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Uma nova pesquisa que combina modelagem computacional e experimentos com macacos mostra que o sistema imunológico do corpo ajuda a controlar as infecções pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV), em grande parte, suprimindo a produção viral em células já infectadas e, ao mesmo tempo, matando as células infectadas por vírus, mas apenas dentro de uma janela de tempo estreita no início de infecção de uma célula.
“Para eliminar o VIH, temos de compreender como o sistema imunitário tenta controlar a infecção”, disse Ruy M. Ribeiro, biólogo teórico do Laboratório Nacional de Los Alamos que liderou o desenvolvimento do modelo que sustenta a investigação. Ribeiro é o autor correspondente do artigo sobre os resultados, publicado em Comunicações da Natureza.
A equipe de pesquisa incluiu o pesquisador sênior de Los Alamos, Alan S. Perelson, e um ex-pesquisador de pós-doutorado de Los Alamos, agora no Fred Hutchinson Cancer Research Center. Seus colaboradores da Universidade de Pittsburg administraram os experimentos com macacos infectados com o vírus da imunodeficiência símia (SIV) para validar o modelo. As infecções por SIV em macacos comportam-se da mesma forma que o HIV em humanos.
Ajudando o sistema imunológico a atacar o HIV
“O sistema imunitário não consegue eliminar uma infecção por VIH”, observa Ribeiro, “mas identificar o mecanismo existente pelo qual está, em certa medida, a controlar o VIH é muito importante para conceber tratamentos que melhorem esse mecanismo. ajudar a controlar melhor o VIH, poderemos ser capazes de curar a doença em algum momento.”
Sob a liderança geral de Perelson, Los Alamos tem sido líder global na modelização de infecções virais, incluindo o VIH, desde meados da década de 1990. Para o artigo da Nature Communications, a equipe de pesquisa estendeu um modelo matemático publicado em 2017 por Ribeiro e outros em Los Alamos que simula as interações e o ciclo de vida das células que serão infectadas, das células já infectadas e do vírus.
O novo modelo também simula os efeitos potenciais da resposta imunológica, que incluem matar as células, gerar proteínas que suprimem a produção do vírus ou ajudar a montar uma defesa que impede a entrada do vírus nas células.
Resolvendo uma questão aberta sobre o HIV
Especificamente focada num tipo de resposta imunitária mediada por células T CD8+, a investigação resolveu uma questão em aberto na investigação do VIH: Será que estas células T controlam o VIH matando as células VIH ou estimulando as células humanas a implantarem defesas contra a infecção?
“Tem havido controvérsia sobre se este tipo de células T controla a infecção matando as células infectadas ou controlando de alguma forma o vírus sem matar as células infectadas, por isso estamos tentando distinguir essas possibilidades e mecanismos”, disse Ribeiro.
A resposta acabou sendo “um pouco dos dois”.
Para isolar o papel das células T, a equipe de Los Alamos executou o modelo para prever os efeitos do tratamento variado de grupos de macacos infectados com anticorpos e medicamentos antivirais.
Alguns macacos foram tratados com um medicamento desenvolvido para prevenir a infecção, bloqueando a integração do vírus no DNA das células dos macacos. Este medicamento, denominado inibidor da integrase, “revelou a dinâmica da parte inicial do ciclo de vida do vírus que não poderíamos ver facilmente com outros tipos de tratamento”, disse Ribeiro. “É como se usássemos um microscópio.”
Outros macacos foram tratados com um anticorpo que esgota as células T CD8+, eliminando o seu papel no combate à infecção. Uma terceira coorte de macacos recebeu ambos os tratamentos.
A equipe de Los Alamos então executou o modelo para analisar os dados dos macacos e determinar os efeitos das diferentes respostas imunológicas. A partir do modelo inferiram os mecanismos imunológicos mais relevantes que descreveram mais de perto os dados observados.
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