VIH. Dr Chakib ALLOUI. Laboratoire de Bactériologie, Virologie, Hygiène CHU Avicenne Université Paris 13 (Bobigny)

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1 VIH Dr Chakib ALLOUI Laboratoire de Bactériologie, Virologie, Hygiène CHU Avicenne Université Paris 13 (Bobigny) DCEM 1, le

2 Historique 1981 Juin : premiers cas groupés de pneumocystose chez des patients homosexuels aux USA (M.Goetlieb et al.) Juillet : mise en évidence d un syndrome de déficit immunitaire chez des homosexuels US «AIDS» 1982 : Premiers cas : Hémophiles Femmes Enfants (transmission verticale) 1983 : isolement du virus LAV (F. Barré-Senoussi, JC. Schermann, Montagnier et al.)

3 Historique (suite) Nouveautés thérapeutiques 1987 : AZT (classe des INTI) 1995 : premier IP 1996 : premiers INNTI Inhibiteur de fusion Inhibiteur d entrée Inhibiteur intégrase Accès aux traitements 2000 : discussions sur l accès dans les PVD 2001 : production de génériques, accord de prix, accords de Doha

4 Épidémiologie

5 HIV/SIDA North America 1,2 million Caribbean Latin America 1,8 million Western Europe North Africa and Middle East Sub-Saharan Africa 25,8 millions 3,2 millions Eastern Europe and Central Asia 1,6 million East Asia 1,6 million South and South-East Asia 8,3 millions 1,1 million Oceania Total: 40,3 millions ( ) OMS ONUSIDA

6 Accès au traitement ARV Coverage (%) <10 Data not available Juin 2005 OMS

7 Bilan du programme de l'oms "3 by 5" 10 Couverture des besoins en traitement antirétroviral dans les pays à niveaux de ressources faible et moyen Juin 2006 Région géographique Afrique sub-saharienne Amérique latine et Caraïbes Nb de personnes sous ARV Nb de personnes avec indication d'arv Taux de couverture % % Asie du sud, de l'est et du sud-est % Europe de l'est et Asie centrale % Afrique du nord et Moyen-orient % Total % de Cock K., IAC 2006, Abs. WEPL02

8 Situation en France Epidémie qui reste très active 6700 nouveaux cas en 2005 (20/jour en France et 14000/jour dans le monde) Plus de 50% hétérosexuels 66% de patients traités en succès avec une espérance de vie comparable à celle de la population générale non VIH. 50% traitement débuté tardivement La maladie évolue : co-infections, vieillissement, toxicité des traitements, risques cardio-vasculaires, cancers, troubles psychiatriques )

9 Transmission

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12 Le virus -> Structure -> Cycle réplicatif -> Diversité génétique

13 Généralités Famille : Retroviridae Virus à ARN classés en 2 sous-familles : Orthoretrovirinae (a, b, g, d, e / rétrovirus et lentivirus) Spumavirinae (Spumavirus): non pathogènes (?) Mode de réplication Rétrotranscriptase ou Transcriptase inverse Intégration à l ADN chromosomique Cellule hôte

14 Le génome du virus (génes et produits)

15 p24 CA capside p55 GAG précurseur p15 précurseur p7 liaison aux acides nucléiques p17 MA matrice p9 riche en proline p66/p51 RT transcriptase inverse GAG-POL précurseur p10 PR protéase gp160 ENV précurseur gp120 SU extracellulaire Gp41 TM transmembranaire p32 IN intégrase

16 Le virus et les fonctions des principales protéines gp 120 : GP externe gp 41 : GP transmembranaire p 24 : Protéine interne majeure p 17 : Protéine de matrice p 7/9 : p 66/51 :Transcriptase inverse p 32 : Intégrase p 11 : Protéase ARN -2 brins Protéines de la nucléocapside Reconnaissance du CD4 et des corécepteurs Fusion entre l'enveloppe virale et la membrane de la cellule Constituant de la capside Connection entre l'enveloppe et la nucléocapside Protéines associées à l'arn Rétrotranscription de l'arn en ADN Intégration du génome viral Clivage des précurseurs gag et gag-pol

17 HIV-1: Cycle réplicatif Entrée Transcriptase Inverse ARN RT ARN ADN RT ARN ARN Protéase Protéines ADN ADN Provirus Intégrase

18 Phase d entrée du virus et fusion Liaison CD4 Liaison Co-recepteur Fusion Virus cellule CD4 gp41 gp120 V3 loop Antagonistes Co-recepteurs Inhibiteurs Fusion Membrane cellulaire CCR5/CXCR4 Moore JP, et al. PNAS 2003; 100:

19 Etape de Fusion

20 Tropisme des VIH : utilisation des co-récepteurs VIH R5 (transmission) Stade précoce de l infection VIH R5X4 double tropisme VIH X4 (émergence tardive) Stade tardif de l infection Monocytes- Macrophages LT-CD4+ Lignées cellulaires T Littman DR. Cell. 1998, 93: Berger EA et al. Ann Rev Immunol. 1999, 17: Berger EA et al. Nature. 1998, 391: 240

21 Diversité génétique

22 Diversité HIV-1 Taux d erreur de la RT: 1/ nucléotides Défaut de correction par défaut de 3 exonucléase Production virale: / jour HIV-1 HIV-1 O HIV-1 M A B C CRF01-AE D E F Virus mosaïques G HIV-1 N I J K H Recombinaison 10 à 20 /genome/cycle Plus de 30 CRF

23 Diversité HIV-2 HIV-2 A B C D E F G H

24 Diversité des SIV et des HIV Groupe O des HIV-1 Isolat du chimpanzé SIVgor SIVsm SIVmac SIVcpz N HIV-2 HIV-2 Groupe des HIV-2 HIV-1 Groupe M des HIV-1 SIV agm SIV mandrill SIV des primates

25 Distribution géographique des VIH Maroc Sénégal Mali B Niger A,C,D,F,G,H,J,K CRF06-cpx Guinée Nigeria R.C.A. Côte d Ivoire O, N Bénin CRF11-cpx Cameroun CRF02-AG Gabon R.P. Congo R.D. Congo CRF05-DF Bostwana Égypte B B,A B,A CRF10-CD C Afrique du sud C Burundi Tanzanie Malawi A,D,C Éthiopie Mozambique Djibouti Somalie Réunion B,F1 CRF09-cpx CRF04-cpx B,A F Afrique subsaharienne CRF03-AB A,B,CRF03- AB CRF07-BC B,C CRF08-BC A,CCRF01-AE,BCRF01-AE,B B Peeters M. Recombinant HIV Sequences : Their Role in the Global Epidemic in In Human Retroviruses and AIDS 2001; Peeters M et al. AIDS. 2000, 14(suppl 3) : S129-40

26 Impacts de la diversité - Outils de diagnostic> tests ELISA > Quantification - Pathogénicité - Sensibilité aux antirétroviraux

27 Histoire naturelle et pathogénie

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41 Diagnostic

42 Diagnostic Virologique Direct Indirect Le Virus ou ses Constituants - Protéines (P24) - ARN (CV) Anticorps - ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) - WESTERN-BLOT

43 Les tests de dépistage Les tests de dépistage sont systématiques en cas de dons de sang, de sperme, de lait ou d organe. Les tests sont proposés en cas de bilan prénatal, bilan prénuptial, bilan pré-opératoire, devant des signes cliniques de primo infection, de maladie pouvant évoquer une complication du VIH.

44 Approche sérologique Dépistage des anticorps anti-hiv1&2 Après accord du patient Analyse isolée sur le sérum 2 réactifs dont un ELISA mixte (Ag-Ac) Si 2 tests positifs ou 1 test positif ou indéterminé => Etude de la séropositivité par une deuxième approche

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47 Technique du western-blot : Test de confirmation du sérodépistage Bandelette résultant du transfert («western blot») des protéines du HIV-1 ou du HIV-2 + Sérum du patient dilué 12 Incubation(s), lavage(s), révélation Caractérisation des anticorps du patient spécifiques des protéines virales: => séropositivité HIV-1 (ou HIV-2)

48 Ac anti -Produits du gène GAG Anti-P55 Anti-P24 Anti-p17 Ac anti -Produits du gène POL Anti-p66 Anti-p51 Anti-p32 Ac anti -Produits du gène ENV Anti-gp160 Anti-gp120 Anti-gp41 p17 p24 p32 p51 p55 p66 gp41 gp120 gp160

49 Algorithmes d interprétation du W. Blot Profil Positif Indéterminé Négatif 2 ENV ± 1 GAG ± 1 POL 1 ENV ± GAG ± POL ou GAG + POL ou GAG ou POL Aucune bande ou bandes non répertoriées ou bande p17 isolée Si bandes gène GAG et/ou Pol de forte intensité par rapport à bandes gène ENV => HIV-2 ou HIV-1 groupe O.

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51 Cas clinique 1 Patient récemment infecté 1er examen : W.Blot p24, c est la primoinfection Ensuite, augmentation dans le temps des Ac anti- VIH, la séroconversion

52 Cas clinique 2 Patient stade SIDA Dans ce cas, la dispartition des anticorps anti-hiv en fin de SIDA témoigne t de l effondrement l du système immunitaire du sujet.

53 Charge virale (copies/ml ou log 10 copies/ml) C'est la recherche et quantité de virus dans le sang par ml Cette quantité d ARN (ou Charge virale VIH) dosée dans le plasma est le reflet de l activité du virus et une indication sur le niveau de multiplication dans les cellules infectées. Plusieurs techniques de mesure: bdna, PCRs 100 copies/ml = 2 log ; cp/ml = 3 log ; cp/ml = 4 log

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55 Traitement: Cibles, Antirétroviraux et Résistance

56 HIV-1: Cibles thérapeutiques Entrée Transcriptase Inverse ARN RT ARN ADN RT ARN ARN Protéase Protéines ADN ADN Provirus Intégrase

57 Histoire des ARV Retrovir Découverte HIV-1 Découverte HIV-2 Monothérapie Videx Hivid Zerit Epivir, Invirase 1995 Crixivan, Norvir, Viramune Inhibiteurs Nucléosidiques de RT Inhibiteurs Non Nucléosidiques de RT Inhibiteurs de Protéase Inhibiteurs d entrée Inhibiteurs de l intégrase Combivir, Fortovase Viracept, Sustiva, Ziagen Agenerase Bithérapie Trizivir Kaletra Viread Emtriva, Fuzeon, Telzir Reyataz, Kivexa HAART 2005 Truvada, Aptivus Maraviroc, Isentress, Darunavir 2007?

58 Antirétroviraux NRTIs Abacavir (ABC) Didanosine (ddi) Emtricitabine (FTC) Lamivudine (3TC) Stavudine (d4t) Ténofovir (TDF) Zidovudine (AZT) Inh. Entrée Enfuvirtide (T20) Maraviroc Inh. Intégration Raltégravir (RAL) INNRTIs Efavirenz (EFV) Nevirapine (NVP) IPs Atazanavir (ATV) Fosamprenavir (FPV) Indinavir(IDV) Lopinavir (LPV) Nelfinavir (NFV) Saquinavir (SQV) Tipranavir (TPV) Darunavir (DRV) Ritonavir: Boost des IP

59 Structure et mode d action des NRTI Les INRTs sont des pro-médicaments, à la différence des INNRTs et IPs Les INTIs agissent après avoir été transformés dans la cellule en composés triphosphorylés par des kinases cellulaires Les INTIs ressemblent aux dntps naturels Compétition pour liaison avec la RT et incorporation dans l ADN viral => Arrêt de l élongation du brin d ADN viral AZT dttp ddi datp ddc dctp

60 Mode d action des NNRTI Sans transformation cellulaire, ils se fixent sur le site actif de la RT Les mutations sont localisées dans une région très étroite de la RT Une seule mutation induit un changement conformationnel très important de la RT entraînant une résistance Mode d action des IP Ils se fixent sur le site actif de la Protéase et bloquent la phase tardive de la maturation virale. Les mutations sont localisées dans le site actif de la protéase.

61 De 1996 à nos jours CV log Résistances temps

62 Les mutations de résistance dans la protéase ont pour effet d agrandir le site de fixation des IP qui se fixent alors moins efficacement. Protéase sensible Protéase résistante d après Kovari et al. HIV Res Wkp 2003

63 L échec virologique : situation la plus fréquente. La CV n'est plus indétectable. En pratique CV > 1000 avec augmentation à 2 examens successifs à 1 ou 2 mois d intervalle

64 Analyse d'une situation d'échec virologique Type d'échec Non négativation de la CVP (inhibition suboptimale). L échappement virologique (rebond virologique) L absence de réponse : variation de la CVP < 0,5 log. Moment de l'échec échec d un premier traitement échec d un traitement de seconde ou de troisième intention multi-échecs. Niveau de l'échec Intensité durée

65 Pression de sélection antirétrovirale Début du traitement Variants sensibles Variants résistants Charge virale Suppression incomplète Défaut de puissance Taux plasmatiques insuffisants Défaut d observance Pré-existence de résistance Sélection de variants résistants Temps Temps

66 Tests génotypiques de résistance aux ARV: indications Primo-infections et infections récentes (< 1 an) : Traitement initial Echecs thérapeutiques : Recommandé y compris en cas d échec de premier traitement. Prophylaxie post exposition : Non recommandé Grossesse : en cours en ou fin de grossesse si CV détectable et changement de traitement envisagé; avant l initiation d un traitement chez les femmes prétraitées. Enfants : Mêmes indications que pour l adulte Interruption de traitement en échec

67 Sélection de mutations et résistance chez un patient naïf Initiation du traitement 6 V32I, M46I, I47A ARN VIH plasma (log 10 ) V82A Mois

68 Pourquoi résistance et échec?

69 Interprétation du génotype: AZT Zidovudine 3TC Lamivudine ddi Didanosine ddc Zalcitabine d4t Stavudine ABC Abacavir TDF Ténofovir Résistance exemple des NRTI T215Y/F > 2 mutations parmi : M41L, D67N, K70R, L210W, K219Q/E Q151M Insertion au codon 69 M184V/I Insertion au codon 69 L74V > 2 TAMs dont T215Y/F Q151M Insertion au codon 69 T69D/N/S Q151M Insertion du codon 69 V75M/S/A/T T215Y/F Q151M Insertion du codon 69 > 5 mutations parmi : M41L,K65R, D67N, K70R, L74V, Y115F, M184V/I, L210W, T215Y/F, 219Q/E Q151M Insertion au codon 69 Insertion au codon 69 3 TAMs dont M41L ou L210W Résistance possible Q151M K65R K65R L210W et au moins 2 parmi : M41L, D67N, K70R, K219Q/E 4 ou 5 mutations parmi : M41L, K65R, D67N, K70R, L74V, Y115F, M184V/I, L210W, T215Y/F, 219Q/E K65R Manque de données sur la résistance à la ddc si présence de mutations de résistance aux analogues nucléosidiques. TAMs (Thymide-associates-mutations) = M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y/F, K219Q/E.

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