Laboratoire de Virologie CHU Necker-Enfants Malades EA MRT 3620 Paris 5 Antirétroviraux et compartiment génital Dr Jade GHOSN 1er Forum interassociatif sur la transmission sexuelle du VIH TRT Mars 2009 Service de Médecine Interne & Maladies Infectieuses CHU Bicêtre

Réservoirs anatomiques du VIH : le compartiment génital masculin Cellules germinales immatures Cellules épithéliales Lymphocytes T CD4 Macrophages Spermatozoïdes

Évolution virale spécifique dans le compartiment génital masculin

L’ARN VIH est détectable dans le liquide séminal (LS) de plus de 90% des patients non traités. La charge virale dans le LS varie de 10 à 10 7 cp/ml. Corrélation entre CV dans le sang et dans le sperme: Quelle est la fréquence et le niveau de détection du VIH-1 dans le sperme des hommes non traités? Dans 80% des cas le taux d’ARN VIH dans le LS est inférieur au taux d’ARN VIH dans le plasma sanguin (écart moyen de 0,6 log). Dans 20% des cas le taux d’ARN VIH dans le LS est supérieur au taux d’ARN VIH dans le plasma sanguin: - compartimentalisation avec production virale locale dans le sperme - IST

AIDS, 1999

PtAgeISTCD4BPVLSPVLSP/BP Wk 0 ratio 5648no4802,40014, NSU ,000>3,000,000> Syphilis13863,990970, no66439,900603, no27553,990130, Chlamydia54715,653330, no215439,900603, NSU ,000460, no41012,72430, Median SSS48*3/9 (30%)*21563,990*460,000*2.41* Caracteristiques de 9 patients “Super Shedders” parmi une cohorte de 72 hommes non traités N Shedder 35* 2/42 (4.8%)* ,000 9,200* 0.12* Taylor et al 2003

Sexually Transmitted disease, Jan 2008

HAART avec IP et sperme ARN VIH liquide séminal > 400 cp/ml ARN VIH plasma sanguin > 200 cp/ml Étude ANRS EP 12 J0 92% 100% M1 44% p= % p=0.086 M3 18% p= % p=0.001 M6 5% p= % p<0001 M18 0%* p= % p<0.001 *= pour 3 hommes l’ARN VIH dans le liquide séminal était positif avec 292, 100 et 10 copies/ml M Leruez-ville et al, AIDS, 2002 N = 18

Femmes traitées par les antirétroviraux : Production virale génitale Naïves (n=12) Monothérapie (n=12) Bithérapie (n=12) Trithérapie (n=18) ARN ADN Prévalence de détection (%) ARN Fuide cervicovaginal Sang

Sperme particules virales libresvirus archivés Sang Liquide séminalCellules rondes Plasma sanguinPBMC ARN-VIHADN-VIH

Résultats: Résistance du VIH et Compartiments Ghosn, AIDS 2004

0.01 D PBMC 10 D Cel R 5 D PBMC 8 D PBMC 4 D PBMC 1 D PBMC 6 D Cel R 3 D PBMC dir D PBMC 2 D PBMC 9 D Cel R dir D PS 9 D PS 2 D PS 5 D PBMC 5 D Cel R 7 D LS 5 D LS 7 D PS 10 D LS 8 D PS 8 D PBMC 3 D LS 10 D LS 1 D LS 2 D LS 6 D Cel R 4 D PS dir D LS dir D PS A PBMC 1 A PBMC 8 A PBMC directe A PBMC 7 A PS 9 A PS directe A PS 1 A LS 3 A PS 7 A PS 6 A LS 6 A PBMC 10 A Cel R directe A LS directe A LS 10 A PS 2 A PS 3 A PS C PBMC 6 C Cel R directe C Cel R 7 C Cel R 12 C Cel R 6 C Cel R 9 C PBMC 3 C PBMC 2 C PBMC 7 C PBMC directe C PBMC 8 C PBMC 1 C LS 2 C PS 7 C PS 10 C PS directe C PS 5 C LS 5 C PS 1 C LS 6 C LS 1 C LS 3 C LS 7 C LS directe Clones patient A: VN 09Clones patient C: VN 14Clones patient D: VN PS: plasma sanguin. PBMC: cellules mononucléées du sang périphérique. LS: liquide séminal. Cel R: cellules rondes du sperme. Les séquences directes sont soulignées.

Origine des souches VIH dans le sperme Les virus présents dans le sperme peuvent être le fait d’un transfert passif de virus provenant du compartiment sanguin mais aussi d’une dynamique de réplication virale locale (Eron, AIDS 1998, Kiessling, AIDS Research 1998, Mayer, CID 1999, Leruez-Ville, AIDS 2002, Ghosn AIDS 2004) potentialisée par une mauvaise pénétration des antirétroviraux dans le compartiment génital masculin (Kashuba, AAC 1999, Taylor, JAC 2001, Ghosn, AIDS 2004)

Tractus génital féminin (Si-Mohamed et al JID 2000)

(De Pasquale JAIDS 2003) Tractus génital féminin Protéase

Lopinavir Indinavir

Réservoirs anatomiques du VIH et trt ARV cellules cibles activation immunitaire réponse immune locale barrières anatomiques Notion de SANCTUAIRE structure où le VIH échappe au traitement du fait d’une mauvaise diffusion des ARV

Taylor, Journal of Sexually Transmitted Infections 2001; 77:4-11 ARV 1 ARV 2 ARV 3 sperme Plasma sanguin

Protein Binding / Seminal Shedding lamivudine zidovudine indinavir nevirapine amprenavir efavirenz Protein Binding ( % ) Seminal Plasma:Blood Plasma Concentration Ratios saquinavir ritonavir Vernazza et al, Rev Med Micro 2001

le meilleur …de CROI 2008 Kashuba A, CROI 2008, Abs. 95 Diffusion des ARV dans les tractus génitaux masculin et féminin (% moyen/plasma) APV (20 %) 600 % 500 % 400 % 200 % 100 % 300 % 80 % 60 % 40 % 0 % 3TC (400 %) IDV (200 %) ABC (8 %) ATV (18 %) APV (50 %) 20 % FTC (375 %) NVP (80 %) DLV (20 %) d4T (5 %) TDF (110 %) ZDV (235 %) LPV (8 %) RTV (26 %) EFV (0,4 %) ddl (21 %) SQV (ND) TDF (500 %) LPV (5 %) 3TC (600 %) NVP (70 %) d4T (2 %) ABC (150 %) ZDV (200 %) NFV (5 %) SQV (3 %)RTV (3 %)EFV (3 %) IDV (100 %) ENF (ND) Faible exposition du tractus génital Exposition identique dans le sang et le tractus génital HommeFemme Forte exposition du tractus génital Faible exposition du tractus génital Exposition identique dans le sang et le tractus génital Forte exposition du tractus génital MVC (410 %)

Diffusion de TDF, T20, EFV et IP dans le sperme Plasma Sperme < < < T20TDFEFV LPV Plasma Sperme IDV APVSQV Plasma Sperme < < < T20TDFEFV LPV Plasma Sperme IDV APVSQV Plasma Sperme < < < T20TDFEFV LPV Plasma Sperme IDV APVSQV Ghosn, Chaix, Peytavin et al, AIDS 2004

Quelles conséquences?

Transmissibilité des virus résistants dans le sperme ? Infrequent transmission of HIV-1 drug-resistant variants. (Yerly et al. Antivir Ther 2004). Diminished representation of HIV-1 variants containing select drug resistance-conferring mutations in primary HIV-1 infection. (Turner et al. JAIDS 2004).

De nombreux cas rapportés Persistence and fitness of multidrug resistant human immunodeficiency virus type 1 acquired in primary infection (Brenner B et al. J. Virol. 2002) Persistence of transmitted drug-resistant virus among subjects with primary HIV infection deferring antiretroviral therapy (Little, Los Cabos, Juin 2003, Mexico). Persistence in HIV-1 protease of resistance mutations in absence of drug selective pressure three years after sexual transmission of a multiclass drug resistant variant (Ravaux I. IAS 2003, Paris) Transmission of HIV-1 variants resistant to the three classes of antiretroviral agents: implications for HIV therapy in primary infection. (Colson P,AIDS, 2002) Persistence of multidrug-resistant HIV-1 without antiretroviral treatment 2 years after sexual transmission (Delaugerre C, Antiviral Therapy 2004) AIDS, 2006 Transmission sexuelle et persistance de variants VIH-1 résistants aux ARV

Résistance to at least one ARV Resistance to 2 or 3 classes 1996/1998, n= /2000, n= /2002, n= /2004, n= % % Harzic AIDS 2002, Chaix AIDS 2003, Chaix-Descamps J. AIDS 2005, Chaix HIVWDR, /2006, n=450 En France: données ANRS PRIMO et ANRS AC11

Quid des nouvelles stratégies (1)? Bithérapie IP/r + INNTI: pas de données Monothérapie d’IP/r:  Induction-maintenance avec ATV/r (Swindells, ACTG 5201, JAMA 2006) Sous-étude sperme pour 8/33 patients CV LS < 150 cp/ml à S24 chez 8/8 patients  Induction-maintenance avec ATV/r (Vernazza, AIDS 2007) Sous-étude sperme pour 15/30 patients CV LS élevée chez 2/15 patients

Delfraissy JF., AIDS 2008 Schéma de l'essai : essai randomisé ouvert Critère de jugement principal –% patients avec CV < 400 c/ml à S24 ET < 50 c/ml à S48 Sélection LPV/r SGC 400/100 mg + AZT/3TC 300/150 mg X 2/j, n = 53 LPV/r SGC 400/100 mg X 2/j, n = semaines S 24 S 48 Critères d'inclusion ─ Patients naïfs ─ CV < c/ml ─ CD4 > 100/mm 3 Monothérapie par Kalétra® en 1ère ligne: essai MONARK

Evaluer l’impact d’un an de traitement par monothérapie de Kalétra par rapport à une triple association classique avec AZT + 3TC + Kalétra sur la présence de VIH-1 dans le sperme. Postulat: L’origine du VIH-1 dans le sperme étant principalement due à une diffusion passive à partir du compartiment sanguin, l’efficacité du traitement antirétroviral dans le sang devrait indirectement réduire la présence de virus dans le sperme. Objectif de la sous-étude Ghosn, JAC 2008

Patients et Méthodes Hommes participant à l’essai MONARK Ayant atteint la visite S48 Pas d’infection uro-génitale - Un échantillon couplé de sang et de sperme - Quantification de l’ARN-VIH dans le plasma sanguin et dans le liquide séminal - Mesure des concentrations de LPV et RTV dans le plasma sanguin et dans le liquide séminal Ghosn, JAC 2008

Résultats (1) 10 patients ont été inclus: CHU St Antoine, Paris:4 CHU Hotel Dieu, Nantes:3 CHU Bicêtre, KB:3 Caractéristiques au moment de l’inclusion dans MONARK: Médiane pARN-VIH:4.36 log 10 cp/ml (4 – 4.88) Médiane CD4:221/mm 3 (132 – 289) Kalétra monothérapie:5 patients AZT+3TC+Kalétra:5 patients Ghosn, JAC 2008

Suivi : 48 semaines Médiane ARN-VIH plasmatique à S48 < 50 cp/ml chez tous les patients Médiane ARN-VIH LS à S48: < 200 cp/ml chez les 5 patients sous CBV + LPV/r < 200 cp/ml chez les 5 patients sous LPV/r monothérapie Résultats (2) Ghosn, JAC 2008

Résultats (3) Concentrations de LPV et RTV dans le plasma sanguin et le liquide séminal Ghosn, JAC 2008

Conclusions Chez ces dix patients - inclus dans l’essai MONARK - sans infection uro-génitale - en succès virologique à S48 le contrôle de la réplication virale plasmatique a permis d’assurer également un contrôle dans le compartiment génital Chez les 5 patients sous Kalétra monothérapie, il n’a pas été mis en évidence de production virale locale dans le compartiment génital malgré des concentrations indétectables de LPV dans le sperme. Ghosn, JAC 2008

Conclusions (1) Fréquence élevée (70%) de souches VIH-1 résistantes aux antirétroviraux dans le compartiment génital masculin chez des patients en échec de traitement. Pour 30% de ces sujets, les profils de résistance aux antirétroviraux étaient différents entre les deux compartiments, avec notamment la présence de virus archivés différents dans les cellules rondes du sperme. Patients en succès avec CV plasmatique indétectable: Dans la grande majorité des cas, le contrôle de la réplication virale plasmatique assure également un contrôle dans les compartiments Charge virale détectable dans le sperme chez 2 à 5% en dehors d’IST (Vernazza, AIDS 2000/ Gunthard JID 2001/ Marcelin, AIDS 2008)

Conclusions (2) Le risque de transmission sexuelle de souches virales résistantes ou non est partiellement exploré par la seule étude du compartiment sanguin. Quid des nouveaux IP et des nouvelles classes antirétrovirales? L’impact des nouvelles stratégies antirétrovirales sur la population virale dans les compartiments anatomiques est à surveiller.