Pôle de Biologie Laboratoire de Virologie Hôpital C. Nicolle CHU Rouen Groupe de Recherche Antimicrobiens et Microorganismes (GRAM) / EA2656 Faculté de Médecine-Pharmacie Université de Rouen Réservoirs à VIH et stratégies visant à les cibler Symposium Viro-Clinique VIH Nord-Ouest Laboratoire associé au Centre National de Référence du VIH 27/03/2010
1981 : identification nouvelle maladie «compter les décés» 1996 : tri-thérapie «faire survivre les patients» années 2000 : nouvelles classes et molécules prise en charge de longue durée, infection chronique seuil de détectabilité de la réplication virale mesure Ag P24 CV < 400 copies/ml < 50 copies puis < 40 copies 2010 : 85% de succès virologique à 40 copies/ml ; CV < 20 cop. ; US < 1 cop. hypothèse éradication virale = guérison (déjà en 1997!)
Caractéristiques des VIH Taux de réplication 10 9 à 10 10 virions /jour quantité 1 erreur / génome viral / cycle de réplication variants / mutants Cellules cibles (CD4+, CCR5/CXCR4+) potentiel important de diffusion Sites de réplications multiples «décentralisation» Réplication plasmatique (CV ARN) = partie visible Rendre indétectable n élimine pas le virus
Cycle de réplication du VIH ADN total formes à 2 LTR 1 LTR intégrée persistance / latence Coiras et al. Nat Rev Microbiol 2009
Quantité de l ADN proviral dans PBMC différente selon les populations infectées reliée à histoire naturelle MEDIAN In PBMC (log/ 10 6) Patients <100 cp/10 6 PRIMO Cohort n = 608 3.25 10.2% PRIMO-CI Cohort 3.21 Coffie et al, JAids 2008 SEROCO Cohort Goujard et al, CID 2006 Rouzioux et al, JID 2005 n = 894 2.98 9.5% LTNP cohort n = 70 2.30 37.1% p<0.0001 Martinez et al, JID 2005 HIV controllers Lambotte et al, JID 2005 n = 15 1.30 75%
Progression-free survival according to the baseline HIV DNA level : ANRS Primo Cohort reliée à physiopathologie 155 patients, ne recevant pas de TT 36 mois après la primo-infection A : CD4 à J0 < 628/mm 3 B: CD4 à J0 > 628/mm 3 Proportion > 350 CD4 (%) 100 80 60 40 HIV DNA < 3.2 (n = 48) HIV DNA > 3.2 (n = 29) Proportion > 350 CD4 (%) 100 80 60 40 HIV DNA < 3.2 (n = 34) HIV DNA > 3.2 (n = 44) 20 0 Logrank p<0.006 0 12 24 36 Time since enrolment (months) 20 0 Logrank p = 0 15 0 12 24 36 Time since enrolment (months) Stratification for the median baseline CD4 cell count of 628/mm 3, Kaplan-Meier estimates were made for patients with low CD4 cell counts (A) and high CD4 cell count (B). Goujard et al, CID 2006
Classe des Inhibiteurs d Intégrase
Les réservoirs
Réservoirs Formes circulaires 1LTR 2LTR Latence virale : cellules Forme intégrée Compartimentalisation de la réplication - sanctuaire (SNC) - réservoir anatomique indépendant * intestin (Gut) * tissu lymphoïde intestinal (Galt) * génital (compartiment) * système lymphoïde
Persistance cellulaire / latence virale réservoir cellulaire T (cellules quiescentes, «resting T CD4») cellules mémoires centrales cellules mémoires transitionnelles (Chomont et al., Nat Med, 2009) = 10 4 à 10 6 (95% CD4); insensible aux traitements; pas d expression de protéines virales; demi-vie longue (44 mois) voire très longue (décennie) duplication clonale virale du fait de prolifération cellulaire (passager clandestin)? infection latente de cellules souches hématopoïétiques CD34+ (Carter et al., Nat Med, 2010) augmentation de l expression de marqueurs VIH après stimulation in vitro par GM CSF + TNF alpha cytotoxicité à l activation de la différenciation - macrophages - cellules dendritiques
Compartimentalisation / réponse immunitaire Compartiment génital Études discordance plasma / liquide séminal Calcagno et al., AIDS, 2010 Compartiment du SNC Technique US LCR = 41 % des patients traités ont 1 CV > 2 copies (Cysique et al, Neurology, 2009) Galt Réponse immunitaire diminuée au niveau des muqueuses (CD4 th17) = dissémination bactérienne (modèle macaque)
Constitution du réservoir Modèles animaux chez macaque : niveaux d expression du virus en fonction des tissus avec AZT / 3TC / IDV à phase aigüe diminution de virémie plasmatique diminution dans Galt stabilité ARN & ADN dans rate et ganglions - Niveau de suppression CV = f(disponibilité molécules dans tissus) - Traitement dans les 4h = diminution réplication et dissémination tissulaire, mais infection n est pas empêchée
ANRS PRIMO Cohort : Impact of ARV treatment on HIV-DNA Plasma HIV-1 RNA (log10 copies/ml) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 HIV-RNA Chronic (naive) Chronic (pretreated) PRIMO Impact du traitement sur l ADN total différent selon les populations Cellular HIV-1 DNA (log10 copies/10 6 PBMC) 4.0 3.5 3.0 2.5 HIV-DNA Chronic (naive) Chronic (pretreated) PRIMO 0.0 0 2 4 6 8 10 12 Months from HAART initiation 2.00 2 4 6 8 10 12 Months from HAART initiation Ngo- Giang- Huong et al. AIDS 2001
Virémie résiduelle sous HAART Shen & Siliciano, J Allergy Clin Immunol, 2008 décroissance quadriphasique 1 ère rapide : CD4 activés, demi-vie très courte (1 j) 2 ème lente = turn-over de pop mineur de cellules productrices de virions (macrophage, CD4 partiellement activés), demi-vie 2 semaines 3 ème lente jusqu à plateau de 4 ème phase = virémie résiduelle de 1 à 5 cop. (CV = f(taille R demi-vie longue), ++ chez patient hautement réplicatif avant HAART) Virémie résiduelle = population archivée, sans évolution génétique et sensible au traitement relargage des réservoirs
Stratégies visant à cibler les réservoirs
Cibler les réservoirs Limiter les réservoirs Intensifier le traitement Atteindre les réservoirs Eliminer le réservoir
Traitement de la primo-infection & réservoirs Hocqueloux et al CROI 2009 ADN VIH-1 (Log copies/million de PBMC) 135 Pts Chroniques 22 Pts Primo-Inf. Temps écoulé depuis que l'arn VIH-1 est indécelable (années) Cinétique de l ADN VIH taille R = f (CV + durée du pic) en PI (Margolis et al, Markowitz et al. 4 e WIPV, 2009) - à18 mois -0.68 log versus - 0.43 log - de 18 mois à 4 ans -0.22 versus -0.08 - suit un plateau dans les deux groupes
Intensification par addition (ATV / LPV / RAL / MRV / T20) Études CROI 2010 Pas de réduction de réplication résiduelle (Technique US), pas d effet sur taille du réservoir Peu ou pas d effet immunologique Buzon et al., Nat Med, 2010, Impact RAL sur réplication résiduelle et activation immune (30% patients) Impact sur réplication dans Ileon et diminution marqueurs d activation cellulaire (RAL) Diminution marqueur d activation cellulaire et du réservoir cellulaire (MRV)
Diffusion dans les compartiments Intérêt du score de neuropénétration pour le SNC, mais limites Concentration raltegravir dans LCR proche ou >CI95 (Calcagno et al., AIDS, 2010) Utilisation de nanoparticules (diffusion SNC) Érythrocytes comme vecteurs de drogues
Cibler directement le réservoir cellulaire HALT : HIV Anti-Latency Therapy Eliminer/exciser ADN intégré par enzyme recombinase shock and kill - activation exogène du provirus latent par molécules anti-latence, expression de protéines virales - destruction des cellules infectées par vecteur transgénique, porteurs de toxines et de gènes proapoptotiques
Conclusions Eradication = purger l organisme des particules virales et provirus intégrés = défi pour les années à venir (ANRS Optiprim) En attendant: - Éviter la virémie persistante (50 500 cop.), alimentant le réservoir - Maintenir la pression thérapeutique - TasP - A défaut, trouver le moyen de rendre les patients «contrôleurs» : indétectable sans traitement
Quantité de l ADN proviral dans PBMC différente selon les populations infectées reliée à histoire naturelle MEDIAN In PBMC (log/ 10 6) Patients <100 cp/10 6 PRIMO Cohort n = 608 3.25 10.2% PRIMO-CI Cohort 3.21 Coffie et al, JAids 2008 SEROCO Cohort Goujard et al, CID 2006 Rouzioux et al, JID 2005 n = 894 2.98 9.5% LTNP cohort n = 70 2.30 37.1% p<0.0001 Martinez et al, JID 2005 HIV controllers Lambotte et al, JID 2005 n = 15 1.30 75%
Long-term Control of HIV by CCR5 Delta32/Delta32 Stem Cell Transplantation Hutter G et al NEJM 2009; 360: 692 2 transplantations for AML ARN et ADN indétectables sans traitement ADN absent des biopsies et des sanctuaires Élimination du réservoir et changement cibles