΚΟΝΑ 9: Παγκόσμια επικράτηση του HIV σε ενήλικες (UNAIDS 2011) (www.unaids.org/en/dataanalysis/datatools/aidsinfo).). Το μεγαλύτερο ποσοστό θνητότητας και νοσηρότητας παρουσιάζεται στην περιοχή της υποσαχάριας Αφρικής, όπου υπάρχουν πάνω από 22, 5 εκατομμύρια άτομα μολυσμένα από τον HIV 1. Το 2011, το ποσοστό των φορέων αυτής της γεωγραφικής περιοχής αντιστοιχούσε στο 69% του συνολικού αριθμού των φορέων παγκοσμίως με αποτέλεσμα το ποσοστό των θανάτων και των νέων μολύνσεων να αντιστοιχεί στο 70% και το 72% των θανάτων και των νέων μολύνσεων παγκοσμίως (UNAIDS 2011, 2012). Επίσης στην Καραϊβική, στην Ανατολική Ευρώπη και στην Κεντρική Ασία το ποσοστό των φορέων είναι αρκετά υψηλό αν και τελευταία υπάρχει ελάττωση του αριθμού των φορέων π.χ. στην Καραϊβική. Άλλες γεωγραφικές περιοχές που εμφανίζουν υψηλά ποσοστά φορέων και κατά συνέπεια μεγάλο αριθμό θανάτων είναι η νότια και νοτιοανατολική Ασία όπου το 2011 53