Allgemeine Informationen und Aufklärung über HIV und AIDS

HIV steht für Human Immunodeficiency Virus, ein Erreger, der das menschliche Immunsystem angreift. Es gehört zu einer Klasse von Viren, die Retroviren genannt werden, und insbesondere zu einer Untergruppe, die Lentiviren oder Viren genannt wird, die langsam Krankheiten verursachen. 1

HIV kann sich nicht alleine replizieren, daher muss es, um neue Kopien von sich selbst zu erstellen, Zellen des menschlichen Immunsystems, sogenannte CD4-Zellen, infizieren., CD4-Zellen sind weiße Blutkörperchen, die eine zentrale Rolle bei der Reaktion auf Infektionen im Körper. 2

Im Laufe der Zeit werden CD4-Zellen durch HIV abgetötet und die Fähigkeit des Körpers, einige Arten von Infektionen zu erkennen und zu bekämpfen, beginnt abzunehmen. Wenn HIV nicht durch Behandlung kontrolliert wird, führt der Verlust von CD4-Zellen zur Entwicklung schwerer Krankheiten oder „opportunistischer Infektionen“. Bei Menschen mit normalen CD4-Zellspiegeln würden diese Infektionen vom Immunsystem erkannt und beseitigt., 3

Das Erleben einer Ansammlung dieser Infektionen ist das am weitesten fortgeschrittene Stadium von HIV, wenn eine Person auch an AIDS leidet (erworbenes Immunschwächesyndrom). Effektive Tests und Behandlung von HIV bedeutet, dass die große Mehrheit der Menschen, die mit HIV leben, dieses Stadium nicht erreicht. 4

Die Struktur von HIV

HIV wird als Retrovirus bezeichnet, da es von hinten nach vorne wirkt., Im Gegensatz zu anderen Viren speichern Retroviren ihre genetische Information mithilfe von RNA anstelle von DNA, was bedeutet, dass sie beim Eintritt in eine menschliche Zelle DNA „herstellen“ müssen, um neue Kopien von sich selbst zu erstellen.

HIV ist ein kugelförmiges Virus. Die äußere Hülle des Virus wird als Hülle bezeichnet und ist mit Spikes der „Glykoproteine“ gp120 und gp41 bedeckt, die es HIV ermöglichen, sich an CD4-Rezeptoren auf CD4-T-Zellen festzuhalten und in die Zelle einzudringen. 5

Innerhalb der virus-Hülle ist eine Schicht matrix genannt., Der Kern des Virus oder Kerns wird im Kapsid gehalten, einer kegelförmigen Struktur in der Mitte des Virions. Das Kapsid enthält zwei Enzyme, die für die HIV-Replikation essentiell sind, die Reverse Transkriptase und die Integrase-Moleküle. Es enthält auch zwei RNA-Stränge, die das genetische Material von HIV enthalten. 6

Die HIV-RNA besteht aus neun Genen, die alle Anweisungen zur Herstellung neuer Viren enthalten. Drei dieser Gene-gag, pol und env – geben die Anweisungen zur Herstellung von Proteinen, die neue Viruspartikel bilden., Zum Beispiel stellt env den Code bereit, um die Proteine herzustellen, die die Hülle oder Schale von HIV bilden. gag macht die Strukturproteine wie die Matrix und das Kapsid, und pol macht die Enzyme, die für die Herstellung neuer Viren wesentlich sind.

Die anderen sechs Gene, bekannt als tat, rev, nef, vif, vpr und vpu, liefern Code, um Proteine herzustellen, die die Fähigkeit von HIV kontrollieren, eine Zelle zu infizieren, neue Kopien von Viren zu produzieren oder Viren aus infizierten Zellen freizusetzen. 7

Der Lebenszyklus von HIV

Anheftung und Eintrag

Der Prozess der Produktion neuer Viren beginnt, wenn HIV in eine Zelle eintritt., Dieser Prozess erfolgt in zwei Stufen, Befestigung und Fusion.

HIV infiziert Zellen des Immunsystems, die einen CD4-Rezeptor auf der Oberfläche haben. Zu diesen Zellen gehören T-Lymphozyten (auch als T-Zellen bezeichnet), Monozyten, Makrophagen und dendritische Zellen. Der CD4-Rezeptor wird von der Zelle verwendet, um anderen Teilen des Immunsystems das Vorhandensein von Antigenen zu signalisieren.

Wenn HIV mit einer CD4-Zelle in Kontakt kommt, springt der gp120 auf der Oberfläche von HIV auf den CD4-Rezeptor und einen anderen Co-Rezeptor, entweder CCR5 oder CXCR4.Das gp41-Protein wird verwendet, um die HIV-Hülle mit der Zellwand zu verschmelzen., Dieser Fusionsprozess ermöglicht es dem HIV-Capsid, in die CD4-Zelle einzudringen.

Verschiedene Arten von antiretroviralen Arzneimitteln wurden entwickelt, um verschiedene Stadien der Anheftung und des Eintritts zu blockieren:

• CCR5-Inhibitor
• Anheftungsinhibitor
• Fusionsinhibitor

Die gp41-und gp120-Proteine auf der Oberfläche des Virus sind auch Ziele für Impfstoffe, die Antikörperreaktionen hervorrufen sollen., 8

Reverse transcription

Wenn HIV-RNA in die Zelle eintritt, muss sie in die provirale DNA „reverse transkribiert“ werden, bevor sie in die DNA der Wirtszelle integriert werden kann. HIV verwendet sein Reverse-Transkriptase-Enzym, um RNA in provirale DNA innerhalb der Zelle umzuwandeln.,

Es wurden zwei Arten von antiretroviralen Arzneimitteln entwickelt, um die Wirkung der umgekehrten Transkriptase und die Bildung von proviraler DNA zu stoppen:

• Nukleosid-und Nukleotid-Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NRTIs und NtRTIs) blockieren die HIV-Produktion, indem sie ein Nukleosid oder Nukleotid in die Kette der HIV-DNA einführen, wodurch die Kette beendet wird.

Nicht-Nukleosid-Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NNRTIs) blockieren die HIV-Produktion, indem sie direkt an das Reverse-Transkriptase-Enzym binden., 9

Integration

Nachdem HIV-RNA in DNA umgewandelt wurde, bindet sich das HIV-Integraseenzym an das Ende der proviralen DNA-Stränge und wird durch die Wand des Zellkerns geleitet. Sobald die provirale DNA in den Zellkern eintritt, bindet sie an die Wirts-DNA und dann wird der HIV-DNA-Strang in die Wirtszell-DNA eingefügt.

HIV-Integrase-Inhibitoren wurden entwickelt, um den Transfer des HIV-DNA-Strangs in die DNA der Wirtszelle zu blockieren.,

Nachdem die provirale DNA in die DNA der Wirtszelle integriert wurde, ruht HIV in der zellulären DNA. Diese Phase wird als Latenz bezeichnet und die Zelle wird als „latent infiziert“ beschrieben. Es kann schwierig sein, diese latent infizierten Zellen zu erkennen, selbst wenn die empfindlichsten Tests verwendet werden. 10

Transkription und Übersetzung

Die Zelle produziert HIV-RNA, wenn sie ein Signal empfängt, um aktiv zu werden. CD4-Zellen werden aktiviert, wenn sie auf ein infektiöses Agens stoßen.,

Wenn die Zelle aktiv wird, verwendet HIV das Wirtsenzym RNA-Polymerase, um Messenger-RNA herzustellen. Diese Messenger-RNA liefert die Anweisungen zur Herstellung neuer viraler Proteine in langen Ketten.

Die langen Ketten von HIV-Proteinen werden durch das HIV-Proteaseenzym in kleinere Ketten geschnitten. 11

Assembly and budding

Diese Proteinketten beginnen sich an der Zellwand zu neuen Viren zusammenzusetzen.

• HIV-Proteaseinhibitoren blockieren die Aktivität des HIV-Proteaseenzyms., 12

Wenn das Virus aus der Zellwand austritt, wird sein Genom in ein Kapsid eingeschlossen, das aus dem HIV-Gag-Protein hergestellt wird. Nachdem das neue Virus zusammengebaut ist, muss es die Zelle verlassen, indem es durch die Zellwand drückt. Um die Zelle vollständig zu verlassen und infektiös zu werden, muss das Virus Lipide (Fette) von der Zellwand nehmen, um die Oberflächenglykoproteine herzustellen.

• Reifungsinhibitoren werden entwickelt, um das Schneiden des Gag-Proteins zu blockieren, das zur Produktion eines reifen Virus benötigt wird., 13

Klinische Infektionsstadien

Primäre (akute) HIV-Infektion

HIV gelangt durch Infektion von CD4-Zellen in die Schleimhäute der Vagina oder des Rektums oder durch direkte Infektion von CD4-t-Zellen in den Blutkreislauf in den Körper.

In diesem Stadium kann die Präexpositionsprophylaxe mit antiretroviralen Medikamenten eine HIV-Infektion verhindern, wenn sie konsequent eingenommen wird., Eine Postexpositionsprophylaxe mit einer antiretroviralen Kombination aus drei Medikamenten kann eine HIV-Infektion in diesem Stadium und bis zu 72 Stunden nach der Exposition verhindern.

Dendritische Zellen gehören zu den ersten, die auf HIV stoßen, ihre Aufgabe ist es, Infektionserreger in die Lymphknoten zu transportieren. Wenn HIV in den Lymphknoten ankommt – etwa 24 bis 48 Stunden nach der Exposition-aktivieren sie andere Immunzellen, wie CD4-T-Zellen, das primäre Ziel von HIV.

Hier in den Lymphknoten beginnt sich HIV zu replizieren. In diesem Stadium ist HIV im Blut nicht durch Viruslast (HIV-RNA) – Tests oder Antikörpertests nachweisbar., Dieses Stadium kann zwischen 7 und 21 Tagen andauern und während dieses Zeitraums kann HIV nur durch Entnahme von Proben direkt aus dem Lymphknotengewebe (Biopsie) nachgewiesen werden. Die in diesem Stadium der HIV-Infektion begonnene antiretrovirale Therapie mit drei Medikamenten kann die Ausbreitung von HIV auf langlebige Zellen des Immunsystems, die ein „Reservoir“ für eine HIV-Infektion im Körper bilden, stark einschränken. Einige Wochen nach der Infektion wird HIV im Blut durch Viruslasttests nachweisbar. Zu diesem Zeitpunkt können bei Menschen Symptome einer akuten HIV-Infektion auftreten, da der HIV-Spiegel im Blut sehr hoch ansteigt., Häufige Symptome einer akuten HIV-Infektion sind unter anderem Fieber, Körperausschlag und geschwollene Drüsen. Während Fieber und Hautausschlag die häufigsten Symptome einer akuten HIV-Infektion sind, werden diese nicht bei jedem auftreten.14.

Symptome einer akuten Infektion können bis zu 2 Wochen dauern. Die Viruslast erreicht zu diesem Zeitpunkt ihren Höhepunkt und kann über 1 Million Kopien pro ml Blut messen. Die CD4-Zellwerte werden auch zu diesem Zeitpunkt sinken. Die Wahrscheinlichkeit, HIV zu übertragen, ist in den ersten Monaten nach der Infektion am höchsten, wenn der HIV-Spiegel in Blut, Sperma und Vaginalflüssigkeit sehr hoch ist., Etwa drei bis vier Wochen nach der Infektion wird auch HIV-Antigen (p24) nachweisbar. Antikörper/Antigen-Tests der vierten Generation, die den Nachweis von HIV-Antikörpern und HIV-p24-Antigen kombinieren, werden in diesem Stadium ein positives Ergebnis zeigen. Innerhalb von weiteren 4 bis 8 Tagen zeigen nur HIV-Antikörper-Tests mit Blut ein positives Ergebnis. HIV-Spiegel beginnen im Blut zu fallen und CD4-Spiegel beginnen wieder zu steigen, wenn auch nicht auf das Niveau vor der Infektion., Nach etwa 6 Monaten stabilisieren sich die Viruslast und der CD4-Spiegel auf einem Niveau, das als „Sollwert“ bekannt ist

Chronische Infektion

HIV-Infektion verursacht seit einigen Jahren keine weiteren Erkrankungen mehr. Diese Periode wird als asymptomatische Phase bezeichnet. HIV reduziert allmählich die Anzahl der CD4-Zellen im Körper, bis die CD4-Zellzahl unter 200 Zellen/mm3 fällt. Nachdem die CD4-Zellzahl unter dieses Niveau fällt, steigt das Risiko, AIDS-bedingte Infektionen (opportunistische Infektionen) zu entwickeln, stark an.

Die asymptomatische Phase dauert durchschnittlich etwa zehn Jahre., Die Länge der asymptomatischen phase hängt davon ab, wie schnell die CD4-Zellzahl sinkt. Wenn eine Person eine sehr hohe Viruslast hat (über 100.000 Kopien/ml), verlieren sie CD4-Zellen schneller.

Die antiretrovirale Behandlung unterdrückt HIV auf nicht nachweisbare Werte, stellt die CD4-Zellzahl auf ein normales Niveau zurück und beugt Krankheiten vor, wenn sie zu irgendeinem Zeitpunkt während der asymptomatischen Phase begonnen und jeden Tag eingenommen werden. Alle Behandlungsrichtlinien empfehlen, dass Menschen mit der Behandlung beginnen, sobald sie nach der HIV-Diagnose bereit sind.,

Während der asymptomatischen Phase können CD4-Zellzahlen und Viruslasttests das Fortschreiten der HIV-Erkrankung überwachen. 16

Warum ist HIV so ausweichend? Was ist das HIV-reservoir‘?

Obwohl HIV durch antiretrovirale Therapie kontrolliert werden kann, kann es nicht aus dem Körper ausgeschieden werden. Dies liegt daran, dass HIV den normalen Mechanismen des Immunsystems entgeht, um von Viren infizierte Zellen loszuwerden.

HIV integriert sich in die DNA von Zellen des menschlichen Immunsystems und repliziert sich nur, wenn die Zelle angeregt wird, auf eine Infektion zu reagieren. Diese Zellen werden latent infizierte Zellen genannt., Diese Zellen werden vom Immunsystem nicht als infiziert erkannt und abgetötet, so dass sie so lange bestehen bleiben, wie die Zelle lebt.17

Einige der mit HIV infizierten Zellen sind sehr langlebige Speicher-T-Zellen. Reservoirs latent infizierter Zellen etablieren sich in den Lymphknoten, der Milz und dem Darm. HIV infiziert auch Zellen im Gehirn, aber es ist unklar, ob HIV vom Gehirn in andere Teile des Körpers gelangen kann., HIV kann auch viele Jahre in Makrophagen – Immunzellen, die größtenteils in Geweben vorkommen – und in dendritischen Zellen bestehen bleiben, die Infektionserreger erkennen und andere Immunzellen alarmieren, sie zu entfernen.

Latent infizierte Zellen können sich ohne Aktivierung vermehren und HIV kann auch innerhalb von Geweben im Darm und anderen Reservoirs von Zelle zu Zelle gelangen. 18 Dies bedeutet, dass sie sich dem Immunsystem entziehen und nicht durch antiretrovirale Medikamente unterdrückt werden, bevor sie andere Zellen infizieren.

Es ist unklar, wie schnell sich ein Reservoir HIV-infizierter Zellen im Körper etabliert., Beobachtungen bei einer kleinen Anzahl von Menschen, die innerhalb weniger Tage oder Wochen nach der Infektion mit einer antiretroviralen Behandlung begonnen haben, zeigen, dass sie weniger HIV-infizierte Zellen haben und wenn sie die antiretrovirale Behandlung abbrechen, können einige HIV über einen längeren Zeitraum ohne Wiederaufnahme der Behandlung kontrollieren.19

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