Caracterização molecular do arco da alça V3 da gp 120 do HIV-1

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Perfil de resistência genótica do HIV-1 em pacientes com falha na terapia antirretroviral atendidos pela Rede Nacional de Genotipagem (RENAGENO) na região de Botucatu, SP-Brasil

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB

Estudo das alterações linfocitárias CD4/CD8 e carga viral em pacientes co-infectados HIV/Mycobacterium tuberculosis associadas a frequência de mutações na região Pol do HIV-1

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR

Pesquisa do Mycobacterium sp. em uma população soropositiva para o HIV-1 do Noroeste Paulista

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Estudo epidemiológico e monitoramento de Lamivudina (3TC) e Zidovudina (AZT) na terapêutica do HIV-1 em pacientes de Belém – PA e suas correlações com as funções hepática, renal e nutricional, Belém, Pará

A estimativa de pessoas infectadas pelo HIV no mundo, no ano de 2006, foi cerca de 39,5 milhões. No Brasil, o Ministério da Saúde indica terapia para pacientes com manifestações clínicas associadas ao HIV-1 e para aqueles com contagem de linfócitos T CD4⁺ abaixo de 200 células/ mm³. Paralelamente aos benefícios da terapia anti-retroviral há o reconhecimento de efeitos adversos, como miopatia, lipodistrofia, pancreatite, hepatotoxicidade e acidose lática. A complexidade dos esquemas terapêuticos torna a adesão à terapia difícil, contribuindo para a falha terapêutica. Neste trabalho foi realizado um estudo epidemiológico, de monitoramento de Lamivudina (3TC) e Zidovudina (AZT) e correlacionado com as funções hepática, renal e nutricional em pacientes portadores de HIV-1, atendidos na CASA DIA, em Belém/PA. O grupo populacional estudado constou de 60 portadores do HIV-1 de ambos os gêneros, com faixa etária de 20 a 61 anos, que faziam uso de AZT e/ou 3TC. Os níveis plasmáticos de aminotransferases, uréia e creatinina foram determinados por fotometria de absorção e, por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, foram determinadas as concentrações plasmáticas de 3TC e AZT. O estado nutricional foi avaliado através do Índice de Massa Corpórea (IMC). As concentrações de 3TC variaram de 1,283 a 355,953 μg/mL, enquanto que as de AZT variaram de 0,008 a 22,544 μg/mL. A concentração de 3TC evidenciou associação com a ocupação (p < 0,05) e com a creatininemia (p < 0,0001), mas não com as aminotrasnferases e uremia (p > 0,05). Não encontramos associação entre a concentração de AZT com as informações demográficas e com a creatininemia (p > 0,05), todavia verificou-se associação com as aminotransferases e uremia (p < 0,0001). O IMC revelou associação com todos os parâmetros estudados: concentrações de 3TC, AZT, aminotransferases, uremia e creatininemia (p < 0,05). Concluímos que as concentrações de 3TC podem afetar os níveis de creatinina e sofrem influência do estado nutricional do paciente, enquanto que as concentrações de AZT podem alterar os níveis de aminotransferases, uréia e também são influenciadas pelo estado nutricional, ratificando os processos farmacocinéticos desses fármacos.

Estudo soroepidemiológico da co-infecção pelo Vírus da hepatite B em portadores do HIV-1 e/ou com SIDA/AIDS no Estado do Amapá

Fatores de risco e formas de transmissão do Vírus da Imunodeficiência humana (HIV) e o Vírus da hepatite B (VHB) são freqüentemente os mesmos, o qual explica a alta freqüência de co-infecção envolvendo esses dois agentes. O objetivo desta pesquisa foi estimar a prevalência da infecção pelo VHB, analisar possíveis fatores de risco bem como examinar a associação entre a contagem de linfócitos T CD4⁺, CD8⁺ e carga viral plasmática em 129 portadores do HIV. Cada participante foi submetido a um questionário específico e tinha uma amostra de sangue testada para os marcadores sorológicos HBsAg, anti-HBc total, anti-HBs, contagem de linfócitos T CD4⁺, CD8⁺ e carga viral plasmática. A prevalência total de marcadores para o VHB foi de 46,5%, com 3,1% de soropositividade para o HBsAg, 27,1% para o anti-HBc total e 36,4% para o anti-HBs. Após ajuste por regressão logística, os marcadores sorológicos para hepatite B foram associados com as seguintes variáveis: sexo, preferência sexual e escolaridade. A freqüência de marcadores para hepatite B foi de 39,1% em homens e 16,6% em mulheres. A prevalência de marcadores para hepatite B foi 14,4% em homo/bissexuais e 15,4% em heterossexuais. A menor freqüência de hepatite B (1%) foi encontrada em pessoas com nível superior de escolaridade. Não foram observadas diferenças estatisticamente significante entre contagem de linfócitos CD4⁺, CD8⁺ e carga viral plasmática em pacientes co-infectados com VHB comparados com aqueles pacientes infectados somente com HIV.

LTR point mutations in the Tax-responsive elements of HTLV-1 isolates from HIV/HTLV-1-coinfected patients

Background: In Virology Journal 2011, 8: 535, Neto et al. described point mutations into Tax-responsive elements (TRE) of the LTR region of HTLV-1 isolates from asymptomatic carriers from Sao Paulo, Brazil, and hypothesized that the presence of the G232A mutation in the TRE-1 increase viral proliferation and consequently the proviral load (PvL), while the A184G mutation in the TRE-2 do not have such effect. Findings: We performed the real-time PCR assay (pol) and sequenced LTR region of HTLV-1 isolates from 24 HIV/HTLV-1-coinfected patients without HTLV-1-associated diseases from the same geographic area. These sequences were classified as belonging to the transcontinental subgroup A of the Cosmopolitan subtype a. The frequency of G232A mutation (16/24, 66.7%) was high as much as 61.8% reported by Neto's in HTLV-1 asymptomatic carriers with high PvL. High frequency (13/24, 54.2%) of double mutations G232A and A184G was also detected in HIV/HTLV-1-coinfected patients. We did not quantify PvL, but comparative analyses of the cycle threshold (Ct) median values of the group of isolates presenting the mutated-types sequences (Ct 33.5, n = 16) versus the group of isolates with the wild-type sequences (Ct 32, n = 8) showed no statistical difference (p = 0.4220). Conclusion: The frequencies of mutated-type sequences in the TRE-1 and TRE-2 motifs were high in HIV/HTLV-1-coinfected patients from Sao Paulo, Brazil. If these LTR point mutations have predictive value for the development of HTLV-1-associated diseases or they correspond to the subtype of virus that circulate in this geographic area has to be determined.

Broad and Cross-Clade CD4(+) T-Cell Responses Elicited by a DNA Vaccine Encoding Highly Conserved and Promiscuous HIV-1 M-Group Consensus Peptides

T-cell based vaccine approaches have emerged to counteract HIV-1/AIDS. Broad, polyfunctional and cytotoxic CD4(+) T-cell responses have been associated with control of HIV-1 replication, which supports the inclusion of CD4(+) T-cell epitopes in vaccines. A successful HIV-1 vaccine should also be designed to overcome viral genetic diversity and be able to confer immunity in a high proportion of immunized individuals from a diverse HLA-bearing population. In this study, we rationally designed a multiepitopic DNA vaccine in order to elicit broad and cross-clade CD4(+) T-cell responses against highly conserved and promiscuous peptides from the HIV-1 M-group consensus sequence. We identified 27 conserved, multiple HLA-DR-binding peptides in the HIV-1 M-group consensus sequences of Gag, Pol, Nef, Vif, Vpr, Rev and Vpu using the TEPITOPE algorithm. The peptides bound in vitro to an average of 12 out of the 17 tested HLA-DR molecules and also to several molecules such as HLA-DP, -DQ and murine IA(b) and IA(d). Sixteen out of the 27 peptides were recognized by PBMC from patients infected with different HIV-1 variants and 72% of such patients recognized at least 1 peptide. Immunization with a DNA vaccine (HIVBr27) encoding the identified peptides elicited IFN-gamma secretion against 11 out of the 27 peptides in BALB/c mice; CD4(+) and CD8(+) T-cell proliferation was observed against 8 and 6 peptides, respectively. HIVBr27 immunization elicited cross-clade T-cell responses against several HIV-1 peptide variants. Polyfunctional CD4(+) and CD8(+) T cells, able to simultaneously proliferate and produce IFN-gamma and TNF-alpha, were also observed. This vaccine concept may cope with HIV-1 genetic diversity as well as provide increased population coverage, which are desirable features for an efficacious strategy against HIV-1/AIDS.

HIV-1 Proviral DNA Loads (as Determined by Quantitative PCR) in Patients Subjected to Structured Treatment Interruption after Antiretroviral Therapy Failure

The impact of Structured Treatment Interruption (STI) in peripheral blood mononuclear cell (PBMC) proviral reservoirs in 41 highly active antiretroviral therapy (HAART)-treated viremic individuals at baseline and 12 weeks after STI was determined using quantitative PCR (qPCR). Viral load increased 0.7 log(10) and CD4 decreased 97.5 cells/mm(3) after 12 weeks. A total of 28 of the 41 individuals showed an increased proviral load, 19 with a statistically significant increase above 10%. An increase in active viral replication is an important factor in the replenishment of the proviral reservoir even for short time periods.

Influence of HAART on Alternative Reading Frame Immune Responses over the Course of HIV-1 Infection

Background: Translational errors can result in bypassing of the main viral protein reading frames and the production of alternate reading frame (ARF) or cryptic peptides. Within HIV, there are many such ARFs in both sense and the antisense directions of transcription. These ARFs have the potential to generate immunogenic peptides called cryptic epitopes (CE). Both antiretroviral drug therapy and the immune system exert a mutational pressure on HIV-1. Immune pressure exerted by ARF CD8(+) T cells on the virus has already been observed in vitro. HAART has also been described to select HIV-1 variants for drug escape mutations. Since the mutational pressure exerted on one location of the HIV-1 genome can potentially affect the 3 reading frames, we hypothesized that ARF responses would be affected by this drug pressure in vivo. Methodology/Principal findings: In this study we identified new ARFs derived from sense and antisense transcription of HIV-1. Many of these ARFs are detectable in circulating viral proteins. They are predominantly found in the HIV-1 env nucleotide region. We measured T cell responses to 199 HIV-1 CE encoded within 13 sense and 34 antisense HIV-1 ARFs. We were able to observe that these ARF responses are more frequent and of greater magnitude in chronically infected individuals compared to acutely infected patients, and in patients on HAART, the breadth of ARF responses increased. Conclusions/Significance: These results have implications for vaccine design and unveil the existence of potential new epitopes that could be included as vaccine targets.

Relaxation of Adaptive Evolution during the HIV-1 Infection Owing to Reduction of CD4+T Cell Counts

Background: The first stages of HIV-1 infection are essential to establish the diversity of virus population within host. It has been suggested that adaptation to host cells and antibody evasion are the leading forces driving HIV evolution at the initial stages of AIDS infection. In order to gain more insights on adaptive HIV-1 evolution, the genetic diversity was evaluated during the infection time in individuals contaminated by the same viral source in an epidemic cluster. Multiple sequences of V3 loop region of the HIV-1 were serially sampled from four individuals: comprising a single blood donor, two blood recipients, and another sexually infected by one of the blood recipients. The diversity of the viral population within each host was analyzed independently in distinct time points during HIV-1 infection. Results: Phylogenetic analysis identified multiple HIV-1 variants transmitted through blood transfusion but the establishing of new infections was initiated by a limited number of viruses. Positive selection (d(N)/d(S)>1) was detected in the viruses within each host in all time points. In the intra-host viruses of the blood donor and of one blood recipient, X4 variants appeared respectively in 1993 and 1989. In both patients X4 variants never reached high frequencies during infection time. The recipient, who X4 variants appeared, developed AIDS but kept narrow and constant immune response against HIV-1 during the infection time. Conclusion: Slowing rates of adaptive evolution and increasing diversity in HIV-1 are consequences of the CD4+ T cells depletion. The dynamic of R5 to X4 shift is not associated with the initial amplitude of humoral immune response or intensity of positive selection.

High prevalence of the simultaneous excretion of polyomaviruses JC and BK in the urine of HIV-infected patients without neurological symptoms in São Paulo, Brazil

OBJECTIVE: To evaluate the prevalence of the urinary excretion of BKV and JCV in HIV-infected patients without neurological symptoms. METHODS: Urine samples from HIV-infected patients without neurological symptoms were tested for JC virus and BK virus by PCR. Samples were screened for the presence of polyomavirus with sets of primers complementary to the early region of JCV and BKV genome (AgT). The presence of JC virus or BK virus were confirmed by two other PCR assays using sets of primers complementary to the VP1 gene of each virus. Analysis of the data was performed by the Kruskal-Wallis test for numerical data and Pearson or Yates for categorical variables. RESULTS: A total of 75 patients were included in the study. The overall prevalence of polyomavirus DNA urinary shedding was 67/75 (89.3%). Only BKV DNA was detected in 14/75 (18.7%) urine samples, and only JCV DNA was detected in 11/75 (14.7%) samples. Both BKV and JCV DNA were present in 42/75 (56.0%) samples. CONCLUSION: In this study we found high rates of excretion of JCV, BKV, and simultaneous excretion in HIV+ patients. Also these results differ from the others available on the literature.

Studio della patogenesi di HIV-1 nel compartimento osseo: effetti della terapia antiretrovirale convenzionale e nuovi approcci all'eradicazione

L’obiettivo della tesi è studiare il virus HIV-1 in relazione alle alterazioni sistemiche, riscontrate nel paziente HIV-infetto, in particolare alterazioni a carico del sistema scheletrico, indotte dal virus o dall’azione dei farmaci utilizzati nella terapia antiretrovirale (HAART). L’incidenza dell’osteoporosi nei pazienti HIV-positivi è drammaticamente elevata rispetto alla popolazione sana. Studi clinici hanno evidenziato come alcuni farmaci, ad esempio inibitori della proteasi virale, portino alla compromissione dell’omeostasi ossea, con aumento del rischio fratturativo. Il nostro studio prevede un follow-up di 12 mesi dall’inizio della HAART in una coorte di pazienti naïve, monitorando diversi markers ossei. I risultati ottenuti mostrano un incremento dei markers metabolici del turnover osseo, confermando l’impatto della HAART sull’omeostasi ossea. Successivamente abbiamo focalizzato la nostra attenzione sugli osteoblasti, il citotipo che regola la sintesi di nuova matrice ossea. Gli esperimenti condotti sulla linea HOBIT mettono in evidenza come il trattamento, in particolare con inibitori della proteasi, porti ad apoptosi nel caso in cui vi sia una concentrazione di farmaco maggiore di quella fisiologica. Tuttavia, anche concentrazioni fisiologiche di farmaci possono regolare negativamente alcuni marker ossei, come ALP e osteocalcina. Infine esiste la problematica dell’eradicazione di HIV-1 dai reservoirs virali. La HAART riesce a controllare i livelli viremici, ciononostante diversi studi propongono alcuni citotipi come potenziali reservoir di infezione, vanificando l’effetto della terapia. Abbiamo, perciò, sviluppato un nuovo approccio molecolare all’eradicazione: sfruttare l’enzima virale integrasi per riconoscere in modo selettivo le sequenze LTR virali per colpire il virus integrato. Fondendo integrasi e l’endonucleasi FokI, abbiamo generato diversi cloni. Questi sono stati transfettati stabilmente in cellule Jurkat, suscettibili all’infezione. Una volta infettate, abbiamo ottenuto una significativa riduzione dei markers di infezione. Successivamente la transfezione nella linea linfoblastica 8E5/LAV, che porta integrata nel genoma una copia di HIV, ha dato risultati molto incoraggianti, come la forte riduzione del DNA virale integrato.

Studio dell'interazione di HIV-1 sulle cellule progenitrici ematopoietiche CD34+ (HPCs)

Oltre alla progressiva perdita dei linfociti T CD4, i pazienti HIV-infetti presentano diverse citopenie periferiche. In particolare l’anemia si riscontra nel 10% dei pazienti asintomatici e nel 92% di quelli con AIDS e la terapia cART non è in grado di risolvere tale problematica. I meccanismi patogenetici alla base di questa citopenia si ritiene che possano riguardare la deregolazione citochinica, il danno alle HPCs, alle cellule in differenziamento e alle cellule stromali. Le cellule progenitrici ematopoietiche CD34+, dopo essere state separate da sangue cordonale e differenziate verso la linea eritroide, sono state trattate con HIV-1 attivo, inattivato al calore e gp120. In prima istanza è stata messa in luce la mancata suscettibilità all’infezione e l’aumento dell’ apoptosi dovuto al legame gp120-CD4/CXCR4 e mediato dal TGF-β1 nelle cellule progenitrici indifferenziate. L’aspetto innovativo di questo studio però si evidenzia esaminando l’effetto di gp120 durante il differenziamento verso la filiera eritrocitaria. Sono stati utilizzati due protocolli sperimentali: nel primo le cellule sono inizialmente trattate per 24 ore con gp120 (o con HIV-1 inattivato al calore) e poi indotte in differenziamento, nel secondo vengono prima differenziate e poi trattate con gp120. Il “priming” negativo determina una apoptosi gp120-indotta molto marcata già dopo 48 ore dal trattamento ed una riduzione del differenziamento. Se tali cellule vengono invece prima differenziate per 24 ore e poi trattate con gp120, nei primi 5 giorni dal trattamento, è presente un aumento di proliferazione e differenziamento, a cui segue un brusco arresto che culmina con una apoptosi molto marcata (anch’essa dipendente dal legame gp120-CD4 e CXCR4 e TGF-β1 dipendente) e con una drastica riduzione del differenziamento. L’insieme dei risultati ha permesso di definire in modo consistente la complessità della genesi dell’anemia in questi pazienti e di poter suggerire nuovi target terapeutici in questi soggetti, già sottoposti a cART.