1 / 49

Tropisme du HIV Physiopathologie & Caractérisation Jacques Izopet

Tropisme du HIV Physiopathologie & Caractérisation Jacques Izopet Laboratoire de Virologie & INSERM U563 CHU de Toulouse. SFLS Paris 10/12/2010. Entrée du HIV-1 : interaction entre gp120/CD4/corécepteur. HIV-1. CCR5 CXCR4. CD4. Cell membrane. Virus entry. Récepteur = CD4

keefe
Download Presentation

Tropisme du HIV Physiopathologie & Caractérisation Jacques Izopet

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tropisme du HIV Physiopathologie & Caractérisation Jacques Izopet Laboratoire de Virologie & INSERM U563 CHU de Toulouse SFLS Paris 10/12/2010

  2. Entrée du HIV-1 : interaction entre gp120/CD4/corécepteur HIV-1 CCR5 CXCR4 CD4 Cell membrane Virus entry Récepteur = CD4 Corécepteur = récepteur de chimiokine

  3. Structure cristallographique du complexe gp120/CD4 Outer domain N V4 C Inner domain CD4 CoR V3 stem V1/V2 stem 20-21 2-3 Bridging sheet Pantophlet Annu Rev Immunol 06

  4. Structure cristallographique de la boucle V3 de gp120 gp 120 V3 loop Sander PLoS Comput Biol 07

  5. Récepteurs de chimiokines & ligands CXCR4 CCR5 CCL3 (MIP-1) CCL4 (MIP-1) CCL5 (RANTES) CXCL12 (SDF1)

  6. Expression de CCR5 & CXCR4  Lymphocytes T CD4+ CCR5 (%) CXCR4 (%) Naïves CD45 RA+ CCR7+ < 0,1 98 Mémoires centrales CD45 RO+ CCR7+ 2 22 Mémoires effectrices CD45 RO+ CCR7- 52 11 • Monocytes, macrophages, cellules dendritiques CCR5 (%) > CXCR4 (%) Sallusto Nature 99 ; Lee PNAS 99

  7. CCR5 CXCR4

  8. Distribution en quasiespèces Population virale R5 X4 Pression sélective Réponse immune/Environnement cellulaire/Drogues

  9. Histoire naturelle R5 R5X4 X4 anticorps HIV CD4 ARN HIV Primo infection Infection asymptomatique Infection symptomatique

  10. Pathogénicité accrue des virus X4

  11. Pathogénicité accrue des virus X4 SHIVSF33A (X4) SHIVSF162P3 (R5)

  12. Prévalence des virus D/M & X4 Patients non traités Virus (%) Primoinfection Madrid cohort (n = 67) Spanish hospitals (n = 296) Primo sous-type B (n = 390) Infection chronique Homer cohorts (n = 979) Chelsea & Westminster cohort (n = 402) Merit (n = 1428) R5 87 83 84 82 81 85 D/M 13 17 16 18 19 15 X4 - - - < 1 < 1 < 1 Poveda J Med Virol 07 ; de Mendoza JAC 07 ; Chaix JAC 09 ; Brumme JID 05 ; Moyle JID 05 ; Coakley IWTHE 06

  13. Influence du tropisme du HIV sur la progression de la maladie 123 patients en primoinfection Prévalence des virus D/M & X4 : 6,4 % Initiation de traitement Lymphocytes TCD4 Raymond AIDS 10

  14. Marqueur de progression de la maladie sans traitement Kaplan-Meier plot of the cumulative progression to AIDS of 188 untreated men Koot Ann Intern Med 93;118:681-688

  15. % 100 Non traités 90 Traités 80 p<.001 70 60 p<.001 50 40 p=.001 p=.005 30 20 10 0 (n=271)(n=47) (n=197)(n=44) (n=189)(n=46) (n=319)(n=45) 134 135-257 258-365 >365 T CD4+ lymphocytes Prévalence des virus D/M & X4 Hunt JID 06

  16. Marqueur de progression de la maladie sous HAART R5X4/X4 R5 Weiser AIDS 08

  17. Emergence de virus X4 après 5 ans de traitement efficace % patients 100 % 12 14 Pts avec virus R5 23 50 % Pts avec virus X4 11 9 9 9 9 0 % Jour 0 2,5 ans 5 ans Izopet Virology 02 ; Delobel J AIDS 05

  18. Compartimentation des variants HIV Delobel AIDS 05

  19. Fréquence importante de virus X4 chez les mauvais répondeurs immunologiques Delobel J Virol 06

  20. Evolution génétique du virus 6/12 pts sous HAART Mavigner PLoS One 09

  21. Outils virologiques • 2 catégories de tests de tropisme : • tests phénotypiques • tests génotypiques • Objectifs : • sélectionner le traitement le plus approprié • documenter un échec sous antagoniste de CCR5

  22. Tests phénotypiques Culture sur la lignée MT2 • Cellules exprimant uniquement CXCR4 Identification de virus inducteurs de syncytiums SI (X4 et D/M) Schuitemaker J Virol 91 • Limites Nécessité de lymphocytes viables Lourdeur technique

  23. Tests phénotypiques RVA • Amplification par PCR du gène env à partir de l’ARN HIV plasmatique • Production de virus recombinants compétent ou non pour la réplication • Infection de lignées cellulaires indicatrices CD4+ CCR5+ CD4+ CXCR4+

  24. TrofileTM – Monogram Biosciences HIV Env gp160 expression vector 2500 bp Luminescence measure ++ ++ R5X4D/M HIV genomic-luc vector U87 CD4-CXCR4 + Infection +/- anti-CXCR4 Replication-defective recombinant virus 293 T Transfection U87 CD4-CCR5 +/- anti-CCR5 Whitcomb AAC 07

  25. TTT - Toulouse Tropism Test pNL43-env-Luc vector Homologous recombination Nhel linearization Infection of indicator cells Transfection 293T cells Recombinants virus +/- anti-CCR5 +/- anti-CXCR4 Luminescence COFRAC ISO 15189 Raymond JCV 10

  26. Sensibilité du TTT pour la détection de virus X4 ou D/M No antagonist U87 CD4+ CXCR4+ cells Anti-CXCR4 Mean Luciferase activity (log RLU) X4:R5 ratio mock 0:100 0.5:99.5 1:99 5:95 10:90 15:85 20:80 Sensibilité pour X4 ou D/M : 0,5 %

  27. Amplification env des sous-type B selon la charge virale plasmatique HIV-1 RNA load (copies/mL) No. of samples No. of amplifications % Success 40-500 4 4 100 500-1000 5 5 100 1000-10000 51 50 98 >10000 166 163 98.2

  28. Taux de succès du TTT HIV-1 subtype No. of amplifications No. of phenotypes % Success A 29 28 96.6 B 264 260 98.5 C 56 56 100 D 15 15 100 F 10 10 100 G 15 13 86.7 CRF01 15 13 86.7 CRF02 119 112 94.1 Other CRF 9 9 100

  29. Amplification env à partir de l’ADN HIV-1 subtype No. of samples No. of amplifications % Success A 22 16 72.7 B 31 28 90.3 D 6 6 100 F 9 8 88.9 G 11 10 90.9 CRF02 85 55 64.7 CRF06,CRF09,CRF27 4 3 75

  30. 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Reproductibilité du TTT R5-Bal 9 mean = 7.5 log cv = 6.2 % 8 7 U87 CD4+ CCR5+ 6 X4-HXB2 9 8 mean = 7.3 log cv = 3.4 % 7 U87 CD4+ CCR4+ 6 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40

  31. TTT vs Trofile™ standard Total Trofile™ standard TTT R5 D/M & X4 R5 98 14 112 D/M & X4 7 31 38 Total 105 45 150 Concordance 86 %

  32. TTT vs Trofile™ ES Trofile™ ES Total TTT R5 R5X4/X4 R5 17 1 18 R5X4/X4 1 5 6 Total 18 6 24 Concordance 92 %

  33. HIV-1 11 25 5 20 30 ....|....|....|....|....|....|....| CTRPNNNTRKSIHIGPGRAFYTTGEIIGDIRQAHC CCR5 CXCR4 CD4 Cell membrane Entrée du virus Tests génotypiques Séquençage env V3 Acides aminés et charge nette globale • 11R/K et/ou 25K • 25R et charge nette  +5 • Charge nette  +6 Virus X4 Delobel JCM 07 ; Raymond AIDS 07 ; Raymond JAC 10 Interaction gp120/CD4/coreceptor

  34. Tests génotypiques & algorithmes • Multiples algorithmes dérivés de bases de données génotypes-phénotypes : • Geno2pheno – FP 5 % or 10 % • PSSMSI/NSI • PSSMX4/R5 • Hétérogénéité des performances : • sensibilité 22-50 %Low AIDS 05 • sensibilité 60-90 % • Poveda AIDS 07 ; Raymond AIDS 08 ; Seclen JAC 10 ; Recordon-Pinson AAC 10 ; Raymond JAC 10

  35. Performance pour la prédiction de virus X4 et D/M Genotypic algorithm 11/25 & net charge Geno2pheno – 10 % PSSMX4/R5 PSSMSI/NSI Sens (%) 77 88 69 77 Spe (%) 96 87 97 94 Panel of 98 HIV-1 (85 % subtype B) Raymond AIDS 08

  36. Prédiction génotypique Sensitivity (%) Specificity (%) Methods Charge rule Wetcat C4.5 C4.5 only with p8-p12 PART PSSMX4/R5 PSSMSI/NSI Geno2pheno B 70 100 50 30 90 90 100 90 B 92 80 96 100 80 92 84 88 Non-B 92 85 88 94 92 88 93 73 Non-B 30 46 23 23 30 53 38 61 non-B (n = 115) & B HIV-1 (n = 35) Garrido JCM 08

  37. Prediction des virus X4 et D/M Sous-type HIV-1 AG Genotypic algorithm 11/25 & net charge Geno2pheno 10 PSSMX4/R5 PSSMSI/NSI Se % 70 40 80 70 Sp % 98 90 76 90 Panel of 52 HIV-1 CRF02-AC Raymond JCM 09

  38. Prediction des virus X4 et D/M Sous-type HIV-1 C Genotypic algorithm 11/25 & net charge Geno2pheno 10 PSSMSI/NSI subtype C Se % 93 87 93 Sp % 96 91 82 Panel of 73 HIV-1 C Raymond JAIDS 10

  39. Limites des tests de tropisme Tests phénotypiques Laboratoires de référence Structure P3 Coût Tests génotypiques Pas de distinction entre X4 et D/M Pas de détection de variants X4 et D/M < 10-20 %

  40. Peut-on améliorer la sensibilité des tests génotypiques ? • Combinaison d’algorithmes ? Recordon-Pinson AAC 10 • Utilisation de déterminants en dehors de V3 ? V2 : gain de sensibilité de 5 %, Thielen JID 10 V1-V2 : pas de gain, Delobel JCM 07 • Amplification et séquençage en triplicate ? sensibilité (67 %) non supérieure à PCR en duplicate

  41. Ultradeepsequencing Day 1 Day 11 R5 X4 Archer AIDS 2009

  42. Essai 1029 : patients avec virus non-R5 traités par maraviroc Ultradeepsequencing 0 -0.5 -1 10-30 % X4 -1.5 > 30 % X4 -2 -2.5 < 10 % X4 -3 0 2 4 6 8 10 12 Weeks Swenson CROI 09 # 680 Harrigan CROI 09 # 124

  43. Résistance aux antagonistes de CCR5 • Survenue quand la réplication n’est pas complètement inhibée • 2 mécanismes principaux : • résistance avec switch de tropisme •  présence de virus X4 minoritaires avant traitement • résistance avec virus R5

  44. Résistance avec virus R5 Modèle compétitif Affinité accrue pour le corécepteur Modèle non-compétitif Utilisation du récepteur lié à l’inhibiteur % inhibition % inhibition PMI IC50 Log concentration anti-CCR5 Log concentration anti-CCR5

  45. Résistance avec virusR5 & modèle compétitif A B Delobel AIDS 10

  46. Synthèse (1) • Le tropisme du HIV est crucial pour l’utilisation des antagonistes de CCR5 et les études physiopathologiques • Le séquençage V3 constitue une approche simple et efficace pour déterminer le tropisme du HIV en pratique courante

  47. Synthèse (2) • Le séquençage à haut débit offre une meilleure sensibilité mais la pertinence clinique des virus X4 minoritaires reste à évaluer • La résistance aux antagonistes de CCR5 doit être caractérisée par des approches phénotypiques et génotypiques

More Related