Antiviral activity of a small-molecule inhibitor of arenavirus glycoprotein processing by the cellular site 1 protease.

Arenaviruses merit interest as clinically important human pathogens and include several causative agents, chiefly Lassa virus (LASV), of hemorrhagic fever disease in humans. There are no licensed LASV vaccines, and current antiarenavirus therapy is limited to the use of ribavirin, which is only partially effective and is associated with significant side effects. The arenavirus glycoprotein (GP) precursor GPC is processed by the cellular site 1 protease (S1P) to generate the peripheral virion attachment protein GP1 and the fusion-active transmembrane protein GP2, which is critical for production of infectious progeny and virus propagation. Therefore, S1P-mediated processing of arenavirus GPC is a promising target for therapeutic intervention. To this end, we have evaluated the antiarenaviral activity of PF-429242, a recently described small-molecule inhibitor of S1P. PF-429242 efficiently prevented the processing of GPC from the prototypic arenavirus lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) and LASV, which correlated with the compound's potent antiviral activity against LCMV and LASV in cultured cells. In contrast, a recombinant LCMV expressing a GPC whose processing into GP1 and GP2 was mediated by furin, instead of S1P, was highly resistant to PF-429242 treatment. PF-429242 did not affect virus RNA replication or budding but had a modest effect on virus cell entry, indicating that the antiarenaviral activity of PF-429242 was mostly related to its ability to inhibit S1P-mediated processing of arenavirus GPC. Our findings support the feasibility of using small-molecule inhibitors of S1P-mediated processing of arenavirus GPC as a novel antiviral strategy.

Reduced IFNλ4 activity is associated with improved HCV clearance and reduced expression of interferon-stimulated genes

Hepatitis C virus (HCV) infections are the major cause of chronic liver disease, cirrhosis and hepatocellular carcinoma worldwide. Both spontaneous and treatment-induced clearance of HCV depend on genetic variation within the interferon-lambda locus, but until now no clear causal relationship has been established. Here we demonstrate that an amino-acid substitution in the IFNλ4 protein changing a proline at position 70 to a serine (P70S) substantially alters its antiviral activity. Patients harbouring the impaired IFNλ4-S70 variant display lower interferon-stimulated gene (ISG) expression levels, better treatment response rates and better spontaneous clearance rates, compared with patients coding for the fully active IFNλ4-P70 variant. Altogether, these data provide evidence supporting a role for the active IFNλ4 protein as the driver of high hepatic ISG expression as well as the cause of poor HCV clearance.

Targeting the proteolytic processing of the viral glycoprotein precursor is a promising novel antiviral strategy against arenaviruses.

A crucial step in the arenavirus life cycle is the biosynthesis of the viral envelope glycoprotein (GP) responsible for virus attachment and entry. Processing of the GP precursor (GPC) by the cellular proprotein convertase site 1 protease (S1P), also known as subtilisin-kexin-isozyme 1 (SKI-1), is crucial for cell-to-cell propagation of infection and production of infectious virus. Here, we sought to evaluate arenavirus GPC processing by S1P as a target for antiviral therapy using a recently developed peptide-based S1P inhibitor, decanoyl (dec)-RRLL-chloromethylketone (CMK), and the prototypic arenavirus lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV). To control for off-target effects of dec-RRLL-CMK, we employed arenavirus reverse genetics to introduce a furin recognition site into the GPC of LCMV. The rescued mutant virus grew to normal titers, and the processing of its GPC critically depended on cellular furin, but not S1P. Treatment with the S1P inhibitor dec-RRLL-CMK resulted in specific blocking of viral spread and virus production of LCMV. Combination of the protease inhibitor with ribavirin, currently used clinically for treatment of human arenavirus infections, resulted in additive drug effects. In cells deficient in S1P, the furin-dependent LCMV variant established persistent infection, whereas wild-type LCMV underwent extinction without the emergence of S1P-independent escape variants. Together, the potent antiviral activity of an inhibitor of S1P-dependent GPC cleavage, the additive antiviral effect with ribavirin, and the low probability of emergence of S1P-independent viral escape variants make S1P-mediated GPC processing by peptide-derived inhibitors a promising strategy for the development of novel antiarenaviral drugs.

Oseltamivir in seasonal, avian H5N1 and pandemic 2009 A/H1N1 influenza: pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics.

Oseltamivir is the ester-type prodrug of the neuraminidase inhibitor oseltamivir carboxylate. It has been shown to be an effective treatment for both seasonal influenza and the recent pandemic 2009 A/H1N1 influenza, reducing both the duration and severity of the illness. It is also effective when used preventively. This review aims to describe the current knowledge of the pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics of this agent, and to address the issue of possible therapeutic drug monitoring. According to the currently available literature, the pharmacokinetics of oseltamivir carboxylate after oral administration of oseltamivir are characterized by mean ± SD bioavailability of 79 ± 12%, apparent clearance of 25.3 ± 7.0 L/h, an elimination half-life of 7.4 ± 2.5 hours and an apparent terminal volume of distribution of 267 ± 122 L. A maximum plasma concentration of 342 ± 83 μg/L, a time to reach the maximum plasma concentration of 4.2 ± 1.1 hours, a trough plasma concentration of 168 ± 32 μg/L and an area under the plasma concentration-time curve from 0 to 24 hours of 6110 ± 1330 μg · h/L for a 75 mg twice-daily regimen were derived from literature data. The apparent clearance is highly correlated with renal function, hence the dosage needs to be adjusted in proportion to the glomerular filtration rate. Interpatient variability is moderate (28% in apparent clearance and 46% in the apparent central volume of distribution); there is no indication of significant erratic or limited absorption in given patient subgroups. The in vitro pharmacodynamics of oseltamivir carboxylate reveal wide variation in the concentration producing 50% inhibition of influenza A and B strains (range 0.17-44 μg/L). A formal correlation between systemic exposure to oseltamivir carboxylate and clinical antiviral activity or tolerance in influenza patients has not yet been demonstrated; thus no formal therapeutic or toxic range can be proposed. The pharmacokinetic parameters of oseltamivir carboxylate after oseltamivir administration (bioavailability, apparent clearance and the volume of distribution) are fairly predictable in healthy subjects, with little interpatient variability outside the effect of renal function in all patients and bodyweight in children. Thus oseltamivir carboxylate exposure can probably be controlled with sufficient accuracy by thorough dosage adjustment according to patient characteristics. However, there is a lack of clinical study data on naturally infected patients. In addition, the therapeutic margin of oseltamivir carboxylate is poorly defined. The usefulness of systematic therapeutic drug monitoring in patients therefore appears to be questionable; however, studies are still needed to extend the knowledge to particular subgroups of patients or dosage regimens.

Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing plasma and cellular antiretroviral drug disposition

Abstract: The improvement in antiretroviral drug therapy has transformed HIV infection into a chronic disease. However, treatment failure and drug toxicity are frequent. Inadequate response to treatment is clearly multifactorial and, therefore, dosage individualisation based on demographic factors, genetic markers and measurement of cellular and plasma drug level may enhance both drug efficacy and tolerability. At present, antiretroviral drugs levels are monitored in plasma, whereas only drugs penetrating into cells are able to exert an antiviral activity, suggesting that cellular drug determination may more confidently reflect drug exposure at the site of pharmacological action. The overall objective of this thesis is to provide a better understanding of the Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing the plasma and cellular disposition of antiretroviral drugs. To that endeavour, analytical methods for the measurements of plasma and cellular drug levels have been developed and validated using liquid chromatography methods coupled with ultraviolet and tandem mass spectrometry detection, respectively. Correlations between plasma and cellular exposures were assessed during observational and experimental studies. Cytochrome (CYP) 2B6, efflux transporters (ABCB1, ABCC1, ABCC2 and ABCG2) and orosomucoid (ORM) polymorphisms were determined and were related to plasma and cellular exposures, as well as toxicity of antiretroviral drugs. A Pharmacokinetic population model was developed to characterise inter- and intra-patient variability of atazanavir pharmacokinetics, and to identify covariates influencing drug disposition. In that context, a Pharmacokinetic interaction study between atazanavir and lopinavir, both boosted with ritonavir, has beén conducted to assess the safety and pharmacokinetics of this boosted double-protease inhibitors regimen. Well to moderately-correlated cellular and plasma drug levels are .observed or protease inhibitors, whereas for efavirenz and nevirapine these correlations are weak. Cellular exposure, and CYP2B6 genotype (516G>T) are predictors of efavirenz neuropsychological toxicity. Nevirapine plasma exposure is also influenced by CYPZB6 polymorphism. Nelfinavir cellular exposure appears to be significantly associated only with ABCB1 genotype (3435C>T and intron 26 + 80T>C). Indinavir and lopinavir clearance and lopinavir cellular/plasma exposure ratio are influenced by the concentration of the variant S of ORM, suggesting-a specific binding of these drugs to this variant. Nelfinavir and efavirenz are not influenced by ORM concentration and phenotype. The Pharmacokinetic parameters of atazanavir are adequately described by our population model. The atazanavir-lopinavir interaction study indicates no influence on plasma and cellular atazanavir pharmacokinetics, while limited decrease in lopinavir concentrations was observed after atazanavir addition. The residual variability unexplained by the considered variables suggests that other covariates either uncontrolled at present or remaining to be identified, such as genetic and environmental factors influence antiretroviral drug pharmacokinetics, with substantial impact on treatment efficacy and tolerability. In that context, a comprehensive approach taking into account drug pharmacokinetics and patient genetic background is expected to contribute to increase treatment success, and to reduce the occurrence of adverse drug reactions by stratifying patients in an individualised antiretroviral therapy approach. Résumé Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès de la thérapie antirétrovirale ont transformé l'infection par le VIH d'une affection mortelle à une maladie chronique. En dépit de ce succès, l'échec thérapeutique et la toxicité médicamenteuse restent fréquents. Une réponse inadéquate au traitement est clairement multifactorielle et une individualisation de la posologie des médicaments qui se baserait sur les facteurs démographiques et génétiques des patients et sur les taux sanguins des médicaments pourrait améliorer à la fois l'efficacité et la tolérance de la thérapie. Par ailleurs, seules les concentrations plasmatiques sont actuellement considérées pour le suivi thérapeutique des médicaments, alors que les taux cellulaires pourraient mieux refléter l'activité de ses médicaments qui agissent au niveau intracellulaire. L'objectif global de cette thèse était de mieux comprendre les facteurs pharmacocinétiques et pharmacocénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des médicaments antirétroviraux. A cet effet, des méthodes pour quantifier les concentrations plasmatiques et cellulaires des antirétroviraux ont été développées et validées en utilisant la chromatographie liquide couplée à la détection ultraviolette et la spectrométrie de masse en tandem, respectivement. La corrélation entre l'exposition cellulaire et plasmatique de ces médicaments a été étudiée lors d'études observationnelles et expérimentales. Les polymorphismes du cytochrome (CYP) 2B6, ainsi que des transporteurs d'efflux (ABCB1, ABCC1, ABCC2 et ABCG2) et de l'orosomucoïde (ORM) ont été déterminés et corrélés avec l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux, ainsi qu'à leur toxicité. Un modèle de pharmacocinétique de population a été établi afin de caractériser la variabilité inter- et intra-individuelle de l'atazanavir, et d'identifier les covariables pouvant influencer le devenir de ce médicament. Dans ce contexte, une étude d'interaction entre l'atazanavir et le lopinavir a été effectuée afin de déterminer la sécurité et le profil pharmacocinétique de ce régime thérapeutique. Des corrélations modérées à bonnes ont été observées entre les taux cellulaires et plasmatiques des inhibiteurs de protéase, alors que pour l'efavirenz et la névirapine ces corrélations sont faibles. L'exposition cellulaire, ainsi que le génotype du CYP2B6 (516G>T) sont des indices de la toxicité neuropsychologique de l'efavirenz. L'exposition plasmatique de la névirapine est également influencée par le polymorphisme du CYPZB6. L'exposition cellulaire du nelfinavir est significativement associée au génotype du ABCB1 (3435C>T et intron 26 + 80T>C). La clairance de l'indinavir et du lopinavir, ainsi que le rapport entre exposition cellulaire et plasmatique du lopinavir sont influencés par la concentration du variant S de l'ORM, suggérant une liaison spécifique de ces médicaments à ce variant. La clairance du nelfinavir et de l'efavirenz n'est pas influencée ni par la concentration ni par le phénotype de l'ORM. Les paramètres pharmacocinétiques de l'atazanavir ont été décrits de façon adéquate par le modèle de population proposé. De plus, le lopinavir n'influence pas les concentrations plasmatiques et cellulaires de l'atazanavir; alors que celui-ci conduit à une baisse limitée des taux de lopinavir. L'importante variabilité pharmacocinétique des antirétroviraux suggère que d'autres facteurs génétiques et environnementaux -qui restent encore à découvrir- influencent également leur disponibilité. Dans un proche futur, une prise en charge qui tienne. compte de la pharmacocinétique des médicaments et des caractéristiques génétiques du patient devrait permettre d'individualiser le traitement, contribuant certainement à une amélioration de la réponse thérapeutique et à une diminution de la toxicité. Résumé grand public Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès effectués dans le traitement de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine acquise (VIH), ont permis de transformer une maladie avec un pronostic sombre, en une maladie chronique traitable avec des médicaments de plus en plus efficaces. Malgré ce succès, de nombreux patients ne répondent pas de façon optimale à leur traitement et/ou souffrent d'effets indésirables médicamenteux entraînant fréquemment une modification de leur thérapie. Actuellement, le suivi de la réponse au traitement s'effectue par la mesure chez les patients de la quantité de virus et du nombre des cellules immunitaires dans le sang, ainsi que par la concentration sanguine des médicaments administrés. Cependant, comme le virus se réplique à l'intérieur de la cellule, la mesure des concentrations médicamenteuses au niveau intracellulaire pourrait mieux refléter l'activité pharmacologique au site d'action. De plus, il a été possible de mettre en évidence la grande variabilité des concentrations plasmatiques de médicaments chez des patients prenant pourtant la même dose de médicament. Comme cette variabilité est notamment due à des facteurs génétiques qui sont susceptibles d'influencer la réponse au traitement antirétroviral, des analyses génétiques ont été également effectuées chez ces patients. Cette thèse a eu pour objectif de mieux comprendre les facteurs pharmacologiques et génétiques influençant l'activité et la toxicité des médicaments antirétroviraux afin de réduire la variabilité de la réponse thérapeutique. A cet effet, une méthode de dosage permettant la quantification des médicaments anti-HIV au niveau intracellulaire a été développée. Par ailleurs, nos études ont également porté .sur les variations génétiques influençant la quantité et l'activité des protéines impliquées dans le métabolisme et dans le transport des médicaments antirétroviraux. Enfin, les conséquences de ces variations sur la réponse clinique et la toxicité du traitement ont été évaluées. Nos études ont mis en évidence des associations significatives entre les variations génétiques considérées et la concentration sanguine, cellulaire et la toxicité de quelques médicaments antirétroviraux. La complémentarité des connaissances pharmacologiques, génétiques et virales pourrait aboutir à une stratégie globale permettant d'individualiser le traitement et la dose administrée, en fonction des caractéristiques propres de chaque patient. Cette approche pourrait contribuer à une optimisation du traitement antirétroviral dans la perspective d'une meilleure- efficacité thérapeutique à long terme et d'une diminution des effets indésirables rencontrés.

Analysis of susceptibility to human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) by comparative genetics

Summary [résumé français voir ci-dessous] From the beginning of the 20th century the world population has been confronted with the human immune deficiency virus 1 (HIV-1). This virus has the particularity to mutate fast, and could thus evade and adapt to the human host. Our closest evolutionary related organisms, the non-human primates, are less susceptible to HIV-1. In a broader sense, primates are differentially susceptible to various retrovirus. Species specificity may be due to genetic differences among primates. In the present study we applied evolutionary and comparative genetic techniques to characterize the evolutionary pattern of host cellular determinants of HIV-1 pathogenesis. The study of the evolution of genes coding for proteins participating to the restriction or pathogenesis of HIV-1 may help understanding the genetic basis of modern human susceptibility to infection. To perform comparative genetics analysis, we constituted a collection of primate DNA and RNA to allow generation of de novo sequence of gene orthologs. More recently, release to the public domain of two new primate complete genomes (bornean orang-utan and common marmoset) in addition of the three previously available genomes (human, chimpanzee and Rhesus monkey) help scaling up the evolutionary and comparative genome analysis. Sequence analysis used phylogenetic and statistical methods for detecting molecular adaptation. We identified different selective pressures acting on host proteins involved in HIV-1 pathogenesis. Proteins with HIV-1 restriction properties in non-human primates were under strong positive selection, in particular in regions of interaction with viral proteins. These regions carried key residues for the antiviral activity. Proteins of the innate immunity presented an evolutionary pattern of conservation (purifying selection) but with signals of relaxed constrain if we compared them to the average profile of purifying selection of the primate genomes. Large scale analysis resulted in patterns of evolutionary pressures according to molecular function, biological process and cellular distribution. The data generated by various analyses served to guide the ancestral reconstruction of TRIM5a a potent antiviral host factor. The resurrected TRIM5a from the common ancestor of Old world monkeys was effective against HIV-1 and the recent resurrected hominoid variants were more effective against other retrovirus. Thus, as the result of trade-offs in the ability to restrict different retrovirus, human might have been exposed to HIV-1 at a time when TRIM5a lacked the appropriate specific restriction activity. The application of evolutionary and comparative genetic tools should be considered for the systematical assessment of host proteins relevant in viral pathogenesis, and to guide biological and functional studies. Résumé La population mondiale est confrontée depuis le début du vingtième siècle au virus de l'immunodéficience humaine 1 (VIH-1). Ce virus a un taux de mutation particulièrement élevé, il peut donc s'évader et s'adapter très efficacement à son hôte. Les organismes évolutivement le plus proches de l'homme les primates nonhumains sont moins susceptibles au VIH-1. De façon générale, les primates répondent différemment aux rétrovirus. Cette spécificité entre espèces doit résider dans les différences génétiques entre primates. Dans cette étude nous avons appliqué des techniques d'évolution et de génétique comparative pour caractériser le modèle évolutif des déterminants cellulaires impliqués dans la pathogenèse du VIH- 1. L'étude de l'évolution des gènes, codant pour des protéines impliquées dans la restriction ou la pathogenèse du VIH-1, aidera à la compréhension des bases génétiques ayant récemment rendu l'homme susceptible. Pour les analyses de génétique comparative, nous avons constitué une collection d'ADN et d'ARN de primates dans le but d'obtenir des nouvelles séquences de gènes orthologues. Récemment deux nouveaux génomes complets ont été publiés (l'orang-outan du Bornéo et Marmoset commun) en plus des trois génomes déjà disponibles (humain, chimpanzé, macaque rhésus). Ceci a permis d'améliorer considérablement l'étendue de l'analyse. Pour détecter l'adaptation moléculaire nous avons analysé les séquences à l'aide de méthodes phylogénétiques et statistiques. Nous avons identifié différentes pressions de sélection agissant sur les protéines impliquées dans la pathogenèse du VIH-1. Des protéines avec des propriétés de restriction du VIH-1 dans les primates non-humains présentent un taux particulièrement haut de remplacement d'acides aminés (sélection positive). En particulier dans les régions d'interaction avec les protéines virales. Ces régions incluent des acides aminés clé pour l'activité de restriction. Les protéines appartenant à l'immunité inné présentent un modèle d'évolution de conservation (sélection purifiante) mais avec des traces de "relaxation" comparé au profil général de sélection purifiante du génome des primates. Une analyse à grande échelle a permis de classifier les modèles de pression évolutive selon leur fonction moléculaire, processus biologique et distribution cellulaire. Les données générées par les différentes analyses ont permis la reconstruction ancestrale de TRIM5a, un puissant facteur antiretroviral. Le TRIM5a ressuscité, correspondant à l'ancêtre commun entre les grands singes et les groupe des catarrhiniens, est efficace contre le VIH-1 moderne. Les TRIM5a ressuscités plus récents, correspondant aux ancêtres des grands singes, sont plus efficaces contre d'autres rétrovirus. Ainsi, trouver un compromis dans la capacité de restreindre différents rétrovirus, l'homme aurait été exposé au VIH-1 à une période où TRIM5a manquait d'activité de restriction spécifique contre celui-ci. L'application de techniques d'évolution et de génétique comparative devraient être considérées pour l'évaluation systématique de protéines impliquées dans la pathogenèse virale, ainsi que pour guider des études biologiques et fonctionnelles

The recent breakthroughs in the understanding of host genomics in hepatitis C.

BACKGROUND: Hepatitis C Virus (HCV) infection is spontaneously resolved in about 30% of acutely infected individuals. In those who progress to chronic hepatitis C, HCV therapy permanently eradicates infection in about 40% of cases. It has long been suspected that host genetic factors are key determinants for the control of HCV infection. DESIGN: We will review in this study four genome-wide association studies (GWAS) and two large candidate gene studies that assessed the role of host genetic variation for the natural and treatment-induced control of HCV infection. RESULTS: The studies consistently identified genetic variation in interleukin 28B (IL28B) as the strongest predictor for the control of HCV infection. Importantly, single nucleotide polymorphisms (SNPs) in IL28B strongly predicted both spontaneous and treatment-induced HCV recovery. IL28B is located on chromosome 19 and encodes interferon-λ, a type III interferon with antiviral activity, which is mediated through the JAK-STAT pathway by inducing interferon-stimulated genes. The SNPs identified in the GWAS are in high linkage disequilibrium with coding or functional non-coding SNPs that might modulate function and/or expression of IL28B. The role of the different IL28B alleles on gene expression and cytokine function has not yet been established. CONCLUSIONS: These findings provide strong genetic evidence for the influence of interferon-λ for both the natural and treatment-induced control of HCV infection, and support the further investigation of interferon-λ for the treatment of chronic hepatitis C. Furthermore, genetic testing before HCV therapy could provide important information towards an individualized HCV treatment.

Prevalence of etravirine mutations and impact on response to treatment in routine clinical care: the Swiss HIV Cohort Study (SHCS).

OBJECTIVES: Etravirine (ETV) is a novel nonnucleoside reverse transcriptase inhibitor (NNRTI) with reduced cross-resistance to first-generation NNRTIs, which has been primarily studied in randomized clinical trials and not in routine clinical settings. METHODS: ETV resistance-associated mutations (RAMs) were investigated by analysing 6072 genotypic tests. The antiviral activity of ETV was predicted using different interpretation systems: International AIDS Society-USA (IAS-USA), Stanford, Rega and Agence Nationale de Recherches sur le Sida et les hépatites virales (ANRS). RESULTS: The prevalence of ETV RAMs was higher in NNRTI-exposed patients [44.9%, 95% confidence interval (CI) 41.0-48.9%] than in treatment-naïve patients (9.6%, 95% CI 8.5-10.7%). ETV RAMs in treatment-naïve patients mainly represent polymorphism, as prevalence estimates in genotypic tests for treatment-naïve patients with documented recent (<1 year) infection, who had acquired HIV before the introduction of NNRTIs, were almost identical (9.8%, 95% CI 3.3-21.4). Discontinuation of NNRTI treatment led to a marked drop in the detection of ETV RAMs, from 51.7% (95% CI 40.8-62.6%) to 34.5% (95% CI 24.6-45.4%, P=0.032). Differences in prevalence among subtypes were found for V90I and V179T (P<0.001). Estimates of restricted virological response to ETV varied among algorithms in patients with exposure to efavirenz (EFV)/nevirapine (NVP), ranging from 3.8% (95% CI 2.5-5.6%) for ANRS to 56.2% (95% CI 52.2-60.1%) for Stanford. The predicted activity of ETV decreased as the sensitivity of potential optimized background regimens decreased. The presence of major IAS-USA mutations (L100I, K101E/H/P and Y181C/I/V) reduced the treatment response at week 24. CONCLUSIONS: Most ETV RAMs in drug-naïve patients are polymorphisms rather than transmitted RAMs. Uncertainty regarding predictions of antiviral activity for ETV in NNRTI-treated patients remains high. The lowest activity was predicted for patients harbouring extensive multidrug-resistant viruses, thus limiting ETV use in those who are most in need.

Valganciclovir in adult solid organ transplant recipients: pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics and clinical interpretation of plasma concentration measurements.

Valganciclovir and ganciclovir are widely used for the prevention of cytomegalovirus (CMV) infection in solid organ transplant recipients, with a major impact on patients' morbidity and mortality. Oral valganciclovir, the ester prodrug of ganciclovir, has been developed to enhance the oral bioavailability of ganciclovir. It crosses the gastrointestinal barrier through peptide transporters and is then hydrolysed into ganciclovir. This review aims to describe the current knowledge of the pharmacokinetic and pharmacodynamic characteristics of this agent, and to address the issue of therapeutic drug monitoring. Based on currently available literature, ganciclovir pharmacokinetics in adult solid organ transplant recipients receiving oral valganciclovir are characterized by bioavailability of 66 +/- 10% (mean +/- SD), a maximum plasma concentration of 3.1 +/- 0.8 mg/L after a dose of 450 mg and of 6.6 +/- 1.9 mg/L after a dose of 900 mg, a time to reach the maximum plasma concentration of 3.0 +/- 1.0 hours, area under the plasma concentration-time curve values of 29.1 +/- 5.3 mg.h/L and 51.9 +/- 18.3 mg.h/L (after 450 mg and 900 mg, respectively), apparent clearance of 12.4 +/- 3.8 L/h, an elimination half-life of 5.3 +/- 1.5 hours and an apparent terminal volume of distribution of 101 +/- 36 L. The apparent clearance is highly correlated with renal function, hence the dosage needs to be adjusted in proportion to the glomerular filtration rate. Unexplained interpatient variability is limited (18% in apparent clearance and 28% in the apparent central volume of distribution). There is no indication of erratic or limited absorption in given subgroups of patients; however, this may be of concern in patients with severe malabsorption. The in vitro pharmacodynamics of ganciclovir reveal a mean concentration producing 50% inhibition (IC(50)) among CMV clinical strains of 0.7 mg/L (range 0.2-1.9 mg/L). Systemic exposure of ganciclovir appears to be moderately correlated with clinical antiviral activity and haematotoxicity during CMV prophylaxis in high-risk transplant recipients. Low ganciclovir plasma concentrations have been associated with treatment failure and high concentrations with haematotoxicity and neurotoxicity, but no formal therapeutic or toxic ranges have been validated. The pharmacokinetic parameters of ganciclovir after valganciclovir administration (bioavailability, apparent clearance and volume of distribution) are fairly predictable in adult transplant patients, with little interpatient variability beyond the effect of renal function and bodyweight. Thus ganciclovir exposure can probably be controlled with sufficient accuracy by thorough valganciclovir dosage adjustment according to patient characteristics. In addition, the therapeutic margin of ganciclovir is loosely defined. The usefulness of systematic therapeutic drug monitoring in adult transplant patients therefore appears questionable; however, studies are still needed to extend knowledge to particular subgroups of patients or dosage regimens.

APOBEC3G genetic variants and their influence on the progression to AIDS.

The cytosine deaminase APOBEC3G, in the absence of the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) accessory gene HIV-1 viral infectivity factor (vif), inhibits viral replication by introducing G-->A hypermutation in the newly synthesized HIV-1 DNA negative strand. We tested the hypothesis that genetic variants of APOBEC3G may modify HIV-1 transmission and disease progression. Single nucleotide polymorphisms were identified in the promoter region (three), introns (two), and exons (two). Genotypes were determined for 3,073 study participants enrolled in six HIV-AIDS prospective cohorts. One codon-changing variant, H186R in exon 4, was polymorphic in African Americans (AA) (f = 37%) and rare in European Americans (f < 3%) or Europeans (f = 5%). For AA, the variant allele 186R was strongly associated with decline in CD4 T cells (CD4 slope on square root scale: -1.86, P = 0.009), The 186R allele was also associated with accelerated progression to AIDS-defining conditions in AA. The in vitro antiviral activity of the 186R enzyme was not inferior to that of the common H186 variant. These studies suggest that there may be a modifying role of variants of APOBEC3G on HIV-1 disease progression that warrants further investigation.

Immunology of viral disease, how to curb persistent infection

1. 1. Summaries 1.1. Preamble and extended abstract The present thesis dissertation addresses the question of antiviral immunity from the particular standpoint of the adaptive T cell-mediated immune response. The experimental work is presented in the form of three published articles (two experimental articles and one review article, see sections 4.1, 4.2 and 4.3 on pages 73, 81 and 91, respectively), describing advances both in our understanding of viral control by CD8 T lymphocytes, and in vaccine development against the Human Immunodeficiency Virus Type 1 (HIV-1). Because the articles focus on rather specialized areas of antiviral immunity, the article sections are preceded by a general introduction (section 3) on the immune system in general, and on four viruses that were addressed in the experimental work, namely HIV-1, Cytomegalovirus (CMV), Epstein Barr Virus (EBV) and Influenzavirus (Flu). This introduction section is aimed at providing a glimpse on viral molecular biology and immunity, to help the hypothetical non-expert reader proceeding into the experimental part. For this reason, each section is presented as individual entity and can be consulted separately. The four viruses described are of peculiar relevance to immunity because they induce an array of opposite host responses. Flu causes a self limiting disease after which the virus is eradicated. CMV and EBV cause pauci-symptomatic or asymptomatic diseases after which the viruses establish lifelong latency in the host cells, but are kept in check by immunity. Eventually, HIV-1 establishes both latency - by inserting its genome into the host cell chromosome - and proceeds in destroying the immune system in a poorly controlled fashion. Hence, understanding the fundamental differences between these kinds of viral host interactions might help develop new strategies to curb progressive diseases caused by viruses such as HIV-1. Publication #1: The first article (section 4.1, page 73) represents the main frame of my laboratory work. It analyses the ability of CD8 T lymphocytes recovered from viral-infected patients to secrete interferon γ (IFN-γ) alone or in conjunction with interleukin 2 (IL-2) when exposed in vitro to their cognate viral antigens. CD8 T cells are instrumental in controlling viral infection. They can identify infected cells by detecting viral antigens presented at the surface of the infected cells, and eliminate both the cell and its infecting virus by triggering apoptosis and/or lysis of the infected cell. Recognition of these antigens triggers the cognate CD8 cells to produce cytokines, including IFN-γ and IL-2, which in turn attract and activate other pro-inflammatory cells. IFN-γ triggers both intrinsic antiviral activity of the infected cells and distant activation of pro-inflammatory cells, which are important for the eradication of infection. IL-2 is essential for clonal expansion of the antigen (Ag)-specific CD8 T cell. Hence the existence of Ag-specific CD8 cells secreting both IFN-γand IL-2 should be beneficial for controlling infection. In this first work we determined the percentage of IFN-y/IL-2 double positive and single IFN-γsecreting CD8 T cells against antigens HIV-1, CMV, EBV and Flu in three groups of subjects: (i) HIV-1 infected patients progressing to disease (progressors), (ii) HIV-1-infected subjects not progressing to disease (long-term non progressors or LTNP), and (iii) HIV negative blood donors. The results disclosed a specific IFN-y/IL-2 double positive CD8 response in all subjects able to control infection. In other words, IFN-y/IL-2 double positive CD8 cells were present in virus-specific CD8 T cells against Flu, CMV and EBV as well against HIV-1 in LTNP. In contrast, progressors only had single IFN-γsecreting CD8 T cells. Hence, the ability to develop an IFN-y/IL-2 double positive response might be critical to control infection, independently of the nature of the virus. Additional experiments helped identify the developmental stage of the missing cells (using different markers such as CD45RA and CCR7) and showed a correlation between the absence of IL-2 secreting CD8 T cells and a failure in the proliferation capacity of virus-specific CD8 T cells. Addition of exogenous IL-2 could restore clonal expansion of HIV-1 specific CD8 T cells, at least in vitro. It could further been shown, that IL-2 secreting CD8 T cells are sufficient to support proliferation even in absence of CD4 help. However, the reason for the missing IFN-y/IL-2 double positive CD8 T cell response in HIV-1 progessors has yet to be determined. Publication #2: The second article (section 4.2, page 81) explores new strategies to trigger CD8 T cell immunity against specific HIV-1 proteins believed to be processed and exposed as "infection signal" at the surface of infected cells. Such signals consist of peptide fragments (8- 13 amino acids) originating from viral proteins and presented to CD8 T cells in the frame of particular cell surface molecules of the major histocompatibility complex class I* (MHC I). To mimic "natural" viral infection, the HIV-1 polyprotein Gagpolnef was inserted and expressed in either of two attenuated viruses i.e. vaccinia virus (MVA) or poxvirus (NYVAC). Mice were infected with these recombinant viruses and specific CD8 T cell response to Gagpolnef peptides was sought. Mice could indeed mount a CD8 T cell response against the HIV-1 antigens, indicating that the system worked, at least in this animal model. To further test whether peptides from Gagpolnef could also be presented in the frame of the human MHC class I proteins, a second round of experiments was performed in "humanized" transgenic mice expressing human MHC molecules. The transgenic mice were also able to load Gagpolnef peptides on their human MHC molecule, and these cells could be detected and destroyed by Ag-specific CD8 T cells isolated from HIV-1-infected patients. Therefore, expressing Gagpolnef on attenuated recombinant viruses might represent a valid strategy for anti-HIV-1 immunization in human. Publication #3: This is a review paper (section 4.3, page 91) describing the immune response to CMV and newly developed methods to detect this cellular immune response. Some of it focuses on the detection of T cells by using in vitro manufactured tetramers. These consist of four MHC class I molecules linked together and loaded with the appropriate antigenic peptide. The tetramer can be labeled with a fluorochrome and analyzed with a fluorescence-activated cell sorter. Taken together, the work presented indicates that (i) an appropriate CD8 T cell response consisting of IFN-y/IL-2 double positive effectors, can potentially control viral infection, including HIV-1 infection, (ii) such a response might be triggered by recombinant viral vaccines, and (iii) CD8 T cell response can be monitored by a variety of techniques, including recently-developed MHC class I tetramers. 1. 2. Préambule et résumé élargi Le présent travail de thèse s'intéresse à l'immunité antivirale du point de vue particulier de la réponse adaptative des cellules T. Le travail expérimental est présenté sous la forme de trois articles publiés (2 articles expérimentaux et 1 article de revue, voir sections 4.1, 4.2 et 4.3, pages 58, 66 et 77, respectivement), décrivant des progrès dans la compréhension du contrôle de l'infection virale par les lymphocytes T CD8, ainsi que dans le développement de nouveaux vaccins contre le Virus d'Immunodéficience de Humaine de type 1 (VIH-1). En raison du caractère spécialisé de l'immunité antivirale de type cellulaire, les articles sont précédés par une introduction générale (section 3), dont le but est de pourvoir le lecteur non avisé avec des bases nécessaire à une meilleure appréhension du travail expérimental. Cette introduction présente les grandes lignes du système immunitaire, et décrit de façon générale les 4 virus utilisés dans le travail expérimental: à savoir le virus VIH-1, le Cytomégalovirus (CMV), le virus Epstein Barr (EBV) et le virus Influenza A (Flu). Toutes les sections sont présentées de façon individuelle et peuvent être consultées séparément. La description des 4 virus a une pertinence particulière quant à leur interaction avec le système immun. En effet, ils induisent une panoplie de réponses immunitaires s'étendant aux extrêmes de la réaction de l'hôte. Influenza A est à l'origine d'une maladie cytopathique aiguë, au décours de laquelle le virus est éradiqué par l'hôte. CMV et EBV sont classiquement à l'origine d'infections pauci-symptomatiques, voire asymptomatiques, après lesquelles les virus persistent de façon latente dans la cellule hôte. Cependant, ils restent sous le contrôle du système immun, qui peut prévenir une éventuelle réactivation. Enfin, VIH-1 s'établit à la fois en infection latente - par l'insertion de son génome dans le chromosome des cellules hôtes - et en infection productive et cytopathique, échappant au contrôle immunitaire et détruisant ses cellules cibles. La compréhension des différences fondamentales entre ces différents types d'interactions virus-hôte devraient faciliter le développement de nouvelles stratégies antivirales. Article 1: Le premier article (section 4.1 Page 58) représente l'objet principal de mon travail de laboratoire. Il analyse la capacité des lymphocytes T CD8 spécifiques de différent virus à sécréter de l'interféron gamma (IFN-y) et/ou de l'interleukine 2 (IL-2) après stimulation par leur antigène spécifique. Les cellules T CD8 jouent un rôle crucial dans le contrôle des infections virales. Elles identifient les cellules infectées en détectant des antigènes viraux présentés à la surface de ces mêmes cellules, et éliminent à la fois les cellules infectées et les virus qu'elles contiennent en induisant l'apoptose et/ou la lyse des cellules cibles. Parallèlement, l'identification de l'antigène par la cellule T CD8 la stimule à sécréter des cytokines. L'IFN-γen est un exemple. L'IFN-γ stimule les cellules infectées à développer une activé antivirale intrinsèque. De plus, il attire sur place d'autres cellules de l'inflammation, et active leur fonction d'éradication des pathogènes. L'IL-2 est un autre exemple. L'IL-2 est essentielle à l'expansion clonale des cellules T CD8 spécifiques à un virus donné. Elle est donc essentielle à augmenter le pool de lymphocytes antiviraux. En conséquence, la double capacité de sécréter de l'IFN-γ et de IL-2 pourrait être un avantage pour le contrôle antiviral par les cellules T CD8. Dans ce travail nous avons comparé les proportions de lymphocytes T CD8 doubles positifs (IFN-γ/IL-2) et simples positifs (IFN-γ) chez trois groupes de sujets: (i) des patients infectés par VIH-1 qui ne contrôlent pas l'infection (progresseurs), (ii) des patients infectés par VIH-1, mais contrôlant l'infection malgré l'absence de traitement ("long term non progressors" [LTNP]) et (iii) des donneurs de sang négatifs pour l'infection à VIH-1. Les résultats ont montré que les individus capables de contrôler une infection possédaient des cellules T CD8 doubles positifs (IFN-γ/IL-2), alors que les patients ne contrôlant pas l'infection procédaient prioritairement des CD8 simples positifs (IFN-γ). Spécifiquement, les lymphocytes T spécifiques pour Flu, CMV, EBV, et VII-1-1 chez les LTNP étaient tous IFN-γ/IL-2 doubles positifs. Au contraire, les lymphocytes T CD8 spécifique à VIH-1 étaient IFN-γ simples positifs chez les progresseurs. La capacité de développer une réponse IFN-γ/IL-2 pourraient être primordiale pour le contrôle de l'infection, indépendamment de la nature du virus. En effet, il a été montré que l'absence de sécrétion d'IL2 par les lymphocytes T CD8 corrélait avec leur incapacité de proliférer. Dans nos mains, cette prolifération a pu être restaurée in vitro par l'adjonction exogène d'IL-2. Toutefois, la faisabilité de ce type de complémentation in vivo n'est pas claire. Des expériences additionnelles ont permis de préciser de stade de développement des lymphocytes doubles positifs et simples positifs par le biais des marqueurs CD45RA et CCR7. Il reste maintenant à comprendre pourquoi certains lymphocytes T CD8 spécifiques sont incapables à sécréter de l'IL-2. Article 2: Le deuxième article explore des nouvelles stratégies pour induire une immunité T CD8 spécifique aux protéines du VIH-1, qui sont édités et exposés à la surface des cellules infectées. Ces signaux consistent en fragments de peptide de 8-13 acide aminés provenant de protéines virales, et exposées à la surface des cellules infectées dans le cadre des molécules spécialisées d'histocompatibilité de classe I (en anglais "major histocompatibility class I" ou MHC I). Pour mimer une infection virale, la polyprotéine Gagpolnef du VIH-1 a été insérée et exprimée dans deux vecteurs viraux atténués, soit MVA (provenant de vaccinia virus) ou NYVAC (provenant d'un poxvirus). Ensuite des souris ont été infectées avec ces virus recombinants et la réponse T CD8 aux peptides issus de Gagpolnef a été étudiée. Les souris ont été capables de développer une réponse de type CD8 T contre ces antigènes du VIH-1. Pour tester si ces antigènes pouvaient aussi être présentés par dans le cadre de molécules MHC humaines, des expériences supplémentaires ont été faites avec des souris exprimant un MHC humain. Les résultats de ces manipulations ont montré que des cellules T CD8 spécifique aux protéines du VIH pouvaient être détectées. Ce travail ouvre de nouvelles options quant à l'utilisation des virus recombinants exprimant Gagpolnef comme stratégie vaccinale contre le virus VIH-I chez l'homme. Article 3: Ces revues décrivent la réponse immunitaire à CMV ainsi que des nouvelles méthodes pouvant servir à sa détection. Une partie du manuscrit décrit la détection de cellule T à l'aide de tétramères. Il s'agit de protéines chimériques composées de 4 quatre molécules MHC liées entre elles. Elles sont ensuite "chargées" avec le peptide antigénique approprié, et utilisée pour détecter les cellules T CD8 spécifiques à ce montage. Elles sont aussi marquées par un fluorochrome, qui permet une analyse avec un cytomètre de flux, et l'isolement ultime des CD8 d'intérêt. En résumé, le travail présenté dans cette thèse indique que (i) une réponse T CD8 appropriée - définie par la présence des cellules effectrices doublement positives pour l'IFN-γ et l'IL-2 - semble indispensable pour le contrôle des infections virales, y compris par le VIH-1, (ii) une telle réponse peut être induite par des vaccin viral recombinant, et (iii) la réponse T CD8 peut être analysée et suivie grâce à plusieurs techniques, incluant celle des tétramères de MHC class I. 1.3. Résumé pour un large public Le système immunitaire humain est composé de différents éléments (cellules, tissus et organes) qui participent aux défenses de l'organisme contre les pathogènes (bactéries, virus). Parmi ces cellules, les lymphocytes T CD8, également appelés cellules tueuses, jouent un rôle important dans la réponse immunitaire et le contrôle des infections virales. Les cellules T CD8 reconnaissent de manière spécifique des fragments de protéines virales qui sont exposés à la surface des cellules infectées par le virus. Suite à cette reconnaissance, les cellules T CD8 sont capables de détruire et d'éliminer ces cellules infectées, ainsi que les virus qu'elles contiennent. Dans le contexte d'une infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), le virus responsable du SIDA, il a pu être montré que la présence des cellules T CD8 est primordiale. En effet, en l'absence de ces cellules, les individus infectés par le VIH progressent plus rapidement vers le SIDA. Au cours de la vie, l'Homme est exposé à plusieurs virus. Mais à l'opposé du VIH, certains d'entre eux ne causent pas des maladies graves : par exemple le virus de la grippe (Influenza), le cytomégalovirus ou encore le virus d'Epstein-Barr. Certains de ces virus peuvent être contrôlés et éliminés de l'organisme (p. ex. le virus de la grippe), alors que d'autres ne sont que contrôlés par notre système immunitaire et restent présents en petite quantité dans le corps sans avoir d'effet sur notre santé. Le sujet de mon travail de thèse porte sur la compréhension du mécanisme de contrôle des infections virales par le système immunitaire : pourquoi certains virus peuvent être contrôlés ou même éliminés de l'organisme alors que d'autres, et notamment le VIH, ne le sont pas. Ce travail a permis de démontrer que les cellules T CD8 spécifiques du VIH ne sécrètent pas les mêmes substances, nécessaires au développement d'une réponse antivirale efficace, que les cellules T CD8 spécifiques des virus contrôlés (le virus de la grippe, le cytomégalovirus et le virus d'Epstein-Barr). Parallèlement nous avons également observé que les lymphocytes T CD8 spécifiques du VIH ne possèdent pas la capacité de se diviser. Ils sont ainsi incapables d'être présents en quantité suffisante pour assurer un combat efficace contre le virus du SIDA. La (les) différence(s) entre les cellules T CD8 spécifiques aux virus contrôlés (grippe, cytomégalovirus et Epstein-Barr) et au VIH pourront peut-être nous amener à comprendre comment restaurer une immunité efficace contre ce dernier.

Ocular distribution, spectrum of activity, and in vivo viral neutralization of a fully humanized anti-herpes simplex virus IgG Fab fragment following topical application.

Herpes simplex ocular infection is a major cause of corneal blindness. Local antiviral treatments exist but are associated with corneal toxicity, and resistance has become an issue. We evaluated the biodistribution and efficacy of a humanized anti-herpes simplex virus (anti-HSV) IgG FAb fragment (AC-8; 53 kDa) following repeated topical administration. AC-8 was found in the corneal epithelium, anterior stroma, subepithelial stromal cells, and retinal glial cells, with preferential entry through the ocular limbus. AC-8 was active against 13 different strains of HSV-1, with 50% and 90% mean effective concentrations (MEC(50) and MEC(90), respectively) ranging from 0.03 to 0.13 μg/ml, indicating broad-spectrum activity. The in vivo efficacy of AC-8 was evaluated in a mouse model of herpes-induced ocular disease. Treatment with low-dose AC-8 (1 mg/ml) slightly reduced the ocular disease scores. A greater reduction of the disease scores was observed in the 10-mg/ml AC-8-treated group, but not as much as with trifluridine (TFT). AC-8 treatment reduced viral titers but less than trifluridine. AC-8 did not display any toxicity to the cornea or other structures in the eye. In summary, topical instillation of an anti-HSV FAb can be used on both intact and ulcerated corneas. It is well tolerated and does not alter reepithelialization. Further studies to improve the antiviral effect are needed for AC-8 to be considered for therapeutic use.

Proliferation capacity and cytotoxic activity are mediated by functionally and phenotypically distinct virus-specific CD8 T cells defined by interleukin-7R{alpha} (CD127) and perforin expression.

Cytotoxicity and proliferation capacity are key functions of antiviral CD8 T cells. In the present study, we investigated a series of markers to define these functions in virus-specific CD8 T cells. We provide evidence that there is a lack of coexpression of perforin and CD127 in human CD8 T cells. CD127 expression on virus-specific CD8 T cells correlated positively with proliferation capacity and negatively with perforin expression and cytotoxicity. Influenza virus-, cytomegalovirus-, and Epstein-Barr virus/human immunodeficiency virus type 1-specific CD8 T cells were predominantly composed of CD127(+) perforin(-)/CD127(-) perforin(+), and CD127(-)/perforin(-) CD8 T cells, respectively. CD127(-)/perforin(-) and CD127(-)/perforin(+) cells expressed significantly more PD-1 and CD57, respectively. Consistently, intracellular cytokine (gamma interferon, tumor necrosis factor alpha, and interleukin-2 [IL-2]) responses combined to perforin detection confirmed that virus-specific CD8 T cells were mostly composed of either perforin(+)/IL-2(-) or perforin(-)/IL-2(+) cells. In addition, perforin expression and IL-2 secretion were negatively correlated in virus-specific CD8 T cells (P &lt; 0.01). As previously shown for perforin, changes in antigen exposure modulated also CD127 expression. Based on the above results, proliferating (CD127(+)/IL-2-secreting) and cytotoxic (perforin(+)) CD8 T cells were contained within phenotypically distinct T-cell populations at different stages of activation or differentiation and showed different levels of exhaustion and senescence. Furthermore, the composition of proliferating and cytotoxic CD8 T cells for a given antiviral CD8 T-cell population appeared to be influenced by antigen exposure. These results advance our understanding of the relationship between cytotoxicity, proliferation capacity, the levels of senescence and exhaustion, and antigen exposure of antiviral memory CD8 T cells.

Functional Characterization of a n NTPase Activity of the Hepatitis C Virus Nonstructural Protein 4B

Background: Nonstructural p rotein 4 B (NS4B) i s the m asterorganizer of hepatitis C virus (HCV) replication complexformation. It is a multispanning membrane protein that has beenreported to p ossess NTPase activity. This enzymatic functionhas been poorly studied so far and its role in the HCV life cycleis u nknown. T he present w ork-in-progress a ims at validatingand functionally c haracterizing this a ctivity a nd its r ole in t heviral life cycle.Methods: B ioinformatic analyses were performed to i dentifykey residues for site-directed mutagenesis, both in t he contextof s ubgenomic r eplicons a s well as recombinant v iruses.Mutants were investigated with respect to R NA replication andinfectious particle p roduction. In p arallel, expression andpurification of recombinant wild-type and mutant NS4B proteinsare being pursued to characterize enzymatic activity in vitro.Results: B ioinformatic a nalyses revealed t hat p redictedNTPase features are conserved only in H CV NS4B b ut n ot i nNS4B from other Flaviviridae f amily m embers. A laninesubstitutions were designed to target predicted key Walker A, Band C motifs. These substitutions affected RNA replication andinfectious virus production to v arying degrees. Optimization ofrecombinant protein production is i n progress both in b acterialas well as mammalian expression systems.Conclusions: These studies should yield new insights into thefunctions of this hitherto poorly characterized viral nonstructuralprotein and may reveal novel targets for antiviral intervention inthe future.

HLA Class I alleles associated with HCV polymorphisms and response to antiviral therapy in HCV genotype 1-infected patients

Aims: The adaptive immune response against hepatitis C virus (HCV) is significantly shaped by the host's composition of HLA alleles. Thus, the HLA phenotype is a critical determinant of viral evolution during adaptive immune pressure. Potential associations of HLA class I alleles with polymorphisms of HCV immune escape variants are largely unknown. Methods: Direct sequence analysis of the genes encoding the HCV proteins E2, NS3 and NS5B in a cohort of 159 patients with chronic HCV genotype 1 infection who were treated with pegylated interferon-alfa 2b and ribavirin in a prospective controlled trial for 48 weeks was exhibited. HLA class I genotyping was performed by strand-specific reverse hybridization with the INNO-LiPA line probe assays for HLA-A and HLA-B and by strand-specific PCR-SSP. We analyzed each amino acid position of HCV proteins using an extension of Fisher's exact test for associations with HLA alleles. In addition, associations of specific HLA alleles with inflammatory activity, liver fibrosis, HCV RNA viral load and virologic treatment outcome were investigated. Results: Separate analyses of HCV subtype 1a and 1b isolates revealed substantially different patterns of HLA-restricted polymorphisms between subtypes. Only one polymorphism within NS5B (V2758x) was significantly associated with HLA B*15 in HCV genotype 1b infected patients (adjusted p=0,048). However, a number of HLA class I-restricted polymorphisms within novel putative HCV CD8+ T cell epitopes (genotype 1a: HLA-A*11 GTRTIASPK1086-1094 [NS3], HLA-B*07 WPAPQGARSL1111-1120 [NS3]; genotype 1b: HLA-A*24 HYAPRPCGI488-496 [E2], HLA-B*44 GENETDVLL530-538 [E2], HLA-B*15 RVFTEAMTRY2757-2766 [NS5B]) were observed with high predicted epitope binding scores assessed by the web-based software SYFPEITHI (>21). Most of the identified putative epitopes were overlapping with already otherwise published epitopes, indicating a high immunogenicity of the accordant HCV protein region. In addition, certain HLA class I alleles were associated with inflammatory activity, stage of liver fibrosis, and sustained virologic response to antiviral therapy. Conclusions: HLA class I restricted HCV sequence polymorphisms are rare. HCV polymorphisms identified within putative HCV CD8+ T cell epitopes in the present study differ in their genomic distribution between genotype 1a and 1b isolates, implying divergent adaptation to the host's immune pressure on the HCV subtype level.