LABORATORIO DE URGENCIAS

Distinguir Infección Activa por VIH-1

Distinguir la infección activa por VIH-1 de la seropositividad inducida por la vacuna en participantes de ensayos clínicos de vacunas contra el VIH.

                                                               
                         
                                                                                                   Ketan Dighe, Oguzhan Colak, Parikshit Moitra, Maha Alafeet,
                                                                                       David Skrozki, Teresea Aditya, John Hural and Dipajan Pan                                  
                                                                                                                Science Advances (Dec 2025), Vol 11, Issue 49
                                                                                                                                 doi: 10.1126/sciadv.adz5639

La infección por VIH puede progresar a SIDA, una enfermedad crónica caracterizada por el deterioro gradual del sistema inmunitario y una mayor susceptibilidad a infecciones y cánceres potencialmente mortales.
A pesar de los continuos avances en prevención y tratamiento, el VIH sigue siendo un problema de salud mundial importante. Desde el inicio de la epidemia, se estima que 88,4 millones de personas han contraído el VIH y 42,3 millones han fallecido por complicaciones relacionadas con el SIDA. En 2023, aproximadamente 39,9 millones de personas vivían con el VIH en todo el mundo, incluidos 38,6 millones de adultos mayores de 15 años y 1,4 millones de niños menores de 15 años. Dada esta carga mundial, el desarrollo de vacunas seguras y eficaces es crucial para reducir las tasas de transmisión del VIH y, en última instancia, controlar la epidemia.
Se lograron avances sustanciales en la investigación de vacunas contra el VIH, varias vacunas candidatas han demostrado la capacidad de inducir respuestas inmunitarias serológicas fuertes y duraderas en ensayos clínicos. Estas vacunas profilácticas contra el VIH están diseñadas intencionalmente para obtener anticuerpos dirigidos a antígenos clave del VIH (Ags), particularmente glicoproteínas de envoltura como gp120 y gp41, y proteínas centrales como p24, que se encuentran entre los mismos Ags detectados por pruebas de diagnóstico estándar del VIH. Una consecuencia directa de esta superposición inmunogénica es el fenómeno de seroreactividad o seropositividad inducida por la vacuna (VISR/VISP), en el que los individuos vacunados pero no infectados arrojan resultados positivos en pruebas de VIH basadas en anticuerpos serológicos. Por ejemplo, los participantes en ensayos clínicos del régimen de vacuna contra el VIH-1 basado en mosaico desarrollado por Janssen han mostrado altas tasas de VISP. Este régimen utiliza vectores de adenovirus tipo 26 que codifican Ags de envoltura/antígenos específicos de grupo/polimerasa (Env/Gag/Pol) mosaico bivalentes del grupo M globalmente relevantes, combinados con un componente basado en proteínas que contiene proteínas gp140 del VIH solubles triméricas. En varios ensayos de vacunas contra el VIH, la incidencia de VISP ha oscilado entre el 0,4 % y más del 95 %, dependiendo de las características demográficas de los participantes, las pruebas diagnósticas utilizadas y la potencia, durabilidad y dosis de diseño de la vacuna específica. Además, la longevidad de la VISR varía considerablemente; en algunos casos, los anticuerpos persisten durante más de dos décadas.
La VISP puede transmitirse a través de transfusiones de sangre, trasplantes de órganos y transmisión vertical de madre a hijo.
Un desafío importante: la VISP es molecularmente indistinguible de la infección verdadera por VIH cuando se utilizan métodos de diagnóstico serológico convencionales. Estos métodos, incluidos los ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas (ELISA) de segunda, tercera y cuarta generación, las pruebas de diagnóstico rápido y las inmunotransferencias (Western blot), tienen una capacidad inherentemente limitada para diferenciar la VISP porque detectan principalmente anticuerpos contra las proteínas del VIH, especialmente las que se incluyen comúnmente en las vacunas. En consecuencia, anticuerpos generados por vacunación se malinterpretan cuando se quiere poner en evidencia la infección, lo que lleva a resultados falsos positivos persistentes. Estudios recientes han estudiado exhaustivamente el análisis de VISP/R para las vacunas contra el VIH. Los investigadores descubrieron que los anticuerpos de la envoltura del VIH provenientes de insertos genéticos o potenciadores proteicos aumentan la tasa de VISP/R en las poblaciones de estudio, según un análisis de 75 ensayos de vacunas contra el VIH y observaciones a largo plazo en la Red de Ensayos de Vacunas contra el VIH (HVTN) 910. Otras características de la vacuna (p. ej., la plataforma de la vacuna y los insertos gag) modulan parcialmente este efecto. Si bien los métodos de prueba basados ​​en anticuerpos del VIH aún se utilizan, los participantes y los equipos de estudio deben estar preparados para gestionar este VISP/R potencialmente durante muchos años después de la administración del producto.
Los hallazgos fundamentales de este trabajo resaltan la importancia de desarrollar métodos de prueba diagnóstica y pruebas complementarias independientes de la VISP/R para reducir el impacto de la VISP/R en los participantes del estudio. La VISP/R no es solo una molestia técnica; puede conducir a diagnósticos erróneos continuos con amplios efectos en individuos y poblaciones, como angustia psicológica y desafíos sociales, incluyendo malentendidos dentro de las familias y comunidades. También pueden crear barreras logísticas, especialmente para el personal sanitario, que podría ser descalificado para donar sangre, médula ósea u otros órganos, y enfrentar complicaciones adicionales con el seguro, el servicio militar, el empleo, los viajes, la inmigración o el embarazo.
El reclutamiento de personas para ensayos de vacunas también se ve influenciado por la percepción de la VISP como un riesgo a largo plazo para la participación, como lo demuestran las tasas de deserción mensurables tras la evaluación y el asesoramiento de los participantes sobre estos riesgos. Tras la autorización y el uso generalizado de una vacuna contra el VIH, los resultados positivos en la prueba del VIH debidos a la VISP podrían distorsionar los datos de incidencia del VIH y requerir seguimiento o tratamiento médico innecesarios, lo que dificulta y encarece el monitoreo de la efectividad de una campaña de vacunación contra el VIH. Otra preocupación crítica es que la VISP puede ocultar infecciones por VIH posvacunación genuinas si los resultados positivos se atribuyen erróneamente a la VISP, lo que retrasa o impide el tratamiento adecuado y aumenta el riesgo de transmisión. Los procedimientos diagnósticos actuales en ensayos de vacunas contra el VIH en laboratorios suelen utilizar algoritmos de varios pasos, comenzando con inmunoensayos secuenciales para la detección inicial, seguidos de pruebas confirmatorias basadas en ácidos nucleicos, como las pruebas de carga viral, para aclarar resultados reactivos o ambiguos que puedan atribuirse a la VISP/R.
Los efectos de confusión de la VISP/R en el diagnóstico del VIH en ensayos de vacunas se deben principalmente a la dependencia de las pruebas serológicas estándar de la detección de anticuerpos. Estos ensayos serológicos detectan anticuerpos contra múltiples anticuerpos del VIH, pero no pueden distinguir entre los generados por la infección natural y los producidos en respuesta a la vacunación. Si bien estos ensayos pueden modificarse para detectar el anticuerpo p24, lo que permite diferenciar la VISP de la infección por VIH real, es posible que estas modificaciones no sigan siendo viables a medida que se introducen nuevas plataformas de vacunas. En los casos de presencia de VISP, se pueden utilizar pruebas de amplificación de ácidos nucleicos virales (NAAT) para detectar y distinguir la infección por VIH real de las respuestas inducidas por la vacuna. Sin embargo, si bien las NAAT mejoran la precisión diagnóstica y facilitan la detección temprana, su aplicación está limitada por los altos costos, la complejidad operativa y el requisito de equipo especializado y personal capacitado, especialmente en entornos con recursos limitados.
Por ejemplo, el costo promedio de los ensayos de carga viral en estas regiones supera los $50 por prueba, con costos aún mayores en países de altos ingresos. Para complicar aún más el panorama diagnóstico, la terapia antirretroviral de gran actividad (TARGA) y la profilaxis preexposición (PrEP) pueden resultar en resultados falsos negativos debido a cargas virales indetectables. Para abordar estos desafíos, se han desarrollado pruebas serológicas diferenciales de laboratorio como el HIV-Selectest. El HIV-Selectest se dirige a los anticuerpos contra una región específica de la proteína gp41 que rara vez se incluye en los inmunógenos de las vacunas, lo que permite la diferenciación entre las respuestas de Ab inducidas por la vacuna e inducidas por la infección en condiciones controladas de laboratorio. A pesar de los resultados prometedores en la distinción entre VISP de la verdadera infección por VIH, el HIV-Selectest enfrenta varias desventajas, incluyendo disponibilidad limitada, falta de validación en diversos regímenes de vacunas y la necesidad de infraestructura de laboratorio, lo que restringe su uso en entornos de campo y de punto de atención (POC). En consecuencia, persiste una importante necesidad insatisfecha en el desarrollo de plataformas de diagnóstico POC accesibles, rápidas y fiables, capaces de detectar marcadores proteicos y de ARN para distinguir con precisión la VISP de una infección real por VIH en diversos entornos clínicos y con recursos limitados.
Los intentos previos de crear ensayos sencillos con péptidos del VIH-1 fueron finalmente abandonados, lo que resultó en la ausencia de una prueba POC que pueda distinguir sistemáticamente la VISP de una infección real por VIH. La ausencia de una opción diagnóstica accesible y optimizada, adecuada tanto para ensayos clínicos como para programas de vacunación a gran escala, representa un obstáculo significativo para la implementación global de las vacunas contra el VIH. Además, la dependencia de múltiples ensayos para confirmar infecciones genuinas por VIH en presencia de VISP/R introduce un grado adicional de complejidad. Por lo tanto, el desarrollo de una herramienta de diagnóstico POC rápida, asequible y fiable, capaz de distinguir la VISP/R de la infección activa por VIH, es esencial para apoyar el despliegue más amplio de las vacunas contra el VIH y abordar las limitaciones de las tecnologías existentes. Para abordar los desafíos que plantea la VISP en las pruebas de laboratorio, desarrollamos un ensayo electroquímico multiplexado basado en nanotecnología, basado en la detección simultánea de marcadores de proteínas y ácidos nucleicos en un solo dispositivo. Utilizamos plasma sanguíneo como biofluido, utilizando el Ag p24 y el Ab anti-p24 como marcadores proteicos, el ARN viral del VIH-1 como marcador de ácidos nucleicos y el ARN del bacteriófago MS2 como control interno. Mediante tecnologías avanzadas de detección eléctrica y electroquímica, combinadas con algoritmos de aprendizaje automático, el ensayo distinguió con éxito la infección por VIH de las respuestas inmunitarias inducidas por la vacunación en muestras de plasma sanguíneo en tan solo 5 minutos. Mediante una optimización sistemática, el ensayo electroquímico de un solo paso alcanzó sensibilidades de detección de 5,88 pg/ml para el Ag p24, 10,96 pg/ml para el Ab anti-p24 y 1250 copias/ml para el ARN viral. Además, identificamos y optimizamos reactivos de lisis viral sin extracción para simplificar la operación del usuario y cumplir con los requisitos de las pruebas en el punto de atención. Para realizar todo el proceso sin instrumentación sofisticada, se montó un prototipo multifuncional, impreso en 3D, de tamaño similar a un teléfono móvil. La evaluación posterior con 104 muestras clínicas (26 en cada una de las cuatro categorías: placebo VIH negativo, vacunado VIH negativo, placebo VIH positivo y vacunado VIH positivo) validó la viabilidad clínica del ensayo, demostrando una sensibilidad del 95 % y una especificidad del 98 % en comparación con las técnicas de referencia, como la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RT-PCR) y la prueba ELISA.
Nuestra propuesta representa un avance sustancial para diagnóstico del VIH, ya que permite la detección precisa de la infección activa por VIH, minimizando los falsos positivos debidos a la VISP y cumpliendo con los criterios ASSURED de la Organización Mundial de la Salud (OMS): asequible, sensible, específico, fácil de usar, rápido y robusto, sin equipo y entregable.

DISCUSIÓN

La VISP representa un desafío significativo en el diagnóstico del VIH, especialmente en lo que respecta a los ensayos de vacunas y futuras campañas de vacunación. El enfoque esencial del estudio surge: las personas vacunadas contra el VIH desarrollan anticuerpos contra las proteínas virales incluidas en la vacuna, ello da lugar a resultados positivos en las pruebas serológicas estándar del VIH a pesar de la ausencia de una infección real, lo cual complica el diagnostico de la enfermedad. Este fenómeno puede provocar diagnósticos falsos positivos, angustia psicológica y errores de clasificación, tanto en el contexto clínico como en el de salud pública.
La capacidad de diferenciar de forma fiable la VISP de la infección real por VIH-1 es esencial para una vigilancia precisa, el tratamiento clínico y la integridad de los estudios de eficacia de las vacunas. La importancia de abordar la VISP se destaca por su potencial para distorsionar los datos de incidencia del VIH, complicar el seguimiento de los participantes y crear barreras para la atención médica, el empleo y la aceptación social de las personas afectadas.
En este estudio, desarrollamos una plataforma electroquímica multiplex impresa en 3D que integra la detección de biomarcadores proteicos (p24 Ag y anti-VIH-1 p24 Ab) y biomarcadores de ácidos nucleicos (ARN viral del VIH-1) en un solo dispositivo. La inclusión de marcadores proteicos y de ácidos nucleicos permite a la plataforma diferenciar eficazmente la infección verdadera por VIH-1 de la VISP, superando así una limitación crítica de los diagnósticos convencionales basados ​​en anticuerpos. Al incorporar la detección del ARN del VIH-1, el ensayo proporciona un indicador definitivo de la replicación viral activa, ausente en los casos de VISP, lo que garantiza una discriminación precisa entre las respuestas inducidas por la vacuna y la infección verdadera.
El rendimiento analítico de la plataforma se validó rigurosamente. Los valores de límite de detección (LD) alcanzados fueron de 5,88 pg/ml para el Ag p24, 10,96 pg/ml para el Ab p24 anti-VIH-1 y 1250 copias/μl para el ARN del VIH-1. Estos LD son iguales o superiores a los de los ensayos ELISA y RT-PCR establecidos, lo que facilita una detección temprana y sensible en todo el espectro de la infección por VIH aguda y establecida. La especificidad y la sensibilidad se evaluaron utilizando 104 muestras de plasma de cuatro cohortes bien definidas, obteniendo una sensibilidad del 95 % y una especificidad del 98 % para distinguir la infección activa por VIH-1 de la VISP. Estos resultados se corroboraron mediante análisis estadísticos, con curvas ROC que arrojaron valores de AUC de 0,9888 para el ARN del VIH-1, 0,9705 para los anticuerpos anti-p24 y 0,9356 para el antígeno p24, lo que confirma la alta precisión diagnóstica del ensayo.
La evaluación clínica destacó la capacidad de la plataforma para resolver los casos de VISP en personas VIH-negativas vacunadas mediante la detección de respuestas de anticuerpos inducidas por la vacuna en ausencia de ARN del VIH-1, evitando así diagnósticos de VIH falsos positivos.
Por el contrario, las infecciones verdaderas se identificaron con precisión mediante la presencia simultánea de ARN viral y/o antígeno p24, independientemente del estado de vacunación. Este enfoque multiplexado es particularmente valioso como diagnóstico complementario en ensayos de vacunas, donde distinguir la VISP de las infecciones irruptivas es esencial para el manejo de los participantes y la evaluación fiable de los resultados. El flujo de trabajo optimizado del dispositivo, gracias a un tampón de lisis optimizado sin extracción, sondas de detección robustas y análisis de datos asistido por aprendizaje automático, permite realizar pruebas rápidas en el punto de atención (POC) sin sacrificar el rigor analítico. Su diseño escalable, impreso en 3D, y sus materiales de bajo coste mejoran aún más su idoneidad para su implementación tanto en entornos con recursos abundantes como limitados, cumpliendo con los criterios ASSURED de la OMS para el diagnóstico ideal en el POC.
En resumen, el estudio aborda las deficiencias actuales en el diagnóstico del VIH, en particular la necesidad de un kit de diagnóstico complementario para detectar VISP/R.
El diseño escalable y el coste relativamente bajo del dispositivo lo convierten en una solución atractiva para su adopción generalizada tanto en entornos con recursos abundantes como limitados.
El trabajo futuro se centrará en perfeccionar los componentes del prototipo para una mayor durabilidad, evaluar el rendimiento en diversas poblaciones globales y ampliar el ensayo para la detección de múltiples patógenos.
En conjunto, esta investigación representa un paso crucial hacia un diagnóstico del VIH universalmente accesible y de alta precisión, lo que favorece ensayos de vacunas y una gestión clínica más eficaces en todo el mundo.