resistência aos anti-retrovirais ricardo sobhie diaz professor adjunto e livre docente chefe do...

Resistência aos anti-retrovirais

Ricardo Sobhie DiazProfessor Adjunto e Livre Docente

Chefe do Laboratório de Retrovirologia

Escola Paulista de Medicina

Universidade Federal de São Paulo

A resistência aos anti-retrovirais deverá ser o grande limitador da

sobrevida dos pacientes em médio e longo prazo.

Tempo para o desenvolvimento de uma infecção oportunista integrante da categoria clínica C

0 50 100 150 200

tempo de seguimento em meses

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

De

se

nv

olv

ime

nto

de

in

fec

çã

o d

a c

ate

go

ria C

HAART

não

sim

Log Rank = 52,23P<0,0001

Mutantes com resistência preexistem em indivíduos não tratados

• Genoma do HIV-1 tem 10.000 pb

• Índices de mutação de 1 erro/ 10.000 pb

• 1010 virions gerados diariamente

Portanto, todas as mutações possíveis são geradas diariamente

Stopping drugs with different half-lives may lead to periods of monotherapy

0 24 483612

Time (hours)

Dru

g c

on

cen

trat

ion

Last dose Day 1 Day 2

Zone of potential replicationMONOTHERAPY

Taylor S, et al., 11th CROI, San Francisco, February 2004, #131

Clinical consequences of stopping ARVs with long half-lives

• Nevirapine (NVP) and efavirenz (EFV) have extended time in the zone of highest selective pressure

– Steady-state half-life:

• NVP: 25–32 h

• EFV: 40–55 h

Taylor S, et al. 11th CROI, San Francisco 2004, #131

Incidence and persistence of resistance after single-dose NVP

• HIV+ women (n=157) and infants (n=21) with NVP resistance (K103N, V106A/M, Y181C, or G190A) after single-dose NVP for prevention of MTCT1

• K103N persisted in mothers

• Y181C persisted in infants

• Mothers with persistent resistance had higher HIV RNA and lower CD4+ counts than those where resistance no longer detected at 6 months

• NVP drug levels after single dose persisted for up to 21 days2

NVP resistance inmothers and infants

1. Morris L, et al. XV IAC, Bangkok 2004, #ThOrB1353; 2. Cressey TR, et al. ibid, #ThOrB1352

Res

ista

nce

(%

)

Mothers

Infants

0

10

20

30

40

50

Baseline 6 weeks 6 months

Response to therapy in women receiving single-dose NVP for MTCT

• 269 women started d4T, 3TC, NVP postpartum

• 221 NVP-exposed, 48 not NVP-exposed intrapartum

• Genotype postpartum (median 12 days [range 10−14])

– K103N (21%)

– G190A (10%)

– Y181C (4%)

Jourdain G, et al. N Engl J Med 2004;351:229–40

Subsequent response to triple therapy (<50 c/mL)

No NVP 47 43 40NVP no mut 143 119 119NVP + mut 66 63 61

0

33

68

0

36

52

0

25

38

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Baseline 3 months 6 months

% w

ith

VL

<5

0 c

op

ies

/mL

Nonexposed

Exposed; no NNRTI mutations

Exposed; NNRTI mutations

Testes de Resistência para o HIV-1

Genotipagem• Detecta mutações no

gene pol gene (RT/prot)• Produz lista de mutações

• Interpretação• (falta de conhecimento)

Fenotipagem• Cultiva o vírus na

presença de cada ARV• Quantifica perda de

susceptibilidade comparados ao WT

• Interpretação• (“cut-off”)

Fenotipagem virtual

Nomenculatura das Mutações

M 184 V

aminoácidonormalmente encontrado nestaposição

posição na molécula da TR

aminoácidoencontrado neste vírus mutante

atg gtg

Performance da Fenotipagem virtual

Perez-Elias et al. Antivir Ther. 2003 Dec;8(6):577-84.Mazzotta et al J Acquir Immune Defic Syndr. 2003 Mar 1;32(3):268-80.

Pressão seletiva dos ARV

Mutação

Resistência cruzada Aumento desusceptibilidade à ARV

Diminuição desusceptibilidade

ao ARV

Pressão seletiva do Saquinavir

N88S

Resistência cruzadaao Nelfinavir

Aumento desusceptibilidade ao

Amprenavir


ao Saquinavir

Pressão seletiva do Efavirenz

G190A

Resistência cruzadaao Nevirapina

Aumento desusceptibilidade à

Delavirdina


ao Efavirenz

Pressão seletiva do 3TC

M184V

Resistência cruzadaao DDC

Aumento desusceptibilidade ao AZT,

Tenofovir


ao 3TC

M184wtM184V

0 1 2 3 4 5 6

10,000

1000

100

10

1

-1

AZT

0 1 2 3 4 5 6

100

10

1

-1

TDF

0 1 2 3 4 5 6

100

10

1

-1

d4T

Number of TAMs

Fold

Change in

NR

TI

0 1 2 3 4 5 6

100

10

1

-1

3TC

0 1 2 3 4 5 6

10

1

-1

ddI

0 1 2 3 4 5 6

100

10

1

-1

ABC

Fold

Change in

NR

TI

Whitcomb JM. 9th CRO; 2002; Seattle, Washington. Abstract 569.

Fold Change in NRTI Susceptibility as a Function of Number of TAMs with or without

M184V

Fold Change in NRTI Susceptibility as a Function of Number of TAMs with or without

M184V

Perda da atividade dos ITRN raramente é total com a

emergência de mutantes de resistência

0 4 8 12 16 20 24-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

Week

Cha

nge

in H

IV R

NA

(lo

g)

5 of 5 patients had an immediate and durable increase in viremia (> 0.5 log)

Reverse Transcriptase Inhibitor Interruption

(continued Protease Inhibitor Therapy)

Deeks et al

Interruption of RTI

No change in phenotype during first 16 weeks

Reversion of M184V occurred late in 3 patients and was associated with increased viremia in 2 patients

ZDV + 3TC + IDV to IDV mono

-8 0 8 16 24 32 40 4810 2

10 3

10 4

10 5P

lasm

a H

IV R

NA

-8 0 8 16 24 32 40 48

0.1

1

10

100

1000ABC3TCZDVNVPIDVLPVNFVSQV

Week after Treatment Interruption

Fold

Cha

nge

IC50

Deeks et al

Interruption of all drugs in patients with drug-resistant HIV results in rapid increase in viremia

Complete Treatment Interruption vs. 3TC Monotherapy (n = 50)

0 4 8 12 16 20 240.0

0.5

1.0

1.5

Week

Cha

nge

Vir

al L

oad

Detectable viremia on 3TC-based regimen, CD4 > 500

Castagna et al. International AIDS Conference, Bangkok, 2004 (Abstract WeOrB1286.)

3TC monotherapy exerts a persistent anti-HIV effect (even in presence of M184V) . . . This may be due to fitness or residual drug effect

0 4 8 12 16 20 240.0

0.5

1.0

1.5

Stop All Drugs

3TC Mono

Week

Cha

nge

Vir

al L

oad

Complete Treatment Interruption vs. 3TC Monotherapy (n = 50)

Barreira genética para seleção de mutações

“Proximidade” genética para aquisição de resistência completa aos anti-retrovirais

• Número de mutações necessárias para diminuição do efeito ARV (IP)

• Facilidade na seleção de determinadas mutações de resistência (ddI, d4T, TDF)

• Perfil (tipo) de mutações (associações de ARV)

Barreira genética e número de mutações

ITR IP Associação de IP

Genotipagem

Fen

otip

agem

Efeito qualitativo Efeito quantitativo

1

10

100

1000

10,000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Cmax

BMS-008—ATV 400 mg

Co

nce

ntr

ação

pla

smát

ica

méd

ia (

SD

)n

o S

tead

y S

tate

(n

g/m

L)

Tempo (h)

PK margem de segurança

Percentil 75%

Percentil 25%

Mediana 14 ng/mL

Pacientes Virgens de tratamentoPacientes Virgens de tratamento•Pelo menos 5 mutações para aumento de IC50 superior a 3,0 na fenotipagem.

Barreira genética e facilidade com que a mutação é selecionada

Alta

•ddI

•TDF

Intermediária

•AZT

•d4T

•ABV

Baixa

•3TC

•Nevirapina

Barreira genética e perfil (tipo) de mutações (associações de ARV) 1

• ABC/3TC/TDF em 36 pacientes; 12 meses

• 12 falhas virológicas– 11/12 com ambas K65R e M184V– 1 com M184V

• Nível sérico drogas normal

Low Genetic Barrier to Resistance Is a Possible Cause of Early Virologic Failures in Once-Daily Regimen of Abacavir,

Lamivudine, and Tenofovir: R Landman et al. 11th CROI

ARV + replicação viral

Piora daSusceptibilidade

ResistênciaCruzada

Melhora do “fitness”

Probabilidade de aquisição de mutações em pacientes com falha

estável (n = 98)

Any (n=98)

NRTI (n=96)

NNRTI (n=28)

PI (n=68)

BL and new mutations in patients receiving ARV class

% patients on each ARV class with mutations

BL mutations New mutations

Edwards D, et al. 44th ICAAC, Washington 2004, #H-176

Probabilidade de aquisição de mutações em pacientes com falha

estável (n = 98)

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

-0.80 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

HIV RNA (log10 c/mL) slope per month

P-value = 0.01

New mutations by log10 HIV RNA slope

• Acq

uire

d m

uta

tion

s p

er

pe

rso

n-m

on

th



ResistênciaCruzada


Tendências na resistência do HIV-1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Proporção

de resist.

n = 22 59 56 112 361 255 167

Dados da BC, Canada, J. Montaner, 2004

1 classe

2 classes

3 classes

Freqüência de resistência em pacientes com múltiplas falhas

0

100

200

300

400

500

600

700

800

NTRI NNTRI PI 1 class 2 classes 3 classes

WTM

94.7% 43.2% 58,2% 21.5% 42.2% 34.4%

Sucupira, Antiviral Therapy 6:263-264

0

0,5

1

0 50 100 150 200Study Day

PSS=0

PSS=1

PSS=2

PSS=3

PSS=4

PSS=5

Falha decorrente do número insuficiente de drogas

Pro

po

rçã

o c

om

su

ces

so

vir

oló

gic

o

PSS:” Phenotypic Susceptibility Score”, uma estimativa do número de drogas ativas

Tipranavir• IP não peptídico – ação contra cepas resistentes a outros IPs• 500 mg 2 vezes ao dia com 200 mg RTV 2 vezes ao dia• Estimulante do p450• Queda de CV = 1,5 log• Diarréia, náuseas, vômitos.

10V, 13V, 20M/R/V, 33F, 35G, 36I, 43T, 46L, 47V, 54A/M/V, 58E, 69K, 74P, 82L/T, 83D, e 84V (RESIST)

Até 4 mutações – sensível

5-9 mutações – 2 “fold resistance”

>= 10 mutações – 4 “fold resistance”

83% of patients presenting at least 1 log10 drop in VL



ResistênciaCruzada


Fitness viralCapacidade replicativa (em

determinado meio ambiente)

• Mutações de resistência produzem deficiência replicativa (redução do fitness viral)

• Mutações adicionais produzem uma recuperação do fitness viral

• Entretanto, o vírus com melhor fitness na presença de ARVs é o vírus mutante

Capacidade Replicativa Relativa do HIV-1 do tipo selvagem e mutante.

Wild-type K65R K65R+M184V

Rep

licat

ion

Cap

acity

(%

of

Wild

-Typ

e)

20

40

60

80

100

1 ViroLogic single-cycle replication capacity assay

White et al., AAC, 2002

100%

24%

53%

RT mutations before and after 12w ARV interruption (54)

0

10

20

30

40

50

60

41 67 69 70 103 181 184 188 210 214 215 219

Initial Final

Protease mutations before and after 12w ARV interruption (54)

0

10

20

30

40

50

60

70

10 20 24 30 36 46 48 54 63 71 77 82 84 90

Initial Final

0

10

20

30

40

50

60

70

10 20 24 30 36 46 48 54 63 71 77 82 84 90

Initial Final

Single genotypic tests underestimate resistance

Results:Historical genotype

Most recent genotype

Difference

Lamivudine (M184 V/I) 58.8% 25.5% 33.3%

Other NRTIs 46.0% 27.7% 18.3%

NNRTIs 38.5% 24.5% 14.0%

PIs 27.9% 15.6% 12.3%

Harrigan PR, Wynhoven B, Brumme ZL, et al., Infect Dis. 2005 15;191(8):1325–30.

Qual a persistência de mutações de resistência em pacientes com

resistência primária?

Primary resistance mutation persists!

• Delaugerre C et al. Antivir Ther. 2004 Jun;9(3):415-21

• Brenner B et al. AIDS. 2004 Aug 20;18(12):1653-60.

• Barbour JD et al. AIDS. 2004 Aug 20;18(12):1683-9.

• Wainberg MA, et al. Paper presented at: XIV International AIDS Conference, 2002; Barcelona - Spain.

• Little SJ et al. Paper presented at: 11th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections, 2004; San Francisco, CA.

JAMA 1999;282:1142

Efeito na resposta ART em paciente com

infecção com resistência primária

Primary Resistance did not affect short term virologic efficacy among pregnant women

• Retrospective analyses

• 20% of primary ARV resistance (8 women)

• M184V (4), K103N (2), and L90M (2)

• Viral load bellow detection at labor! (importance of HAART for preventing MTC transmission)

Gasparotto et all 2005

Prevalência de Resistência Primária na UK (n=2410)

Pillay D, et al. HIV 7, Glasgow 2004, #PL5.3

0

5

10

15

20

25

1996-7 1998 1999 2000 2001 2002-3

Year of sample

Pre

va

len

ce

(%

)

316 312 360 453 502 467

NRTI

NNRTI

PI

Any class

Pre

vale

nce

(%

)

0

5

10

15

20

25

30

Primary Resistance:San Francisco Clinics

1996 1997 1998 1999 2000 20011996 1997 1998 1999 2000 2001(n=12) (n=28) (n=53) (n=41) (n=96) (n=29)(n=12) (n=28) (n=53) (n=41) (n=96) (n=29)

Gen

oty

pic

Res

ista

nce

Gen

oty

pic

Res

ista

nce

(% p

atie

nts

)(%

pat

ien

ts)

TrueGene HIV-1 Genotyping Kit (Visible Genetics, Inc)

NNRTINNRTI

PIPI

NRTINRTI

Grant RM, et al. JAMA. 2002;288:181-188.

>>2 drugs2 drugs

>>3 drugs3 drugs

0

5

10

15

Drug-Resistant HIVin Treatment-Naïve Patients

Little SJ, et al. N Engl J Med. 2002;347:385-394.

1995 1996 1997 1998 1999 20001995 1996 1997 1998 1999 2000(n=11) (n=56) (n=101) (n=97) (n=90) (n=23)(n=11) (n=56) (n=101) (n=97) (n=90) (n=23)

Ph

eno

typ

ic R

esis

tan

ceP

hen

oty

pic

Res

ista

nce

(% p

atie

nts

)(%

pat

ien

ts)

IC50 >10-fold increase via PhenoSense HIV (ViroLogic)

NNRTINNRTI

PIPI

NRTINRTI

Prevalence of resistance from 40 US cities in 2003 in ART-naïve patients

Ross L, et al. 44th ICAAC, Washington 2004, #H-173

% with reduced susceptibility to any specific drug

0

4

8

12

16

20

d4T ZDV

DLV EFV NVP APV IDV NFV RTV SQV

% S

ub

ject

s w

ith

red

uce

dsu

scep

tib

ility

• 317 HIV+ ART-naïve subjects

• PT/GT determined

• GT: 14% with mutation

• Reduced susceptibility is most prevalent with NNRTI class

Primary resistance in Santos, Brazil

Resistant Wild Type Positive PCR Negative PCR TOTAL OF RESISTANT

PI 3 19 22 3 3/22 (13.6%)

NRTI 5 17 22 3 5/22 (22.7%)

NNRTI — 22 22 3 —

PI & RTI — 19 6 0/19 (0%)

PI or RTI 7 12 19 6 7/19 (36,8%)

RECENT INFECTION GROUP

Resistant Wild Type Positive PCR Negative PCR TOTAL OF RESISTANT

PI 4 58 62 3 4/62 (6.4%)

NRTI 12 45 57 8 12/57 (21.0%)

NNRTI 2 55 57 8 2/57 (3.5%)

PI & RTI 2 56 8 2/56 (3.6%)

PI or RTI 14 42 56 8 14/56 (25.0%)

ESTABLISHED INFECTION GROUP

17

119

5

cap

acid

ad

e r

ep

licati

va

*mutções 41 + 67 + 70 + 215 +219

*

Wrin T, 40th ICAAC 2000

Efeitos das Mutações de Resistência na capacidade replicativa

Viral fitness

• Paradigm 1: resistance mutations produce a replicative impairment (reduction in viral fitness)

• Paradigm 2: Increased number of mutations restores the viral fitness

CV

tempo

Tratamento ARV

Limite de detecção

Conclusões

• Resistência aos ITRN podem estar relacionados a diminuição de incorporação ou excisão.

• Mutações de resistência selecionadas por um anti-retroviral podem levar a diminuição de susceptibilidade a este anti-retroviral, resistência cruzada ou aumento de susceptibilidade a anti-retrovirais ainda não utilizados.

• Barreira genética para resistência do HIV aos ARV refere-se à facilidade com que ocorre a perda de susceptibilidade aos ARV. Tem relação com número e tipo mutações e com tipo de associação ARV

Conclusões (cont.)

• Mutações de resistência selecionadas por um anti-retroviral podem seguir “caminhos mutacionais” diferentes.

• A alteração de susceptibilidade natural (resistência primária) ou induzida (resistência secundária) aos diferentes tipos e subtipos do HIV ainda não está totalmente definida.

• Persistência na supressão viral incompleta leva risco de resistência ampla, resistência cruzada e recuperação do “fitness” viral.

resistência aos anti-retrovirais ricardo sobhie diaz professor adjunto e livre docente chefe do...

Documents