Vincent CALVEZ. Collaborative HIV and Anti-HIV Drug Resistance Network CHAIN

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1 Vincent CALVEZ Virologie - CHU Pitié-Salpêtrière Paris Faculté de Médecine Pierre et Marie Curie UMRS UPMC INSERM U943 ANRS AC11 ANRS AC5 Institut Universitaire de Cancérologie Collaborative HIV and Anti-HIV Drug Resistance Network CHAIN

2 Persistance virale Rebond viral rapide à l arrêt ART ARN VIH 50 ADN VIH CD Années sous ART

3 Barriers to cure Latently infected T-cells Residual viral replication Anatomical reservoirs and they are not mutually exclusive

4 Activation transcriptionelle VIH Activation transcriptionnelle du promoteur du VIH-1 est sous le contrôle de la protéine virale Tat Tat est un facteur de transcription atypique se lie non pas à l ADN mais à un fragment d ARN appelé TAR situé en 5 de tous les ARNm viraux Transactivation optimale du promoteur du VIH-1 par Tat nécessite des facteurs cellulaires tels que le facteur positif de l élongation de la transcription p- TEFb et des facteurs de remodelage de la chromatine. Tar-RNA PS-5 Pol-II NTEFs CTD Drugs:TSA, Prostratin, P-TEFb CycT1 Transactivator CDK9 PS-2 PS-5 Pol-II NTEFs CTD

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6 Dynamique du réservoir viral: PCR < 500 copies,1996 R: Resting CD4 A: Activated CD4 1 2 Production: thymiques et extrathymique Perelson et al.

7 Dynamique de la virémie résiduelle: Modèle à 4 phases avec dernière phase stable (PCR <1 copie, 2008) Kaletra d4t, 3TC PCR ultrasensible <1 cp

8 Modèle #1: le tout ART Réplication virale résiduelle qui entretient le réservoir (puissance antivirale insuffisante des ART)

9 Modèle #2: «ART seul ne suffit pas» Relargage persistant de virions qui entretient le réservoir

10 Taux d infection similaire dans le sang et les ganglions lymphatiques

11 Réservoir : plus de cellules infectées dans la muqueuse digestive

12 HIV-DNA and immunity at the time of primary HIV infection Time (days since T0) Primary infection : immune homeostasis is skewed with a storm cytokin Stacey R; J.Virol, 2008

13 HIV-DNA and immunity at the time of primary HIV infection Immune activation is correlated with HIV-DNA level Laurence weiss (IAS July 2013 oral poster discussion)

14 ANRS 147 OPTIPRIM : Study design Arm 1 (N=45): Darunavir/R: 800/100 mg QD + Tenofovir/emtricitabine: 245/200 mg QD + Raltegravir: 400 mg BID + Maraviroc: 150 mg BID Primary end-point : July 2013 HIV-DNA level at M24 Treatment interruption Arm 2(N=45): Darunavir/R: 800/100 mg QD + Tenofovir/emtricitabine: 245/200 mg QD months VISCONTI. Secondary Endpoints Virologic: HIV-DNA and HIV-RNA kinetics Immunologic: CD4 and CD4/CD8 changes Tolerance : 5 drugs or 3 drugs Pathophysiological studies : including HIV-RNA in semen and Rectal HIV-DNA biopsy innate and HIV specific immunity

15 HIV-DNA Decrease over time De lta HIV-DNA (log copies/million PBM Cs) delta M1. delta M3.. delta M delta M12 N=80 N=77 N=73 ANRS PRIMO Cohort : 325 patients Median delta HIV-DNA M12 : - 0,81[-1.14;-0.51] (data from the cohort) Quest Cohort : 56 patients Median delta HIV-DNA M12 : - 1.1[-1.6;-0.8] (B.Hoen, CID 2007) N= [-1.56;-1,02] 25% >2 log HIV-DNA decrease

16 Factors associated with HIV-DNA decrease at Month 12 Baseline characteristics (N=67) Delta HIV-DNA at Month 12 (r corrélation coefficient) P value Time from PIS CD4 cell count Log HIV-RNA (cop/ml) Log HIV-DNA (cop/million PBMCs)

17 Background (2) Our group also has shown that cart started at PHI induces 1 : Deep depletion of the viral reservoir Better CD4 (>500) and CD4/CD8 (>1) restoration PHI PHI CHI Proportion of patients achieving 500 CD4/mm 3 and CD4/CD8 >1, % p<0.0001, log-rank test CHI Time since first PVL <50 cp/ml(years) It is uncertain how long after PHI such viro-immunologic benefit remains possible What about chronically-infected patients (CHI) with CD4 nadir 500/mm 3? 1 Hocqueloux, JAC 2013

18 Results (3) Overall, HIV-DNA correlated negatively with CD4 count during suppressive cart Rho = -0,145 p<0,0001

19 HIV-DNA in PBMC : Natural history of HIV infection (ANRS cohort studies) AIDS Avettand-Fenoel PRIMO SEROCO LTNP HIC 0 VISCONTI Ghosn, JAC 2009, Goujard, CID 2006 Rouzioux, JID 2005 Martinez, JID 2005 Lambotte, JID 2005 Hocqueloux, Aids 2010 Saez-Cirion 2013 HIV-DNA level varies according to the stage of HIV infection The highest level are found during primary HIV infection and AIDS patient.

20 Activateurs de la réplication Favorisent l initiation de la transcription

21 Stimuler la transcription pour tuer les cellules infectées

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23 Infection des progéniteurs hématopoïétiques

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27 Nécessité d une réponse immune pour obtenir une éradication virale D Descamps et al Débats & controverses 2011 Virus Persistance Intégration Eradication spontanée Grippe Non Non 100% Polio, Cox <1% Déficits immunitaires Non >99% HCV Foie + Cell hémato Non 20% (80% blocage de la réponse immune) HBV Foie Oui 90% HSV, VZV, EBV, CMV, HHV8 Cell hémato, SNC, epithet Non 0% Latence: pas d ag exprimés = non visible par le système immunitaire VIH Cell Hémato, SNC Cellules hémato Non (Altération du syst immunitaire)

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43 HIV-1 Genome Is Often Defective In PBMCs And Rectal Tissues After Long-Term HAART as a Result of APOBEC3 Editing and correlates with the size of reservoirs Slim Fourati, Sidonie Lambert-Niclot, Cathia Soulie, Isabelle Malet, Marc Antoine Valantin, Benoit Mory, Roland Tubiana, Guislaine Carcelain, Christine Katlama, Vincent Calvez, Anne Geneviève Marcelin CROI 2012, AIDS 2012 AGENCE NATIONALE DE RECHERCHES SUR LE SIDA ET LES HÉPATITES VIRALES Agence autonome de l Inserm

44 Most of in-frame stop codons resulted from APOBEC3- induced G-to-A mutations At a nucleotide level: 89% of all stop codons occurred as a consequence of G- to-a mutations at tryptophan (TGG TAG) positions (positions 71, 88, 153, 212, 229 in RT) in the context of hypermutation Of note, samples harboring high levels of hypermutated defective viruses (>90%), were also observed to harbor defective virus using bulk sequencing Ex. Patient 2 (PBMCs clones): G-to-A hypermutation Stop codons (tryptophan positions)

45 Following this hypothesis, cells harboring replicating viruses would be cleared over time with an increase of the proportion of defective genomes in patients under HAART HAART initiation Treatment strategies targeting eradication Replication competent proviruses Defective proviruses Replication competent proviruses Defective proviruses Proviral DNA Proviral DNA Deadend? Time Time New therapeutic approaches developed to eradicate HIV infection would accelerate this phenomenon and more rapidly lead to a viral deadend?

46 Background (1) PTC are characterized by 1,2 : Early cart, within primary-infection (PHI) Weak viral reservoir (HIV-DNA <2.3 Log cp/10 6 PBMC) High immune restoration (CD4 900/mm 3, CD4/CD8 >1) CD4/mm 3 is the median count in HIV-uninfected people 3 1 Saez-Cirion, PLoS Pathogens ANRS Symposium IAS Le, NEJM Kuala Lumpur, Malaysia, 30 June - 3 July 2013

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56 Université Pierre et Marie Curie INSERM U943 Résistance aux antirétroviraux Dr AG Marcelin Dr L Morand-Joubert Dr Marc Wirden Dr Cathia Soulié Dr Sidonie Lambert Dr Slim Fourati Dr Isabelle Malet Dr Djeneba Fofana Dr Eve Todesco Sophie Sayon Pr Vincent Calvez Stratégie thérapeutique Pr Christine Katlama Dr Marc-Antoine Valantin Dr Roland Tubiana Dr Ruxandra Calin Dr Fabienne Caby Dr Lumi Schneider Epidémiologie et statistiques Dr Philippe Flandre Dr Dominique Costagliola Immunologie PSL Pr Brigitte Autran Dr Guislaine Carcelain Médecine interne PSL Dr Manuela Bonmarchand Dr Anne Simon Dr Guillaume Breton Pharmacologie BCB Dr Gilles Peytavin Remerciements diapos Dr Antoine Cheret Dr Laurent Hocqueloux Collaborative HIV and Anti- HIV Drug Resistance Network CHAIN

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