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
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
Life expectancy (at age 20)
< 100
100-200
>200
32
42
50
Depending on when ART is started, life expectancy is 1030 years less than that in uninfected patients
ART-Cohort Collaboration. Lancet.;
Lewden C, et al. J Acquir Immune Defic Syndr. 2007;46:72-7.
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
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 ;21:11091117. 9. Desquilbet L, et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2007;62:1279-1286
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
Cura esterilizante
Cura funcional
Cura esterilizante
Modelo das DIP
Cura funcional
Cura esterilizante
Cura funcional
Modelo das DIP
Modelo do Cancer
Cura esterilizante
Cura funcional
Modelo das DIP
Modelo do Cancer
Caso do transplante MO
Wild type CCR5 
WT Homozygous
 CCR5 32
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!
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
 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
Persaud D, et al. CROI 2013. Abstract 48LB.
Por que o tratamento atual não
erradica o vírus?
O virus se aloja em
santuários
A potência do
tratamento é limitada
O virus/célula entram
em latência.
Por que o tratamento atual não
erradica o vírus?
O virus se aloja em
santuários
A potência do
tratamento é limitada
O virus/célula entram
em latência.
HIV-1
1 RNA (copies/mL)
Low-level Viremia <75 copies/mL is
Common During Apparent Viral Suppression
on HAART N=130
107
107
106
106
105
105
104
104
103
103
102
102
101
101
100
100
10-1
10-1
0
100
200
300
400
Time (days)
Maldarelli F, et al. PLoS Pathog. 2007; 3:e46; Palmer S, et al. Proc Natl
Acad Sci USA. 2008;105:3879-3884.
80% patients had
detectable viremia
Median 3.1 copies/mL
0
200
400 600
800 1000 1200 1400
Time (days)
MATERIAL USO EXCLUSIVO DA CLASSE MÉDICA
Por que o tratamento atual não
erradica o vírus?
O virus se aloja em
santuários
A potência do
tratamento é limitada
O virus/célula entram
em latência.
Quais são os santuários do HIV?
• Barreiras hemato-celulares
– SNC
– Orgãos genitais
• Trato ganstrintestinal
• Medula óssea
• Linfonodos
HIV RNA Is Also Readily Detectable in
Rectal Tissue During “Suppressive” HAART
Plasma VL <40 copies/mL
100
Patients Detectable (%)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Viral Load
HIV
Co-culture
HIV DNA
Blood
HIV DNA
Rectal
N=40.
Anton PA, et al. AIDS. 2003;17:53-63.
MATERIAL USO EXCLUSIVO DA CLASSE MÉDICA
HIV RNA
Rectal
Por que o tratamento atual não
erradica o vírus?
O virus se aloja em
santuários
A potência do
tratamento é limitada
O virus/célula entram
em latência.
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
Log scale
1200000
1000000
1000000
100000
800000
10000
600000
1000
400000
100
200000
10
0
1
0
500
1000
Time (months)
0
200
400
600
Time (months)
Time to eliminate:
105 cells: 54.8 years
106 cells: 65.7 years
107 cells: 76.7 years
800
1000
Existe alguma saída?
Redução da replicação
residual do HIV
Existe alguma saída?
Intensificação do
tratamento
Redução da replicação
residual do HIV
Effect of Raltegravir Intensification on
Immunologic and Virologic Parameters of HIVInfected, 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
DNA epissomal
Brotamento viral
(virions)
Virion (RNA)
DNA proviral
(provirus)
Inibidor da integrase
Effect of Raltegravir Intensification on
Immunologic and Virologic Parameters of HIVInfected, 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
– Reservoir primarily in transitional
and effector memory CD4+ T cells
Fiebig Stages
 Fiebig I: RNA+, p24̶ neg, 3rd-gen ELISA neg
– Would not be detected by 4th-gen ELISA
 Fiebig II: RNA+, p24+, 3rd-gen ELISA neg

Suggests very early ART may
prevent seeding of reservoirs
Ananworanich J, et al. CROI 2013. Abstract 47.
 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
Eliminação das células
com infecção latente
Tratamento precoce
(com imunossupresão?)
Estímulo da
replicação viral
(purging)
Inibidores das deacetilases histônicas
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
– 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/mm3
Elliott EJ, et al. CROI 2013. Abstract 50LB.
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

No significant changes in HIV-1
DNA in PBMCs or rectal tissue
– Suggests vorinostat alone not likely
to eliminate latent infected cells
Inibidores das deacetilases histônicas
Disrupting HIV-1 latency with
epigenetic drugs.
• Class I HDAC inhibitors (eg. Vorinostat)
• HMT (Histone Lysine Methyltransferase)
inhibitors (eg. Chaetocin, BIX-01294)
Reactivation of latent HIV-1 by
Human Methyltransferase
inhibitors
Methodology
Separation of PBMCs from total blood by Ficoll
Deplete CD8 T Cells by Positive selection easy sep kit.
Save the CD8 depleted T-cells in order of 107 cells each vial
Thaw one vial every week.
Activate the cells with phytohemagglutinin and put HMTIs
and leave for two days
• At day third, Wash the cells and cultivate in RPMI medium
supplemented with IL-2 and SFB (fetal bovine serum).
• Culture is monitored using Viral Load sensitive kits, with a
sensitivity of 50 copies per ml.
•
•
•
•
•
Results
Subject
C-0
ID Day VL
S-01
S-02
S-03
S-04
S-05
S-06
S-07
S-08
S-09
S-10
S-11
S-12
S-13
S-14
S-15
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
<50
C-1
Day VL
C-2
Day VL
C-3
Day VL
C-4
Day VL
C-5
Day VL
C-6
Day VL
3 164
7 1454 10 683
3 <50
8 <50 11 <50 14 <50 17 <50 21
2 <50
7 <50 10 <50 15 <50 18 <50 22
4 <50
7 763 10 1141 14 264
3 165
7 8950 10 1665 14 454
3 <50
7 <50 10 <50 14 <50 17 <50 21
4 195823 7 >500000 11 >500000
4 239
7 2419 13 1029
4 <50
6 280 10 829 14 1662 17 25673
4 <50
6 <50 10 <50 14 <50 17 <50
4 <50
7 <50 10 <50 14 <50 16
89 21
4 <50
7 2575 10 16122 14 49746
4 <50
7 <50
9 <50 14 <50 17 <50 21
3 <50
7 8529 10 503704 14 1000000
3 <50
7 <50 10 <50 14 <50 17 <50 21
<50
<50
C-7
Day VL
C-8
Day VL
24
25
<50
<50
28
29
24
5226
28 39169
25
<50
30
<50
253
C-9
Day VL
31
<50
4032
<50
<50
<50
C = Supernatant collection
VL = Viral load (copies/ml)
6167
Conclusion
Non-administrable HMTIs may provide a therapy
to purge latent HIV-1. So other clinical grade
HMTIs should be screened or synthesized and
evaluated for their reactivation potential of
the latent reservoirs that are the biggest
hurdle towards the sterilizing cure of HIV.
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
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
Retorno retardo e
leve da viremia
somente no
auranofin
Auranofin diminui
os reservatórios
do HIV (vDNA) e
muda o fenótipo
celular
Interrupção do
tratamento
Intensificação
com DRV
Dimuição do
vDNA no grupo
auranofin e não
no placebo
Existe alguma saída?
Intensificação do
tratamento
Incremento da
imunidade
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
Existe alguma saída?
Vacina terapêutica
Intensificação do
tratamento
Incremento da
imunidade
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
Existe alguma saída?
Vacina terapêutica
Intensificação do
tratamento
Incremento da
imunidade
Redução da replicação
residual do HIV
Diminuição do número
de células sensíveis ao
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
Existe alguma saída?
Vacina terapêutica
Intensificação do
tratamento
Incremento da
imunidade
Redução da replicação
residual do HIV
Diminuição do número
de células sensíveis ao
HIV
Restrição da
quantidade de células
com infecção latente
Eliminação das células
com infecção latente
Tratamento precoce
(com imunossupresão?)
Estímulo da
replicação viral
(purging)
Transplante
de medula
Retirada da
latência celular
Existe alguma saída?
Vacina terapêutica
Intensificação do
tratamento
Incremento da
imunidade
Redução da replicação
residual do HIV
Diminuição do número
de células sensíveis ao
HIV
Restrição da
quantidade de células
com infecção latente
Eliminação das células
com infecção latente
Tratamento precoce
(com imunossupresão?)
Estímulo da
replicação viral
(purging)
Transplante
de medula
Retirada da
latência celular
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!
[email protected]