Estudio metabolómico por resonancia magnética nuclear de individuos expuestos al VIH-1 orientado a la búsqueda de biomarcadores y rutas metabólicas asociadas a la resistencia natural y a la progresión de la infección (2024)
RESUMEN: la infección por el Virus de Inmunodeficiencia Humana 1 (VIH-1) y el desarrollo del Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) continúa siendo uno de los principales problemas de salud pública mundial. De manera frecuente la exposición al VIH-1 provoca una infección; sin embargo, algunas personas muestran una resistencia natural a la infección; estos individuos se conocen como expuestos al VIH-1 pero seronegativos (HESN). Adicionalmente, algunos individuos infectados logran controlar la replicación del VIH-1 y la progresión a SIDA de manera natural y en ausencia de terapia antirretroviral (TAR); denominados controladores. Los mecanismos biológicos que explican estos fenómenos no se conocen de forma precisa. En este contexto, la metabolómica surge como un método para identificar metabolitos en respuesta a estímulos fisiopatológicos, que pueden ayudar a establecer mecanismos de resistencia natural a la infección y progresión del VIH-1. El VIH-1 infecta específicamente a linfocitos T CD4+, monocitos y células dendríticas, en conjunto denominadas células mononucleares de sangre periférica (CMSP), causando hiperactivación y agotamiento del sistema inmune, lo cual conduce al desarrollo del SIDA; por lo tanto, el estudio de las CMSP a través de la metabolómica podría ayudar a explicar este fenómeno. En esta investigación realizamos un estudio transversal con 88 muestras de plasma (30 HESN, 14 controladores, 14 progresores y 30 controles sanos) y 48 muestras de CMSP (20 personas que viven con el VIH-1 en TAR (PLHIV-ART), 8 HESN y 20 controles sanos). En cada matriz biológica, se identificaron potenciales biomarcadores de cada grupo de estudio. En plasma; la creatinina, tirosina y lipoproteínas están diferencialmente expresadas en progresores; el glutamato, piruvato y acetato son marcadores metabólicos de los controladores, y el lactato y fosfocolina son biomarcadores de la resistencia natural en HESN. En CMSP, la fenilalanina, carnitina y glicina son potenciales biomarcadores de la respuesta efectiva de los voluntarios a la TAR en forma de reconstitución inmunológica en términos de disminución de la carga viral y aumento del recuento de linfocitos T CD4+; alanina, AMP, inosina y leucina al estatus de HESN. Adicionalmente, la valina es un metabolito importante en el control de la infección dada su expresión diferencial en controladores y progresores. Identificamos una serie de rutas metabólicas alteradas en mayor proporción en PLHIV-ART y progresores que en HESN. Dentro de las vías alteradas, las que presentan un mayor impacto en el análisis de enriquecimiento de rutas de Metaboanalyst® son las de biosíntesis de fenilalanina, tirosina y triptófano, aminoácidos aromáticos implicados en la síntesis de proteínas. En conclusión, nuestro estudio muestra que los mecanismos de resistencia natural a la infección por el VIH-1 y a la progresión hacia el SIDA están estrechamente relacionados con el metabolismo de los individuos expuestos y/o infectados, y que cambios en la expresión de metabolitos específicos pueden generar desenlaces positivos o negativos en una persona que se expone y/o infecta con el VIH-1. Esperamos que nuestros resultados tengan un impacto sobre el conocimiento y el descubrimiento de mecanismos de resistencia a la enfermedad y que con este trabajo se abran nuevos horizontes de investigación de otras enfermedades infecciosas a través de la plataforma de metabolómica por Resonancia Magnética Nuclear (RMN).