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RESISTENCIAS A LOS FÁRMACOS ANTIRRETROVIRALES.

RESISTENCIAS A LOS FÁRMACOS ANTIRRETROVIRALES. M. Riera. Unitat de Malalties Infeccioses. Hospital Son Dureta. Definición de resistencia a antirretrovirales.

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RESISTENCIAS A LOS FÁRMACOS ANTIRRETROVIRALES.

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  1. RESISTENCIAS A LOS FÁRMACOS ANTIRRETROVIRALES. M. Riera. Unitat de Malalties Infeccioses. Hospital Son Dureta.

  2. Definición de resistencia a antirretrovirales • El concepto de resistencia farmacológica en enfermedades infecciosas es por definición fenotípico, se reconoce in vitro por la necesidad de una mayor concentración del fármaco para inhibir a la mitad (IC50) o al 90% (IC90), el grado de crecimiento del virus en cultivos celulares. • La resistencia es consecuencia de mutaciones que emergen en las proteinas virales donde actuan los antirretrovirales.

  3. ¿ Como aparecen cepas resistentes en un paciente? • Resistencias primarias o transmitidas: Son las que aparecen en pacientes naive (que nunca han seguido TAR.) • Resistencias secundarias: Aparecen en pacientes que han recibido tratamientos antirretrovirales, generalmente como consecuencia de tratamientos insuficientemente supresores.

  4. Prevalencia de mutaciones transmitidasCohorte CASCADE. B.Masquelier.JAIDS 2005 • Cohorte de 6327 seroconversores de Europa y Canada, de los cuales a 438 se realizó GRT en los 18 meses de la seroconversión. 45 (10,3 %) infectados por cepas VIH- con resistencia a fármacos antirretrovirales. Los pacientes seroconversores más recientes (2000-2003) mayor riesgo de TDR,RR 4,49 CI95% 1,03-23

  5. Prevalencia de resistencias primarias en pacientes con seroconversión reciente

  6. ¿Porque aparecen resistencias secundarias a los fármacos antirretrovirales? Tratamientos de rescate Fracaso virologico

  7. Resistencias secundariasProgresion clínica y respuesta virológica en la cohorte SuizaLedergerber B.Lancet 1999;353:863 • Un 90,7% de los pacientes naive alcanzaron CV indetectables a los 12 meses frente al 70-78,7% pretratados. • A los 2 años un 20,1% de los pacientes naive presentaran fracaso virológico y un 35.7-40.1 de los pretratados. • La probabilidad de alcanzar cargas virales indetectables con un tratamiento de rescate fue del 57,1%.

  8. Epidemiologia. Prevalencia en pacientes tratados.HIV Cost and Service Utilization Study Cohort.D.D.Richman AIDS 2004

  9. Utilización practica de los test de resistencia genotípica al VIH-1 en tratamientos de rescate.HSD.1999-2001 198 pacientes (15%) de los seguidos en consultas precisaron pruebas de resistencia genotípica por FV. • 49% de los pacientes presentaban >3 TAMs y 49% tenían 5 o más mutaciones a IPs

  10. Dinamica viral y generación de mutantes En pacientes con infección VIH no tratada , el numero total de celulas infectadas del tejido linfoide se calcula en 107 o 108 La vida media de las celulas infectadas es de 1 o 2 días, el VIH debe infectar nuevas células con un turnover muy rápido Las mutaciones aparecen al azar fundamentalmente como consecuencia de la falta de fidelidad de la TI y de la elevada replicación viral

  11. Dinamica viral y generación de mutantes La rapidez con que una población mutante sustituye a una población sensible a un TAR depende de: -Nº de mutaciones que se requieren para proporcionar un alto nivel de resistencias. - El coste cinético El VIH es capaz de persistir en células de vida media larga, por lo que se mantendrá un archivo histórico de todos los genotipos que ha tenido un paciente a lo largo del tiempo

  12. Mecanismos de resistencia • El origen molecular de la aparición de resistencias a un determinado grupo de antirretrovirales se debe a la presencia de mutaciones sobre el gen que actuan (T I o la proteasa). • Los ANTI después de ser fosforilados por las quinasas celulares, son incorporados a la TI en la cadena naciente de DNA viral. Debido a que estos fármacos no contienen un grupo hidroxilo en la posición 3’ del azucar, interrumpen la síntesis de DNA.

  13. Mecanismos moleculares de resistencia a los ANTI. Cambio de la afinidad de la TI por los ANTI • Algunas mutaciones cercanas al sítio catalítico de la enzima impiden la incorporación del ANTI al DNA por pérdida de afinidad de la TI por el ANTI (incorpora mucho menos eficazmente el ANTI que el dNTP o sustrato natural, por alteraciones en las interacciones entre la TI y el inhibidor en el sitio catalítico de la enzima). • M184V (3TC) , L74V (ddI), • K65 R (TFV, ddI) • Q151M (multirresistencia a ANTI)

  14. Mecanismos resistencia a los ANTIAumento de la pirofosforolisis • Las mutaciones TAM “thymidine analogue mutations” (asociadas al uso de AZT,d4T), aumentan la capacidad de la TI para eliminar el AZT-monofosfato incorporado, permitiendo que continue la síntesis de ADN.El ATP es el sustrato fisiológico relevante para las reacciones de rescate de iniciadores bloqueados con ANTI. TAMs : Disminuyen la sensibilidad al AZT,d4T,ddi, abacavir o TFV. • D67N /K70R /T215F/ K219E/Q/N • M41L/L210W/T215Y TI portadoras de inserciones de dos aminoácidos entre los codones 69y 70: 69ss

  15. Mecanismos moleculares de resistencia a los ATINN Los ATINN se situan en el interior de la molécula de la TI en un dominio hidrofóbico cercano al sitio catalítico, produciendo un cambio conformacional en la estructura de la TI que impide la polimerización del DNA La resistencia a los ATINN se debe a la pérdida de interacciones hidrofóbicas que estabilizan la unión de la TI con el ATINN. Mutaciones en las posiciones 100,101,103, 106, 108,138, 181, 188, 190, 221, 225, 227, 230, 236, 238 se asocian a resistencias a los ANNTI

  16. Mecanismos de actuación de los IP La PR es un homodímero constituido por dos cadenas polipeptídicas de 99 aminoácidos y una hendidura en la zona de contacto de ambas subunidades. La PR del VIH actúa procesando dos de las poliproteinas precursoras del virus (Gag y Gag-Pol) dando lugar a proteinas estructurales del virus maduro. Todos los IP comercializados son moléculas sintéticas que se unen al centro activo de la enzima compitiendo con los sustratos naturales.

  17. Mecanismos de resistencia a los IP La PR tiene una gran plasticidad lo que le permite mutar en numerosas posiciones sin perder su actividad enzimática. Las mutaciones modifican el nº y la naturaleza de los puntos de contacto entre la proteasa y los IP, reduciendo su afinidad por la enzima. • Las mutaciones primarias: Afectan al lugar de unión de las proteasas a su sustratoy conducen a cambios en los aminoácidos que disminuyen su afinidad por el fármaco. • Las mutaciones secundarias Aparecen posteriormente alejadas del sitio activo aumentan el grado de resistencia y la capacidad replicativa del virus y son compartidas por la mayoría de inhibidores de la proteasa . MUTACIONES SECUNDARIAS MUTACIONES PRIMARIAS L10F/R ,K20V/I/T, Ll23I, ,L24I, V32I, L33F, E34Q, E35G, M36I, K43T, I47V, F53L,I54L/M/V, Q58E, L63P,I66F, A71V/T, G73S/A/T/C,T74 S/P/A,L76V ,V77I, P79A,I85V,N88 D/S.L89V, Q92R, C95F • D30 N, M46I/V, G48V/M • I50V/L, V82A/F/T/S, I84V/A/C. ,L90M RHEE SY, JID 2005-BD STANDFORD

  18. Con IP potenciados son fármacos de alta barrera genética y con buen perfil farmacocinético, en naive o en simplificación con monoterapia: Ausencia de aparición de mutaciones primarias en los ensayos clínicos y resupresión tras reintroducción: Lopinavir:M98-863. Kempf, J Inf Dis 2004; Estudio OKEY JR.Arribas, JAIDS 2005 Fosamprenavir:SOLO. McManus,AIDS 2004 Atazanavir vs ATZ/r (098).Malan N .y ACTG A5201: Swindells S. CROI 2006.

  19. c-c FP HR1 HR2 NH2 COOH tm Enfuvirtide (ENF, T-20) • ENF es un péptido de 36 aa que mimetiza parte de la secuencia del dominio externo en la región HR2 de la proteina de envoltura transmenbrana gp41. • ENF actúa extracelularmente bloqueando la fusión de las membranas del VIH con el CD4. • Se une al dominio HR1 de la gp41. • Impide la formación de la hexahélice HR1-HR2, cambio necesario para la fusión de menbranas. ENF

  20. Frecuencia de Mutaciones en gp41 aa 36-45. (Patientes en TORO 1 & TORO 2). 60% % de Pacientes con Muts. 40% 20% 0% 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Secuencia WT G I V Q Q Q N N L L

  21. Mecanismos de resistencia a nivel celular • Resistencia a nivel de los mecanismos de fosforilación intracelular. • Acción de las proteinas transportadoras de transmenbrana , las glicoproteinas–P, gpP, codificadas por el gen MDR y las MRP (MRP-1,MRP-4, MRP-5) pueden transportar los ATIN y los IP fuera de las células por un mecanismo de bombas de excreción.

  22. Métodos de medición de resistenciasMétodos genotípicos Se encuentran disponibles en laboratorios asistenciales, comerciales y de investigación • Analiza las secuencias de la transcriptasa inversa, de la proteasa y de la envoltura del VIH-1 e identifica las mutaciones implicadas en la reducción de susceptibilidad a los TAR. • Las mutaciones están expresadas en términos de sustitución de aminoacidos en la cadena polipeptídica de la proteína diana. • M184V (el cambio de una adenina por una guanina en el codón 184 de la región de la TI conlleva la sustitución de metionina por Valina)

  23. Métodos genotípicos • La primera fase en estos tests es amplificar el ARN viral mediante RT-PCR de los genes de TI y de la Proteasa. • Las secuencias de los productos de la PCR (que representa las secuencia viral predominante en la muestra), puede analizarse: • Secuenciación de todos los codones relevantes. • Detección de mutaciones puntuales

  24. Secuenciación genómica • Los productos secuenciados se detectan mediante electroforesis. • Las secuencias obtenidas se comparan con secuencias de referencia de VIH-1 mediante diferentes programas informáticos para determinar la presencia de mutaciones. • Es el método de referencia • Dos métodos homologados y comercializados de secuenciación:ViroSeq HIV-1 (Abott), TruGene HIV-1 (Bayer)

  25. Características de los métodos genotípicos

  26. Consideraciones en la valoración de resistenciasFármacos con alta -baja barrera genética • Para algunos fármacos la aparición de una sóla mutación puede conferir un alto nivel de resistencia, son fármacos con baja barrera genética: Nevirapina, Efavirenz, Lamivudina. • Para la mayoría de ANTi y de IPs la aparición de resistencia es un proceso gradual. La acumulación de mutaciones da lugar a un incremento progresivo en los niveles de resistencia y raramente se alcanza un nivel de resistencia absoluto. • La cinética de aparición de resistencias dependerá de la farmacocinética, la farmacodinámica y la barrera genética..

  27. Consideraciones en la valoración de resistencias en la practica clínica II M184V • La adquisición de mutaciones de resistencia, a menudo se asocian a una disminución de la capacidad replicativa viral. • Algunas mutaciones pueden suprimir la resistencia fenotípica de otra mutación, restaurando la susceptibilidad a otros fármacos. (Ejemplo mutaciones que aumentan susceptibilidad al AZT) • En el curso de los tratamientos pueden producirse resistencias cruzadas (un virus resistente a un antiviral muestra resistencia a otros fármacos, de la misma familia, con los que no ha estado en contacto.) K65R,L74V, M184V L100I y 181C Multi-ATINN Resistencia: K103N / Y 188 L Multi-ATIN Resistencia: Q151M, T69ss, acumulación de mut:41,67,70,184,210,215,219

  28. Efecto de la acumulación de TAMs y la presencia de la mutación M184V la sensibilidad a los ANTIWhitcomb JID 2003

  29. Resistencias cruzadas. Acumulación de mutaciones , perdida de sensibilidad a las proteasas • Con IP no potenciados la duración del tratamiento con IPs en fracaso virológico es predictivo del nº de IPs con sensibilidad disminuida. Kemper C. AIDS 200 • De 6000 muestras clínicas de pacientes en FV, entre el 17-25 % presentaban resistencia a IPs y 692 (11%) presentaban alto nivel de resistencia a los 4 IPs analizados, las mutaciones más frecuentes en estos pacientes fueron: • Hertog K.AIDS 2000

  30. TPV RESIST Cambios en CV a 24 semanasSegún mutaciones de proteasa basales*   Median log10 HIV RNA change from baseline P= <0.0001 0.0105 <0.0001 <0.0001 *Numero de mutaciones de proteasa : Cualquier cambio de la secuencia consenso de la proteasa

  31. Estudios prospectivos sobre la utilidad de los estudios de resistencias.

  32. Limitaciones de los estudios de genotípicos • No detectan poblaciones virales minoritarias, no detectan la presencia de especies resistentes” archivadas”. • Miden indirectamente las resistencias fenotípicas, puede no existir correlación con el análisis fenotípico. • Difícil interpretación. Requiere del conocimiento de los determinantes genéticos de las resistencias. • Se desconoce el efecto de determinadas combinaciones de mutaciones sobre el fenotipo. • Se desconoce el impacto de cada mutación para un determinado ARV

  33. Interpretación de los resultados genotípicos • El estudio HAVANA demostró una mayor respuesta virológica si el genotipo es interpretado por un grupo de expertos, en comparación a los pacientes en los que el tratamiento es modificado sólo en base al genotipo. • Diversos sistemas informáticos expertos están disponibles en internet y pueden ser de ayuda en la interpretación del genotipado. • http://hivdb.stanford.edu • http://www.vircolab.com • http://www.retrogram.com • http://www.hivfrenchresistance.org/index.html • http://www.trugene.com

  34. Interpretación de resistencias genotípicas: Future Drug Options (FDO)-H.Jiang. JID 2003 • End point que usando los sistemas informáticos de interpretación de genotipos calcula las opciones terapéuticas futuras en base a las resistencias genotípicas acumuladas. • Medida FDO1: Se evalua calculando el nº de clases de fármacos a los cuales el virus analizado es sensible (1 punto por clase), añadiendo una puntuación de 0,3 si la familia de fármacos a la que permanece sensible es la de ANTI o IPs. Valores posibles:0,1, 1.3 2, 2.3, 2.6, 3, 3.3, 3.6. • Medida FDO2: Se determina mediante dos componentes. El nº de clases de fármacos que incluya al menos un fármaco a los que el paciente es sensible (igual que en FDO!) + nº total de antirretrovirales efectivos dentro de cada clase donde ND es el total de fármacos activos/ Tnd que es el total de antirretrovirales en aquel momento disponibles.

  35. Guías sobre la utilización de los estudios de resistencias en la práctica clínica R: Recomendado, NR: No recom, Ne: No especifica, C: Considerar, A: mismas consideraciones que en pobl adulta

  36. Documento de consenso de GESIDA sobre la utilización de los estudios de resistencias en la práctica clínica • Pacientes pretratados • Primer fracaso R • Segundo y tercer fracaso R • >3 fracasos C • Embarazadas R

  37. Métodos fenotípicos • Definen si una cepa del VIH-1 es sensible o resistente a un determinado fármaco antirretroviral, en función de su capacidad de replicación ante distintas concentraciones del fármaco. • El resultado que se obtiene se conoce como concentración inhibitoria del 50% o del 90% (IC50 o IC90) y se compara con la requerida para inhibir una cepa de referencia de laboratorio WT (folds).

  38. Tipos de pruebas de resistencias fenotípicas • Clásicas: requieren aislar el VIH, cuantificar el virus a partir de linfocitos de sangre periférica. Los aislados son cocultivados con celulas mononucleadas de donantes sanos y estimuladas en presencia de diluciones seriadas de fármaco. • Generación de virus recombinantes, se generan quimeras virales que portan los genes de interés (la TI y la PR) del paciente, para determinar la sensibilidad a todos los TAR disponibles. Antivirogram® (Virco).PhenoSense HIV® (ViroLogic Inc).

  39. Se amplifica la región de la TI o PR del virus del paciente, se recombina con un clon viral infectivo sin región de la TI y de la PR y se cocultiva en presencia de diferentes combinaciones De antirretrovirales.

  40. Mayor representatividad de las diferentes cuasiespecies. Mayor rapidez Posibilidad de estandarización Proporcionan una medida directa de la sensibilidad a los diferentes TARs Informa de las resistencias cruzadas No detecta subpoblaciones virales que constituyan <10-20% de la población total. Proporciona información de sensibilidad a fármacos individuales , no a combinaciones de TAR Los valores de IC50 que definen sensibilidad o resistencia no están bien definidos para cada fármaco. Disponible sólo en laboratorios comerciales. Elevado coste Ventajas e inconvenientes de los métodos fenotípicos recombinantes VENTAJAS INCONVENIENTES

  41. Fenotipo Virtual • Los laboratorios Virco disponen de una amplia base de datos que reune información fenotípica y genotípica de >30000 muestras. • El fenotipo virtual es un sistema de interpretación del genotipo, basado en la susceptibilidad fenotípica de aislados virales similares al virus problema. • El FV nos da la probabilidad de que nuestra variante sea sensible o resistente, es útil en determinados patrones complejos de mutaciones, pero en otros el grado de certidumbre es menor.

  42. Virco- Puntos de Corte • Puntos de corte (Cut-off): Concentración debajo de la cual el virus es considerado sensible y encima de la cual es considerado resistente (definida como incremento en número de veces la IC50 ) • Cut-off técnico:basados en medidas repetidas realizadas en un mismo aislado viral de referencia (coeficiente de variación de la prueba) • Cut-off biológico (BCO): Basado en la variaciones de muestras clínicas de pacientes naives al TAR, estableciendo una curva de Gauss y un rango de resistencia/susceptibilidad para cada fármaco. Se consideran resistentes aquellos virus cuya IC50 se aleja más de dos DE de la media .

  43. Page 1: SUMMARY REPORT 1 1 1 2 3 5 4 1. Resistance-associated mutations 2. VirtualPhenotypeTM predicted Fold Change in IC50 3. Cut-Offs 4. Resistance Analysis 5. Reference to Additional Clinical Notes

  44. CUTT-OFF Clínico CCO • CUT-off clínico: Basándose en la respuesta virológica al TAR de >3150 pautas en 2761 pacientes incluidos en ensayos clínicos, lab VIRCO ha desarrollado módelos de respuesta virológica, mediante analisis de regresión (en función del cambio en la IC50 basal definida por virco®type y otras variables: CV y los TAR sensibles basalmente) • Define los clinical Cutt-offs: • “Inferior” — FC a partir de la cual la respuesta comienza a perderse • “Superior” — FC a partir de la cual la respuesta es prácticamente nula • Son difíciles de determinar. No disponible para todos los antirretrovirales.

  45. BCO=2.5 Resistant in vitro Susceptible in vitro FC=4.6 FC=4.6 Int. in vivo response Low CCO=1.1 High CCO=12.0 Max. in vivo response Min. in vivo response Boosted saquinavir still retains partial activity Cutt-Offs clinicos (CCO) identifican actividad parcial

  46. 20% 80% Low fold-change Low CCO High CCO Identification of fold-change values above which the virological response starts to decline • . i.e. LPV/r 100 % loss virological response Intermediate fold-change High fold-change Baseline fold-change values • “Inferior” — FC a partir de la cual la respuesta comienza a perderse • “Superior” — FC a partir de la cual la respuesta es prácticamente nula

  47. Page 2: DETAILED REPORT 1 1 1 5 3 4 2 1. Identifica las mutaciones clave de resistencia 2. Busca en la base de datos patrones de mutaciones semejantes, Nºparejas genotipo-fenotipo localizadas 3. Representación gráfica del continuo de resistencia 4. Predicted Fold change in IC50, y 95% IC 5. Cut-Off clínicos o biológicos

  48. virco®TYPE Clinical Cutoffs for PIs and Boosted PIs

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