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VIH y SIDA

VIH y SIDA

. Las técnicas de la carga viral

Revisión, octubre 1.997 

CARGA VIRAL

En la actualidad, 1.997, existen en España, aprobados por el Registro de la Dirección General de Farmacia y Productos Sanitarios y el Instituto Carlos III, tres métodos para medir la carga virica del VIH-1 en plasma:

  • RT-PCR: AMPLICOR HIV-1 MONITOR (Roche Diagnostics)
  • Amplificación isotérmica de ARN: NASBA HIV-1 RNA QT (Organon Teknika)
  • Amplificación de señal por hibridación molecular: QUANTIPLEX HIV RNA (Chiron Diagnostics)

Mientras que las dos primeras están basadas en la amplificación del ARN del VIH-1 la última no amplifica el ARN sino que amplifica la señal obtenida mediante sondas de oligonucleótidos (b-DNA). Además cada una de ellas utilizan técnicas de detección diferentes. En la tabla siguiente se recogen las particularidades técnicas y operativas de las técnicas.

 

AMPLICOR HIV-1 MONITOR

NASBA HIV-1
RNA QT

QUANTIPLEX HIV-1 RNA

Método

RT-PCR

Amplificación isotérmica del ARN

Amplificación de señal por hibridación molecular

Rango de detección

200-750.000

400-10.000.000

500-800.000

Nivel de detección mínimo(sensibilidad copias/ml)

200

400

240

Reproducibilidad
(coeficiente de variación)

intraensayo

3,5-28%

<0,3 log

12-25%

interensayo

9-45%

<0,15 log

17-39%

interlaboratorio

18-43%

<0,30 log

interlote

<0,15 log

Detección de subtipos VIH-1

B

A-H

A-F

Detección VIH-2

No

No

No

Volumen de plasma
(microlitros)

200

1.000

2.000

Método de detección

Colorimétrico

Electroquimioluminiscencia

Quimioluminiscencia

Control de calidad interno

Uno por determinación

Tres por determinación

Cuatro por serie

Anticoagulante para muestras

EDTA, citrato

EDTA, citrato, heparina

EDTA

Tiempo máximo del plasma a 4-8 ºC

7 días

7 días en tampón de lisis

30 minutos

Areas diferentes de trabajo

3: Reactivos, extracción, amplificación/detección

2: Extracción y detección

2: Preparación y amplificación/detección

Bioseguridad, cabinas de clase II

Si en extracción

Si en extracción

Si en preparación de muestras

Extracción ARN del plasma

Con isotiocianato de guanidina y precipitación con isipropanol

Con isotiocianato de guanidina-silica (método Boon)

Centrifugación a
23.500 g 1 h
a 4ºC y lisis

Concentración de la muestras

No

No

Si, 4 horas

Duracción de la extracción/amplificación

5 horas

4 horas

18 h incubación nocturna

Duracción de la detección

2 horas

2 horas

6 horas

Número de muestras por técnico y serie

9 o 21

10 o 20

42

Termociclador

Si

No

No

Centrifuga alta velocidad

No

No

Si

Cabinas seguridad

Si

Si

Si

Congelador -80 ºC

No necesario

No necesario

Si

Virus activo en el equipo

No

No

Si

Complejidad técnica

Alta

Alta

Alta

Como consecuencia de los concursos públicos realizados a mitad de año para la adquisición de reactivos para determinar la carga viral VIH-1, la técnica que más se está utilizando en nuestro país es la RT-PCR, por lo que damos una descripción de las características principales de esta técnica.

Según podemos leer en sus especificaciones técnicas 'AMPLICOR MONITOR para VIH-1 es una prueba de amplificación in vitro de ácidos nucleicos para la cuantificación del ARN del VIH-1 en plasma humano. Esta prueba puede utilizarse, junto a los datos clínicos y otros marcadores analíticos, como un indicador del pronóstico de la enfermedad.'

La técnica se realiza en una serie de pasos:

  • Preparación de las muestras: mediante una mezcla lítica se aísla el ARN presente en el plasma y se precipita. En esta fase se introduce, junto al reactivo de lisis, un número conocido de moléculas de ARN (PC o IQS) que sirven como patrón para la cuantificación (por ejemplo, 71 copias). Este PC es una molécula no infecciosa de ARN, transcrita in vitro, con 219 pares de bases y regiones de fijación a los iniciadores idénticas a la de la secuencia diana del VIH-1. Da lugar a un producto con 142 bases idéntico en bases al del VIH-1 pero cuya región de fijación a las sondas es diferente, lo que permite diferenciar entre los productos del PC y los productos diana del VIH-1

  • Transcripción inversa: a partir del ARN se obtiene ADNc (ADN complementario). La técnica detecta y amplifica una secuencia diana de 142 bases (correspondiente a una región del gen gag del VIH-1 que tiene unos 1.500 nucleótidos y que codifica antígenos específicos de grupo o las proteínas estructurales centrales del virión). Para la amplificación se utiliza la enzima polimerasa rTth (ADN-polimerasa termoestable obtenida por ingeniería genética) que en condiciones adecuadas (presencia de manganeso) tiene actividad como transcriptasa inversa y ADN-polimerasa). Se utilizan los iniciadores SK431 y SK462 que al calentarse en presencia de la mezcla se hibridan específicamente con el ARN diana del VIH-1 y PC. La polimerasa elonga el iniciador hibridado para sintetizar una hebra de ADNc.

  • Amplificación por PCR y amplificación selectiva del ADNc. Por sucesivos ciclos de calentamiento (termociclados) se desnaturalizan el híbrido de ARN y ADNc Tras el primer ciclo, cuando se enfría la mezcla, el iniciador se hibrida con la hebra de ADNc, sufre la elongación por la polimerasa y se sintetiza así una segunda hebra de ADN. Por lo tanto se ha obtenido una copia bicatenaria de ADNc de la región diana de cada ARN del VIH-1 o del PC. Un nuevo proceso de calentamiento separa el ADN bicatenario y expone la secuencia diana a los iniciadores, que al enfriarse, se hibridan con el ADN diana y la rTth elonga los iniciadores hibridados a lo largo del bloque diana sintetizando una nueva molécula bicatenaria de 142 pares de bases que se llama amplicón. En sucesivas repeticiones del proceso tiene lugar la duplicación cada vez de la cantidad de amplicón.
    El empleo de AmpErase® y trifosfato de desoxiuridina permiten amplificar selectivamente el ADNc ya que los amplicones con desoxiuridina son destruidos antes de iniciar la amplificación del ADN diana (el ADN natural no tiene desoxiuridina, por lo tanto los existentes son contaminantes; al ser inactiva a más de 55 grados no destruye los amplicones diana que se obtiene en los sucesivos pasos de la amplificación).

  • Hibridación de los productos amplificados con sondas oligonucleotídicas específicas. Los amplicones del VIH-1 y del PC se desnaturalizan químicamente a ADN monocatenario mediante una solución de desnaturalización y se pasan a una placa de EIA con pocillos cubiertos por sondas oligonucleotídicas específicas para el VIH-1 (SK102) y el PC (CP35). Los amplicones del VIH-1 y PC se unen en los pocillos mediante hibridación con las sondas. En la placa se ponen diluciones seriadas (factor de dilución :1, 5, 25, 125, 625 y 3125) de los amplicones desnaturalizados para lo que consideraremos muestra y para el PC (factor de dilución: 1 y 5). (El factor de dilución 1 corresponden a 100 microlitros de tampón de hibridación y 25 microlitros de amplicón desnaturalizado; a partir de él se hacen las diluciones seriadas en la misma microplaca hasta la fila F; lo mismo para el PC en las filas G y H).

  • Detección: Después de la hibridación en la microplaca, ésta se lava para eliminar el material no fijado y se continua como cualquier otro EIA : añadir conjugado, lavar, incubar, lavar, añadir substrato TMB, incubar, frenar y leer a 450 nm. El grado de color, densidad óptica (DO), de cada pocillo es proporcional a la cantidad de amplicón presente. El número de copias se obtiene aplicando una fórmula: cociente entre la DO total para el VIH-1 y DO total para el PC, multiplicado por el número de moléculas del PC introducido. (se multiplica también por 40 que es un factor de conversión de copias de PCR a copias por mililitro de plasma).

Se espera que las DO obtenidas, en el caso de existir copias de ARN, sigan una relación lineal: menor DO a mayor factor de dilución. Para los amplicones desnaturalizados hibridados como muestra se deben desechar todos los valores de DO menores de 0,200 y mayores de 2,000; para los amplicones hibridados como PC se desechan los valores menores de 0,300 y mayores de 2.000 (si ninguna de las diluciones del PC lo cumple el resultado no es válido).
Cuando todos los valores de DO para amplicones de muestras son inferiores a 0,200 pero los valores de DO del PC son correctos se considera que la muestra cumple las condiciones al factor de dilución 1 y a la DO de 0,200.
Cuando todos los valores de DO para amplicones de muestras son superiores a 2,000 pero los valores de DO del PC son correctos se considera que la muestra tiene más de 750.000 copias/ml y se debe probar con una dilución 1:25 de la muestra original.
Cuando la DO para los pocillos de los amplicones de la muestra no sigue un orden descendente puede existir un error y se deben verificar las condiciones especificas para saber si el resultado es o no interpretable. Si ocurre lo mismo con los amplicones del PC el resultado no es válido debido a un error.
Los valores de los controles negativo, positivo débil y positivo alto deben estar dentro de los valores indicados para cada equipo.

La prueba NASBA (Nucleic Acid Sequence-Based Amplification) se fundamenta en un amplificación basada en la transcripción y una detección basada en un método de electroquimioluminiscencia. Cada muestra se procesa con tres controles o calibradores internos presentes a concentraciones diferentes (100, 10 y 1) que se diferencian entre si y del ARN amplificado del VIH en 20 nucleótidos. La reacción de RT se lleva a cabo sobre la muestra y los calibradores mezclados, dando lugar a ADN de doble cadena; toda la amplificación se realiza a una misma temperatura (isoterma) y uno de los iniciadores contiene una zona promotora necesaria para la actuación de la ARN-polimerasa T7 que sintetiza ARN a partir de ADNc. La detección se basa en la emisión de luz por parte de átomos de rutenio unidos al ARN amplificado, que se cuantifica y extrapola sobre una recta obtenida a partir de la emisión de los calibradores.

En el bDNA (branched DNA o ADN ramificado) el material inicial son los viriones y no el ARN plasmático total. A diferencia de las anteriores no utiliza controles internos para cada muestra sino que se emplean para todas las muestras procesadas a la vez. El ácido nucleico extraído se fija en una microplaca que contiene sondas específicas y, sobre el ARN que se une, se fijan sondas de ADN con 15 ramificaciones, a cada una de las cuales se unen 3 sondas marcadas capaces de emitir luz al añadir un sustrato. Por cada molécula de ARN se unen cerca de 1.800 moléculas emisoras de luz y los datos se interpretan en función de las lecturas de los controles, cuya concentración es conocida. Las muestras se procesan por duplicado; si sus resultados tienen un coeficiente de variación mayor del 30% se desecha el resultado.

Mientras que bDNA y RT-PCR sólo se hacen con plasma, NASBA puede realizarse con plasma, suero, sangre total, semen, orina o líquido cefalorraquídeo. Existen variantes de todas las pruebas, en versiones mejoradas, que tienen mayor sensibilidad, es decir son capaces de detectar un menor número de copias/ml.

Las indicaciones actuales de la carga viral son fundamentalmente:
  • Predecir la progresión clínica de la infección VIH-SIDA
  • Monitorizar el tratamiento con antirretrovirales:
    • Cuándo se debe iniciar el tratamiento.
    • Cuándo están siendo eficaces los antirretrovirales.
    • Cuándo están fracasando (resistencias) y se deben cambiar.
  • Estimar el riesgo de transmisión, especialmente la materno-fetal.

Puede completar sus datos sobre carga viral consultando las páginas en las que se valora su papel en el control del tratamiento con antirretrovirales y los datos del estudio MACS sobre índices de progresión a SIDA.

© VIH y  SIDA, 1.998