Capítulo 25: Bases moleculares de la hepatitis C

El virus de la hepatitis C (VHC) es un virus de ARN pequeño, encapsulado, que presenta tropismo hepático y que causa hepatitis aguda y crónica en humanos. En el mundo existen 200 millones de personas afectadas y, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), 3% de la población mundial está crónicamente infectada por este virus. La gran mayoría de los pacientes infectados permanecen asintomáticos durante la fase aguda y son incapaces de eliminar el virus, lo que provoca que cientos de miles de pacientes mueran cada año por complicaciones crónicas de la enfermedad, tales como la cirrosis y el carcinoma hepatocelular (CHC). A la fecha no existe vacuna para prevenir la infección, y el tratamiento más adecuado para combatirla es caro, presenta efectos secundarios adversos, no es adecuado para todos los sujetos infectados y sólo es efectivo en aproximadamente 50% de los pacientes tratados. Una de las limitaciones en el avance del conocimiento de la hepatitis C es que se carece de modelos animales pequeños para su estudio, dado que este virus sólo infecta al chimpancé y al ser humano. Sin embargo, el desarrollo de sistemas de cultivo in vitro está generando un gran avance en el conocimiento relacionado con la replicación del virus y con el desarrollo de nuevas terapias antivirales.

En el mundo existen alrededor de 200 millones de personas afectadas por el VHC. La prevalencia varía según la región: es más alta en el norte de África y Oriente Medio, principalmente Egipto, donde se ha reportado una prevalencia de 14%; le sigue el resto de África (3%), China y otros países asiáticos (2.1%), Europa oriental y Estados Unidos (1.6%). En países del norte de Europa, como Reino Unido, se reporta una prevalencia de 1.1%. En México, aunque no se dispone de estudios realizados en una población representativa, y según los reportes existentes, la mayoría realizados en donadores de sangre, la prevalencia de hepatitis C es de alrededor de 0.4%.

La forma más común de infección por el VHC es el contacto directo con sangre y productos sanguíneos contaminados. La disponibilidad de terapias inyectables y drogas ha tenido una influencia notable en la epidemiología de VHC.

Consumo de drogas por vía intravenosa (DIV). En países desarrollados, como Estados Unidos, el uso de DIV es el principal factor de riesgo, a pesar de que se ha observado una disminución en el número de casos. La prevalencia de hepatitis C en usuarios que tenían un año consumiendo DIV disminuyó a 10% en el periodo de 1997 a 1998, mientras que durante 1988 a 1991 la prevalencia reportada fue de 65%.

Inyecciones y transfusiones de productos sanguíneos no seguras. En los países con prevalencia elevada, la mayoría de las infecciones se adquieren por no contar aún con medidas seguras de transfusión sanguínea, por la administración de inyecciones con jeringas no desechables y el uso inadecuado de material de curación cortante en consultorios médicos y dentales.

Contacto sexual. De los casos con hepatitis aguda reportados en Estados Unidos, 15 a 20% de los pacientes se reportan como factor de riesgo en la actividad sexual de alto riesgo (más de dos parejas sexuales durante un periodo de seis meses o tener relaciones con personas infectadas). Sin embargo, estudios de prevalencia realizados en parejas monogámicas en donde uno de ellos está infectado con el VHC sugieren que el contagio de la hepatitis C por contacto sexual es raro.

Transmisión perinatal. La transmisión a recién nacidos de madres infectadas varía de 4.6 a 10%. La única característica maternal asociada a la transmisión de la hepatitis C al recién nacido es la presencia del ARN viral en las madres durante el tiempo del parto. No se han observado diferencias en la transmisión de la hepatitis C dependiendo de la forma de liberación del recién nacido (parto o cesárea).

Transmisión a personal de la salud y en prácticas de salud. En países desarrollados no es común observar la transmisión de paciente a paciente y, cuando se detecta, ésta está relacionada con prácticas inadecuadas de curación, tales como el uso de viales multidosis, limpieza inadecuada de equipo y falta de técnicas de asepsia. La transmisión del VHC de pacientes infectados al personal de salud se presenta principalmente por accidentes con agujas contaminadas.

El VHC pertenece a la familia Flaviviridae y es el único miembro del género Hepacivirus. Existen seis genotipos (1 a 6) identificados según su secuencia de ácidos nucleicos, con una divergencia en su genoma completo de 30 a 50%; existen, además, más de 70 subgenotipos (a, b, c, d, etc.), identificados por diferencias en la comparación del genoma de 20 a 25% entre los genotipos. El término quasiespecies se refiere a la mezcla de variantes genéticas del VHC en un mismo individuo. De los genotipos identificados, el más resistente al tratamiento es el genotipo 1.

El VHC es un virus de ARN de cadena sencilla, con sentido positivo, que se replica mediante una ARN polimerasa dependiente de ARN. Su principal órgano de replicación es el hígado; sin embargo, se dispone de evidencia de reservorios extrahepáticos para el VHC, tales como linfocitos B de sangre periférica, células epiteliales en el intestino y el sistema nervioso central. Las partículas virales, analizadas en el microscopio electrónico, se observan de forma heterogénea: tienen al menos dos tamaños (50 y 100 nm de diámetro), y contienen doble pared y proyecciones en forma de pico en su superficie. En la figura 25-1 se muestra un esquema con los componentes estructurales de la partícula del VHC.

Como se mencionó anteriormente, el genoma del VHC está formado por un ARN de cadena sencilla positiva de aproximadamente 9.6 kb, y contiene un marco de lectura abierta (MLA) que codifica para una poliproteína precursora de aproximadamente 3 000 aminoácidos. Esta poliproteína, al ser fragmentada mediante la acción de proteasas virales y del hospedero, genera al menos 10 proteínas diferentes: tres estructurales, la proteína central, E1 y E2; una proteína integral de membrana p7, y seis proteínas no estructurales, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A y NS5B, que coordinan los procesos intracelulares del ciclo de vida del VHC (cuadro 25-1).

El ARN del VHC carece del sitio 5’cap, y su traducción depende de un sitio interno de entrada al ribosoma (internal ribosome entry site, IRES), que se localiza en la región 5’-no codificante (5’ NCR). El IRES se une a la subunidad 40S del ribosoma. Una vez iniciada la traducción del genoma del VHC, se produce una larga poliproteína mediante el ataque proteolítico mediado por proteasas del huésped y del virus, y se obtienen las proteínas estructurales y no estructurales del virus. La organización del genoma viral tiene la misma estructura que la poliproteína, con la diferencia de la presencia de las regiones no codificantes que se encuentran en los extremos 5’ y 3’ (5’-RNC y 3’-RNC, respectivamente) del genoma viral (figura 25-2).

Proteínas estructurales

Proteína central

La proteína central del VHC contiene una elevada proporción de aminoácidos básicos, característica que le permite su unión al ARN viral que da lugar a la formación de la nucleocápside.

GLUCOPROTEÍNAS DE LA ENVOLTURA

Las glucoproteínas de la envoltura E1 y E2 son proteínas transmembranales tipo I que forman heterodímeros no covalentes que forman los bloques que construyen la envoltura viral y participan en la entrada del virus a la célula.

P7

Es un polipéptido de 63 aminoácidos, dentro de la poliproteína viral se localiza en la parte de unión de las proteínas estructurales y no estructurales. P7 contiene dos dominios transmembranales que forman hexámeros con actividad de canal iónico. Se desconoce si P7 se ensambla en las partículas virales.

Proteínas no estructurales

NS2/3 autoproteasa

En la poliproteína viral, la unión de NS2/3 se hidroliza por medio de su actividad de autoproteasa que se localiza en el NH-terminal de NS3; este proceso es indispensable para la replicación del virus. La proteína NS2 derivada de la rotura de NS2/3 se inserta en la membrana del retículo endoplásmico y participa en la fosforilación de la proteína viral NS5A, evento indispensable para la replicación viral.

NS4A y NS4B

NS4A es un polipéptido de 54 aminoácidos que funciona como cofactor de la serina proteasa localizada en el dominio NS3.

NS4B es una proteína muy hidrofóbica de 27 kDa que se integra en la membrana del retículo endoplásmico. Esta proteína induce una alteración en la membrana, conocida como red membranosa, que sirve como sitio para la formación del complejo viral de replicación.

NS5A y NS5B

NS5A es una metaloproteína fosforilada, que contiene cinc como metal, y participa en la replicación viral, así como en el proceso del ensamblaje de la partícula viral. Los estudios de cristalografía de la proteína sugieren que forma una estructura que favorece la unión del ARN viral y el complejo de replicación.

NS5B es la polimerasa viral; es una ARN polimerasa dependiente de ARN que promueve la síntesis de nuevos genomas de ARN. Durante la replicación el ARN viral de cadena positiva se utiliza como molde para la síntesis de una hebra de ARN complementaria intermediaria de sentido negativo, que a su vez sirve de molde para la síntesis de nuevos ARN virales de cadena positiva.

Al igual que en todos los virus de ARN de cadena positiva, el VHC forma un complejo de replicación asociado a membrana, compuesto de proteínas virales, ARN viral, membranas celulares alteradas y factores del huésped.

La glucoproteína E2 se une con elevada afinidad a CD81, proteína que se encuentra en la superficie de muchos tipos de células, incluyendo los hepatocitos. Sin embargo, además de E2 y CD81, se requieren más moléculas para la entrada del VHC a la célula, entre las que se encuentran el receptor clase B tipo I (SRB1), que regula el metabolismo del colesterol. Este receptor en conjunto con las lipoproteínas de alta densidad (high density lipoproteins, HDL) desempeñan un papel muy importante al inicio de la infección por el VHC. La proteína viral E1 se considera que participa en la fusión del virus con la membrana en la cara citoplasmática. El receptor de lipoproteínas de baja densidad (low density lipoproteins, LDL) y de los glucosaminoglucanos, el heparán sulfato también participa en la entrada del VHC al hepatocito.

Una vez que el VHC entra a la célula, la nucleocápside es liberada al citoplasma, donde el ARN viral funciona como molde en dos eventos importantes de la replicación: 1) la traducción de la poliproteína, y 2) la replicación del ARN viral. Durante la traducción se produce la poliproteína precursora, la cual se procesa en las proteínas estructurales (C, E1, E2, P7) y no estructurales (NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A y NS5B), mediante el ataque proteolítico de las proteasas del huésped y las virales. La replicación del ARN viral de cadena positiva se lleva a cabo en un compartimiento membranoso en el citoplasma de la célula y da lugar a un ARN de cadena negativa, formando ARN de doble cadena que funciona como intermediario para la nueva formación de ARN viral de cadena positiva. Estos procesos permiten el ensamble de las proteínas estructurales del virus con el ARN viral para formar nuevas partículas virales, que son liberadas de la célula mediante exocitosis (figura 25-3).

Hepatitis C aguda

La mayoría de los pacientes que se infectan con el VHC no presentan un cuadro de hepatitis aguda. La infección aguda por el VHC raramente es sintomática (15%). Durante la evolución de la hepatitis C aguda, pueden distinguirse cuatro fases: la primera se caracteriza por la no detección o detección intermitente de concentraciones muy bajas del ARN-VHC circulante; aproximadamente dos semanas después, le sigue una fase corta de ocho a 10 días, en la cual hay un incremento rápido de la carga viral circulante; la tercera fase se caracteriza por una etapa estacionaria en los niveles circulantes del ARN viral, con una duración de alrededor de 40 a 60 días; por último, la cuarta fase se caracteriza por la detección de los anticuerpos anti-VHC, una disminución de la carga viral o el avance a un estado crónico de la enfermedad en la mayoría de los pacientes infectados. La presencia de anticuerpos se detecta generalmente en la novena semana; sin embargo, hay casos en los que se ha reportado que tardan en aparecer hasta un año después de la primera detección de la viremia (figura 25-4A). Aproximadamente, 15 a 40% de los pacientes expuestos al VHC elimina la infección en seis meses.

Hepatitis C crónica

La mayoría de las personas infectadas con el VHC evolucionan a cronicidad. Estudios realizados en donantes de sangre, personas que han recibido productos sanguíneos, usuarios de DIV y mujeres jóvenes que recibieron inmunoglobulina D contaminada muestran que de 55 a 86% de las personas infectadas por el VHC evolucionan a cronicidad. Para establecer el diagnóstico se requiere la detección de ARN VHC por más de seis meses (figura 25-4B).

En pacientes crónicos, la evolución de la enfermedad es variable y no todos desarrollan complicaciones hepáticas como cirrosis o CHC. Estudios realizados en pacientes que acuden a clínicas de hígado muestran que de 18 a 26% de estos sujetos presentan complicaciones hepáticas, tales como cirrosis, en aproximadamente 20 años posteriores a la fecha de infección, porcentaje que es menor en los estudios realizados en donantes de sangre, en los que esta complicación sólo se presenta entre 4 y 7% de estos individuos a los 20 años posinfección.

De los pacientes que desarrollan cirrosis, la probabilidad de presentar enfermedad hepática descompensada es de 4% por año. En pacientes con fibrosis avanzada, cada año 7% evoluciona a CHC.

La infección por el VHC a menudo se subdiagnostica, y hasta 50% de las personas con infección por este virus no son conscientes de su enfermedad. Por esto, las técnicas moleculares (cuadro 25-2) se utilizan como herramienta clave en el diagnóstico y el monitoreo del tratamiento para la infección por el VHC. El ARN viral puede detectarse en el suero, el hígado y las células mononucleares de sangre periférica de pacientes infectados con hepatitis aguda, crónica, cirrosis y CHC. La detección del ARN viral en suero se considera el indicador más sensible y específico de replicación viral e infectividad para el VHC, y es esencial para la confirmación del diagnóstico serológico e imprescindible para el seguimiento del paciente en tratamiento. Las pruebas que se utilizan para determinar la presencia del ARN viral se clasifican en cualitativas y cuantitativas, y son muy sensibles y específicas.

Las pruebas cualitativas documentan la presencia o ausencia de virus en sangre; de estas pruebas, la más utilizada es la retrotranscripción (RT) seguida por la reacción en cadena de la polimerasa (RT-PCR). De esta prueba se dispone de varios kits comerciales; en general, la sensibilidad es de 96% y la especificidad de 99%, y tienen un límite de detección muy sensible, de cerca de 50 UI/ml. Además de confirmar la viremia, estas pruebas son muy útiles en la búsqueda del VHC en donadores de productos sanguíneos, lo cual aumenta la prevención y disminuye el contagio de este virus, ya que en la mayor parte del mundo se utilizan los mismos anticuerpos; por otro lado, tienen la desventaja de presentar un amplio periodo de ventana.

Las pruebas cuantitativas documentan el número de copias de ARN viral en unidades internacionales por mililitro (UI/ml) (carga viral). La conversión de la UI a copias/ml varía según el equipo comercial que se utilice, pero oscila en un rango de 0.9 a 5.2 copias/ml. Se dispone de varias pruebas cuantitativas, que se fundamentan en la PCR en tiempo real, que puede cuantificar con precisión los niveles de ARN viral en un rango lineal que supere los seis logaritmos. Estas pruebas se utilizan, sobre todo, en el monitoreo terapéutico.

Determinación del genotipo viral

Como ya se comentó anteriormente, el VHC se clasifica en seis genotipos y varios subgenotipos. Es clínicamente importante realizar el diagnóstico molecular de estos genotipos, ya que predicen la probabilidad de respuesta al tratamiento, dictan su duración y muchas veces determinan la dósis del fármaco que se tiene que emplear. El genotipo es el predictor de respuesta al interferón y ribavirina más fuerte. Para la determinación del genotipo viral existen dos métodos comerciales: uno se basa en la técnica de secuenciación de ácidos nucleicos en la región 5’ NC del virus (TrueGene 5’NC HCV genotyping kit), y el otro se lleva a cabo mediante una RT-PCR, seguido de una hibridación inversa, utilizando sondas específicas de genotipo que se unen en la región 5’NC (Versant HCV genotype Assay LiPA).

Una vez que se conoce la carga viral, el genotipo viral y todos los factores clínicos y de laboratorio que evalúan el efecto del VHC en el deterioro de la función hepática, pueden establecerse los criterios de tratamiento en el paciente.

Ya que la mayoría de pacientes infectados por el VHC permanecen asintomáticos durante la fase aguda, los que acuden a recibir el tratamiento son predominantemente pacientes con daño hepático crónico. El objetivo del tratamiento es lograr una respuesta virológica sostenida (RVS), esto es, eliminación de la carga viral por lo menos durante seis meses posteriores a la conclusión del tratamiento. En la actualidad, no se dispone de una terapia antiviral selectiva ni de una vacuna preventiva. El tratamiento inicial para hepatitis C consistía en la monoterapia con interferón α (IFN-α). Los resultados tuvieron una mejoría considerable cuando se modificó químicamente la molécula de IFN-α con el uso de polietilenglicol, conocido como IFN pegilado (PEG-IFN). Con esta modificación se incrementó la vida media del compuesto, lo que le permite permanecer en circulación sanguínea durante días y ser activo. Esta mejoría en la biodisponibilidad del IFN in vivo y la adición de la ribavirina al tratamiento logró una mejoría de más de 100% en la RVS comparada con el IFN-α no pegilado. Aun con estos cambios, que lograron una mejoría considerable en el tratamiento para la hepatitis C, es importante señalar que únicamente alrededor de 50% de los pacientes tratados logran una RVS. El genotipo del VHC desempeña un papel muy importante en la respuesta y la velocidad de una RVS al tratamiento, y alrededor de 50% de pacientes con genotipo 1 desarrolla una RVS favorable comparada con más de 80% de aquellos con genotipos 2 o 3 que responden de forma favorable.

Aún no se ha llegado a establecer el mejor tratamiento para la infección aguda por VHC, pero en varios estudios se han observado buenos resultados con el uso de 5 MUI de IFN diario, por cuatro semanas, seguido por 5 MUI tres veces por semana por 20 semanas, con este esquema se ha demostrado RVS en más de 95% de los pacientes. Lo más importante de esto es que, durante la infección aguda por VHC, el genotipo y los niveles séricos de ARN parecen no tener influencia en el tratamiento. Para el tratamiento de la infección crónica por VHC las guías recomiendan PEG-IFN más 1000 a 1200 mg de ribavirina por 48 semanas para los genotipos 1 o 4, y PEG-IFN más 800 mg de ribavirina por 24 semanas para genotipo 2 o 3, con lo que se ha demostrado RVS de 55 y 80%, respectivamente.

De los que no responden al tratamiento y continúan con enfermedad hepática crónica, pueden evolucionar con graves consecuencias, tales como el desarrollo de CHC o presentar una descompensación hepática. La opción para estos pacientes podría ser un trasplante hepático; sin embargo, se ha observado que si éstos presentan una infección activa por el VHC durante el trasplante, se produce un aumento de 10 veces en la carga viral en relación con los niveles presentados antes del procedimiento. De los que desarrollan cirrosis después del trasplante, alrededor de 40% presentará descompensación hepática y sólo 50% de estos pacientes logrará sobrevivir un año después de la descompensación.

En la actualidad, se encuentran en desarrollo nuevos fármacos, que inhiben específicamente un sitio en el ciclo de vida de VHC; virtualmente, puede inhibirse cada paso de este ciclo. Además, con el uso de tecnología de biología molecular y del ADN recombinante se ha llegado a la producción de moléculas que podrían interferir con la síntesis viral, como las ribozimas y el ADN de interferencia, aunque esto todavía está en investigación in vitro.