Revisión de los Fundamentos de la Resistencia de Tratamiento de VIH Ann Khalsa, MD, MSEd, AAHIVS Centro de Salud Familiar La Fe, Centro de CARE Texas-Oklahoma Centro de Educación y Entrenamiento de SIDA El Paso, Texas, EEUU

Fracaso de la Terapia ARV  Definición:  CV > 400 c/ml después 24 semanas  CV >50 c/ml después 48 semanas  CV >400 c/ml repetido después de supresión anterior de CV <400c/ml  Ocurrencia:  10-20% en pacientes no tratados previamente  % en pacientes previamente tratados EEUU CDC 2008 Guias de TARA

Causas de la Resistencia ARV 1.Niveles no terapéuticos de medicamentos:  Dosis tardes o no tomadas  Interacciones entre drogas o alimentos (ej. toronja) 2.Regímenes no-sorpresivos:  Regímenes ARV antiguos: de medicamentos singulares o dobles  Regímenes de < 3 medicamentos activos  Ej.: la adición de un nuevo agente a un régimen fallido  Recirculación de medicamentos previamente fallidos 3.Resistencia trasmitida  Infección primaria o superinfección secundaria

Resistencia por Dosis Fallidas Adapted

Latencia: 7-70,000 partículas virales / día 1.5 dias por generacion t ½ 1 hr. ~93% ~7% Ciclo de Vida del VIH: Cinética y Resistencia Linfocitos CD4 infectados que producen nuevos partículas virales Poblaciones celulares de larga vida ej. macrófagos Linfocitos CD4 infectados en latencia Adaptado de David Ho Linfocitos CD4 no infectados Linfocitos CD4 infectados con virus defectivas Linfocitos CD4 activados no infectados VIH-1 <1% Alta Replicacion Viral: 1-10 billones / d

Factores que Predisponen a la Resistencia Alta Replicación Viral y Errores que Resulten  ~10 billones partículas virales se reproducen diariamente:  1 mutación en el genoma ocurre cada 1-3 copias  También, mutaciones que resulten de recombinaciones de filamentos   Miles de mutaciones diarias  Incluyendo TODAS las mutaciones singulares que ocurren a diario  Muchas combinaciones de mutaciones dobles y triples  Billones de mutaciones anualmente Independientemente del uso de ARV

Factores que Predisponen a la Resistencia Selección Darwiniana de Resistencia  CV detectable durante tratamiento con ARV =  Replicación viral en presencia de terapia   El único virus que se replica = el resistente   Selección ventajosa por sobrevivencia de los partículas virales que han mutado (Evolución Darwiniana)   Acumulación de mutaciones a medicamentos específicos   Fracaso de la terapia actual y futura

Niveles de Adherencia y Respuestas a la Terapia ARV Paterson et al. Retroviruses 1999 (n=84) Adherencia (%) (por “MEMS cap”) >95% 90-95% 80-90% 70-80% <70% Fallidas 3 dosis 6 dosis 3 dosis >4 dosis al la sem. a la sem. (2x/d Tra): al mes al mes al la sem. a la sem. Dosis Fallidas 10-20%  50% Nivel de Fracaso HIV RNA undetectable (%)

Dosis Fallidas: ¿Tomar Cuando Recuerda o Espera Hasta La Dosis Proxima? CI 90 T-0 12 hrs 24 hrs 36 hrs Dosis de Dos Veces al Día

Dosis Fallidas: ¿Tomar Cuando Recuerda o Espera Hasta La Dosis Proxima? CI 90 T-0 12 hrs 24 hrs 36 hrs Dosis de Dos Veces al Día *

Dosis Fallidas: ¿Tomar Cuando Recuerda o Espera Hasta La Dosis Proxima? CI 90 T-0 12 hrs 24 hrs 36 hrs Dosis de Dos Veces al Día *

SUMMARIA: Factores que Predisponen a la Resistencia VIH es predispuesto a desollar resistencia! Falta de adherencia  Niveles Bajos de Meds.  Replicación Viral  Resistencia / Res. Cruzada Alta replicacion viral (10 bill. / d) Alta mutacion viral (30%) + Seleccion Darwiniana de cepas virales resistentes Archivo permanente de CD4 latentes: Retencion de 10% de todas las partículas virales en la circulación – incluyendo las mutantes

Causas de la Resistencia ARV 1.Niveles no terapéuticos de medicamentos:  Dosis tardes o no tomadas  Interacciones entre drogas o alimentos (ej. toronja) 2.Regímenes no-sorpresivos:  Regímenes ARV antiguos: de medicamentos singulares o dobles  Regímenes de < 3 medicamentos activos  Ej.: la adición de un nuevo agente a un régimen fallido  Recirculación de medicamentos previamente fallidos 3.Resistencia trasmitida  Infección primaria o superinfección secundaria

Ciclo de Vida de VIH y Clases de Med. Inhibidores de Proteasa Inhibidores de Transcriptase Reversa Inhibidores de Entrada Inhibidores de Integrasa

Historia del Tratamiento de VIH en EEUU - Inh. TR Nuc - Inh. TR No-Nuc - Inh. Proteasa - Inh. Entrada - Inh. Integrasa Zidovudine Nevirapine Trizivir Epzicom Didanosine Delavirdine VidexEC Truvada Zalcitabine Combivir Tenofovir Etravirine Stavudine Efavirenz Emtricitabine Lamivudine Abacavir Saquinavir Amprenavir Tipranavir Ritonavir Lopinavir/rtv Darunavir Indinavir Atazanavir Maraviroc Nelfinavir Fosamprenavair Raltegravir Saquinavir Enfuvirtide Tra.-Sing. Tra.-Doble Tra.-Comb. Tra.-Elevado Tra-Rescatar

Medicaciones Antiretrovirales en los EEUU INH’S DE LA NUC. TRANSC. REV. AbacavirABC Didanosine ddI EmtricitabineFTC Lamivudine3TC Stavudined4T TenofovirTDF ZidovudineZDV INH’S DE LA NON-NUC.TRAN. REV. DelavirdineDLV EfavirenzEFV NevirapineNVP EtravirineETV INHIB’S DE LA PROTEASA AtazanavirATV DarunavirDRV FosamprenavirFPV IndinavirIDV LopinavirLPV NelfinavirNFV RitonavirRTV Saquinavir SQV TipranavirTPV INHIB’S DE LA ENTRADA EnfuvirtideT-20 MaravirocMVC INHIB’S INTEGRASA RaltegravirRAL

Repaso Histórico de los ARV Recuperación Inmunológica Paralela a la Supresión Viral  CD4  CV Med. 2 Meds. 3 Meds Enfermedad Cronica Tratable ~~ Supervivencia Indefinida?  400+

Históricamente la Tra. ARV Doble Desarrollo de la Resistencia Cualquiera persona VIH+ con virus no expuesta a medicamentos ya tienen múltiples mutaciones pre-existentes Tra. con 2 meds: A + B Persona VIH+: virus mutante: resistente a drogas A y B CV = 1,000,000 CV = 50,000

Niveles de Meds. Elevados Para Superar Resistencia Susceptible CI 90 T-0 12 hrs 24 hrs 36 hrs Dosis Dos Veces al Día Resistente CI 90 CI 90 = Concentración Inhibitorio de medicamentos a sorpresa 90% de virus

Farmacocinética Elevación Tiempo Conc. de Med. IC90 Resistente IC90 Susceptible Área de Replicación Potencial C MAX C MIN Área debajo de la línea FC Elevación EJ.: KALETRA= Lopinavir ELEVADO por Ritonavir Intervalo de Dosis

KALETRA = Lopinavir elevado por Ritonavir           Kaletra Indinavir Indinavir elevado por Ritonavir Horas Después Dosis Dosis Solados Concentracion de Plasma (en ratos)

TARA en Pacientes no Tratado Previamente Elevación con Ritonavir a Bajar Resistencia  Preferida:  EFV o  ATVrtv o DRVrtv o FPVrtv o LPVrtv  Alternativa:  NVP o  ATV or FPV o SQVrtv o FPVrtv  Preferida:  TDF/FTC (Truvada)  Alternativa:  ABC/3TC (Epzicom) o ZDV/3TC (Combivir) o ddI + (3TC or FTC) COLUMNA A + COLUMNA B

Índice de Desarrollo y Pruebas de Resistencia  Resistencia  mutaciónes contra medicamentos  Indice de Desarrrollo  variable: Medicinas Índice Nivel # Mutaciónes 3TC, NNRTI Days ~100x 1 NRTI’s, PI Weeks ~20x ~  3-5  Pruebas:  Carga Viral:Detección de problema  Genotipo:Mutaciónes specificos  Fenotipo:Nivel de resistencia  Fenotipo Virtual:Aproxidimación por los mutaciónes

Virus Sensible Obstrucción del Sitio Activo Con Med. CRF Clavel, OI 2005, #180 Clavel F, Hance AJ. NEJM. 2004;350: IP (RTV) ocupa dominio central de el atascamiento del substrato Major IP Mut’s: 46, 82, 84, 90

Protease Inhibitor Resistance Steric Hindrance Mechanism CRF Clavel, OI 2005, #180 Clavel F, Hance AJ. NEJM. 2004;350: Virus Resistente Falta de Obstrucción del Sitio Activo Con Med. El sitio activo abrió – la prevención del atascamiento de la droga – demostrado para el lopinavir Proteasa ResistenteProteasa Sensible

Prueba del Genotipo de Mutaciónes  Nucleic acid mutation  amino acid change  Nuc: AAA AUG AGT  AAA GUG AGC AA: Lys Met Ser Lys Val Ser  Genotype Nomenclature:  M 184 V Wild Type AAMutant AA Non-structural change Structural change

Ejemplo del Genotipo

Abacavir Didanosine Emtricitabine Lamivudine Stavudine Tenofovir Zidovudine Los Patrones de Mutaciones Seleccionadas por nRTIs © The International AIDS Society–USA Observe patrones de resistencia-cruzado entre las drogas El desarrollo de 184 puede retrasar/previene el desarrollo de TAMS

Multi-nRTI Resistance: 69 Insertion Complex (affects all nRTIs currently approved by the US FDA) Multi-nRTI Resistance: 151 Complex (affects all nRTIs currently approved by the US FDA except tenofovir) Multi-nRTI Resistance: Thymidine Analogue-associated Mutations (TAMs; affect all nRTIs currently approved by the US FDA) © The International AIDS Society–USA Mutaciones Que Causan Resistencia-Cruzada Total de la Clase TAMS

Abacavir Didanosine Emtricitabine Lamivudine Stavudine Tenofovir Zidovudine Resistencia-Cruzada entre nRTIs por los “Patrones” © The International AIDS Society–USA  3 TAMS TAMS  3 TAMS Observe resistencia-cruzado despues AZT/d4T – 3TC/FTC

Ejemplo del Genotipo

Mutaciones Seleccionadas por NNRTIs Efavirenz Etravirine Nevirapine Caso A – JB – 1/04 X © The International AIDS Society–USA

Mutaciones Seleccionadas por PIs Atazanavir +/-ritonavir Fosamprenavir/ ritonavir Indinavir/ ritonavir Lopinavir/ ritonavir Darunavir/ ritonavir Caso A – JB – 1/04 © The International AIDS Society–USA

Mutaciones Seleccionadas por PIs - 2 Nelfinavir Saquinavir/ ritonavir Tipranavir /ritonavir © The International AIDS Society–USA

Med. Nuevo No Cruz-Resistente Genotypic Evaluación de Resistencia Por el genotipo (“mutaciónes”) Medications

 Conc. De Med.  Resistencia  Conc. De Med. 2 mut’n 4x resist. 3 mut. 10x resist [ 10x  ] [ 4x  ] Via phenotype (“fold-resistance”) Fenotipo Evaluación de Resistencia Medications

CONCENTRACION DE MED. 50 % SORPR. VIRAL CI 50 – Nor.CI 50 – Resist. Prueba de Fenotipo: Concentracións de Med. Resistente Paciente: Virus Resistente Referencia: Virus Normal 100 % - Fold Resistance Recombinant assay w/ serial dilutions  Dose Response Curves

SAMPLE REPORT  || || || || || ||  Susceptibility= bars to RIGHT of Cut-Off Levels  Susceptibility= bars to LEFT of Cut-Off Levels

Causas de la Resistencia ARV 1.Niveles no terapéuticos de medicamentos:  Dosis tardes o no tomadas  Interacciones entre drogas o alimentos (ej. toronja) 2.Regímenes no-sorpresivos:  Regímenes ARV antiguos: de medicamentos singulares o dobles  Regímenes de < 3 medicamentos activos  Ej.: la adición de un nuevo agente a un régimen fallido  Recirculación de medicamentos previamente fallidos 3.Resistencia trasmitida  Infección primaria o superinfección secundaria

Caso De La Resistencia Transmitida Y De La Progresión Rápida - 1 CD4 (celulas/mm 3 ) CD8 (celulas/mm 3 ) Cociente (CD4:CD8) Cuenta absoluta del Linfocito (celuals/mm 3 ) Plasma VIH-1 RNA (copias/ml) M.Markowitz, Lancet 2005, 365: , , , , , , ,  Años Meses 27 Sep Abr 01 7 En Nov 02 9 Mayo 03 8 Dic Dic Dic En En 05 2 Feb 05   Saludable antes Mayo 2003 (ultima examen VIH-) ……. Enfermedad febril temprano de Nov Diagnosticado VIH+ mediados de Dic CD4 bajo último de Dic HSH, últimos años 40s, en un estudio de los HSH de VIH-  Referido a centro de Investigación: - Infección de VIH confirmado - “Detuned Assay” positivo  VIH+ anteriormente - Progresión rapida: fatiga, pérdida de peso, SIDA avanzado Historia: - Exposiciones sexuales anónimas múltiples sobre 48 horas en Oct 04 - Sexo anal: pasivo y activo - Con metanfetamina VIH EIA- / WB- EIA+ WB+ 

Caso De La Resistencia Transmitida Y De La Progresión Rápida - 2  Resultados de Genotipo  IRTn:41L, 67D/N, 118I, 184V/I, 210L/G/M/R/V/W, 215C/Y, 219E  IRTnn:101E, 181I  IP:10L, 33F, 34Q, 46I, 54M, 63P, 71V, 84V, 89V, 90M  Resultados de Fenotipo: RESISTENCIA MÚLTIPLE: Todos IRTn IRTnn (¿ hiperactivo- susceptibilidad?)

Multi-nRTI Resistance: 69 Insertion Complex (affects all nRTIs currently approved by the US FDA) Multi-nRTI Resistance: 151 Complex (affects all nRTIs currently approved by the US FDA except tenofovir) Multi-nRTI Resistance: Thymidine Analogue-associated Mutations (TAMs; affect all nRTIs currently approved by the US FDA) © The International AIDS Society–USA Mutaciones Seleccionadas por nRTIs TAMS

Abacavir Didanosine Emtricitabine Lamivudine Stavudine Tenofovir Zidovudine Mutaciones Seleccionadas por nRTIs © The International AIDS Society–USA 5 TAMS TAMS + 184

Mutaciones Seleccionadas por NNRTIs Efavirenz Etravirine Nevirapine Caso A – JB – 5/07 © The International AIDS Society–USA RTInn hiperactivo-susceptibilidad posible: RTIn 5 TAMS + 184

7

a Median (Q1–Q3) FC for all isolates was 3.0 (1.1–9.3); b V179F was never present as single INTELENCE RAM (always with Y181C) MedianQ1–Q3n Y181I – High3 Y181V – High3 K101P – High2.5 L100I – Medium2.5 Y181C – Medium2.5 M230L – High2.5 E138A – Medium1.5 V106I – NALow1.5 G190S – Low1.5 V179F b 0.7– – 00.1Medium1.5 V90I – Low1 V179D – Low1 K101E – Low1 K101H – Low1 A98G – Low1 V179T – Low1 G190A – Low1 Effect on FC in linear model Weight factor INTELENCE FC in the subset of HIV-1 clinical isolates with 1 INTELENCE RAM (n=1,619), regardless of the presence of other NRTI or NNRTI RAMs a Prevalence (%) in the panel of 4,248 HIV-1 clinical isolatesMutation INTELENCE FC in a single SDM Updated List of INTELENCE RAMs: Weight Factors for 2008 INTELENCE RAMs Vingerhoets J, et al. IHDRW 2008; Abstract 24 Mutation not in table is scored 0; RAMs, resistance-associated mutations; FC, fold change

Mutaciones Seleccionadas por PIs Atazanavir +/-ritonavir Fosamprenavir/ ritonavir Indinavir/ ritonavir Lopinavir/ ritonavir Darunavir/ ritonavir Caso A – JB – 5/07 © The International AIDS Society–USA

Mutaciones Seleccionadas por PIs - 2 Nelfinavir Saquinavir/ ritonavir Tipranavir /ritonavir © The International AIDS Society–USA

2 Maneras De Conseguir Resistencia De Meds  Diferente Maneras para Prevenir Resistencia  Resistencia Transmitida Primaria  De una pareja con resistencia adquirido quién:  Sabía que lo infectaron  Había visto a un médico  Había sido la medicina prescrita  A un recipiente que engancha a comportamiento de riesgo elevado  Resistencia Adqirida Secundaria  Después del tratamiento no-represivo Adaptado de D. Richman. CROI 2005 session #2 VIH+ Sexo Seguro VIH- Sexo Seguro Adherencia a Tratamiento