A caminho da cura da infecção pelo HIV

A caminho da cura da infecção pelo HIV Ricardo Sobhie Diaz Professor Associado e Livre Docente Chefe do Laboratório de Retrovirologia Disciplina de Infectologia Escola Paulista de Medicina Universidade Federal de São Paulo e Laboratório Centro de Genomas, São Paulo, Brasil

Por que precisamos erradicar o HIV de uma pessoa infectada? O tratamento é para toda a vida Toxicidade cumulativa Expectativa de vida diminuída em HIV+ Tratamento não elimina degeneração somática causada pelo HIV Desenvolvimento de vacina é improvável

Life Expectancy in Treated HIV-infected Patients CD4 Nadir < 100 100-200 >200 Life expectancy (at age 20) 32 42 50 Depending on when ART is started, life expectancy is 10-30 years less than that in uninfected patients ART-Cohort Collaboration. Lancet.; Lewden C, et al. J Acquir Immune Defic Syndr. 2007;46:72-7.

Eventos em pacientes HIV (+) tratados vs. controles HIV (-) pareados pela idade Doença cardiovascular [1-4] Cancer (não-aids) Fraturas ósseas/osteopenia [5,6] Disfunção ventricular esquerda Insuficiência hepática [7] Insuficiência renal Disfunção cognitiva [8] Fragilidade [9] 1. Klein D, et al. J Acquir Immune Defic Syndr. 2002;30:471-477. 2. Hsue P, et al. Circulation. 2004;109:316-319. 3. Mary-Kraus M, et al. AIDS. 2003;17:2479-2486. 4. Grinspoon SK, et al. Circulation. 2008;118:198-210. 5. Triant V, et al. J Clin Endocrinol Metab. 2008;93:3499-3504. 6. Arnsten JH, et al. AIDS. 2007 ;21:617-623. 7. Odden MC, et al. Arch Intern Med. 2007;167:2213-2219. 8. McCutchan JA, et a. AIDS. 2007 ;21:1109-1117. 9. Desquilbet L, et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2007;62:1279-1286

Cura esterilizante Cura funcional

Cura esterilizante Cura funcional Modelo das DIP

Cura esterilizante Cura funcional Modelo das DIP Modelo do Câncer

Cura esterilizante Cura funcional Modelo das DIP Modelo do Cancer Caso do transplante MO

Wild type CCR5 CCR5 32 WT Homozygous Heterozygous 32 Homozygous wt/wt wt/ 32 32/ 32 (85% prevalence) 1 32 alelo (14% prevalence) 2 32 alelos (1% prevalence)

WT Homozygous Heterozygous 32 Homozygous wt/wt wt/ 32 32/ 32 (85% prevalence) 1 32 alelo (14% prevalence) 2 32 alelos (1% prevalence) Resistant to HIV Huang Y, et al. Nat Med. 1996;2:1240-1243. Michael NL, et al. Nat Med. 1997;3:1160-1162. Eugen-Olsen J, et al. AIDS. 1997;11:305-310.

2.9% of CXCR4 using viruses before transplantation

O conceito está provado!

2.9% of CXCR4 using viruses before transplantation

Your logo Long-Term Reduction in Peripheral Blood HIV-1 Reservoirs Following Reduced- Intensity Allogeneic Stem Cell Transplantation in Two HIV-Infected Individuals Henrich TJ, Hu Z, Li JZ, Sciaranghella G, Busch MP, Keating SM, Gallien S, Lin NH, Giguel FF, Lavoie L, Ho VT, Armand P, Soiffer RJ, Sagar M, LaCasce AS, Kuritzkes DR DRK/3.14.14/NIAID

Patient A (4.3 years post-hsct) PBMC DNA CD4+ T Cell Count Sample Input Assay Result / Detection Limit PBMC DNA 25 x 10 6 cells qpcr for LTR/Gag Not Detected < 0.07 copies/10 6 cells Peripheral CD4+ T Cells 150 x 10 6 cells Co-culture Not Detected < 0.01 IU/10 6 cells 3.3 log 10 reduction of PBMC DNA after allohsct Henrich et al 7 th IAS Conference, Kuala Lumpur 2013 DRK/3.14.14/NIAID

Patient B (2.6 years post-hsct) PBMC DNA CD4+ T Cell Count Sample Input Assay Result / Detection Limit PBMC DNA 50 x 10 6 cells qpcr for LTR/gag Not Detected < 0.04 copies/10 6 cells Peripheral CD4+ T Cells Rectal Biopsies DNA from 1.3 x 10 6 cells 150 x 10 6 cells Co-culture Not Detected < 0.01 IU/10 6 cells qpcr for LTR/gag Not Detected < 2 copies/10 6 cells 3.5 4 log 10 reduction of PBMC DNA after allohsct Henrich et al 7 th IAS Conference, Kuala Lumpur 2013 DRK/3.14.14/NIAID

ATI: Patient A HIV-1 DNA Copies/10 6 PBMC DRK/3.14.14/NIAID

ATI: Patient A CSF VL detected <20 copies/ml HIV-1 DNA Copies/10 6 PBMC 13 676 105 DRK/3.14.14/NIAID

ATI: Patient A CSF VL detected <20 copies/ml New K103N mutation 1 month after rebound (not present at failure) HIV-1 DNA Copies/10 6 PBMC 13 676 105 DRK/3.14.14/NIAID

ATI: Patient B DRK/3.14.14/NIAID

ATI: Patient B CSF VL 269 copies/ml HIV-1 DNA Copies/10 6 PBMC 1100 318 DRK/3.14.14/NIAID

Cura esterilizante Cura funcional Modelo das DIP Modelo do Cancer Caso do transplante MO Controladores de elite

The VISCONTI patients

Cura funcional ou esterilizante?

Very Early Triple-Drug ART Elicits Functional Cure in HIV-Infected Child Infant born to untreated HIV-infected mother at 35 wks gestation via spontaneous vaginal delivery [1] Maternal HIV infection identified during labor via ELISA and Western blot Infant HIV infection confirmed via HIV-1 DNA PCR, HIV-1 RNA analysis of 2 separate samples at 30 and 31 hrs of age [2] ZDV/3TC + NVP (at therapeutic dose) initiated at 31 hrs of age, continued for 7 days ZDV/3TC + LPV/RTV continued from 7 days to 18 mos of age HIV-1 RNA undetectable by Day 30 Mother removed patient from care at 18 mos of age 1. Persaud D, et al. CROI 2013. Abstract 48LB. 2. DHHS Pediatric Guidelines. 2012.

Functional Cure Child: Standard HIV-1 Assays Undetectable to Age 26 Mos ART regimens: ZDV/3TC + NVP (31 hours 7 days) ZDV/3TC + LPV/RTV (7 days 18 months) Plasma VL on ART displayed typical biphasic decay from baseline VL 19,812 c/ml VL undetectable by < 30d of age VL remained undetectable though > 80d of age Persaud D, et al. CROI 2013. Abstract 48LB. Assessments at Mos 24 and 26 Western blot negative No HIV-specific CD8+ or CD4+ T-cell responses Standard HIV-1 RNA and HIV-1 DNA undetectable By ultrasensitive assays Mo 24: HIV-1 RNA 1 c/ml; HIV-1 DNA < 2.7 c/million PBMCs Mo 26: HIV-1 DNA 4 c/million PBMCs Clinical trials of exposed infants treated with ART recommended

Quais são as células que o HIV infecta? Linfócito T CD4+ de memória Linfócito T CD4+ naïve Macrófagos, monócitos, astrócitos e microglia.* Não infecta células permanentes (ex SNC, não infecta neurônios ou oligodendrócitos*). *Hsiao-Nan et al,.1999, Brain Research, 823, 1-2, 27:24-32

Pesquisa de persistência viral DNA epissomal Brotamento viral (virions) Virion (RNA) DNA proviral (provirus)

Por que o tratamento atual não erradica o vírus? A potência do tratamento é limitada O virus se aloja em santuários O virus/célula entram em latência.

HIV-1 RNA (copies/ml) Low-level Viremia <75 copies/ml is Common During Apparent Viral Suppression on HAART N=130 10 7 10 6 10 7 10 6 80% patients had detectable viremia Median 3.1 copies/ml 10 5 10 5 10 4 10 4 10 3 10 3 10 2 10 2 10 1 10 1 10 0 10 0 10-1 0 100 200 300 400 10-1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Time (days) Time (days) Maldarelli F, et al. PLoS Pathog. 2007; 3:e46; Palmer S, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105:3879-3884. MATERIAL USO EXCLUSIVO DA CLASSE MÉDICA

Quais são os santuários do HIV? Barreiras hemato-celulares SNC Orgãos genitais Trato ganstrintestinal Medula óssea Linfonodos

Patients Detectable (%) HIV RNA Is Also Readily Detectable in Rectal Tissue During Suppressive HAART 100 Plasma VL <40 copies/ml 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Viral Load HIV Co-culture HIV DNA Blood HIV DNA Rectal HIV RNA Rectal N=40. Anton PA, et al. AIDS. 2003;17:53-63. MATERIAL USO EXCLUSIVO DA CLASSE MÉDICA

Establishment of latency Interplay between host and HIV. Some host factors (e.g., NFkB and NFAT, PTEFB) epigenetic factors (HDACs and CpG methyl transferases) Some viral factors (Tat) Siliciano and Greene 2011

Inibidores das deacetilases histônicas

Quais são os santuários do vírus? Sistema Nervoso Central Trato Gastrintestinal Linfonodos Medula óssea

HIV Reservoir, decay? Longitudinal measurements of the reservoir size indicate that this reservoir is extremely stable (half-life = 39-44 months in subjects who have initiated HAART during chronic infection). Linear scale 1200000 1000000 800000 600000 400000 200000 Log scale 1000000 100000 10000 1000 100 10 0 0 500 1000 Time (months) 1 0 200 400 600 800 1000 Time (months) Time to eliminate: 10 5 cells: 54.8 years 10 6 cells: 65.7 years 10 7 cells: 76.7 years

Por que o tratamento atual não erradica o vírus? A potência do tratamento é limitada O virus se aloja em santuários O virus/célula entram em latência. Com expansão clonal de células infectadas

Redução da replicação residual do HIV Existe alguma saída?

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV

Effect of Raltegravir Intensification on Immunologic and Virologic Parameters of HIV- Infected, Aviremic Individuals Buzon et al., Nature Medicine, 16 (4): 460-5, 2010

DNA epissomal Brotamento viral (virions) Virion (RNA) DNA proviral (provirus)

DNA epissomal Brotamento viral (virions) Virion (RNA) DNA proviral (provirus) Inibidor da integrase

Effect of Raltegravir Intensification on Immunologic and Virologic Parameters of HIV- Infected, Aviremic Individuals Buzon et al., Nature Medicine, 16 (4): 460-5, 2010

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Restrição da quantidade de células com infecção latente

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Restrição da quantidade de células com infecção latente Tratamento precoce

Early Treatment of Pts With Acute HIV Infection Restricts Seeding of Reservoirs RV254/SEARCH 010: ongoing, prospective, open-label study of subjects seeking voluntary HIV testing (n = 75 with Fiebig stage I-III acute infection) Before ART, HIV reservoir seeding limited Integrated HIV-1 DNA undetectable in PBMCs (92%) and sigmoid colon (88%) of most Fiebig I pts Lower infection frequencies of central memory CD4+ T cells vs other memory cells After ART, decline in HIV reservoir size Integrated HIV-1 DNA undetectable in PBMCs in 90% of pts at 1 yr Fiebig Stages Fiebig I: RNA+, p24 neg, 3rd-gen ELISA neg Reservoir primarily in transitional and effector memory CD4+ T cells Suggests very early ART may prevent seeding of reservoirs Ananworanich J, et al. CROI 2013. Abstract 47. Would not be detected by 4th-gen ELISA Fiebig II: RNA+, p24+, 3rd-gen ELISA neg Fiebig III: 3rd-gen ELISA+, WB neg

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Restrição da quantidade de células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?)

Infecção aguda HAART 9 pac com CsA por 8 semanas 29 pac controle

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Restrição da quantidade de células com infecção latente Eliminação das células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?)

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Restrição da quantidade de células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?) Eliminação das células com infecção latente Estímulo da replicação viral (purging)

Vorinostat (SAHA) FDA para micose fungóide e S Sézary Aumenta a transcrição do HIV in vitro e in vivo Ativação da replicação viral

Vorinostat Activates HIV Transcription in Latently Infected CD4+ T Cells Vorinostat investigated as possible strategy to eliminate latent HIV infection in pts on stable ART Histone deacetylase inhibitor approved for cutaneous T-cell lymphoma Single dose HIV-1 RNA expression in resting memory CD4+ cells of HIV-infected patients 18/20 pts had significant increase in cell-associated unspliced HIV-1 RNA on 2 occasions while on drug Mean 2.65-fold increase All AEs mild (grade 1/2) Most common: diarrhea, lethargy, thrombocytopenia, dysgeusia Activation may result in elimination of latently infected T cells Current study is a single-arm trial of vorinostat 400 mg QD for 14 days (N = 20) in pts on stable ART, CD4+ count > 500 cells/mm 3 No significant changes in HIV-1 DNA in PBMCs or rectal tissue Suggests vorinostat alone not likely to eliminate latent infected cells Elliott EJ, et al. CROI 2013. Abstract 50LB.

Intensificação diferente?

Top 10

- Increase in plasma HIV replication - Increase in epissomal DNA - Decrease in proviral DNA Top 10

epissomal DNA Virion proviral DNA

epissomal DNA Virion proviral DNA Purging?

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Restrição da quantidade de células com infecção latente Eliminação das células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?) Estímulo da replicação viral (purging) Retirada da latência celular

auranofin FDA para Artrite reumatóide Diminui a relação entre Cels T de memória de longa vida (TCM) e célula T de memória transicional (TTM) Acelera o turn over linfocitário levando as céls T de memória evoluirem para cels T de vida curta e morrerem

6 macacos c SIVmac TDF/FTC+RAL+ auranofin ou placebo Auranofin diminui os reservatórios do HIV (vdna) e muda o fenótipo celular Intensificação com DRV Retorno retardo e leve da viremia somente no auranofin Interrupção do tratamento Dimuição do vdna no grupo auranofin e não no placebo

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Incremento da imunidade Restrição da quantidade de células com infecção latente Eliminação das células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?) Estímulo da replicação viral (purging) Retirada da latência celular

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Vacina terapêutica Incremento da imunidade Restrição da quantidade de células com infecção latente Eliminação das células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?) Estímulo da replicação viral (purging) Retirada da latência celular

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Vacina terapêutica Incremento da imunidade Restrição da quantidade de células com infecção latente Eliminação das células com infecção latente Diminuição do número de células sensíveis ao HIV Tratamento precoce (com imunossupresão?) Estímulo da replicação viral (purging) Retirada da latência celular

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Vacina terapêutica Incremento da imunidade Restrição da quantidade de células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?) Eliminação das células com infecção latente Estímulo da replicação viral (purging) Retirada da latência celular Diminuição do número de células sensíveis ao HIV Transplante de medula

Existe alguma saída? Intensificação do tratamento Redução da replicação residual do HIV Vacina terapêutica Incremento da imunidade Restrição da quantidade de células com infecção latente Tratamento precoce (com imunossupresão?) Eliminação das células com infecção latente Estímulo da replicação viral (purging) Retirada da latência celular Diminuição do número de células sensíveis ao HIV Transplante de medula Knochout CCR5

Por que precisamos erradicar o HIV de uma pessoa infectada? O tratamento é para toda a vida Toxicidade cumulativa Expectativa de vida diminuída em HIV+ Tratamento não elimina degeneração somática causada pelo HIV Desenvolvimento de vacina é improvável Porque isto seria o correto a se fazer!

rsdiaz@catg.com.br