Curación del VIH:
¿Es posible?
Dr. Roberto C. Arduino
Profesor de Medicine
The University of Texas-Houston
Davey R T et al. PNAS 1999;96:15109-15114
Rebote del VIH-1 luego de suspender el Tratamiento ARV
Viremia residual en pacientes
recibiendo HAART
Semana
48 60 72 84 96 108 120
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
AR
N V
IH-1
pr
Sin
gle
Co
py A
ss
ay
(lo
g10
co
pia
s/m
L)
ARN VIH-1 por SCA
ARN VIH-1 < límite de detección (por SCA)
Maldarelli F, et al. PLoS Pathogens 2007;3:e46.
Barreras para lograr la curación
• Viremia residual
– 3-5 copias/mL en 80% de pacientes con CV
“no detectable”
• Persistencia de células latentes de
larga vida
– ADN VIH integrado al genoma (provirus)
• Reservorios anatómicos o
compartimientos celulares (santuarios)
– cerebro, tracto genital y tracto gastrointestinal
Estrategias para la cura del VIH
Cura por Esterilización Cura Funcional
Modelo infectológico Modelo oncológico
Cura Remisión
Eliminación de todas las células
infectadas con VIH de todos los
compartimientos y santuarios
Buen estado de salud a largo plazo
sin TARV
No viremia detectable (<1 copia/mL) Viremia de bajos niveles (<50
copias/mL)
“Paciente Berlín” “Elite controlers”
Estrategias para la erradicación del VIH
Modificado de Sharon Lewin and Christine Rouzioux. HIV cure and eradication. AIDS 2011;25:885-897.
Racional Estrategia Mecanismo de acción Resultados
Reducir la
replicación viral
Intensificación
No efecto en el ADN
proviral o CV residual;
evidencia de replicación
viral residual
Tratamiento temprano
de la infección aguda
Reducción del ADN y
ARN asociados a células
Elimar las células
infectadas
Activar la replicación
viral
Activadores de la
transcripción: IL-7; HDACis;
inhib. metilación del ADN
Blips; ácido valproico no
activo en vivo, SAHA
(vorinostat); decitabina
Estimular el sistema
inmune Vacunas terapeúticas
VIH específica citotóxica o
mediada por anticuerpos
Algún enfecto en
macacos con SIV
Hacer células
resistentes al VIH
Transplante Donantes con deleción
CCR5 δ32
No dectección del VIH
desde febrero 2007
Terapia genética
Zinc finger nuclease para
reducir expresión de CCR5
Engrafment exitoso en
humanos
Terapia ARN para reducir
expresión de CCR5 o VIH
Transferencia de genes
exitosa en humanos
La intensificación del tratamiento antirretroviral
no reduce la viremia residual del VIH
Dinoso JB et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2009 June 9;106(23):9403–9408.
ATV/r = JHH-3, JHH-5, JHH-6, JHH-7 and JHH-9
EFV = NIH-1 and NIH-2
LPV/r = NIH-4 and NIH-5
Intensificación
AR
N V
IH-1
(co
pia
s/m
L)
No reducción de la viremia residual luego de la
intensificación del tratamiento ARV con Raltegravir
• Estudio para determinar si la
intensificación con raltegravir reduce
la viremia residual
– Intensificación del ART con RAL por 30 días
en 5 pacientes con CV <50 copias/mL por
>12 meses
– CV medida con “single copy HIV RNA
assay” con sensibilidad <1 copia/mL
– CV medida semanalmente antes, durante y
después de la intensificación
• Resultados: No disminución del la CV
• Conclusión: la viremia residual
probablemente se origina de una
población celular de larga vida más
que de células que se replican
activamente
HIV ARN antes, durante y después de la Intensificación
Antes durante después
Intensificación
0.04 l 0.14
0.04
2
1
0
-1
P=0.69 P=0.38
HIV
-1 A
RN
(lo
g10 c
opia
s/m
L)
Jones J, et al. 16th CROI; Montreal, Canada; February 8-11, 2009. Abst. 423b.
Marcadores de las distintas formas de VIH en células infectadas
Lewin & Rouzioux, AIDS 2011
Infección Latente Infección Productiva
ARN externo
ADN VIH
Círculos 2-LTR
ADN integrado (provirus)
Unidades infectivas (IUPM)
ARN asociado de la célula
US ARN y MS ARN
ARN VIH (SCA)
Tratamiento ARV intensificado:
No disminuyeron los reservorios latentes
• Tratamiento con Enfuvirtida + TDF/FTC + SQV/r por 96 semanas para determinar el impacto sobre los reservorios latentes (N=19)
• 9 continuaron el régimen por 48 sem
– 4 con pequeña caída y 5 con pequeño aumento en el número de células infectadas latentes.
• No evidencia de disminución de las células infectadas latentes (95% IC vida media: 11 meses a infinito)
• Estrategia de inducción multi-target
no parece ser efectiva para
disminuir los reservorios latentes.
Necesita ser reevaluada
0 1 2
10,000
100
1
0.01
0.0001
Tiempo con ARV con ENF (años)
With mean decay slope and 95% CIs from
Siliciano J et al, Nat Med (2003) 9:727-8
Cé
lula
s la
ten
tes
in
fec
tad
as
(IU
PM
)
Gandhi R, et al. 16th CROI; Montreal, Canada; February 8-11, 2009. Abst. 424.
Raltegravir
Provirus
cADN linear
Círculos
1-TLR o 2-LTR
Efecto del raltegravir sobre el
ADN circular
Buzón MJ et al., Nature Medicine 2010;16 (4):460-465.
cADN linear
Provirus
Efecto del raltegravir en los parámetros inmunológicos y
virológicos en pacientes sin viremia VIH detectable
Buzón MJ et al., Nature Medicine 2010;16 (4):460-465.
• 69 pacientes en TARV combinado y con CV <50 copias/mL por >1 año
• Randomizados a intensificar con RAL (n=45), o continuar ART (n = 24) por 48 semanas
• Aumento significativo y transitorio (p = 0,0391) del DNA VIH-1 episomal a la semana 2 y
4, pero con retorno al nivel basal a la semana 24
• No cambios en la viremia residual (mediana CV basal y semana 24: 0,5 y 0,4 copias/mL)
Procesamiento y maduración del
ARN mensajero
BioCoach Activity website.
Cambios en los niveles de HIV ARN “unspliced” en
pacientes en TARV intensificado con raltegravir
• 7 adultos en tratamiento ARV
con CV <40 copias/mL por 6,7
años
• Intensificación durante 12
semanas con RAL sólo o
combinado con EFV o DRV
• Biopsia de duodeno, íleo, colon,
y recto
• CV plasmática, ADN y ARN en
PBMC y tracto entérico, CD4 y
marcadores de activación
• 5 pacientes usARN en IT
• Tendencia a CD4 en íleo y
activación en íleo y PBMC
(células CD8)
Yukl SA, et al. AIDS 2010;24:2451-2461.
¿Cómo se establecen los
reservorios tisulares?
Célula CD4
activada Contracción
Suha Saleh, Blood, 2007; Una O’Doherty, J Virol 2009
Modificado de Nicolas Chomont. Professional development workshop, July 21, 2010. Vienna
Célula CD4
en reposo
• A nivel anatómico: sitios potenciales donde puede
esconderse y los antirretrovirales tienen baja
penetración
• Cerebro
• Gónadas
• Nódulos linfáticos
• Sangre periférica
• Intestino
• Médula ósea
• A nivel celular: un pequeño pool de
contienen ADN proviral integrado en el
genoma del huésped. La frecuencia de
este reservorio es muy pequeño (menos
de 1 célula en 1 millón)
¿Dónde persiste durante el TARV?
Modificado de Nicolas Chomont. Professional development workshop, July 21, 2010. Vienna
cerebro
intestino
sangre
perférica
nódulos
linfáticos
médula
ósea
Adaptado de A. Fauci
Tres mecanismos inmplicados en la
persistencia del VIH durante el TARV
• Persistencia de la replicación viral: a bajos niveles repoblación del pool de células
infectadas (particularmente en santuarios anatómicos como SNC, gónadas e intestino)
Replicación viral
Sobrevida de células T
•Sobrevida de células T (TCM): Reservorio celular T memoria que mantienen la
memoria por décadas, por ejemplo, las vacunas
Proliferación homeostática
•Proliferación homeostática (TTM): Reservorio celular, como las otras células T de
memoria, se divide muy lentamente para mantener la memoria del sistema inmune
Modificado de Nicolas Chomont. Professional development workshop, July 21, 2010. Vienna
¿Cómo persiste el VIH durante el
tratamiento antirretroviral?
10
100
1000
10000
100000
ADN Total VIH
Círculos 2-LTR
HAART
Carga viral
Semanas
OFF
3.107
-1
OFF
1.105
-1
OFF
3.104
-1
OFF
5.105
-0.5
ON
<50
+90
ON
<50
+22
ON
<50
+52
ON
<50
+3
ON
<50
+14
ON
<50
+71
ON
<50
+11
ON
<50
+24
Durante HAART, el VIH persiste como provirus integrado
ADN Proviral HIV
Nicolas Chomont et al. Nat Med. 2009;15:893-900.
Diferenciación de las células T CD4, infección
por VIH y establecimiento de la latencia
TN
asdf
TCM
TTM
TEM
TTD
T no efectora
(Th0)
T efectora
(Th1,2,17 Treg)
CD45RA
CCR7
CD27
CD45RO
CCR7
CD27
CCR5
CD45RA
CD45RO
CCR5
CD45RO
CCR5
?
?
Adaptado de Eric M. Verdin. GIVI. UCSF.
CD45RO
CD27
CCR5
¿Dónde y en qué células persiste
el VIH?
Contr
ibution t
o t
he p
ool of
HIV
infe
cte
d c
ells
Las células T CD4+ T constituyen mas del 95% de los reservorios del VIH
Estrategia NO exhaustiva: NK, DC…?
CD4+ CD8+ DN Monocytes
0
25
50
75
100
Nicolas Chomont et al. Nat Med. 2009;15:893-900.
¿En cuáles subgrupos de células
T se hospeda el VIH?
0
20
40
60
80
100
TN TTD TCM
CD45RA CCR7 CD27
+ + +
+ - -
- + +
TTM TEM
- - +
- - -
Contr
ibució
n (
%)
al ta
mañ
o d
el re
serv
orio V
IH
Nicolas Chomont et al. Nat Med. 2009;15:893-900.
Factores que determinan el
tamaño de los reservorios
1
10
100
1000
10000
Duración de la exposición al VIH
> 1 año < 1 año
AD
N V
IH In
teg
rad
o c
op
ias
po
r 1
06 c
élu
las T
CD
4 p < 0.0001
Relación CD4/CD8
> 1 < 1
p < 0.0001
1
10
100
1000
10000
0 2 4
1
10
100
1000
10000
= 0.44
p = 0.01
La duración de la exposición al VIH, relación CD4/CD8 y expresión
de niveles de Ki67 predicen el tamaño de los reservorios del VIH
AD
N V
IH In
teg
rad
o c
op
ias
por
10
6 c
élu
las T
CD
4
AD
N V
IH In
teg
rad
o c
op
ias
po
r 1
06 c
élu
las T
CD
4
Nicolas Chomont et al. Nat Med. 2009;15:893-900.
% células T CD4 Ki67+
D. Richman et al., Science 323, 1304 -1307 (2009)
Eliminación de los reservorios latentes en pacientes con supresión viral completa
Eliminación de los reservorios latentes
induciendo la producción viral
• Activadores de la transcripción (Jak/Stat pathway) – IL-7 (Estudio Clínico ERAMUNE)
• Activadores del NF-kB – Prostratin, PMA, TNF
• Inhibidores de las histona deacetilasas (HDACi) – Clase I selectivos: Vorinostat (SAHA) – linfoma cutáneo células T
– No selectivos: Tricostatin A (TSA), acido valproico (VPA)
• Moduladores Akt y HEXIM-1 – Hexametil bisacetamida (HMBA)
• Inhibidores de la metilación del ADN – Decitabina (5-aza-deoxicitadina) - TTO síndrome mielodisplásico
– Inhibidores de la histona metiltransfera (HMT inhibitors) • Chaetocin: targets su(var)3-9 (metilatos H3-K9)
• ¿Estrategias combinadas?
Remodelación de la cromatina
Factores de
transcripción
Nuclesoma
deacetilado “cerrado”
Nuclesoma
acetilado “abierto”
transcripción
transcripción
Histona acetil
Transferasas
(HATs)
Histona
deacetilasas
(HDAs)
provirus
provirus
Lehrman G et al. The Lancet 2005;366:549-555.
Médicamente y
HAART
estables
VL < 50 copias
(> 12 meses)
Leucoforesis
Adición de
enfuvirtida
Leucoforesis
4-6
Sem
Adición de
Ac. valproico 12
Sem
Acido valproico Efecto de la intensificación de HAART y ácido valproico sobre la
frecuencia de células CD4 en reposo infectadas con VIH
Paciente 1 Paciente 3
Paciente 2 Paciente 4
T½=44 meses
T½=10 meses
T½=44 meses
T½=10 meses
T½=44 meses
T½=10 meses
T½=44 meses
T½=10 meses
Tiempo de tratamiento en el protocolo (meses)
Célu
las C
D4 e
n r
eposo (
IUP
B)
Célu
las C
D4 e
n r
eposo (
IUP
B)
49
35
250
81
57
<9
136
31
El ácido valproico sin TARV de intensificación tiene
impacto limitado en las células CD4 en reposo
* non-consecutive episodes of viremia >50 copies during study
† 6 to 10 determinations from screening visit to week 24 end-of-study visit
§ Only two assays evaluable in patient 10 and three in patient 11
1-copy assay Patient
ART IUPB
ART and VPA IUPB
>50% depletion IUPB on VPA range media n
1 2 3 4
187 52 70
183
90 22 22 3
Yes Yes Yes Yes
<1 - 1 <1 - 3 <1 - 5 n.d.
<1 1 2
n.d.
5 6 7 8 9 10 11
112 54
531 17951 4890 696 57
120 75
625 9438 3300 1253
83
No No No
No* No* No No
n.d. <1 - 1 1 - 7
8 - 77 24 - 87
<1¤ <1 Š 1¤
--- <1 3
25 37 --- ---
Infected resting CD4+ T cells per billion
Archin N et al. AIDS 2008 Jun 19;22(10):1131-5
Stability of the Latent Reservoir for HIV-1 in Patients Receiving
Valproic Acid. Siliciano et al. J Infectious Diseases 2007;195:833.
Prolonged valproic acid treatment does not reduce the size of latent HIV reservoir. Sagot-Lerolle, N. et al. AIDS 2008;22:1125-1129.
Unión
Co-receptor
CCR5/CXCR4
gp41
gp120
V3 loop
Unión al
CD4
CD4
Unión y fusión del VIH:
sitios de inhibición
Fusión del
Virus y la célula
Membrana celular
Trasplante alogénico de médula ósea
Hütter Gero et al. N Engl J Med 2009;360:692-8.
AR
N V
IH-1
(co
pia
s/m
L)
-227 -206 -85 -4 +61 +108 +159 +332 +391 +416 +548
HAART HAART
Terapia genética basada en células
madre hematopoyéticas
5’TLR 3’LTR
Factor anti-VIH
1. Clonar y caracterizar
el factor anti-VIH 2. Sintetizar el vector
en el lentivirus
4. Traducción de las
células CD34+
5. Reinfusión de las células CD34+
6. Expansión y selección in vivo
de células con el anti-VIH
7a. Protección del VIH
7b. Terapia celular inmune del VIH
Kitchen SG et al, Virology 2011;411:260-272.
3. Movilización, aféresis y
purificación de células CD34+
Zinc fingers (ZFNs) Endonucleasas
DSB: double-strand break
Terapia genética Zinc Fingers
Ando D, et al. 51st ICAAC; Chicago, IL; September 17-20, 2011. Abst. H2-794a.
δ32
CCR5 ZFN modification
Site 145 CCR5
Estudio SB-728-T:
Terapia con “Zinc Fingers Gene”
• Fase 1, abierto, dosis única en 6 pacientes VIH+ en TARV
con CV no detectable y CD4 >450 células/mm3
• 4 Semanas luego de la infusión de 10 billones células con
el vector adenoviral, interrupción del TARV semana 12
• Número de células CD4+ con receptor CCR5 alterado
estimado mediante nested PCR
– 0,8% a 6,9% de los CD4 periféricos a sem 28 (mediana: 2,9%)
• ARN VIH disminuyó de los niveles picos unos 0,8 a 2,0
log10 copias en 3/6 pacientes
– Un paciente heterocigoto para la deleción δ-32 tuvo una CV <50
copias sin TARV
Ando D, et al. 51st ICAAC; Chicago, IL; September 17-20, 2011. Abst. H2-794a.
Interrupción del TARV luego de la infusión de
células CD4+ con CCR5 genéticamente
modificadas con ZFN
Days
Change in CD4+ Count in Peripheral Blood
Treatment Interruption
0 30 60 90 120 270240210180150
-1000-500
0500
100015002000250030003500
Ch
an
ge (
ce
lls
/mm
3) Subjects
201203204
205251253Median
HIV RNA Level
Days
0 14 42 70 84 98
106
HIV
-1 R
NA
(co
pie
s/m
L)
105
104
103
102
101
28 56 112 126 140 154 168 182
Treatment Interruption Subjects
201203204
205251253
Ando D, et al. 51st ICAAC; Chicago, IL; September 17-20, 2011. Abst. H2-794a.
Control de la viremia significativamente
correlaciona con la modificación bialélica del CCR5
• Resultados sugieren que la disrupción genética del CCR5 mediada con ZFN puede ser una medida para controlar la viremia sin TARV
* Δ 32 Heterocigoto
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25
Log
Vir
al L
oa
d a
t E
nd
of
Tre
atm
en
t In
terr
up
tio
n (C
op
ies/
mL)
Estimated Biallelic CCR5 Modified T-Cells During Treatment Interruption (% of CD4 Cells)
201
203
204
205*
251*
253
Subjects
Modificación
bialélica de CCR5
(% CD4 Células)
Ca
rga
vira
l
R P Value
Final de IT -0.59 0.0001
AUC durante IT -0.37 0.0373
Reduction from
Peak -0.32 0.0694
Ando D, et al. 51st ICAAC; Chicago, IL; September 17-20, 2011. Abst. H2-794a.
Conclusiones
• El VIH-1 persiste principalmente en las células CD4
•TCM de larga vida
•TTM de proliferación lenta
• El reservorio del VIH es estable en el tiempo con una vida media
prolongada
• El tratamiento temprano del VIH reduce el tamaño del los reservorios
• La intensificación del tratamiento ARV no tiene efecto sobre la viremia
residual
• La viremia residual no parece originarse de ciclos de replicaciones viral a
pesar que existe replicación viral en algunos pacientes
• Intervenciones combinadas podrían ser la mejor manera de llegar a la
erradicación
• Generar CD4 resistentes a la infección por VIH
• Atacar los reservorios tisulares
• Mientras tanto: Prevención de la infección por VIH!