Este artículo fue publicado en febrero de 1998 en el Boletín de Tratamientos Experimentales Contra el SIDA, por la Fundación anti-SIDA de San Francisco.

Febrero de 1998 Contenido

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La resistencia a los fármacos antirretrovirales

por William O’Brien, MD
Adaptación y traducción por Christopher Gortner

¿Qué es la resistencia a los fármacos, o resistencia farmacológica?

La utilidad del tratamiento anti-VIH se ve limitada por el desarrollo de cepas virales que resisten los efectos antirretrovirales de los fármacos. Esto significa que las mutaciones del genoma viral permiten que el VIH se reproduzca incluso en presencia de concentraciones terapéuticas de fármacos (concentraciones que usualmente detienen la reproducción viral). La resistencia es posible porque el VIH se reproduce rápidamente y cambia muchas veces durante el proceso de la transcripción inversa.

La enzima viral transcriptasa inversa (TI) inicia el proceso de la transcripción inversa para poder construir una copia DNA de doble cadena del genoma RNA del VIH. Esta forma DNA es idéntica en su estructura a la materia genética localizada en los cromosomas humanos. EL VIH integra su genoma viral DNA dentro del cromosoma humano para formar una estructura denominada provirus. Si la materia genética del VIH no es convertida de RNA a DNA, el virus no puede emplear células humanas para reproducirse. Durante la transcripción inversa, la enzima TI viral comete errores cuando copia el genoma VIH, un promedio de 1 error por cada ciclo de replicación. Esto significa que las nuevas partículas virales son un poco diferentes al virus inicial.

La mutación parece ocurrir al azar, y muchas mutaciones crean una desventaja para el virus. Sin embargo, en algunos casos, una mutación es capaz de resultar en una proteína viral que todavía funcione y facilite la reproducción del virus, sin ser inhibida por los fármacos antivirales actuales. Los inhibidores de la TI y los inhibidores de proteasa atacan las enzimas del genoma VIH.

Mientras que la transcripción inversa es un evento temprano que lleva a la formación del provirus, la proteasa es una enzima que se emplea más tarde en el ciclo de reproducción. La proteasa corta las largas cadenas de proteínas a sus tamaños y formas propias para emplearlas en la construcción de nuevos virus, antes de que las células huéspedes los descarguen.

En la época en que solamente se administraba el monotratamiento anti-VIH, o tratamiento con 1 fármaco, la resistencia se desarrollaba rápidamente, ya que el virus solo tenía que desarrollar resistencia a un fármaco, y los monotratamientos no eran capaces de detener o inhibir un nivel sustancial de reproducción viral en la mayoría de las personas. A niveles elevados de reproducción viral, las mutaciones ocurren con mayor frecuencia y la resistencia se desarrolla con mayor rapidez. Este es el motivo de que las estrategias actuales de tratamiento que combinan 3 ó más fármacos hayan resultado tan eficaces en muchas personas. Estos "cócteles" pueden reducir la replicación viral a niveles "indetectables", lo cual retrasa considerablemente el desarrollo de cepas virales mutantes. Cuando se emplean los tratamientos de combinación, es probable que la aparición de la resistencia farmacéutica clínicamente importante se retrase por más tiempo puesto que requiere varias mutaciones diferentes.

¿Qué mutaciones están asociadas con la resistencia?

El VIH está compuesto de proteínas, y las proteínas de factores básicos llamados aminoácidos. Los científicos numeran los aminoácidos desde un lado de la proteína. Por ejemplo, el aminoácido 184^o en una cadena proteínica es llamado la posición 184. Cuando una mutación se desarrolla en una cierta posición, significa simplemente que un aminoácido diferente ha reemplazado al aminoácido que usualmente se encuentra en esa parte de la cadena. Este hecho es demostrado por la mutación VIH que confiere resistencia al análogo nucleósido 3TC. La sustitución del aminoácido metionina (abreviado como M) por valina (abreviado V) en la enzima transcriptasa inversa se escribe como M184V (consulte el cuadro para las abreviaciones comunes de los aminoácidos). Esta mutación facilita la reproducción constante del virus, por lo que se crea un alto grado de resistencia al tratamiento con 3TC. Cambios singulares en los aminoácidos también han sido asociados con la resistencia a ddI, ddC y nevirapina. Aunque por lo menos 5 mutaciones diferentes contribuyen al desarrollo de la resistencia a AZT, y se cree que la resistencia es incrementada por múltiples mutaciones, una sola mutación puede reducir la sensibilidad viral al tratamiento con AZT.

Cuadro 1. Aminoácidos comunes de proteínas y sus abreviaturas

La resistencia a varios inhibidores IT puede ser conferida por mutaciones singulares, como se anota en Cuadro 2.

Cuadro 2. Mutaciones de resistencia asociadas con el uso de los inhibidores de la transcriptasa inversa

Mutaciones de resistencia farmacológica

AZT: M41L, D67N, K70R, T215 Y/F, K219Q/E
ddI: K65R, L74V, V75T,M184V
ddC: K65R, T69D, L74V, V75T, M184V
d4T: V75T
3TC: M184V V/T/I
1592: K65R, L74V, M184V
Nevirapina: V106A, Y181 C/I, Y188C
Resistencia multi-fármaco: F77L, F116Y, Q151M, M184V, G333E

Las mutaciones en los aminoácidos mencionadas pueden ocasionar resistencia simultánea a varios de los fármacos inhibidores de TI. Recientemente, se descubrió una mutación llamada G33E que confiere resistencia simultánea a AZT y 3TC. Algunas mutaciones en la TI parecen estar asociadas con la resistencia multi-fármaco. La más importante de estas mutaciones parece ser Q151M, la cual puede conferir por lo menos la resistencia parcial a varios fármacos TI. Por lo general, otras mutaciones como F77L y F116Y tienen que desarrollarse en conjunto con Q151M para poder crear el fenotipo de la resistencia multi-fármaco completo. La presencia de mutaciones crea un gran problema para la selección de fármacos que serán empleados en regímenes anti-VIH de combinación.

En contraste con los inhibidores de la TI, muchas de las sustituciones aisladas en los aminoácidos que resultan en mutaciones en la enzima proteasa no pueden por sí solas conferir resistencia viral a los fármacos inhibidores de proteasa (consulte Cuadro 3). Por lo general, se requiere más de 1 mutación para crear resistencia al inhibidor de proteasa.

Cuadro 3. Mutaciones de resistencia asociadas al uso de los inhibidores de proteasa

Quizás la excepción es la mutación en posición 90 (L90M), la cual podría contribuir al desarrollo de resistencia viral a los 4 inhibidores de proteasa actualmente aprobados. En contraste, la mutación D30N parece ser específica a nelfinavir y no parece ocasionar problemas a los otros fármacos de esta clase. El gen de la proteasa es pequeño – solo 99 aminoácidos de largo – y hay por lo menos 11 mutaciones que contribuyen al desarrollo de resistencia. En la mayoría de los casos, la resistencia a los inhibidores de proteasa requiere más de 2 o 3 cambios, o mutaciones, en combinación. Desgraciadamente, cuando fracasa el tratamiento con un inhibidor de proteasa, usualmente ya se han desarrollado mutaciones resistentes que acortan los beneficios del segundo inhibidor de proteasa empleado.

Las mutaciones descritas consisten en cambios que ocurren directamente en el gen que sirve de plano a las enzimas transcriptasa inversa y proteasa, pero hay otros mecanismos que influyen en el desarrollo de la resistencia. La enzima proteasa del VIH corta la cadena larga de proteínas virales en áreas específicas que son codificadas por secuencias particulares de aminoácidos. Los resultados de estudios recientes han demostrado que las mutaciones que se desarrollan en otras áreas proteínicas, o sea, no por parte de proteasa, pueden ocasionar resistencia a los inhibidores de proteasa. Con esta clase de resistencia, la proteasa viral puede ser de "tipo salvaje", sin que ninguna de las mutaciones típicas estén presentes. La enzima transcriptasa inversa es mucho más grande que la proteasa, y aparentemente requiere cambios más complejos para que ocasione resistencia.

Es razonable pensar que las mutaciones de este gen crítico presenten problemas al virus y resulten en cepas que no se reprodzcan bien, un efecto conocido como disminución de la capacidad viral. Desde la perspectiva de evolución, el virus compromete un poco la eficacia enzimática para poder desarrollar un estructura que no sea afectada por los fármacos inhibidores, y de esta manera, produce resistencia a los efectos de dichos fármacos. Aunque se puede demostrar que sí ocurre una reducción menor en la capacidad viral, la diferencia no es mucha, y la mayoría de las mutaciones que facilitan la evasión por el VIH de los efectos de los fármacos también permiten que las enzimas funcionen bien. A pesar de las diferencias mínimas en la eficacia enzimática y capacidad viral, el alto grado de replicación y la larga duración de la enfermedad VIH permiten que estas cepas viales resistentes se reproduzcan y dañen el sistema inmunitario de forma parecida a las cepas de tipo "salvaje". No es probable que el desarrollo de mutaciones resistentes reduzca el virus en un patógeno debilitado.

Complicaciones del tratamiento antirretroviral

Muchos factores contribuyen al éxito o fracaso de un régimen anti-VIH. Obviamente, una de las consideraciones más importantes es si la persona está tomando sus fármacos apropiadamente, a las horas correctas y en las dosis correctas. Puesto que muchos de los fármacos aprobados para el tratamiento anti-VIH requieren dosis 2 ó 3 veces al día, y algunos hay que tomarlos con comida, mientras que otros deben ser tomados con el estómago vacío, el cumplir con un régimen de 3 ó 4 fármacos puede ser un desafío. La mejor forma de lidiar con este asunto es desarrollar un horario para los medicamentos que sea lo más simple y fácil de cumplir posible. Tanto el médico como su paciente deben trabajar juntos para resolver este problema. La falta de cumplimiento con los regímenes que incluyen inhibidores de proteasa es una de las principales causas de la resistencia viral y debe ser evitada a toda costa, ya que la resistencia al primer inhibidor de proteasa tomado puede afectar el beneficio e incluso la utilidad del segundo inhibidor de proteasa que se emplee.

La educación apropiada y el comportamiento individual del paciente son factores importantes para el éxito de un régimen. A pesar de esto, muchos otros factores importantes están relacionados con la virología y la reacción biológica al tratamiento. Las personas que nunca han tomado un fármaco antirretroviral previamente reaccionan mejor al tratamiento que quienes ya tienen experiencia con otros fármacos. El tratamiento previo selecciona cepas que luego son capaces de reproducirse a pesar de estos fármacos. En muchos casos, las personas experimentadas ya padecen un grado de resistencia opuesta a los nuevos medicamentos de la misma clase.

Por esta razón, el primer régimen antirretroviral es el que tiene más posibilidades de producir una supresión viral duradera, la cual es la meta principal del tratamiento anti-VIH. Si el médico y su paciente están de acuerdo, el primer régimen empleado debe ser el más potente posible, ya que cualquier régimen funciona mejor como régimen principal que como "tratamiento de salvamento," o tratamiento secundario.

Una limitación adicional que afecta a la capacidad de los regímenes de suprimir el virus es la falta de combinaciones potenciales que pueden ser empleadas en secuencia. Aunque teóricamente hay miles de combinaciones posibles empleando los 11 fármacos antirretrovirales disponibles, ciertos fármacos no deben ser empleados juntos en un régimen (como AZR y d4T). Otras combinaciones deben evitarse debido a toxicidades o resistencias parecidas.

En otros casos, el uso de los fármacos puede estar limitado por contraindicaciones. Por ejemplo, las personas que reciben el fármaco coumadina como anticoagulante no pueden tomar ritonavir a la vez. Además, el uso de otros inhibidores de proteasa puede ser problemático porque retrasa el metabolismo de coumadina, ocasionando niveles de anticoagulación potencialmente peligrosos. Algunos de los análogos nucleósidos pueden ser inapropiados para las personas con neuropatía periférica. Estas personas pueden experimentar dificultades al tomar ddC o d4T.

La utilidad de las pruebas de resistencia

Es posible que las personas que tomen fármacos antirretrovirales puedan beneficiarse sustancialmente de la determinación de resistencia en su cuerpo. Una posible ventaja es la capacidad de distinguir entre la resistencia a los fármacos que actualmente se están tomando y los niveles inadecuados de fármacos en la sangre que ocurren cuando las personas no toman sus medicamentos tal como se les recetó, que no los absorben bien, o que los metabolizan demasiado deprisa. En el último caso, se espera que la insuficiencia de los fármacos, señalada por aumentos en la carga viral, no esté asociada a la detección de mutaciones resistentes. Pero si los fármacos resultan insuficientes debido a resistencia antirretroviral, las mutaciones asociadas a tal resistencia deben ser detectables en la sangre. Actualmente, la ciencia sufre limitaciones para poder detectar nuevas mutaciones y determinar niveles precisos de fármacos en el cuerpo. Quizás dentro de poco tiempo, la determinación rutinaria de los niveles de fármacos antirretrovirales, que ya se hace con ciertos fármacos antibióticos, resultará un componente integral del cuidado de la persona VIH positiva.

Dos tipos de pruebas de laboratorio pueden determinar si el VIH resistente está presente en una persona que toma fármacos antirretrovirales. La prueba genotípica identifica mutaciones en la estructura genética del VIH a través de una muestra de sangre. La prueba fenotípica determina la cantidad de un fármaco requerida para eliminar por completo la reproducción del virus en un muestra de sangre.

Pruebas genotípicas disponibles

Hay por lo menos 3 pruebas comerciales que evalúan cambios genotípicos asociados con la resistencia VIH. Hay diferencias en la metodología, pero las ventajas y desventajas de las pruebas son parecidas (consulte Cuadro 4). La prueba genotípica más básica es la de secuencia directa seguida de la amplificación de la reacción de la cadena de la polimerasa (PCR). Las mutaciones asociadas con la resistencia a un fármaco dado son identificadas por el análisis de la secuencia del gen de la transcriptasa inversa o de la proteasa. Affimetrix emplea un método diferente, usando diferentes permutaciones de cadenas cortas del RNA del VIH. El análisis de patrones de hibridación de las secuencias de una persona, comparado con análisis hechos al azar, identifican mutaciones basadas en el acoplamiento con secuencias cortas que representan las mutaciones de resistencia.

Estas pruebas son básicas y reproducibles y pueden ser procesadas rápidamente. La gran desventaja es que, en la mayoría de los casos, solo se detecta una secuencia. En las personas, sin embargo, pueden coexistir muchas secuencias diferentes. Es difícil saber si una sola secuencia analizada por estas pruebas representa la secuencia dominante, e incluso si la secuencia tiene un papel importante en la resistencia de esa persona. Aunque son bastante sensibles, estas pruebas no identifican mutaciones si no han ocurrido en por lo menos el 25% del VIH en el cuerpo. Por esta razón, si el tratamiento antirretroviral fracasa y hay gran cantidad de virus que se ha tornado resistente a un fármaco dado, es más probable que se detecten las mutaciones resistentes relacionadas. Desgraciadamente, las secuencias disponibles no nos dicen que fármacos se deben emplear ahora, ya que las mutaciones resistentes probablemente serán detectadas solo a través de la presión selectiva ejercida por el tratamiento actual. Es probable que no se detecten mutaciones raras de resistencia que ocasionen muy rápidamente el fracaso de un fármaco subsecuente si la persona no está experimentado presión selectiva en el momento de hacerse la prueba. Un problema mayor puede ser la interpretación del patrón de la secuencia identificada. Se conocen muchas de las mutaciones asociadas con la resistencia farmacológica cuando el fármaco es empleado como monotratamiento, pero la secuencia de resistencia es más compleja en personas que toman el tratamiento de combinación. Se necesita más experiencia e información que faciliten la interpretación de los resultados de pruebas genotípicas.

Pruebas fenotípicas disponibles

La determinación de la resistencia clásica a los fármacos anti-microbiales se realiza mediante cultivos que inyectan organismos infecciosos dentro de varias concentraciones del fármaco. Empleando esta clase de prueba, se puede determinar las sensibilidades de los fármacos a varios compuestos patogénicos.

Los esfuerzos iniciales de determinar la resistencia fenotípica a los fármacos antirretrovirales dependían de muestras virales en cultivo aisladas antes de la evaluación de la inhibición por los fármacos. Este proceso eliminaba virus que no crecía bien en ensayos y favorecía viriones que crecían mejor en cultivos. Es posible que el proceso en sí redujo la cantidad de cepas resistentes incapaces de reproducirse en cultivo.

Recientemente, se han desarrollado pruebas fenotípicas que se acoplan con pruebas genéticas. Las cadenas de materia genética del VIH son amplificadas y empleadas para construir clones virales en el laboratorio. De estos se pueden derivar virus para la determinación fenotípica, evitando así el paso de crecer el VIH en cultivo. Los problemas con las pruebas fenotípicas incluyen el peligro potencial de propagar el VIH vivo en los laboratorios de hospitales. Las pruebas también son caras y tardan tiempo. Además, las pruebas fenotípicas tienen el mismo problema que las genéticas – solo una variante puede ser determinada a la vez. Es fácil no encontrar cepas relevantes del VIH cuando se está analizando solo una variante. Además, la cantidad de fármaco requerida para suprimir la replicación viral en un ensayo no está directamente relacionada con la sensibilidad o resistencia a fármacos en las personas. Por esta razón, la determinación fenotípica no forma parte todavía del cuidado clínico.

Cuadro 4. Resistencia del VIH a los fármacos

¿Qué nos hace falta y a dónde vamos?

La tendencia hoy en día en cuanto a pruebas moleculares diagnósticas, especialmente las que analizan organismos infecciosos, es fiarse más y más en la automatización. Un ejemplo de la prueba molecular automatizada para diagnosticar la resistencia VIH es la prueba VIRCO. En este proceso, se amplifican las secuencias del VIH a partir del plasma directamente; las secuencias son detectadas por el secuenciador automático, y se construyen cepas moleculares recombinantes que son analizadas para la resistencia fenotípica a través de un procedimiento que es automatizado de principio a fin. La ventaja de esta técnica automatizada es que excluye posibles errores humanos en cuanto a los resultados, y permite la realización continua de la prueba. La técnica también evita la potencial exposición en el laboratorio a cepas infecciosas. Pero por ahora, la técnica es demasiado laboriosa y solo resulta capaz de detectar la secuencia del VIH predominante, lo cual limita su uso y sensibilidad en las personas.

Las pruebas del futuro podrían consistir en el análisis de sub-unidades virales en vez de cultivos del virus entero. En estas pruebas, se podrán desarrollar determinaciones funcionales específicamente para la transcriptasa inversa y la proteasa, y se podrá determinar la resistencia farmacológica independientemente de los otros factores implicados en la replicación viral. Actualmente, la mayor deficiencia es la falta de experiencia para interpretar los resultados provistos por las pruebas. Se necesitan más estudios que correlacionen la resistencia fenotípica con cambios genéticos específicos, y es preciso también aumentar la sensibilidad de las pruebas de la resistencia.

Aunque estas pruebas no resultarán disponibles para el uso amplio en su forma actual, la importancia que la resistencia farmacéutica ejerce en las decisiones sobre el tratamiento antirretroviral óptimo asegura que el desarrollo tecnológico continuará y que la determinación de la resistencia probablemente será una parte del cuidado estándar de la enfermedad VIH.

Christopher Gortner es el editor de BETA en español y Noticias Positivas en español e inglés.

Revisado el 20 de febrero 1998