Collapsing Glomerulopathy. A Treatable Disease?

Renal disease is a relatively common complication in human immunodeficiency virus (HIV) infected patients and has become the fourth leading cause of death in AIDS individuals, immediately following septicaemia, pneumonia and hepatic disease. HIV associated nephropathy, HIV associated immune complex renal disease and HIV associated thrombotic microangiopathy are the main causes of chronic renal failure in this population. The authors report a case of a 44 year-old black male, HIV 1 infected with low CD4 count, admitted to the nephrology department with non nephrotic proteinuria and renal failure. Renal biopsy revealed a focal segmental glomerulosclerosis collapsing variant. The patient was treated with highly active antiretroviral therapy and an ACE inhibitor and, at 3 months of follow-up, has recovered his renal function. This case illustrates the efficacy of highly active antiretroviral therapy (HAART) on HIV associated nephropathy. Prospective studies are needed to evaluate HAART in the treatment of HIV associated nephropathies.

Economic analysis in health care regulation : three essays

ABSTRACT - It is the purpose of the present thesis to emphasize, through a series of examples, the need and value of appropriate pre-analysis of the impact of health care regulation. Specifically, the thesis presents three papers on the theme of regulation in different aspects of health care provision and financing. The first two consist of economic analyses of the impact of health care regulation and the third comprises the creation of an instrument for supporting economic analysis of health care regulation, namely in the field of evaluation of health care programs. The first paper develops a model of health plan competition and pricing in order to understand the dynamics of health plan entry and exit in the presence of switching costs and alternative health premium payment systems. We build an explicit model of death spirals, in which profitmaximizing competing health plans find it optimal to adopt a pattern of increasing relative prices culminating in health plan exit. We find the steady-state numerical solution for the price sequence and the plan’s optimal length of life through simulation and do some comparative statics. This allows us to show that using risk adjusted premiums and imposing price floors are effective at reducing death spirals and switching costs, while having employees pay a fixed share of the premium enhances death spirals and increases switching costs. Price regulation of pharmaceuticals is one of the cost control measures adopted by the Portuguese government, as in many European countries. When such regulation decreases the products’ real price over time, it may create an incentive for product turnover. Using panel data for the period of 1997 through 2003 on drug packages sold in Portuguese pharmacies, the second paper addresses the question of whether price control policies create an incentive for product withdrawal. Our work builds the product survival literature by accounting for unobservable product characteristics and heterogeneity among consumers when constructing quality, price control and competition indexes. These indexes are then used as covariates in a Cox proportional hazard model. We find that, indeed, price control measures increase the probability of exit, and that such effect is not verified in OTC market where no such price regulation measures exist. We also find quality to have a significant positive impact on product survival. In the third paper, we develop a microsimulation discrete events model (MSDEM) for costeffectiveness analysis of Human Immunodeficiency Virus treatment, simulating individual paths from antiretroviral therapy (ART) initiation to death. Four driving forces determine the course of events: CD4+ cell count, viral load resistance and adherence. A novel feature of the model with respect to the previous MSDEMs is that distributions of time to event depend on individuals’ characteristics and past history. Time to event was modeled using parametric survival analysis. Events modeled include: viral suppression, regimen switch due virological failure, regimen switch due to other reasons, resistance development, hospitalization, AIDS events, and death. Disease progression is structured according to therapy lines and the model is parameterized with cohort Portuguese observational data. An application of the model is presented comparing the cost-effectiveness ART initiation with two nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors (NRTI) plus one non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor(NNRTI) to two NRTI plus boosted protease inhibitor (PI/r) in HIV- 1 infected individuals. We find 2NRTI+NNRTI to be a dominant strategy. Results predicted by the model reproduce those of the data used for parameterization and are in line with those published in the literature.

Genomic characterization of a Brazilian TT Virus isolate closely related to SEN virus-F

SEN virus (SENV) is a circular, single stranded DNA virus that has been first characterized in the serum of a human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1)-infected patient. Eight genotypes of SENV (A-H) have been identified and further recognized as variants of TT virus (TTV) in the family Circoviridae. Here we describe the first genomic characterization of a SENV isolate (5-A) from South America. Using 'universal' primers, able to amplify most, if not all, TTV/SENV genotypes, a segment of > 3 kb was amplified by polymerase chain reaction from the serum of an HIV-1 infected patient. The amplicon was cloned and a 3087-nucleotide sequence was determined, that showed a high (85%) homology with the sequence of the Italian isolate SENV-F. Proteins encoded by open reading frames (ORFs) 1 to 4 consisted of 758, 129, 276, and 267 amino acids, respectively. By phylogenetic analysis, isolate 5-A was classified into TTV genotype 19 (phylogenetic group 3), together with SENV-F and TTV isolate SAa-38.

Antiretroviral drug toxicity in relation to pharmacokinetics, metabolic profile and pharmacogenetics.

Introduction: Besides therapeutic effectiveness, drug tolerability is a key issue for treatments that must be taken indefinitely. Given the high prevalence of toxicity in HIV therapy, the factors implicated in drug-induced morbidities should be identified in order to improve the safety, tolerability and adherence to the treatments. Current approaches have focused almost exclusively on parent drug concentrations; whereas recent evidence suggests that drug metabolites resulting from complex genetic and environmental influences can also contribute to treatment outcome. Pharmacogenetic variations have shown to play a relevant role in the variability observed in antiretroviral drug exposure, clinical response and sometimes toxicity. The integration of pharmacokinetic, pharmacogenetic and metabolic determinants will more probably address current therapeutic needs in patients. Areas covered: This review offers a concise description of three classes of antiretroviral drugs. The review looks at the metabolic profile of these drugs and gives a comprehensive summary of the existing literature on the influence of pharmacogenetics on their pharmacokinetics and metabolic pathways, and the associated drug or metabolite toxicity. Expert opinion: Due to the high prevalence of toxicity and the related risk of low adherence to the treatments, association of kinetic, genetic and metabolic markers predictive of therapeutic or toxicity outcomes could represent a more complete approach for optimizing antiretroviral therapy.

Genomewide association study of atazanavir pharmacokinetics and hyperbilirubinemia in AIDS Clinical Trials Group protocol A5202.

BACKGROUND: Atazanavir-associated hyperbilirubinemia can cause premature discontinuation of atazanavir and avoidance of its initial prescription. We used genomewide genotyping and clinical data to characterize determinants of atazanavir pharmacokinetics and hyperbilirubinemia in AIDS Clinical Trials Group protocol A5202. METHODS: Plasma atazanavir pharmacokinetics and indirect bilirubin concentrations were characterized in HIV-1-infected patients randomized to atazanavir/ritonavir-containing regimens. A subset had genomewide genotype data available. RESULTS: Genomewide assay data were available from 542 participants, of whom 475 also had data on estimated atazanavir clearance and relevant covariates available. Peak bilirubin concentration and relevant covariates were available for 443 participants. By multivariate analysis, higher peak on-treatment bilirubin levels were found to be associated with the UGT1A1 rs887829 T allele (P=6.4×10), higher baseline hemoglobin levels (P=4.9×10), higher baseline bilirubin levels (P=6.7×10), and slower plasma atazanavir clearance (P=8.6×10). For peak bilirubin levels greater than 3.0 mg/dl, the positive predictive value of a baseline bilirubin level of 0.5 mg/dl or higher with hemoglobin concentrations of 14 g/dl or higher was 0.51, which increased to 0.85 with rs887829 TT homozygosity. For peak bilirubin levels of 3.0 mg/dl or lower, the positive predictive value of a baseline bilirubin level less than 0.5 mg/dl with a hemoglobin concentration less than 14 g/dl was 0.91, which increased to 0.96 with rs887829 CC homozygosity. No polymorphism predicted atazanavir pharmacokinetics at genomewide significance. CONCLUSION: Atazanavir-associated hyperbilirubinemia is best predicted by considering UGT1A1 genotype, baseline bilirubin level, and baseline hemoglobin level in combination. Use of ritonavir as a pharmacokinetic enhancer may have abrogated genetic associations with atazanavir pharmacokinetics.

Antiretroviral therapy during pregnancy and premature birth: analysis of Swiss data.

BACKGROUND: There is an ongoing debate as to whether combined antiretroviral treatment (cART) during pregnancy is an independent risk factor for prematurity in HIV-1-infected women. OBJECTIVE: The aim of the study was to examine (1) crude effects of different ART regimens on prematurity, (2) the association between duration of cART and duration of pregnancy, and (3) the role of possibly confounding risk factors for prematurity. METHOD: We analysed data from 1180 pregnancies prospectively collected by the Swiss Mother and Child HIV Cohort Study (MoCHiV) and the Swiss HIV Cohort Study (SHCS). RESULTS: Odds ratios for prematurity in women receiving mono/dual therapy and cART were 1.8 [95% confidence interval (CI) 0.85-3.6] and 2.5 (95% CI 1.4-4.3) compared with women not receiving ART during pregnancy (P=0.004). In a subgroup of 365 pregnancies with comprehensive information on maternal clinical, demographic and lifestyle characteristics, there was no indication that maternal viral load, age, ethnicity or history of injecting drug use affected prematurity rates associated with the use of cART. Duration of cART before delivery was also not associated with duration of pregnancy. CONCLUSION: Our study indicates that confounding by maternal risk factors or duration of cART exposure is not a likely explanation for the effects of ART on prematurity in HIV-1-infected women.

Interruptions of cART limits CD4 T-cell recovery and increases the risk for opportunistic complications and death.

BACKGROUND: A major goal of antiretroviral therapy (ART) for HIV-1-infected persons is the recovery of CD4 T lymphocytes, resulting in thorough protection against opportunistic complications. Interruptions of ART are still frequent. The long-term effect on CD4 T-cell recovery and clinical events remains unknown. METHODS: Immunological and clinical endpoints were evaluated in 2491 participants of the Swiss HIV Cohort Study initiating ART during a mean follow-up of 7.1 years. Data were analysed in persons with treatment interruptions (n = 1271; group A), continuous ART, but intermittent HIV-1 RNA at least 1000 copies/ml (n = 469; group B) and continuous ART and HIV-1 RNA constantly less than 1000 copies/ml (n = 751; group C). Risk factors for low CD4 T-cell counts and clinical events were analysed using Cox proportional hazards models. RESULTS: In groups A-C, CD4 T lymphocytes increased to a median of 427, 525 and 645 cells/μl at 8 years. In group A, 63.0 and 37.2% reached above 350 and 500 CD4 T cells/μl, whereas in group B 76.3 and 55.8% and in group C 87.3 and 68.0% reached these thresholds (P < 0.001). CD4 T-cell recovery directly depended on the cumulative duration of treatment interruptions. In addition, participants of group A had more Centers for Disease Control and Prevention B/C events, resulting in an increased risk of death. Major risk factors for not reaching CD4 T cells above 500 cells/μl included lower baseline CD4 T-cell count, higher age and hepatitis C virus co-infection. CONCLUSION: In persons receiving continuous ART larger CD4 T-cell recovery and a reduced risk for opportunistic complications and death was observed. CD4 T-cell recovery was smaller in persons with treatment interruptions more than 6 months.

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.

Étude des facteurs influençant la susceptibilité à l'infection au VIH chez des femmes africaines

Chez la femme, la majorité des cas d’infection au VIH sont acquis lors de relations hétérosexuelles. Cependant, très peu d’informations sont disponibles concernant l’immunité locale naturelle du tractus génital féminin, les facteurs influençant la susceptibilité à l’infection au VIH dans ce compartiment, ainsi que la réponse immunitaire de la muqueuse enclenchée après l’infection. Le but de notre projet est donc d’étudier certains facteurs pouvant être impliqués dans la susceptibilité à l’infection au VIH, afin de mieux comprendre l’immunité du tractus génital féminin. Nous avons, dans un premier temps, analysé le rôle du polymorphisme des gènes HLA-G et HLA-E sur la susceptibilité au VIH dans une population de femmes zimbabwéennes. La présence de l’allèle HLA-G*0105N, en combinaison avec le génotype HLA-EG/HLA-EG, était associée avec une diminution du risque d’infection. Puis, dans une étude cas-contrôle de travailleuses du sexe (TS) du Bénin, nous avons mesuré l’expression de HLA-G soluble au niveau du plasma. Nous avons observé une différence significative dans l’expression de HLA-G soluble, celle-ci étant plus faible dans le groupe des TS VIH positives comparé aux groupes de TS VIH négatives et de femmes VIH négatives de la population générale. Nous avons aussi analysé l’expression de cytokines et chimiokines dans le sérum et le tractus génital des participantes de l’étude du Bénin. Nous avons constaté que chez les TS VIH positives il y avait une expression plus élevée des chimiokines MPC-3, IP-10 et MIG dans le tractus génital et le sérum comparativement aux deux autres groupes. Les patrons d’expression des cytokines variaient selon les compartiments : le niveau de TNF-α et IFN-γ était plus élevé dans le tractus génital des TS VIH positives, alors que le niveau d’IL-2, d’IL-10 et de TNF-α était plus faible dans le sang des TS VIH positives, comparativement aux deux autres groupes. Ainsi, au niveau du tractus génital des femmes VIH positives, il semble y avoir une activation chronique du système immunitaire dans le but de favoriser la dissémination/perpétuation du virus. Les patrons d’expression différents entre le milieu systémique et génital nous montrent que l’immunité présente dans un compartiment n’est pas nécessairement le reflet de l’autre. Nous avons aussi observé une augmentation significative des niveaux d’IL-4, de MIP-1α, de MIP-1β et de MCP-1 dans le sérum des TS VIH négatives. Ces personnes, hautement exposées mais non infectées, semblent démontrer une plus grande capacité à enclencher une réponse immunitaire précoce pour empêcher la dissémination du virus. Notre étude a donc permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur l’immunité du tractus génital féminin en relation avec l’infection au VIH.

L'impact des cellules dendritiques dans la dérégulation des cellules B dans un contexte d'infection au virus d'immunodéficience humaine

Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières cellules à rencontrer le virus d’immunodéficience humaine (VIH) au niveau des muqueuses. De plus, le fait que les DC sont, de manière directe ou indirecte par le virus et ses composantes, altérées tant par leur nombre, leur phénotype et leur fonction suggère leur implication dans les dérégulations des cellules B. Selon cette hypothèse, des études longitudinales impliquant des individus infectés au VIH-1 présentant différents profils de progression clinique menées dans notre laboratoire ont démontré que les altérations des cellules B sont concomitantes à une augmentation de l’expression de BLyS/BAFF dans le sang ainsi que par les DC myéloïdes (mDC) sanguines. De plus, lors de travaux antérieurs utilisant le modèle murin VIH-transgénique, les altérations des cellules B ont démontré une implication des DC et d’un excès de BLyS/BAFF, et ce, dépendamment du facteur négatif du VIH (Nef). Dans cette optique, nous investiguons dans cette présente étude l’implication de Nef dans la modulation du phénotype des DC ainsi que dans les dérégulations des cellules B. Chez tous les patients virémiques infectés au VIH-1, nous avons détecté la présence de Nef dans le plasma ainsi qu’au niveau des mDC et de leurs précurseurs d’origine monocytaire, tout au long du suivi de la progression clinique et au-delà de la thérapie antirétrovirale (ART). La surexpression de BLyS/BAFF est associée à la présence de Nef au niveau des mDC et de leur précurseur.. Des essais in vitro ont permis de démontrer l’induction d’un phénotype proinflammatoire par des mDC dérivés de monocytes lorsqu’en présence de Nef soluble, via l’augmentation de l’expression de BLyS/BAFF et de TNF-α, et où cet effet est bloqué par l’ajout de l’acide rétinoïque. Nos résultats suggèrent donc que Nef est impliquée dans le déclenchement et la persistance des dérégulations des cellules B retrouvées chez les individus infectés au VIH-1. Basé sur nos observations, une thérapie adjointe impliquant le blocage de BLyS/BAFF et/ou Nef pourrait contribuer au contrôle de l’inflammation et des altérations des cellules B. De plus, la quantification de Nef post-ART pourrait s’avérer utile dans l’évaluation du statut des réservoirs. Précédemment, nous avons démontré que les dérégulations des cellules B sanguines de ces mêmes individus présentant un profil de progression rapide et classique sont accompagnées par l’augmentation de la fréquence d’une population partageant des caractéristiques des cellules B transitionnelles immatures (TI) et des cellules B de la zone marginale (ZM), que nous avons nommé les cellules B précurseur de la ZM. Toutefois, cette population est préservée chez les contrôleurs élites, chez qui nous avons trouvé une diminution significative de la fréquence des cellules B de la ZM présentant des marqueurs phénotypiques plus matures. Récemment, ces cellules ont été associées à un potentiel de fonction régulatrice (Breg), motivant ainsi notre poursuite, dans cette étude, de la caractérisation de ces cellules B. Comme pour les individus non infectés au VIH-1, nous avons démontré que les cellules B matures de la ZM contrôlent leur capacité de production d’IL-10 chez les contrôleurs élites, contrairement à une augmentation chez les progresseurs rapides et classiques. Aussi, les cellules B précurseur de la ZM des contrôleurs élites fournissent une expression importante de LT-α lorsque comparés aux individus non infectés au VIH-1, alors que cet apport de LT-α est attribué aux cellules B TI chez les progresseurs. Le contrôle de la progression clinique semble associé à un ratio en faveur de LT-α vs IL-10 au niveau des cellules B précurseur de la ZM. Nos résultats suggèrent qu’un maintien de l’intégrité du potentiel régulateur ainsi qu’une expression augmentée de LT-α par les cellules B de première ligne, telles les populations de la ZM, sont impliqués dans le contrôle de la progression clinique du VIH-1, possiblement par leur contribution à la modulation et l’homéostasie immunitaire. De telles populations doivent être considérées lors de l’élaboration de vaccins, ces derniers cherchant à générer une réponse protectrice de première ligne et adaptative.

ß-2 microglobulina e citocinas séricas como indicadores de falha terapêutica aos anti-retrovirais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Antiretroviral therapy during pregnancy and premature birth: analysis of Swiss data

Background There is an ongoing debate as to whether combined antiretroviral treatment (cART) during pregnancy is an independent risk factor for prematurity in HIV-1-infected women. Objective The aim of the study was to examine (1) crude effects of different ART regimens on prematurity, (2) the association between duration of cART and duration of pregnancy, and (3) the role of possibly confounding risk factors for prematurity. Method We analysed data from 1180 pregnancies prospectively collected by the Swiss Mother and Child HIV Cohort Study (MoCHiV) and the Swiss HIV Cohort Study (SHCS). Results Odds ratios for prematurity in women receiving mono/dual therapy and cART were 1.8 [95% confidence interval (CI) 0.85–3.6] and 2.5 (95% CI 1.4–4.3) compared with women not receiving ART during pregnancy (P=0.004). In a subgroup of 365 pregnancies with comprehensive information on maternal clinical, demographic and lifestyle characteristics, there was no indication that maternal viral load, age, ethnicity or history of injecting drug use affected prematurity rates associated with the use of cART. Duration of cART before delivery was also not associated with duration of pregnancy. Conclusion Our study indicates that confounding by maternal risk factors or duration of cART exposure is not a likely explanation for the effects of ART on prematurity in HIV-1-infected women.

Interruptions of cART limits CD4 T-cell recovery and increases the risk for opportunistic complications and death

A major goal of antiretroviral therapy (ART) for HIV-1-infected persons is the recovery of CD4 T lymphocytes, resulting in thorough protection against opportunistic complications. Interruptions of ART are still frequent. The long-term effect on CD4 T-cell recovery and clinical events remains unknown.

Contribution of 20 single nucleotide polymorphisms of 13 genes to dyslipidemia associated with antiretroviral therapy

BACKGROUND: HIV-1 infected individuals have an increased cardiovascular risk which is partially mediated by dyslipidemia. Single nucleotide polymorphisms in multiple genes involved in lipid transport and metabolism are presumed to modulate the risk of dyslipidemia in response to antiretroviral therapy. METHODS: The contribution to dyslipidemia of 20 selected single nucleotide polymorphisms of 13 genes reported in the literature to be associated with plasma lipid levels (ABCA1, ADRB2, APOA5, APOC3, APOE, CETP, LIPC, LIPG, LPL, MDR1, MTP, SCARB1, and TNF) was assessed by longitudinally modeling more than 4400 plasma lipid determinations in 438 antiretroviral therapy-treated participants during a median period of 4.8 years. An exploratory genetic score was tested that takes into account the cumulative contribution of multiple gene variants to plasma lipids. RESULTS: Variants of ABCA1, APOA5, APOC3, APOE, and CETP contributed to plasma triglyceride levels, particularly in the setting of ritonavir-containing antiretroviral therapy. Variants of APOA5 and CETP contributed to high-density lipoprotein-cholesterol levels. Variants of CETP and LIPG contributed to non-high-density lipoprotein-cholesterol levels, a finding not reported previously. Sustained hypertriglyceridemia and low high-density lipoprotein-cholesterol during the study period was significantly associated with the genetic score. CONCLUSIONS: Single nucleotide polymorphisms of ABCA1, APOA5, APOC3, APOE, and CETP contribute to plasma triglyceride and high-density lipoprotein-cholesterol levels during antiretroviral therapy exposure. Genetic profiling may contribute to the identification of patients at risk for antiretroviral therapy-related dyslipidemia.

Monitoring and Switching of First-line Antiretroviral Therapy in sub-Saharan Africa: Collaborative Analysis of Adult Treatment Cohorts.

BACKGROUND HIV-1 viral load (VL) testing is recommended to monitor antiretroviral therapy (ART) but not universally available. We examined monitoring of first-line and switching to second-line ART in sub-Saharan Africa, 2004-2013. METHODS Adult HIV-1 infected patients starting combination ART in 16 countries were included. Switching was defined as a change from a non-nucleoside reverse-transcriptase inhibitor (NNRTI)-based regimen to a protease inhibitor (PI)-based regimen, with a change of ≥1 NRTI. Virological and immunological failures were defined per World Health Organization criteria. We calculated cumulative probabilities of switching and hazard ratios with 95% confidence intervals (CI) comparing routine VL monitoring, targeted VL monitoring, CD4 cell monitoring and clinical monitoring, adjusted for programme and individual characteristics. FINDINGS Of 297,825 eligible patients, 10,352 patients (3·5%) switched during 782,412 person-years of follow-up. Compared to CD4 monitoring hazard ratios for switching were 3·15 (95% CI 2·92-3·40) for routine VL, 1·21 (1·13-1·30) for targeted VL and 0·49 (0·43-0·56) for clinical monitoring. Overall 58.0% of patients with confirmed virological and 19·3% of patients with confirmed immunological failure switched within 2 years. Among patients who switched the percentage with evidence of treatment failure based on a single CD4 or VL measurement ranged from 32·1% with clinical to 84.3% with targeted VL monitoring. Median CD4 counts at switching were 215 cells/µl under routine VL monitoring but lower with other monitoring (114-133 cells/µl). INTERPRETATION Overall few patients switched to second-line ART and switching occurred late in the absence of routine viral load monitoring. Switching was more common and occurred earlier with targeted or routine viral load testing.