Réservoirs cellulaires et Variants 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 réservoirs Activation immune Évolution 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

Evaluation du réservoir cellulaire ARN plasmatique ADN proviral LT CD4+ hébergeant un virus réplicatif Rebond après arrêt du traitement D'après Chun et al., JID 2013

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 transmission M184V présente à état variant minoritaire chez 1 patient ! M184V présente dans ADN proviral de 3 patients Metzner et al., JID 2013

Autres mutations Acute Chronically Traitement inexistant au moment de l'étude Illustration du taux de mutagénèse de novo (≈ 0) M184V et Y181C = transitions  facile K103N et N155H = transversions  + difficile K103N ≈ Y181C  En défaveur d'une mutagénèse in vivo M184V Aigue >> Chronique  Fort impact sur le fitness viral Metzner et al., JID 2013

Adénine Guanine TRANSITION TRANSVERSION TRANSVERSION TRANSVERSION Cytosine Uracile TRANSITION

Facile M184V Y181C K103N N155H Adénine Guanine TRANSITION TRANSVERSION Cytosine Uracile TRANSITION

Difficile M184V Y181C K103N N155H Adénine Guanine TRANSITION TRANSVERSION K103N N155H TRANSVERSION TRANSVERSION Cytosine Uracile TRANSITION

Autres mutations Acute Chronically Traitement inexistant au moment de l'étude Illustration du taux de mutagénèse de novo (≈ 0) M184V et Y181C = transitions  facile K103N et N155H = transversions  + difficile K103N ≈ Y181C  En défaveur d'une mutagénèse in vivo M184V Aigue >> Chronique  Fort impact sur le fitness viral 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 Fitness moins probable 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. Wainberg Ibanescu Victor G. Antimicrob. Agents Chemother. 2013, 57(10):4681.

Pourquoi ? C'est un fait : Inhibiteurs non nucléosidiques (Singh et al. 2012 ; Kulkarni et al. 2012) 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 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%) B AS PCR C UDS D'après Mac Callum et al., AAC 2013

Aspects moléculaires C'est facile pour le virus ? E A C U V R CG Q G K

Impact sur le fitness viral ? Culture en compétition E138A = E138G > E138R > E138K = E138Q  E138A polymorphisme   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 GA 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

 Non recommandé D'après Nicot F et al., JCV 2012