Presentación de PowerPoint · RESPUESTA INMUNE: Anticuerpos neutralizantes IC 50 (μg/ml)* VSV** NL4-3a AC10 aVI 191 92BR025 aCM244 92UG024a Subtype B Subtype B Subtype A Subtype

Concepción Casado. Unidad de Virología Molecular

Laboratorio de Referencia e Investigación en Retrovirus

Centro Nacional de Microbiología (ISCIII), Madrid

30 años de control de la

infección en ausencia de

tratamiento

GeSIDA 2019

INTRODUCCION

TAR controla la infección por VIH-1.

No elimina la infección.

La viremia plasmática reaparece cuando se retira el tratamiento

Existencia de un reservorio de células latentemente infectadas.

.

Lusic et al, Nat Rev Microbiol, 2017

GeSIDA 2019

INTRODUCCION

Células T de memoria larga vida media.

Impide la eliminación de la infección mediante las terapias

actuales.

Siliciano et al. Nature Medicine (2003)

GeSIDA 2019

INTRODUCCION: Nuevas estrategias

Sadowski et al. Cellular and Molecular Life Sciences (2019)

GeSIDA 2019

INTRODUCCION

Pacientes que controlan la infección naturalmente en ausencia de TAR

Gurdanasi et al. AIDS (2014)

GeSIDA 2019

Control permanente de la patogénesis del

VIH-1 en controladores de élite excepcionales

(EEC)

Individuos:3 individuos infectados por VIH que no han recibido tratamientoantiretroviral seguidos clinicamente en el Centro Sanitario Sandoval:

- 30 años de infección- seguidos clinicamente durante mas de 20 años- con seguimiento virológico durante mas de 15 años.

En 2017 se obtuvieron 500 ml de sangre periférica para realizar unacaracterización profunda de

La respuesta inmune:- humoral- celular

El virus:- Cuantificación del reservorio viral- Análisis evolutivo de las poblaciones virales

GeSIDA 2019

Datos epidemiológicos y clinicosClinical, epidemiological and host-genetic characteristics

EEC-3 EEC-9 EEC-56

Year of birth 1956 1957 1957

Sex Male Female Female

Race Caucasian Caucasian Caucasian

Estimated year of infectionª 1983±2 1986±2 1984±2

Year of HIV-1 diagnosis 1988 1992 1989

Age at diagnosis 32 35 32

Transmission routeb

IVDU IVDU IVDU

Remarks – HIV-1 negative child HIV-1 negative child

HCV coinfection 1996 1992 1993

Treatment RBV/IFNα (2008) Spontaneous clearance DAA (2017)

Genetic markers

CCR5 ∆32 rs333c

11 11 11

CCR2 V64I rs1799864c

11 11 11

HLA C rs9264942 c

22 22 22

HLA A 02:01, 02:05 02:01, 31:01 01:01, 02:01

HLA B 27:05, 58:01 39:01, 57:01 14:02, 57:01

Genetic Score 4 3 4

a Viral dating performed in the last sample and estimated according to (11).

b No further expositions after HIV-1 diagnosis

c "1" indicates the most frequent allele and "2" the mutant.

IVDU, intravenous drug user; RBV, ribavirin; IFNα, interferon α, DAA, direct acting antivirals

GeSIDA 2019

Factores genéticos del huesped

Clinical, epidemiological and host-genetic characteristics

EEC-3 EEC-9 EEC-56

Year of birth 1956 1957 1957

Sex Male Female Female

Race Caucasian Caucasian Caucasian

Estimated year of infectionª 1983±2 1986±2 1984±2

Year of HIV-1 diagnosis 1988 1992 1989

Age at diagnosis 32 35 32

Transmission routeb

IVDU IVDU IVDU

Remarks – HIV-1 negative child HIV-1 negative child

HCV coinfection 1996 1992 1993

Treatment RBV/IFNα (2008) Spontaneous clearance DAA (2017)

Genetic markers

CCR5 ∆32 rs333c

11 11 11

CCR2 V64I rs1799864c

11 11 11

HLA C rs9264942 c

22 22 22

HLA A 02:01, 02:05 02:01, 31:01 01:01, 02:01

HLA B 27:05, 58:01 39:01, 57:01 14:02, 57:01

Genetic Score 4 3 4

a Viral dating performed in the last sample and estimated according to (11).

b No further expositions after HIV-1 diagnosis

c "1" indicates the most frequent allele and "2" the mutant.

IVDU, intravenous drug user; RBV, ribavirin; IFNα, interferon α, DAA, direct acting antivirals

Clinical, epidemiological and host-genetic characteristics

EEC-3 EEC-9 EEC-56

Year of birth 1956 1957 1957

Sex Male Female Female

Race Caucasian Caucasian Caucasian

Estimated year of infectionª 1983±2 1986±2 1984±2

Year of HIV-1 diagnosis 1988 1992 1989

Age at diagnosis 32 35 32

Transmission routeb

IVDU IVDU IVDU

Remarks – HIV-1 negative child HIV-1 negative child

HCV coinfection 1996 1992 1993

Treatment RBV/IFNα (2008) Spontaneous clearance DAA (2017)

Genetic markers

CCR5 ∆32 rs333c

11 11 11

CCR2 V64I rs1799864c

11 11 11

HLA C rs9264942 c

22 22 22

HLA A 02:01, 02:05 02:01, 31:01 01:01, 02:01

HLA B 27:05, 58:01 39:01, 57:01 14:02, 57:01

Genetic Score 4 3 4

a Viral dating performed in the last sample and estimated according to (11).

b No further expositions after HIV-1 diagnosis

c "1" indicates the most frequent allele and "2" the mutant.

IVDU, intravenous drug user; RBV, ribavirin; IFNα, interferon α, DAA, direct acting antivirals

"1" indicates the most frequent allele and "2" the mutant.

GeSIDA 2019

RESPUESTA INMUNE: Respuesta humoral

gp160gp120

p66p55

gp41

p31

p24

p17

Serum

Control

OR OR OR OROR#3 #9 #56

SP

CW

PC #12 #60

HIV-1 Western-blot reactivities

O: old sample, R: recent sample

SPC: strong positive control. WPC: weak positive

control

EEC CONTROLS

Plasma antibody titers

GeSIDA 2019

RESPUESTA INMUNE: Anticuerpos neutralizantes

IC50 (μg/ml)*

VSV** NL4-3a AC10a VI 191a 92BR025a CM244a 92UG024a

Subtype B Subtype B Subtype A Subtype C Subtype AE Subtype D

Tier 1A Tier 2 Tier 2 Tier 1B Tier 2 Tier 2

Patient Date X4 R5 R5 R5 R5 X4

EEC 32003 ≥100 80 ≥100 ≥100 30 ≥100 ≥100

2017 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100

EEC 9 2002 ≥100 8 ≥100 ≥100 30 ≥100 ≥100

2017 ≥100 50 ≥100 90 ≥100 ≥100 ≥100

EEC 561998 ≥100 70 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100

2017 ≥100 70 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100

Purified IgGs IC50 neutralization profile against a mini panel of recombinant viruses from different

subtypes. Neutralization levels are indicated as follows: orange square < 10 µgr/ml purified IgG, yellow

11 – 99 µgr/ml purified IgG and white ≥100 µgr/ml of purified IgG.

GeSIDA 2019

RESPUETA IMMUNE: Linfocitos T CD8+

CD8+ T-cell Gag-specific response from EEC and HIV-1-infected individuals on suppressive ART (ART):

A) Total CD8+ T-cell, B) Central Memory CD8+ T-cell, C) Effector Memory CD8+ T-cell and Terminally

Differentiated CD8+ T-cell.

A

B C D

GeSIDA 2019

IMMUNE RESPONSE: Linfocitos T CD8+

INDEX of Polyfuncionality (pINDEX) of Gag-specific total CD8+ T-cells from EEC and HIV-1-infected

individuals on ART based on the proportions of cells producing intracelular combinations of IFN-γ,

TNF-α, IL-2 (A) plus CD107a 4 functions (B), and plus perforin 5 functions (C)

A

BC

GeSIDA 2019

RESPUESTA INMUNE: Inhibición viral

por células T CD8+

Assay of the ex vivo ability of CD8+ T cells to inhibit superinfected autologous CD4+ T cells. The figure

shows day 7 of an infection with laboratory viral strain (A) HIV-1NFN-NX (CRR5-tropic) and (B) HIV-1NL4-3

(CXCR4-tropic). Percentage of inhibition of CD4+ vs CD4+CD8+ T cells is indicated.

GeSIDA 2019

RESPUESTA INMUNE: Inmunidad innata

Total myeloid dendritic cell (A), myeloid dendritic subset CD1c+ (B) and myeloid dendritic subset CD141+ (C)

comparing EEC individuals with HIV-1-infected individuals on ART and non-HIV-1-infected healthy donors (HD).

A

B C

GeSIDA 2019

RESPUESTA INMUNE: Inflamación

Inflammatory markers: hsPCR (A), β2-macroglobulin (B), D-dimer (C), IL-6 (D) and sCD163 (E). EEC individuals

were compared with HIV-1-infected individuals on ART and non-HIV-1-infected healthy donors (HD)

A B C

D E

GeSIDA 2019

VIRUS: Reservorio viral

Viral measurements of (A) total HIV-1 DNA, (B) Infectious Units per million cells (IUPM), (C) ultrasensitive plasma viral

load and (D) cell associated HIV-1 RNA.

Open sybmbols indicate undetectable values. Light grey bands are the interquartile range from standard HIV-1

infected individuals on ART

A B C D

GeSIDA 2019

PCR PATIENT DNA gag env env C2-V5 A B C D127 EEC 3CD4+ 310 ng + + + + + + ND COMPLETE153 EEC 3CD4+ 310 ng + - - - - - - ∆158 EEC 3CD4+ 310 ng + + + - - - + ∆164 EEC 3CD4+ 310 ng + - + - - - - ∆167 EEC 3CD4+ 310 ng + - + - - - - ∆168 EEC 3CD4+ 310 ng + - + - - - - ∆227 EEC 3CD4+ 310 ng + - - - - - - ∆238 EEC 3CD4+ 310 ng - - + - - - - ∆241 EEC 3CD4+ 310 ng - + + - - - - ∆

260 EEC 9 CD4+ 300 ng + - - +∆ +∆ +∆ +∆ ∆

184 EEC 56 CD4+ 365 ng + - - +∆ +∆ - +∆ ∆

VIRUS: Amplificación genomas completos

Full-genome sequencing strategy

Bruner et al. Nature Medicine 2016

GeSIDA 2019

VIRUS: Amplificación genomas completos

Mueller et al. Viruses (2016)

Structure for the splice donor (SD) región in the HIV-1 leader RNA

G289A

5´SD cleavage site

GeSIDA 2019

VIRUS: Amplificación genomas completos

Gag amino acid sequences obtained from EEC patients. Epitopes restricted by HLA-B*57 and HLA-B*27 are indicated

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|

CONSENSUS_B MGARASVLSGGELDRWEKIRLRPGGKKKYKLKHIVWASRELERFAVNPGLLETSEGCRQILGQLQPSLQTGSEELRSLYNTVATLYCVHQRIEVKDTKEALEKIEEEQNKSKKKAQQAAA

EEC 3 127GAG ..............K...................................................A.......................K.............................

EEC 9 260GAG ..............K...................................................A........K..............K.............................

EEC 56 184GAG -----.........K..............R............................................................K.............................

130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|

CONSENSUS_B DTGNSSQVSQNYPIVQNLQGQMVHQAISPRTLNAWVKVVEEKAFSPEVIPMFSALSEGATPQDLNTMLNTVGGHQAAMQMLKETINEEAAEWDRLHPVHAGPIAPGQMREPRGSDIAGTT

EEC 3 127GAG ..R..............I......................................................................................................

EEC 9 260GAG ..R..............I.......PL.............................................................................................

EEC 56 184GAG ..R..............I......................................................................................................

250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|

CONSENSUS_B STLQEQIGWMTNNPPIPVGEIYKRWIILGLNKIVRMYSPTSILDIRQGPKEPFRDYVDRFYKTLRAEQASQEVKNWMTETLLVQNANPDCKTILKALGPAATLEEMMTACQGVGGPGHKA

EEC 3 127GAG ...P...................................S................................................................................

EEC_9 260GAG .N.....................................S................................................................................

EEC 56 184GAG .......................................S................................................................................

370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....

CONSENSUS_B RVLAEAMSQVTNS-ATIMMQRGNFRNQRKTVKCFNCGKEGHIAKNCRAPRKKGCWKCGKEGHQMKDCTERQANFLGKIWPSHKGRPGNFLQSRPEPTAPPEESFRFGEETTTPS

EEC 3 127GAG ...........S.-...............I.............R.....K...............................Y................................

EEC 9 260GAG ...........S.T...............I.......R...........................................P................................

EEC 56 184GAG ...........S.-...............I.............R.....................................Y................................

IK9

KF11

QW9

IW9

KK10 TW10

GeSIDA 2019

VIRUS: Evolución intrapacienteGeSIDA 2019

VIRUS: Reconstrucción filogenética en C2-V5 env

HXB289ES061

0.01

2003/02

2003/10

2004/04

2005/01

2007/01

2009/02

2017/03

99

78

79

93

EEC 3

99

99

97

94

72

89ES061

HXB2

0.01

EEC 9

EEC 56

2004/01

1998/06

1999/02

2000/02

2001/07

2002/04

2004/11

2005/06

2010/02

2013/05

Phylogenetic trees with C2-V5 env gene sequences of the individuals during follow-up.

HIV-1+ 2013/10

GeSIDA 2019

VIRUS: Vabilidad genética en C2-V5 env

ART LTNP EC EEC

Genetic variability analysis of samples from different groups of HIV-1 individuals with a controlled infection

GeSIDA 2019

Consecuencias de la baja heterogeneidad y tamaño de población: trinquete de Muller.

• En genética evolutiva se conoce por trinquete de Mulleral proceso por el cual los genomas de una poblaciónasexual acumulan mutaciones perjudiciales de formairreversible:

En virus ARN (incluido el VIH-1)se ha comprobado que enpoblaciones virales sometidas apases seriados en pequeñostamaños de población (cuellosde botella) se produce unairreversible pérdida de eficaciabiológica debida a laacumulación de mutacionesdeletéreas (Yuste et al, J. Virol,1999).

Schematic representation of the derivation of HIV-1

clones and of serial plaque-to-plaque transfers.

GeSIDA 2019

• En el caso de los pacientesEEC probablemente elpequeño tamaño de lapoblación viral ha facilitadola pérdida de eficaciabiológica del virus (G7).

• De tal modo que aunquesiga existiendo algún virusno defectivo en elorganismo de estosindividuos, probablementela extremada baja diversidaddetectada no permitirá unarecuperación de la eficaciabiológica (G1p31).

Lorenzo-Redondo (2011). PhD Thesis. Universidad Autónoma de Madrid

Consecuencias de la baja heterogeneidad y tamaño de población GeSIDA 2019

Resumen

• Los 3 pacientes muestras factores genéticos protectoresfrente a la infección.

• A pesar de los 30 años de infección los individuosmantienen una respuesta inmune potente y amplia.

• El reservorio viral es extremadamente pequeño y en sumayor parte defectivo.

• La variabilidad genética de las poblaciones virales esextremadamente baja.

• No se detecta evolución en los virus obtenidos de los 3individuos analizados.

GeSIDA 2019

Conclusiones del estudio

• Estos pacientes EEC deberían ser considerados casosde cura funcional espontanea del VIH-1.

• Los pacientes EEC se distinguen de otros EC por subaja diversidad genética y por la ausencia deevolución viral a lo largo de la infección.

• Los datos obtenidos indican que las estrategiasencaminadas a una cura funcional deben dirigirse nosolo a la reducción del reservorio viral sino tambiénhacia el mantenimiento de una diversidad genéticaviral extremadamente baja y una respuesta inmuneespecífica potente.

GeSIDA 2019

Centro Sanitario SandovalHospital Clínico San Carlos. IdISSC. Madrid

Carmen RodríguezMar VeraJorge del Romero

María Pernas Isabel Olivares Rosa FuentesCecilio López GalíndezConcepción Casado

Unidad de Virología MolecularLaboratorio de Referencia e Investigación en Retrovirus CNM-ISCIII, Madrid.

Cristina Gálvez Maria SalgadoJavier Martínez-Picado

Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixaHospital German Trias i Pujol. Badalona

Laura Tarancón-Diez Rebeca de Pablo-BernalEzequiel Ruiz-Mateos

Unidad Clinica de Enfermedades Infecciosas, Microbiologia y Medicina Preventiva.Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS) Hospital Virgen del Rocío, Sevilla.

Alberto Merino-MansillaVictor Sánchez-Merino

Unidad de Inmunopatología del SIDA Laboratorio de Referencia e Investigación en Retrovirus CNM-ISCIII, Madrid.

Ramón Lorenzo-RedondoDivision of Infectious Diseases, Northwestern University Feinberg School of Medicine, Chicago

GeSIDA 2019

Spanish HIV/AIDS Research Network

Financiación GeSIDA 2019

GeSIDA 2019

INTRODUCCION

Se han propuesto dos estrategias de curación para el VIH-1:

Cura esterilizante: que implica la total erradicación delvirus del paciente.

Solo dos casos:

Paciente de Berlín (2011) y el paciente de Londres

(2019).

Trasplante de progenitores hematopoyéticos resistentes

a la infección (CCR5 ∆32)

Cura funcional: que implica la supresión permanente de

la replicación viral en ausencia de tratamiento.

GeSIDA 2019

¿Son estos pacientes realmente tan excepcionales?

¿Podríamos identificar otros pacientes con características similares?

VIRUS: Variabilidad genética en C2-V5 env

Estimates of average evolutionary diversity over sequence pairs within individual and time point

PATIENTS

López-Galíndez et al. Current Opinion in Virology, 2019

GeSIDA 2019

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|

EEC 3 2005 MGARASVLSGGELDKWEKIRLRPGGKKKYKLKHIVWASRELERFAVNPGLLETSEGCRQILGQLQPALQTGSEELRSLYNTVATLYCVHQKIEVKDTKEALEKIEEEQNKSKKKAQQAXA

V

A

ECC 3 2017 ......................................................................................................................A.

130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|

EEC 3 2005 DTRNSSQVSQNYPIVQNIQGQMVHQAISPRTLNAWVKVVEEKAFSPEVIPMFSALSEGATPQDLNTMLNTVGGHQAAMQMLKETINEEAAEWDRLHPVHAGPIAPGQMREPRGSDIAGTT

ECC_3_2017 ........................................................................................................................

250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|

EEC_3_2005 STLXEQIGWMTNNPPIPVGEIYKRWIILGLNKIVRMYSPSSILDIRQGPKEPFRDYVDRFYKTLRAEQASQEVKNWMTETLLVQNANPDCKTILKALGPAATLEEMMTACQGVGGPGHKA

Q

P

ECC_3_2017 ...P....................................................................................................................

370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|...

ECC 3 2005 RVLAEAMSQVTSSATIMMQRGNFRNQRKIVKCFNCGKEGHIARNCRAPKKKGCWKCGKEGHQMKDCTERQANFLGKIWPSYKGRPGNFLQSRPEPTAPPEESFRFGEETTTPS

ECC_3_2017 .................................................................................................................

Gag amino acid sequences obtained from EEC 3 in 2005 and 2017

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|..

EEC 3 2005 GGaAACCAGAGGAGCTCTCTCGACGCAGGACTCGGCTTGCTGAaGCGCGCACGGCAAGAGGCGAGgGgcGGCGACTGXTGAGTACGCCAAAATTTTGACTAGCGGAGGCTAGAAGGAGAGAG

G

A

EEC 3 2017 .............................................................................A............................................

SD region nucleotide sequences obtained from EEC 3 in 2005 and 2017

VIRUS: Comparación de secuencias virales obtenidas en los años 2005 y 2017GeSIDA 2019

GeSIDA 2019

GeSIDA 2019

GeSIDA 2019

GeSIDA 2019