Réservoirs cellulaires etVariants minoritaires

H Jeulin

Effect of Antiretroviral Therapy on

HIV Reservoirs in Elite Controllers

Tae-Wook Chun, J. Shawn Justement, Danielle Murray, Connie J. Kim, Jana Blazkova, Claire W. Hallahan, Erika Benko, Cecilia T. Costiniuk, Gabor Kandel, Mario Ostrowski, Rupert Kaul, Susan Moir, Joseph P. Casazza, Richard A. Koup, Colin Kovacs, and Anthony S. Fauci

The Journal of Infectious Diseases 2013; 208:1443–7

Des (elite) controler comme modèles d'étude de l'éradication virale

Contrôle de la charge virale plasmatique sans ARV◦ Controler (CV<500 cp/mL)◦ Elite controler : CV<50 cp/mL

Taux de CD4 sub normal

Mais …Persistance d'une réplication virale dans les réservoirsActivation immuneÉvolution des souches virales

Dynamique de l'infection virale dans les réservoirs ?

Chun et al., JID 2013

Méthodes

Virémie résiduelle : 1-19 copies of HIV RNA/ml

Fréquence des LT CD4+ portant de l'ADN proviral : qPCR (sensibilité 2,6 copies of HIV DNA).

Détermination de la charge infectieuse des LT CD4+ : Coculture quantitative

Activation immunitaire dans sang et colon sigmoïde Taux LT CD8+ anti-VIH (cytométrie en flux)

Traitement : 2 INRT + II◦ 9 mois puis arrêt

Chun et al., JID 2013

ARN plasmatique

ADN proviral

Evaluation du réservoir cellulaire

D'après Chun et al., JID 2013

LT CD4+ hébergeant un virus réplicatifRebond après arrêt du traitement

CONCLUSION ARN Plasmatique stable ADN proviral stable (virus défectifs) Virus réplicatif dans les LT CD4+ / Activation immunitaire

◦ diminue au cours du traitement et rebond à l'arrêt Taux LT CD8 : Diminue au cours du traitement et reste

bas ensuite

Une réplication virale à bas bruit contribue au maintient des réservoirs cellulaires même en l'absence de charge virale détectable.

Chun et al., JID 2013

Origin of Minority Drug-Resistant

HIV-1 Variants in Primary HIV-1

Infection

Karin J. Metzner, Alexandra U. Scherrer, Benjamin Preiswerk, Beda Joos, Viktor von Wyl, Christine Leemann, Philip Rieder, Dominique Braun, Christina Grube, Herbert Kuster, Jürg Böni, Sabine Yerly, Thomas Klimkait,Vincent Aubert, Hansjakob Furrer, Manuel Battegay, Pietro L. Vernazza, Matthias Cavassini, Alexandra Calmy, Enos Bernasconi, Rainer Weber, and Huldrych F. Günthard, the Swiss HIV Cohort Study b

Journal of Infectious Diseases. 2013, 208

Transmission ou mutagénèse de novo ?

Méthodologie :◦ Cohortes suisse de patients en primo-infection et de

patients infectés chroniquement mais non traités

◦ PCR ultrasensibles allèles-spécifiques (seuil 0,3%) INNRT : K103N, Y181C INRT : M184V Anti-intégrase : N155H

Metzner et al., JID 2013

M184V

Patient source : échec virologique et sélection M184V avant transmission (0,5-9,3 ans) : 4 cas

Patient source : pas de Tt à la date de transmissionM184V présente à état variant minoritaire chez 1 patient !M184V présente dans ADN proviral de 3 patients

Metzner et al., JID 2013

Autres mutationsAcute Chronically Traitement inexistant au moment de

l'étudeIllustration du taux de mutagénèse de

novo (≈ 0)

M184V Aigue >> Chronique Fort impact sur le fitness viral

M184V et Y181C = transitions facileK103N et N155H = transversions + difficile

K103N ≈ Y181C En défaveur d'une mutagénèse in vivo

Metzner et al., JID 2013

Guanine

Uracile

Adénine

TRANSITION

TRANSITIONTR

AN

SV

ER

SIO

N

TRANSVERSIONTRANSV

ERSI

ON

TR

AN

SV

ER

SIO

N

Cytosine

Guanine

Uracile

Adénine

TRANSITION

TRANSITIONTR

AN

SV

ER

SIO

N

TRANSVERSIONTRANSV

ERSI

ON

TR

AN

SV

ER

SIO

N

FACILE

M184V

Y181C

Cytosine

K103N

N155H

Guanine

Uracile

Adénine

TRANSITION

TRANSITIONTR

AN

SV

ER

SIO

N

TRANSVERSIONTRANSV

ERSI

ON

TR

AN

SV

ER

SIO

N

Difficile

K103N

Cytosine

N155H

M184V

Y181C

Autres mutationsAcute Chronically Traitement inexistant au moment de

l'étudeIllustration du taux de mutagénèse de

novo (≈ 0)

M184V Aigue >> Chronique Fort impact sur le fitness viral

M184V et Y181C = transitions facileK103N et N155H = transversions + difficile

K103N ≈ Y181C En défaveur d'une mutagénèse in vivo

Metzner et al., JID 2013

Discussion

PBMC : compartiment qui contient les souches ancestrales qui sont plus fréquemment transmises que les souches contemporaines du virus

Travaux antérieurs : transmission sexuelle = 1 seul virus transmis dans 60-80% cas avant ère du NGS

Hypothèse : ◦ Transmission de 1000 virus, dont 10 passent la muqueuse, et dont

2% sont résistants 16% probabilité qu'un virus sur les 10 qui passent soit résistant

◦ A moduler en fonction du fitness des variants

Metzner et al., JID 2013

Basis for Early and Preferential Selection of the E138K

Mutation in HIV-1 Reverse Transcriptase

Matthew McCallum, Maureen Oliveira, Ruxandra-Ilinca Ibanescu, Victor G. Kramer, Daniela Moisi, Eugene L. Asahchop, Bluma G. Brenner, P. Richard Harrigan, Hongtao Xu and Mark A. WainbergIbanescu Victor G.

Antimicrob. Agents Chemother. 2013, 57(10):4681.

C'est un fait :

Inhibiteurs non nucléosidiques◦ Efavirenz ; Nevirapine◦ Etravirine (ETV) ; Rilpivirine (RPV)

Pression de sélection / ETR ou RPV Mutations sur la reverse transcriptase en position E138◦ E138A/K/G/Q/R/V ◦ La mutation E138K est la plus fréquemment observée

(Singh et al. 2012 ; Kulkarni et al. 2012)

Pourquoi ?

Mac Callum et al., AAC 2013

Mc Callum et al., AAC 2013

Méthodologie◦ UDS◦ PCR allèle spécifique E138A/K/G/Q/R/V◦ Patients naïfs, infection aigue (< 6 mois)

Culture cellulaire + Etravirine◦ E138K sélectionnée en premier

Et E138Q◦ E138R (R maximale) dernier

D'après Mac Callum et al., AAC 2013

In vivo ?

Patients naïfs avant arrivée INNRT 2ème génération◦ Séquençage direct : E138A ; E138G

◦Recherche de variants minoritaires E138K 5/22 (23%) E138G 4/22 (18%) E138A 2/22 (9%)

D'après Mac Callum et al., AAC 2013

Aspects moléculaires

C'est facile pour le virus ?

E

A

C

C

U

UV

R

CG

CG

QC

C

G

KA

A

G

G

Impact sur le fitness viral ?

Culture en compétition

◦ E138A = E138G > E138R > E138K = E138Q

D'après Mac Callum et al., AAC 2013

Discussion

Prévalence de E138K ?◦ Pas facilitée au niveau moléculaire ◦ impact sur la résistance Faible◦ impact sur le Fitness Fort

Biais mutationnel de la transcriptase inverse◦ mutation G A

! Impact de la mutation GA dans l'apparition des mutations de résistance

Mac Callum et al., AAC 2013

Minority variants associated with resistance to HIV-1 nonnucleoside reverse

transcriptase inhibitors during primary infection

Nicot F, Saliou A, Raymond S, Sauné K, Dubois M, Massip P, Marchou B, Delobel P, Izopet J.

Journal of Clininical Virology. 2012, 55(2):107-13

La recherche de variants minoritaires en routine ? Méthode

◦ 27 patients primo-infection◦ Séquençage direct◦ Séquençage haut débit (ultrasensible)

Résistance◦ Séquençage direct : 11% (3/27)

V90I, E138E/A, V179I◦ Séquençage ultrasensible : 37 % (10/27)

A98G (2) L100I(3), K101E (2), V106I (3), A138G (1) Taux : 0,34 à 18,26% Charge mutationelle : 3,21 – 5 53 copies/mL Fréquence chez CRF02 > B

Impact clinique ?Nicot F et al., JCV 2012

D'après Nicot F et al., JCV 2012

Non recommandé