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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
TRANSITION
Guanine
TRANSVERSION
TRANSVERSION
Adénine
TRANSITION
Cytosine
Uracile
M184V
TRANSITION
Y181C
K103N
Guanine
TRANSVERSION
N155H
TRANSVERSION
Adénine
TRANSITION
Cytosine
Uracile
M184V
TRANSITION
Y181C
K103N
Guanine
TRANSVERSION
N155H
TRANSVERSION
Adénine
TRANSITION
Cytosine
Uracile
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
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.
C'est un fait :

Inhibiteurs non nucléosidiques
◦ Efavirenz ; Nevirapine
◦ Etravirine (ETV) ; Rilpivirine (RPV)

(Singh et al. 2012 ; Kulkarni et
al. 2012)
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
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%)
D'après Mac Callum et al., AAC 2013
Aspects moléculaires

C'est facile pour le virus ?
R
C
Q
C
A
CG
CG
K
A
U
U
V
A
C
C
G
E
G
G
Impact sur le fitness viral ?

Culture en compétition
◦ E138A = E138G > E138R > E138K = E138Q



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