Mathematical model for HIV dynamics in HIV-specific helper cells

In this paper we study a delay mathematical model for the dynamics of HIV in HIV-specific CD4 + T helper cells. We modify the model presented by Roy and Wodarz in 2012, where the HIV dynamics is studied, considering a single CD4 + T cell population. Non-specific helper cells are included as alternative target cell population, to account for macrophages and dendritic cells. In this paper, we include two types of delay: (1) a latent period between the time target cells are contacted by the virus particles and the time the virions enter the cells and; (2) virus production period for new virions to be produced within and released from the infected cells. We compute the reproduction number of the model, R0, and the local stability of the disease free equilibrium and of the endemic equilibrium. We find that for values of R0<1, the model approaches asymptotically the disease free equilibrium. For values of R0>1, the model approximates asymptotically the endemic equilibrium. We observe numerically the phenomenon of backward bifurcation for values of R0⪅1. This statement will be proved in future work. We also vary the values of the latent period and the production period of infected cells and free virus. We conclude that increasing these values translates in a decrease of the reproduction number. Thus, a good strategy to control the HIV virus should focus on drugs to prolong the latent period and/or slow down the virus production. These results suggest that the model is mathematically and epidemiologically well-posed.

New findings on the dynamics of HIV and TB coinfection models

In this paper we study a model for HIV and TB coinfection. We consider the integer order and the fractional order versions of the model. Let α∈[0.78,1.0] be the order of the fractional derivative, then the integer order model is obtained for α=1.0. The model includes vertical transmission for HIV and treatment for both diseases. We compute the reproduction number of the integer order model and HIV and TB submodels, and the stability of the disease free equilibrium. We sketch the bifurcation diagrams of the integer order model, for variation of the average number of sexual partners per person and per unit time, and the tuberculosis transmission rate. We analyze numerical results of the fractional order model for different values of α, including α=1. The results show distinct types of transients, for variation of α. Moreover, we speculate, from observation of the numerical results, that the order of the fractional derivative may behave as a bifurcation parameter for the model. We conclude that the dynamics of the integer and the fractional order versions of the model are very rich and that together these versions may provide a better understanding of the dynamics of HIV and TB coinfection.

A coinfection model for HIV and HCV

We study a mathematical model for the human immunodeficiency virus (HIV) and hepatites C virus (HCV) coinfection. The model predicts four distinct equilibria: the disease free, the HIV endemic, the HCV endemic, and the full endemic equilibria. The local and global stability of the disease free equilibrium was calculated for the full model and the HIV and HCV submodels. We present numerical simulations of the full model where the distinct equilibria can be observed. We show simulations of the qualitative changes of the dynamical behavior of the full model for variation of relevant parameters. From the results of the model, we infer possible measures that could be implemented in order to reduce the number of infected individuals.

Paracoccidioides brasiliensis (Lutz, 1908) isolado por meio de hemocultura em um paciente portadora de símdrome de imunodeficiência adquirida (SIDA)

Relata-se o primeiro caso de isolamento de Paracoccidioides brasiliensis (P. brasiliensis) em sangue de paciente HIV positivo, 28 anos, sexo masculino, natural de Nova Londrina que, ao exame físico e ultrassonográfico, apresentava esplenomegalia febril a esclarecer. Para estabelecer o diagnóstico etiológico, hemoculturas em triplicata foram realizadas para pesquisa de bactérias aeróbias, micobactérias e fungos. As hemoculturas para bactérias aeróbias e micobactérias foram negativas e P. brasiliensis foi isolado de duas hemoculturas, na fase leveduriforme em ágar BHI, 20 dias após a semeadura, a partir do meio de Negroni. O paciente classificado, segundo o "Centers for Disease Control (CDC)", no grupo IV devido a uma pneumocistose pulmonar, interrompeu o tratamento por problemas particulares na segunda dose de anfotericina B, sendo tratado alternativamente com 800 mg/dia de cetoconazol. O óbito ocorreu um ano após o isolamento do P.brasiliensis em hemocultura.

Legionelose associada a pneumopatias em São Paulo: estudo da comprovação etiológica por isolamento e sorologia

A presença de Legionella sp como patógeno atuante em nosso país não fora bem documentada, embora a literatura refira a importância deste agente em grande número de países. O presente trabalho teve como objetivo a detecção do microrganismo ou evidenciar sua resposta imunológica em pacientes portadores de pneumopatias infecciosas na cidade de São Paulo. Para tanto foi introduzida metodologia laboratorial específica para o cultivo e identificação do agente e aplicada reação sorológica para verificação de níveis de anticorpos correspondentes. Foram estudados pacientes de 2 centros universitários em São Paulo, correspondentes a 100 do Hospital Universitário U.S.P. com pneumopatias infecciosas em geral e 100 do Hospital das Clínicas F.M.U.S.P. com pneumopatias infecciosas previamente selecionados para afastar outras etíologias bacterianas e dentre estes 30 pertencentes a Unidade de Transplante Renal. O material biológico destinado ao cultivo de Legionella sp foi constituído por: escarro, secreção traqueal, líquido pleural, lavado brônquico ou biópsia de tecido pulmonar. As tentativas de isolamento do agente foram realizadas em meio de BCYE com e sem antibióticos, a identificação das colônias, foram realizadas através de provas de crescimento em placas de BCYE sem cisteína, provas bioquímicas, imunofluorescência direta e soroaglutinação em lâmina. A pesquisa do agente em material biológico foi realizado pelo método de imunofluorescência direta. A pesquisa de anticorpos específicos para Legionella pneumophila sorogrupo 1 foi efetuada pela reação de imunofluorescência indireta. Procedeu-se ainda a estudo sorológico) nos comunicantes de pacientes com legionelose para evidenciar possível transmissão do agente. Em 2 casos obteve-se isolamento em cultura e em 4 casos, somente reação de imunofluorescência direta positiva para L. pneumophila sorogrupo 1, à partir do material biológico, representando um total de 6% entre pacientes da comunidade e hospitalares, comprovando desta forma a existência do agente entre nós. A reação sorológica de imunofluorescência indireta permitiu estabelecer infecção atual ou pregressa por Legionella pneumophila sorogrupo 1, em 16 dos 100 pacientes estudados no Hospital das Clínicas e em apenas 1 dos 100 pertencentes ao Hospital Universitário. Pacientes considerados como grupo de risco do Hospital das Clínicas correspondentes a transplantados renais mostraram evidências sorológicas de legionelose atual ou pregressa em 10 dos 30 estudados, isto é 33%, ficando com 8,5% para pacientes da comunidade, 6 dos 70 estudados, sendo 3 destes debilitados por doença sistêmica severa (4,28%). Nos profissionais de saúde comunicantes dos pacientes com legionelose internados no Hospital das Clínicas, apenas 1 em 28 revelou sorologia compatível com infecção pregressa, confirmando dados da literatura de não ser usual a transmissão de pessoa a pessoa

Difficulties in diagnosing atypical primary HIV-1 infection

Several cases of primary HIV-1 infection are not identified, either because the diagnosis is not suspected or because they test negative for HIV-1 antibody. This work presents an uncommon case of primary HIV-1 infection in an young parenteral drug abuser man, who presented symptoms of acute hepatitis. During the initial acute phase the serum sample of the patient tested negative for the presence of antibodies against several viruses, including HIV-1. Nevertheless, the diagnosis of primary HIV-1 infection was suspected by using an alternative method for"in vitro" induced antibody production (IVIAP), and confirmed by p24 antigen serum positivity and seroconversion in serial plasma samples of the patient. The authors suggest the use of the IVIAP and others complementary assays to help the diagnosis of acute HIV-1 infection in persons at high risk conditions.

Monitorização das concentrações plasmáticas de Efavirenz: critérios de aplicabilidade à prática clínica e efeitos do fármaco a longo termo

Resumo O objectivo geral deste trabalho foi contribuir para optimizar a terapêutica anti-retroviral e o seu impacto na qualidade de vida do indivíduo infectado pelo vírus da imunodeficiência humana. Pretendia-se definir se o análogo não-nucleósido inibidor da transcriptase reversa do vírus da imunodeficiência humana, efavirenz, cumpria os requisitos para ser monitorizado na prática clínica, estabelecer as condições para a sua eventual monitorização e, simultaneamente, investigar outras acções farmacodinâmicas do efavirenz em terapêuticas prolongadas. Os critérios que fundamentam a indicação da monitorização das concentrações plasmáticas de fármacos, em geral, incluem: correlação entre a concentração do fármaco e a eficácia/toxicidade; variabilidade inter-individual elevada; variabilidade intra-individual e janela terapêutica reduzidas e ainda a elevada probabilidade de interacções medicamentosas. A correlação entre concentração plasmática de efavirenz e eficácia/toxicidade era conhecida e o facto de o efavirenz ser substrato, indutor e inibidor do sistema enzimático citocromo P450 e ser utilizado em terapêuticas crónicas e nunca em monoterapia, constituíam fortes argumentos para a aplicação da monitorização terapêutica ao efavirenz. O presente trabalho contribuiu para o conhecimento de outros critérios, nomeadamente, a variabilidade nas concentrações plasmáticas deste fármaco, entre indivíduos e no mesmo indivíduo, e permitiu definir diferentes aspectos para a prática da monitorização terapêutica deste fármaco, entre eles, o volume de plasma necessário, o parâmetro farmacocinético a avaliar e a periodicidade das quantificações. Para se atingirem os objectivos definidos foi necessário, em primeiro lugar, proceder à instalação e validação de um método de quantificação de concentrações de efavirenz, em plasma de indivíduos infectados pelo vírus da imunodeficiência humana: ficou disponível no Laboratório de Farmacologia da Faculdade de Ciências Médicas, um método que permite a monitorização das concentrações plasmáticas de nove fármacos anti-retrovirais (nevirapina, indinavir, amprenavir, atazanavir, ritonavir, efavirenz, lopinavir, saquinavir e nelfinavir). O método desenvolvido está presentemente a ser utilizado na monitorização terapêutica destes fármacos e em estudos Farmacológicos. Esta quantificação é realizada numa única corrida analítica de cromatografia líquida de elevada eficiência, a partir de 0,4 mL de plasma de cada indivíduo e a sua qualidade é avaliada, bianualmente, por uma entidade externa. Posteriormente, com o objectivo de as comparar, procurou-se conhecer a variabilidade entre indivíduos e intra-individual das concentrações lasmáticas do fármaco e concluiu-se que a variabilidade entre indivíduos é superior à intra-individual, o que suporta a monitorização das suas concentrações. Uma vez encontrada uma variabilidade inter-individual elevada, surgiu um outro objectivo específico, que consistiu na identificação de possíveis factores a justificassem. Na presente dissertação foi mostrado que o sexo, idade, peso e etnia não justificam por si só esta variação, não sendo possível o ajuste de dose com base nestas variáveis. Esta conclusão constitui um factor adicional que reforça que a toma da dose recomendada de efavirenz poderá não ser apropriada para todos os indivíduos. A co-infecção pelos vírus da hepatite B e/ou C é comum nesta população e poderia ser um dos factores implicados nesta variabilidade farmacocinética. A realização do presente trabalho permitiu sugerir que a presença desta co-infecção per se não contribui para o aumento das concentrações plasmáticas do fármaco; que, em indivíduos co-infectados com função hepática normal, não há um risco acrescido de toxicidade dependente da concentração e que as indicações para a monitorização terapêutica de efavirenz em indivíduos co-infectados, com função hepática normal, são semelhantes aquelas descritas para indivíduos mono-infectados pelo vírus da imunodeficiência humana. Um outro objectivo específico deste trabalho surgiu quando foi descrito que os efeitos dos análogos não-nucleósidos inibidores da transcriptase reversa no perfil de lípidos e lipoproteínas dos indivíduos pareciam diferir dos efeitos descritos para os inibidores de protease, que eram frequentemente associados a deslipidémia. Os análogos não-nucleósidos inibidores da transcriptase reversa tinham sido associados a aumentos nos níveis de colesterol associado às lipoproteínas de elevada densidade. Esta observação, além de não ser consensual, podia ser imputada ao decréscimo na carga viral dos indivíduos em terapêutica e correspondia a estudos observacionais de curta-duração. Estes factos estimularam a realização de uma análise prospectiva dos valores da concentração de lípidos e lipoproteínas em doentes medicados com efavirenz e à avaliação da sua eventual relação com a concentração deste nti-retroviral, a curto e a longo-termo. Pela primeira vez, foi demonstrado que o efeito do efavirenz no colesterol associado às lipoproteínas de elevada densidade permaneceu durante 36 meses, que o aumento é dependente do valor basal destas lipoproteínas e da concentração plasmática do fármaco. Mostrou-se também que, em associação a este aumento quantitativo, o efavirenz estava associado a um aumento qualitativo, com uma melhoria da função antioxidante destas lipoproteínas, avaliada pela actividade do enzima paraoxonase-1. Em resumo, os diferentes estudos incluídos na presente dissertação têm como conclusão geral que é possível optimizar a resposta à terapêutica com efavirenz através da monitorização das suas concentrações plasmáticas. A realização deste trabalho contribuiu para o conhecimento científico através: 1. Da instalação e validação de um método de quantificação de concentrações de análogos não-nucleósidos inibidores da transcriptase reversa e inibidores da protease em plasma de indivíduos infectados pelo vírus da imunodeficiência humana. 2. Do estudo da variabilidade inter e intra-individual nas concentrações plasmáticas de efavirenz. A superioridade da variabilidade inter-individual relativamente à associada ao mesmo indivíduo comprova a importância de monitorizar as concentrações plasmáticas deste fármaco. 3. Da definição de procedimentos operativos para a monitorização terapêutica do efavirenz em geral e numa população particular: os indivíduos co-infectados pelos vírus da hepatite B e/ou C com função hepática normal. 4. Da descoberta de acções farmacodinâmicas do efavirenz, a longo prazo, nomeadamente o efeito benéfico (quantitativo e qualitativo) no colesterol associado às lipoproteínas de elevada densidade. Este efeito é mantido durante três anos e é dependente da concentração plasmática do fármaco, o que salienta a importância de monitorizar as suas concentrações.

Seroprevalence of HIV, HTLV-I/II and other perinatally-transmitted pathogens in Salvador, Bahia

Generation of epidemiological data on perinatally-transmitted infections is a fundamental tool for the formulation of health policies. In Brazil, this information is scarce, particularly in Northeast, the poorest region of the country. In order to gain some insights of the problem we studied the seroprevalence of some perinatally-transmitted infections in 1,024 low income pregnant women in Salvador, Bahia. The prevalences were as follow: HIV-1 (0.10%), HTLV-I/II (0.88%), T.cruzi (2.34%). T.pallidum (3.91%), rubella virus (77.44%). T.gondii IgM (2.87%) and IgG (69.34%), HBs Ag (0.6%) and anti-HBs (7.62%). Rubella virus and T.gondii IgG antibodies were present in more than two thirds of pregnant women but antibodies against other pathogens were present at much lower rates. We found that the prevalence of HTLV-I/II was nine times higher than that found for HIV-1. In some cases such as T.cruzi and hepatitis B infection there was a decrease in the prevalence over the years. On the other hand, there was an increase in the seroprevalence of T.gondii infection. Our data strongly recommend mandatory screening tests for HTLV-I/II, T.gondii (IgM), T.pallidum and rubella virus in prenatal routine for pregnant women in Salvador. Screening test for T.cruzi, hepatitis and HIV-1 is recommended whenever risk factors associated with these infections are suspected. However in areas with high prevalence for these infections, the mandatory screening test in prenatal care should be considered.

Detection of Cryptococcus neoformans capsular polysaccharide antigen in asymptomatic HIV-infected patients

Serum samples from 242 HIV-positive persons were studied for the detection of capsular polysaccha-ride antigen of Cryptococcus neoformans; 193 of these patients presented less than 300 CD4+ cells/µl of blood and 49 patients had more than 300 CD4+ cells/µl. None of them had symptoms or signs characteristic of cryptococcosis. The capsular antigen of C. neofarmans was detected by latex agglutination technique with pronase pre-treatment (IMMY, Crypto-Latex Antigen Detection System, Immunomycologics Inc., OK, USA); in 61% of the samples, ELISA technique was also used (Premier, Cryptococcal Antigen, Meridian Diagnostic Inc., Cincinatti, Oh, USA). The comparative study of both methods showed that the results obtained were similar in 96.9% of the cases. The capsular antigen was detected in 13 out of 193 (6.7%) patients with less than 300 CD4+ cells/µl. Cryptococcosis was confirmed mycologically in 3 of these 13 cases (23%) by the isolation of C. neoformans in CSF or blood cultures. Three patients, who had presented negative results of both tests for capsular antigen, suffered disseminated cryptococcosis 4 to 8 months later. The predictive diagnostic value of capsular antigen detection of C. neoformans seems tobe low and we believe that it should not be done routinely in asymptomatic HIV-positive persons.

Drug resistance of M. Tuberculosis isolated from patients with HIV infection seen at an AIDS Reference Center in São Paulo, Brazil

M. tuberculosis-positive cultures were obtained from 228 patients seen in our service and drug sensitivity assays were carried out from January 1992 to December 1994. A survey of the medical records of these patients showed resistance to one or more drugs in 47 (20.6%), 25 of whom (10.9%), who reported previous treatment, were considered to have acquired resistance. Among the antecedents investigated, only previous treatment and alcoholism were the factors independently associated with the occurrence of resistance. The survival of patients with resistant strains was lower than that of patients attacked by non-resistant M. tuberculosis. We conclude that in the present series M. tuberculosis resistance to tuberculostatic agents was predominantly of the acquired type.

Intestinal microsporidiosis in HIV-positive patients with chronic unexplained diarrhea in Rio de Janeiro, Brazil: diagnosis, clinical presentation and follow-up

After the diagnosis of two cases of microsporidial intestinal infection in 1992, in Rio de Janeiro, we have started looking for this parasite in HIV-infected patients with chronic unexplained diarrhea. We have studied 13 patients from Hospital Evandro Chagas, IOC-FIOCRUZ. Fecal specimens from these patients were examined for the presence of Cryptosporidia and Microsporidia, in addition to routine examination. Spores of Microsporidia were found in the stools of 6 (46.1%) of the 13 patients studied, with 2 histological jejunal confirmations. The Microsporidia-infected patients presented chronic diarrhea with about 6 loose to watery bowel movements a day. Five infected patients were treated with Metronidazole (1.5 g/day). They initially showed a good clinical response, but they never stopped eliminating spores. After about the 4th week of therapy, their diarrhea returned. Two patients utilized Albendazole (400 mg/day-4 weeks) with a similar initial improvement and recurrence of the diarrhea. Intestinal Microsporidiosis seems to be a marker of advanced stages of AIDS, since 5 of our 6 infected patients were dead after a 6 month period of follow-up. The present study indicates that intestinal microsporidiosis may be a burgeoning problem in HIV-infected patients with chronic diarrhea in Brazil, which deserves further investigation.

Active replication of hepatitis B virus (HBV) in HIV type 1 and in HIV type 2 infected patients

To evaluate the effect of concurrent infection by HIV on HBV infection or immunity, we have studied a group of 66 HIV1+ symptomatic Caucasian patients and another of 38 African HIV2+ asymptomatic individuals, concerning their HBV status: serological markers of infection and presence of HBV-DNA in serum, the last taken as sign of hepatitis B virus active replication, were monitored. HIV+ groups were compared with seronegative controls, adequately matched for age, sex and ethnological background. HBV DNA was found in 7.6% of HIV1+ Caucasian patients and 3.2% of seronegative controls; in African HIV2+ individuals 2.6% were also HBV DNA+, a percentage close to that found in HIV2 seronegative controls (2.9%). No correlation was found between HIV infection and HBV active replication. Immunodepression that follows HIV infection over time may be compatible with a degree of T cell function capable of avoiding reinfection with or reactivation of HBV, even in symptomatic stages of acquired immunodeficiency syndrome. Our findings are relevant to the choice of preventive strategies in populations at risk for HIV and HBV infection.

Determinação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos em águas por microextracção em fase líquida associada à cromatografia gasosa e espectrometria de massa

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Tecnologia Segurança e Qualidade Alimentar

Prevalence of HTLV-I and HTLV-II infections among HIV-1-infected asymptomatic individuals in São Paulo, Brazil

Human immunodeficiency virus (HIV-1)-infected subjects with acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) are often infected with multiple pathogens. In particular, HTLV-I and HTLV-II infections have been found more frequently in AIDS patients than in asymptomatic individuals in Europe and Japan. We carried out a serosurvey among asymptomatic HIV-1-infected subjects in São Paulo, Brazil and compared our results with those of other investigators. In this study, we found HTLV infection in 1.5% of 266 asymptomatic and 14% of 28 AIDS patients. Epidemiological data obtained from patients pointed out the use of intravenous drugs as the principal risk factor for acquiring retroviruses. In conclusion, our results are in accordance with other studies done in Brazil and elsewhere where the principal risk group for HIV/HTLV-I/II coinfection was IDU

Neutralizing antibodies in Brazilian sera against three strains of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1)

The MN strain of HIV-1 is known to be more prevalent in Brazil, the BRU strain is more prevalent in Europe, and the NDK strain in Africa. It has been suggested in the literature to include different strains in the same vaccine against HIV-1. To contribute to the studies for the development of a universal vaccine, the occurrence of antibodies (Ab) against three HIV-1 strains (MN, BRU and NDK) was determined in serum samples from 85 HIV-1-positive patients, adult volunteers seen at the University Hospital of the Faculty of Medicine of Ribeirão Preto-USP. One-hundred tissue culture infective unit (TCIU) of the viruses reacted with serial dilutions of the sera (2x) and with MT4 cells added at a final concentration of 0.3 × 106 cells/ml, and a cytopathic effect was observed on the 7th and 11th days of incubation. Titres of less than 1/50 were considered to be negative. In 129 tests, the sera were negative for one of the three strains: 40 for MN, 29 for BRU and 60 for NDK. There was a predominance of strains MN and BRU, most of them presenting titres from 1/50 to 1/200. Titres for NDK were detected in 25 sera. We conclude that there seems to be a predominance of strains MN and BRU among the individuals from the region tested; however, the detection of sera with positive NKD titres indicates the need for further studies of this strain in other populations and regions of Brazil