HIV-1 Capture and Transmission by Dendritic Cells: The Role of Viral Glycolipids and the Cellular Receptor Siglec-1

Dendritic cells (DCs) are essential in order to combat invading viruses and trigger antiviral responses. Paradoxically, in the case of HIV-1, DCs might contribute to viral pathogenesis through trans-infection, a mechanism that promotes viral capture and transmission to target cells, especially after DC maturation. In this review, we highlight recent evidence identifying sialyllactosecontaining gangliosides in the viral membrane and the cellular lectin Siglec-1 as critical determinants for HIV-1 capture and storage by mature DCs and for DC-mediated trans-infection of T cells. In contrast, DC-SIGN, long considered to be the main receptor for DC capture of HIV-1, plays a minor role in mature DC-mediated HIV-1 capture and trans-infection.

HIV-1 Transmission During Recent Infection and During Treatment Interruptions as Major Drivers of New Infections in the Swiss HIV Cohort Study.

BACKGROUND: Reducing the fraction of transmissions during recent human immunodeficiency virus (HIV) infection is essential for the population-level success of "treatment as prevention". METHODS: A phylogenetic tree was constructed with 19 604 Swiss sequences and 90 994 non-Swiss background sequences. Swiss transmission pairs were identified using 104 combinations of genetic distance (1%-2.5%) and bootstrap (50%-100%) thresholds, to examine the effect of those criteria. Monophyletic pairs were classified as recent or chronic transmission based on the time interval between estimated seroconversion dates. Logistic regression with adjustment for clinical and demographic characteristics was used to identify risk factors associated with transmission during recent or chronic infection. FINDINGS: Seroconversion dates were estimated for 4079 patients on the phylogeny, and comprised between 71 (distance, 1%; bootstrap, 100%) to 378 transmission pairs (distance, 2.5%; bootstrap, 50%). We found that 43.7% (range, 41%-56%) of the transmissions occurred during the first year of infection. Stricter phylogenetic definition of transmission pairs was associated with higher recent-phase transmission fraction. Chronic-phase viral load area under the curve (adjusted odds ratio, 3; 95% confidence interval, 1.64-5.48) and time to antiretroviral therapy (ART) start (adjusted odds ratio 1.4/y; 1.11-1.77) were associated with chronic-phase transmission as opposed to recent transmission. Importantly, at least 14% of the chronic-phase transmission events occurred after the transmitter had interrupted ART. CONCLUSIONS: We demonstrate a high fraction of transmission during recent HIV infection but also chronic transmissions after interruption of ART in Switzerland. Both represent key issues for treatment as prevention and underline the importance of early diagnosis and of early and continuous treatment.

A human immune data-informed vaccine concept elicits strong and broad T-cell specificities associated with HIV-1 control in mice and macaques

Background: None of the HIV T-cell vaccine candidates that have reached advanced clinical testing have been able to induce protective T cell immunity. A major reason for these failures may have been suboptimal T cell immunogen designs. Methods: To overcome this problem, we used a novel immunogen design approach that is based on functional T cell response data from more than 1,000 HIV-1 clade B and C infected individuals and which aims to direct the T cell response to the most vulnerable sites of HIV-1. Results: Our approach identified 16 regions in Gag, Pol, Vif and Nef that were relatively conserved and predominantly targeted by individuals with reduced viral loads. These regions formed the basis of the HIVACAT T-cell Immunogen (HTI) sequence which is 529 amino acids in length, includes more than 50 optimally defined CD4+ and CD8+ T-cell epitopes restricted by a wide range of HLA class I and II molecules and covers viral sites where mutations led to a dramatic reduction in viral replicative fitness. In both, C57BL/6 mice and Indian rhesus macaques immunized with an HTI-expressing DNA plasmid (DNA.HTI) induced broad and balanced T-cell responses to several segments within Gag, Pol, and Vif. DNA.HTI induced robust CD4+ and CD8+ T cell responses that were increased by a booster vaccination using modified virus Ankara (MVA.HTI), expanding the DNA.HTI induced response to up to 3.2% IFN-γ T-cells in macaques. HTI-specific T cells showed a central and effector memory phenotype with a significant fraction of the IFN-γ+ CD8+ T cells being Granzyme B+ and able to degranulate (CD107a+). Conclusions: These data demonstrate the immunogenicity of a novel HIV-1 T cell vaccine concept that induced broadly balanced responses to vulnerable sites of HIV-1 while avoiding the induction of responses to potential decoy targets that may divert effective T-cell responses towards variable and less protective viral determinants.

Gp120/CD4 blocking antibodies are frequently elicited in ART-naïve chronically HIV-1 infected individuals

Antibodies with the ability to block the interaction of HIV-1 envelope glycoprotein (Env) gp120 with CD4, including those overlapping the CD4 binding site (CD4bs antibodies), can protect from infection by HIV-1, and their elicitation may be an interesting goal for any vaccination strategy. To identify gp120/CD4 blocking antibodies in plasma samples from HIV-1 infected individuals we have developed a competitive flow cytometry-based functional assay. In a cohort of treatment-naïve chronically infected patients, we showed that gp120/ CD4 blocking antibodies were frequently elicited (detected in 97% plasma samples) and correlated with binding to trimeric HIV-1 envelope glycoproteins. However, no correlation was observed between functional CD4 binding blockade data and titer of CD4bs antibodies determined by ELISA using resurfaced gp120 proteins. Consistently, plasma samples lacking CD4bs antibodies were able to block the interaction between gp120 and its receptor, indicating that antibodies recognizing other epitopes, such as PGT126 and PG16, can also play the same role. Antibodies blocking CD4 binding increased over time and correlated positively with the capacity of plasma samples to neutralize the laboratory-adapted NL4.3 and BaL virus isolates, suggesting their potential contribution to the neutralizing workforce of plasma in vivo. Determining whether this response can be boosted to achieve broadly neutralizing antibodies may provide valuable information for the design of new strategies aimed to improve the anti-HIV-1 humoral response and to develop a successful HIV- 1 vaccine.

HIV-1 immune activation induces siglec-1 expression and enhances viral trans-infection in blood and tissue myeloid cells

Background: Myeloid cells are key players in the recognition and response of the host against invading viruses. Paradoxically, upon HIV-1 infection, myeloid cells might also promote viral pathogenesis through trans-infection, a mechanism that promotes HIV-1 transmission to target cells via viral capture and storage. The receptor Siglec-1 (CD169) potently enhances HIV-1 trans-infection and is regulated by immune activating signals present throughout the course of HIV-1 infection, such as interferon α (IFNα). Results: Here we show that IFNα-activated dendritic cells, monocytes and macrophages have an enhanced ability to capture and trans-infect HIV-1 via Siglec-1 recognition of viral membrane gangliosides. Monocytes from untreated HIV-1-infected individuals trans-infect HIV-1 via Siglec-1, but this capacity diminishes after effective antiretroviral treatment. Furthermore, Siglec-1 is expressed on myeloid cells residing in lymphoid tissues, where it can mediate viral trans-infection. Conclusions: Siglec-1 on myeloid cells could fuel novel CD4+ T-cell infections and contribute to HIV-1 dissemination in vivo.

Teste rápido para detecção da infecção pelo HIV-1 em gestantes

Objetivos: avaliar os resultados do teste de diagnóstico rápido da infecção pelo HIV-1 disponibilizado pelo Ministério da Saúde, para identificação de gestantes contaminadas por este vírus. Métodos: avaliação prospectiva de 443 gestantes sem teste sorológico para HIV no pré-natal, atendidas no Departamento de Ginecologia e Obstetrícia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto-Universidade de São Paulo (HCFMRP-USP), entre fevereiro e junho de 2000. As amostras destas pacientes foram submetidas ao teste rápido imunocromatográfico, sendo comparadas com ELISA e confirmadas pela aglutinação. Resultados: dentre as 443 gestantes submetidas ao teste rápido (20,1% dos partos no período), 16 apresentaram resultados positivos (3,6%). Nenhuma amostra negativa pelo teste rápido foi positiva pelo ELISA. Entretanto, das 16 amostras positivas pelo teste rápido, duas foram negativas pelos testes confirmatórios. Logo, a sensibilidade do teste rápido foi de 100,0%, especificidade 99,5%, valor preditivo positivo 87,5% e valor preditivo negativo 100,0%. Conclusões: os resultados obtidos na avaliação do teste para o diagnóstico rápido da infecção pelo HIV-1 em gestantes revelaram sensibilidade, especificidade e valores preditivos que o credenciam como recurso extremamente importante na indicação de medidas que reduzem a transmissão perinatal desse vírus.

Controle de polidrâmnio recorrente em gestante portadora do HIV-1: relato de caso

A redução da transmissão vertical (TV) do vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1) utilizando a profilaxia com a zidovudina (AZT) representa significativo avanço na assistência pré-natal e obstétrica destas pacientes. Condutas obstétricas invasivas são contra-indicadas em gestantes portadoras do HIV-1, em face do risco de aumento da taxa de TV deste vírus. Os autores relatam um caso de polidrâmnio recorrente em gestante portadora do HIV-1, que exigiu drenagem por amniocentese. Foram realizadas quatro punções ao longo da gestação, na 23ª, 26ª, 27ª e 29ª semanas, todas guiadas por ultra-sonografia, drenando, respectivamente, 1.800, 1.450, 1.700 e 1.960 mL de líquido amniótico claro em cada punção. Com 30 semanas e 5 dias de gestação a paciente apresentou trabalho de parto pré-termo, evoluindo para parto vaginal de recém-nato (RN) pesando 1.690 g e medindo 43 cm. O RN evoluiu com diagnóstico de nefropatia perdedora de sódio, tendo três aferições de reação em cadeia de polimerase para HIV-1 negativas. Os autores ilustram uma opção no manejo de situações que envolvam gestantes portadoras do HIV-1 que necessitem de procedimentos obstétricos invasivos, utilizando AZT endovenoso (2 mg/kg) previamente ao procedimento, medida que apresentou excelente resultado no caso descrito, evitando a infecção perinatal pelo HIV-1.

Produção de interleucina-10 na gestação reduz a taxa de replicação do HIV-1 em culturas de linfócitos maternos

OBJETIVO: avaliar a proliferação de células T e a produção de citocinas em gestantes infectadas pelo HIV-1 e seu impacto na replicação viral in vitro. MÉTODOS: sangue periférico de 12 gestantes infectadas pelo HIV-1 e de seus neonatos, bem como de 10 gestantes HIV-1 negativas, foi colhido e a quantidade de linfócitos TCD4+ e TCD8+ periféricos foi avaliada por citometria de fluxo. Para obter plasma ou células mononucleares periféricas (PBMC), as amostras foram centrifugadas na ausência ou presença de um gradiente de Ficoll-Hypaque, respectivamente. As PBMC foram mantidas em cultura por sete dias na presença de fito-hemaglutinina mais IL-2 recombinante e a resposta linfoproliferativa de células T foi analisada pelo método de exclusão em azul de Trypan. Em alguns experimentos, as culturas foram mantidas na presença adicional de anticorpo anti-IL-10. Os plasmas e sobrenadantes das culturas de PBMC ativadas foram submetidos à análise da produção de citocinas, pelo método ELISA indireto, e a carga viral, detectada pelo RT-PCR. RESULTADOS: independente da carga viral plasmática, a resposta linfoproliferativa em culturas de células obtidas de gestantes infectadas pelo HIV foi inferior às amostras normais [4,2±0,37 vs 2,4±0,56 (x 10(6)) células/mL; p<0.005]. Tanto em gestantes normais quanto em pacientes com cargas virais baixas, os níveis de IL-10 foram mais elevados que os das gestantes com elevada replicação viral (9.790±3.224 vs 1.256±350 pg/mL; p=0.002). Níveis elevados de TNF-alfa no soro (7.200±2.440 vs 510±476 pg/mL) e nas culturas de células (21.350±15.230 vs 1.256±350 pg/mL) correlacionaram-se à carga viral plasmática elevada e a infecção neonatal. O bloqueio da IL-10 endógena com anticorpos anti-IL-10 aumentou a replicação do HIV-1 em cultura de células. CONCLUSÃO: nossos resultados sugerem que a IL-10 exerce influência negativa na replicação viral, o que provavelmente contribui para reduzir o risco de infecção vertical.

Diversidade genética do vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1) em mulheres infectadas de uma cidade do nordeste do Brasil

OBJETIVO: descrever a diversidade genética dos isolados de HIV-1 de mulheres soropositivas acompanhadas em um centro de referência. MÉTODOS: estudo transversal, no qual foram incluídas 96 mulheres com dois testes sorológicos ELISA e um teste confirmatório Western Blot. Das amostras de sangue periférico, foram determinadas a carga viral pelo kit b-DNA e a contagem de linfócitos T CD4 e T CD8 pela citometria de fluxo excalibur. A extração e purificação do DNA pró-viral foi realizada pela reação em cadeia da polimerase (PCR), utilizando o kit QIAamp Blood (Qiagen Inc., Chatsworth, CA, USA). O sequenciamento da região pol foi realizado em 52 isolados com o (3100 Genetic Analyzer, Applied Biosystems Inc., Foster City, CA) e a genotipagem foi investigada pela ferramenta Rega (Rega Subtyping Tool). O padrão de resistência aos antirretrovirais (ARV) foi inferido pelo algoritmo do banco de dados Stanford HIV Resistance. Os estágios clínicos das participantes foram definidos como A, B ou C segundo os critérios do Center for Diseases Control (CDC). Para a análise estatística dos dados, foram utilizados os testes do χ2 para as variáveis categóricas e o teste t de Student para as variáveis numéricas. RESULTADOS: a média de idade da amostra, o tempo médio de doença e de tratamento foram: 33,7; 3,8 e 2,5 anos, respectivamente. A média da carga viral foi log10 2,3 cópias/mL; a dos linfócitos T CD4 e T CD8 foi 494,9 células/µL e 1126,4 células/µL. Sobre o estágio clínico, 30 mulheres estavam no estádio A, 47 no B e 19 no C. O sequenciamento dos 52 isolados encontrou 33 do subtipo B, quatro do F, um do C e 14 do recombinante BF. A análise da resistência aos ARV mostrou 39 (75,0%) isolados susceptíveis, 13 (25,0%) resistentes aos inibidores da transcriptase reversa (INTR) e três (5,7%) aos inibidores da protease (IP). CONCLUSÕES: Houve grande diversidade do HIV-1 e elevado percentual de isolados resistentes aos ARV na amostra estudada.