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Instituto de Medicina MolecularFaculdade de Medicina da Universidade de Lisboa

Hospital de Santa Maria

Prof. Doutora Ana Espada de SousaAv. Prof Egas Moniz, 1649-028 LisboaTel: 21 [email protected]

www.imm.ul.pt

Imunopatogénese da SIDA: porquê estudar a infecção HIV-2

Estratégias de desenvolvimento de Vacina VIH

• Empirica

Testar “antigenios” candidatos em ensaios clínicos

• Investigação Imunológica

Para definir resposta protectora


Questão fundamental na investigação de uma vacina

Definir

Resposta Imunitária Anti VIH Protectora

(“correlatos” de protecção)


Imunopatogénese da SIDA - principal questão:

Qual é a causa da depleção progressiva de linfócitos T CD4+ associada à infecção HIV?

• Redução do número de linfócitos “T helper” (CD4+)• Vírus VIH tem como receptor Molécula CD4

Equívocos

Conclusão:O vírus destrói Linfócitos CD4

e leva à depleção destes

< 1 : 1.000

Os linfócitos destruídos pelo vírus não explicam o desaparecimento destas células

O nº de linfócitos T helper infectados é muito baixo

Linfopénia CD4

Activação Crónica

Viremia

Imunopatogénese da infecção HIV/SIDA

Imunologia ClínicaImunopatogénese da SIDA: porquê estudar a infecção HIV-2

Argumentos a favor do papel da hiperactivação linfocitária na patogénese da SIDA

• Hospedeiros naturais do SIV (ex: Soothy Mangabeys) – virémia alta sem perda de CD4

• VIH-2 – depleção de CD4 correlaciona-se com hiperactivação linfocitária e não com a virémia

• Respostas discordantes ao HAART: - dos CD4 na ausência de controlo da virémia- ausência de dos CD4 com virémias

indetectáveis

Imunodeficiencia associada ao VIH

• Diminuiçao dos linfocitos T CD4

• Alteraçoes funcionais de linfocitos T

• Hiperactivaçao linfocitaria T

Modelos Clínicos de Investigação da Infecção HIV/SIDA

• Infecção Aguda

• Expostos não-infectados

• “Long-term non-progressors”

• Resposta à terapia anti-retroviral

• Infecção HIV2 - “Uma doença HIV atenuada”


Science, 1986

The New England Journal of Medicine, 1987


CD4 T Cell Depletion Is Linked Directly to Immune Activation

in the Pathogenesis of HIV-1 and HIV-2

but Only Indirectly to the Viral LoadSousa A.E. et al. J Immunol 2002;169:3400 and Grossman et al. Nature Med 2002;8:319

HIV1 infected patients

0 250 500 750 1000 1250 1500

10

100

1000

10000

100000

50 cut-off

vire

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(R

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l)

HIV2 infected patients

0 250 500 750 1000 1250 1500

10

100

1000

10000

100000

500 cut-off

CD4 counts cells/l

0

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20

30

40

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HLADR + CD69 +

***

***

***

****

*

***

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***

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CD4>500

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HIV2 HIV2 HIV2 HIV1HIV1HIV1healthy healthy healthy

HLADR+ HLADR+CD38+CD38+

******

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***

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***

healthy

CD4>500

200<CD4<500

CD4<200

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th

e C

D8

T c

ell s

ub

set

Linfopénia CD4 ActivaçãoCrónica

Virémia

Células infectadas

Replicaçãoviral

Linfopoiese

HIV-1

Virémia

HIV-2Replicação

viral

Células infectadas

ActivaçãoCrónica

Linfopénia CD4Linfopoiese


CD4 LymphopeniaImmune-activation

Viremia

Infected cells

ViralProduction

Lymphopoiesis

HIV Immunopathogenesis

Specific T cell responsesFoxall et al J Virol 2008

Env Immunomodulatory Properties

Cavaleiro et al. AIDS 2000Cavaleiro et al. Eur J Immunol 2007

Cavaleiro et al AIDS Res Hum Retrov 2009

Role of T-cell activationSousa et al J Immunol 2002

Grossman et al Nat Med 2002Foxall et al Clin Immunol 2008

T-cell productionAlbuquerque et al J Immunol 2007

Albuquerque et al Clin Immunol 2007Gautier et al J Virol 2007

Cell targets and viral persistencySoares et al J Virol 2006

0 500 1000 1500 2000 2500

0

5

10

15

20

25

30

35

HIV-2+ Patients p<0.0001 r= -0.5929

HIV-1+ Patients p= 0.2256 r=-0.1574

Healthy Subjects p= 0.9963 r=0.0006

CD4+ T cell counts cells/l]

Ser

um IL

-7 [p

g/m

l]

Albuquerque AS et al. J. Immunol. 2007


A infecção HIV-2 associa-se a um menor compromisso da linfopoiese

0,0

0,0

0,1

1,0

10,0

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1000,0

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20 40 60 80

Age

sj/b

eta

TR

EC

Rati

o

Gautier D et al. J. Virol. 2007

Albuqerque A et al. Clin Immunol 2007


Os doentes HIV-1+ com respostas discordantes ao tratamento anti-retroviral (ART)

exibem significativamente menor activação imunológica do que os doentes HIV-2+ não tratados

com iguais níveis de CD4 e igualmente avirémicos

HIV-1 / SIDA

0,0001

0,001

0,01

1

0,1

10

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1000

10000

100000

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Limite de detecção dos testes clínicos

Erradicação????

Vírus latente em reservatórios

Inícioterapêutica

RN

A-H

IV n

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(có

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l)

Paragemterapêutica

Inviabilidade da suspensão da terapêutica anti-retroviral

Futuro:

Modulação da resposta do sistema imunitário +Inibidores daTrancriptase

Reversa

Inibidores daProtease

Inibidores daEntrada Viral

Inibidores daIntegrase


Níveis semelhantes de DNA Proviral na infecção HIV1 e HIV2,

sugerindo um número semelhante de células infectadas

apesar das diferenças na virémia

Como é que os reservatórios virais do HIV-2 são controlados na ausência de terapêutica antiretroviral?


0 500 1000 1500 2000 25001

10

100

1000

10000

100000

HIV2HIV1

CD4 T cell count (cells/l)

Pro

vir

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pie

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1x

10

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PB

MC

Soares R et al. J. Virol. 2006

Lymphopenia Immune-activation

Viremia

Infected cells

ViralProduction

Lymphopoiesis

HIV Immunopathogenesis


Protecção

Imunopatologia

Hiper-activação crónica do sistema imunitárioCompromisso da produção de linfócitos

Relação HIV / Hospedeiro

Unidade de Imunologia Clínica

• Reconstituição ImunológicaTransplante de medula óssea haploidêntico

IL-7

• ImunoalergologiaImunoterapia especifica

Reacções adversas a medicamentos de base imunológia

• HIV / SIDAHIV-2

• Imunodeficiências Primárias


Publicações Seleccionadas Recentes da Unidade de Imunologia Clínica

Albuquerque A.S., C.S. Cortesão, R.B. Foxall, R.S. Soares, R.M.M. Victorino, A.E. Sousa. (2007) Rate of increase in circulating IL-7 and loss of IL-7R expression differ in HIV-1 and HIV-2 infections: two lymphopenic diseases with similar hyper immune-activation but distinct outcomes. J Immunol 178:3252-9.

Albuquerque A.S., R.B. Foxall, C.S. Cortesão, R.S. Soares, M. Doroana, A. Ribeiro, M. Lucas, F. Antunes, R.M.M. Victorino, A.E. Sousa. (2007) Low CD4 T-cell counts despite low levels of circulating HIV: Insights from the comparison of HIV-1 infected patients with a discordant response to antiretroviral therapy to patients with untreated advanced HIV-2 disease. Clin Immunol 125:67–75.

Gautier D., S. Beq, C. S. Cortesão, A. E. Sousa and R. Cheynier. (2007) Efficient thymopoiesis participates in the maintenance of peripheral CD4 T-cells during chronic HIV-2 infection. J Virol 80:12425-9.

Cavaleiro R., G.J. Brunn, A.S. Albuquerque, R.M.M. Victorino, J.L. Platt, A.E. Sousa. Monocyte-mediated T-cell suppression by HIV-2 envelope proteins. (2007) Eur J Immunol 37: 3435-44.

Soares R., R. Foxall, A. Albuquerque, C. Cortesão, M. Garcia, R.M.M. Victorino, A.E. Sousa. (2006) Increased Frequency of Circulating CCR5+ CD4+ T Cells in Human Immunodeficiency Virus Type 2 Infection. J. Virol. 80: 12425-12429.

Maria, V., Albuquerque, A., A. Loureiro, A. E. Sousa, R. M. M. Victorino (2004). Marked Drug-Specific T Helper Cell Responses In Pyritinol Associated Cholestatic Hepatitis. British Med J 328; 572-4.

Sousa, A. E., J. Carneiro, M. Meier-Schellersheim, Z. Grossman, and R. M. Victorino (2002). CD4 T cell depletion is linked directly to immune activation in the pathogenesis of HIV-1 and HIV-2 but only indirectly to the viral load. J Immunol 169:3400-06.

Grossman, Z., M. Meier-Schellersheim, A. E. Sousa, R. M. Victorino, and W. E. Paul (2002). CD4+ T-cell depletion in HIV infection: are we closer to understanding the cause? Nature Med 8:319-23.

Sousa, A. E., A. F. Chaves, A. Loureiro, and R. M. Victorino (2001). Comparison of the frequency of interleukin (IL)-2-, interferon-gamma-, and IL-4-producing T cells in 2 diseases, human immunodeficiency virus types 1 and 2, with distinct clinical outcomes. J Infect Dis 184:552-9.

Geografia das publicações na União Europeia: Investigação em VIH/SIDA, 1996-1999

Country Nº Publications /100,000 million ECU/EUR

GDP/year Publication/100,000

habitants/year

Publication/100 new cases

AIDS/year

Austria 141 18.82 43.75 30.12

Belgium 344 38.95 86.00 57.0

Denmark 180 29.43 90.0 43.5

Finland 77 17.27 38.0 106.94

France 1992 39.03 84.40 17.32

Germany 1064 18.43 32.44 32.45

Greece 67 15.55 15.45 9.15

Ireland 58 19.82 36.27 30.20

Italy 1597 38.36 68.74 11.53

Luxembourg 3 4.66 26.45 8.10

Netherlands 639 46.43 100.0 48.59

Portugal 36 9.31 9.0 0.98

Spain 703 34.42 45.12 3.29

Sweden 327 49.47 91.0 48.87

UK 2246 47.74 95.08 45.05

EU 9474 31.83 63.08 15.01

J.M. Ramos, C. Escolano, M. Masia, S. Padilla, F. Gutierrez, A. MartinHospital General Universitario de Elche, Elche, Spain

XIV Internacional AIDS Conference, Barcelona 2002 Abstract [TuPeD5054]

Fonte: http://www.aidsportugal.com/article.php?sid=1737


Vacinas

• A única vacina que levou à erradicação de uma das doenças mais generalizadas e mortais, a varíola, surgiu há 200 anos, quando não se tinha a mínima ideia sobre as bases moleculares/ celulares da resposta imunitária protectora.

• História de descoberta científica baseada num acaso que não escapou à observação de um clínico atento e astuto – Edward Jenner .

Limitações ao desenvolvimento de uma vacina profilática para o VIH

Oren Cohen, Drew Weissman, and Anthony S. Fauci. The Immunopathogenesis of HIV Infection.In: William Paul ed. Fundamental Immunology. 4th Edition on CD-ROM

Elevada taxa de mutação do VIH

Diferentes subtipos nas várias regiões geográficas.

In Weiss R. Nature Medicine, Jul 2004


Protecção

Imunopatologia

Hiper-activação crónica do sistema imunitárioCompromisso da produção de linfócitos

Relação HIV / Hospedeiro

Linfopénia CD4Activação imunológica

crónica

Virémia

Células infectadas

Replicaçãoviral

Linfopoiese

Imunopatogénese HIV/SIDA

Razões para optimismo no desenvolvimento de uma vacina contra o HIV

• Alguns indivíduos infectados pelo HIV têm baixos níveis de replicação viral e não apresentam deterioração do sistema imunitário durante longos períodos de tempo, mesmo na ausência de terapêutica antiretroviral – “long term nonprogressors”.

• Indivíduos expostos ao HIV sujeitos a múltiplas exposições permanecem não infectados.

• No decurso normal da infecção pelo HIV, a imunidade celular suprime a virémia durante um longo período de tempo.

• Algumas vacinas experimentais em modelos animais de SIDA conferiram imunidade protectora.

• Em alguns ensaios clínicos de fase I/II, as vacinas candidatas têm sido bem toleradas e imunogénicas.

Ana Espada de SousaInstituto de Medicina MolecularFaculdade de Medicina, Universidade de Lisboa

HIV-2

HIV-2 / SIDA

Imunologia Clínica

• Reduzida quantidade de virus em circulação

• Muito lenta progressão para SIDA

• Sem impacto significativo na mortalidade na ausência de tratamento

5% dos casos notificados de infecção pelo HIV em Portugal são por HIV-2

Identificação da resposta imunitária protectora contra o HIV


Western & Central Europe

760 000760 000[600 000 – 1.1 million][600 000 – 1.1 million]

Middle East & North Africa380 000380 000

[270 000 – 500 000][270 000 – 500 000]

Sub-Saharan Africa22.5 million22.5 million

[20.9 – 24.3 million][20.9 – 24.3 million]

Eastern Europe & Central Asia

1.6 million 1.6 million [1.2 – 2.1 million][1.2 – 2.1 million]

South & South-East Asia4.0 million4.0 million

[3.3 – 5.1 million][3.3 – 5.1 million]

Oceania75 00075 000

[53 000 – 120 000][53 000 – 120 000]

North America1.3 million

[480 000 – 1.9 million]

Latin America1.6 million1.6 million

[1.4 – 1.9 million][1.4 – 1.9 million]

East Asia800 000800 000

[620 000 – 960 000][620 000 – 960 000]Caribbean230 000

[210 000 – 270 000]

• People living with HIV 33.2 million [30.6 – 36.1 million]

• New HIV infections in 2007 2.5 million [1.8 – 4.1 million]

• Deaths due to AIDS in 2007 2.1 million [1.9 – 2.4 million]



História natural da infecção HIV-1

Terapêutica anti-retroviral → Redução drástica da mortalidade e morbilidadeProblemas:

Não é possível suspender a terapêutica Desenvolvimento de resistências virais aos fármacos Reacções adversas aos fármacos

Hamers FF, Downs AM. Lancet 2004;364;83-94

HIV-1 Diagnosis – Europe 2002(cases per 100,000 population)

HIV/SIDA: infecção HIV-1 em Portugal


Principais Colaboradores Clínicos

F. Antunes, E. Valadas, M. DoroanaClínica de Doenças Infecciosas, HSM/FML

M. Lucas, R. Dutchman, R. MarçalMedicina 2, HSM/FML

J. Gonçalves, J. Pereira, N. Taveira, and J. Moniz PereiraFaculdade de Farmácia, Lisboa

R. CheynierInstitut Pasteur, Paris

M. Cascalho and J. PlattMayo Clinic, Rochester, MN

J. CarneiroInstituto Gulbenkian de Ciência, Oeiras

Zvi GrossmanNIH, Bethesda

Quantificação da virémia HIV-2

P. Gomes Hospital Egas Moniz, Lisboa

Unidade de Imunologia Clínica


Nº

Lin

fóci

tos

T C

D4 PROLIFERAÇÃO

LINFOCITÁRIA

PRODUÇÃO DE NOVO de LINFÓCITOS T

↑ TIMOPOIESE?

8/12 semanas 24/32 semanas

Tempo após início do tratamento anti-retroviral

REDISTRIBUIÇÃOe

↓ APOPTOSIS

Sousa A.E. et al. J Immunol 1999;162:3718

Sousa A.E. et al. Clin Exp Immunol 1999;116:307

Reconstituição Imunológica após terapia anti-retroviral na infecção HIV-1

Mas 15% dos doentes HIV-1+ exibem Respontas Discordantes : sem recuperação das contagens CD4 apesar da supressão da virémia.

Porquê? Como é que estes doentes se comparam com os doentes HIV-2+ não tratados

em fases avançadas com baixas contagens CD4?

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