Gema Nieto, Manuel Sánchez, Ana Velasco i Joan FiblaDepartament de Ciències Mèdiques Bàsiques-IRB LleidaUniversitat de Lleida

Variabilidad de genes del metabolismo de la vitamina D asociada con la infección por VIH y progresión a sida

Acción pleiotrópica de la vitamina D

Vitamin D biosynthesis

The genomic actions of vitamin D are mediated by VDR

VDRE

Activation of Vitamin D responsive genes

transportsynthesis

Receptor binding

x

Repression of Vitamin D responsive genes

VD y sistema immune

Modulación del balance Th1/Th2 Desplazamiento Th2

Respuesta innata Inhibición síntesis defensinas Inhibición maduración macrofagos y DCs

Autoimmunty

Vitamin D ReceptorVitamin D Receptorvariability and diseasevariability and disease

Autoimmunty

1-1--Hydroxilase (-Hydroxilase (CYP27B1CYP27B1))variability and diseasevariability and disease

VDR Gene structure and disease associated variants

A1012G Poly A

VDR variants: Genotype vs. Phenotype Causative variants?

Cdx: G allele diminished Cdx2 transcription factor binding

A1012G: lost of GATA binding site Fok I: 424 aa VDR (F allele) interacts more

efficiently with transcription factor TFIIB Functional interaction between polymorphisms

Marker variants? Bsm I & Poly A: mRNA stability is larger in Bsm I

“B” allele than in BsmI “b” allele? Haplotype BS vs. haplotype bL

Arquitectura de transmisión región VDR

CYP27B1 genetic variants

Arquitectura de transmisión región CYP27B1

HIV-1 primary infection and disease progression to AIDS

vs.VDR

CYP27B1

Vitamina D & infecció VIH Vitamina D i sistema immune:

Resposta innata i vitamina D Maduració cèl.lules dendrítiques (DC) Balanç Th1 Th2- (desplaçament Th2) Síntesis local de vitamina D per macròfags i DC

Virus VIH Inducció de resposta Th1 Inducció mantinguda de resposta immune

VD i replicació viral Activació LTR viral per VD

VD i SIDA Disfuncions metabolisme VD durant la infecció Interaccions tractament i metabolisme VD

Variants VDR i infeccions Tuberculosis Lepra

Variabilitat en la susceptibilitat a la

infecció

Variabilitat en la progressió clínica

Individus exposats no infectats

Ritme de progressió:•Progressors ràpids• Progressors lents• No progressors

Variabilitat fenotípica en la infecció per VIH-1

Quin paper juga el fons genètic de l'hoste en aquesta variabilitat?

Infeccions oportunistes

VDR polymorphisms & HIV-1 primary infection

Cohorts considered At-risk HIV-1 uninfected subjets

Males IDU subjects Risk behaviour Markers of exposure (CCR5, Hepatitis C)

HIV-1 infected cohort Males IDU subjects

Healthy control subjects

Patró de blocs en les cohorts analitzades

At-risk HIV-1 uninfected

Healthy controls HIV-1 infected

VDR risk genotypes for HIV-1 infection

Combined risk genotypes & HIV-1 infection

Concluding remarks

VDR genotypes are associated with HIV-1 primary infection

VDR haplotypes and diplotypes associated with: Protection Risk

What about disease progression…?

AIDS disease progression in HIV seropositive patients

Disease progression: VDR & CYP27B1

SERLAC cohort 179 HIV-infected patients HIV positive test prior 1987

Disease Progression: Drop T-CD4 cell counts under 200/L AIDS progression according to:

CDC 1993 Incorporates AIDS-related diseases and CD4

cell counts under 200

VDR and CYP27B1 variants tested

Genotype association with AIDS CDC 1993 outcome

Disease progression rates vs. VDR (rs1544410)

Disease progression rates vs. CYP27B1 (rs464653)

Disease progression rates vs. VDR-CYP27B1

(NRG)

(LRG)

(HRG)

Combined genotype association with AIDS CDC 1993 outcome

VDR diplotype status distribution

Haplotypes

Haplotype carriersAIDS cases/

AIDS free OR 95%CI P value

- - - A S 0 copies 34.9/36.6 11 copy 41.1/41.4 1 0.56-2 0,863

2 copies 20/5 4,2 1.4-4.5 0,006

G - - - S 0 copies 42.3/47.3 11 copy 38.3/32.7 1,3 0.7-2.4 0,426

2 copies 15.4/3.0 5,6 1.5-20.7 0,005

G - - A S 0 copies 46.4/49.8 11 copy 39.6/32.2 1,3 0.7-2.4 0,426

2 copies 10/1 10,9 1.3-88 0,007

- - - G L 0 copies 31,3/11,3 11 copy 37,6/44,6 0,3 1.16-0.67 0,003

2 copies 27/27 0,35 0.15-0.85 0,018

VDR , vitamin D receptor; AIDS, acquired immunodeficiency syndrome; OR, odds ratio; 95%CI, 95% confidence interval. Grey background indicates rare allele.

Table 43.- Distribution of carriers of selected VDR haplotypes according to AIDS 1993 status

rs1

787

8969

_L /

S

rs1

544

410_

G/A

rs1

073

5810

_C/T

rs4

516

035_

A/G

rs1

156

8820

_G/C

Haplotype copies

Haplotips VDR i progressió

Functional effects of associated genotypes

Testing immune related differences among VDR variants Th1 / Th2 response

In HIV patients and control subjects Levels of correceptor expression

In HIV patients T lymphocytes

In control subjects Macrophages T lymphocytes Dendritic cells

UPPER_200

0

10

20

30

40

50

60

BSM_A/A

BSM_G/G

BSM_A/A 16,40625 3,595 25,64875 3,08875 3,28125 51,43375 8,4775 3,95875

BSM_G/G 20,84 3,644 25,108 5,594 3,584 38,592 6,86 4,302

PCT_CCR5 MINX_CCR5 PCT_CD4 PCT_CD4_CCR5 MINX_CD4_CCR5 PCT_CD8 PCT_CD8_CCR5 MINX_CD8_CCR5

LOWER_200

0

10

20

30

40

50

60

BSM_A/A

BSM_G/G

BSM_A/A 13,58 4,582 18,378 0,892 4,41 45,458 6,87 4,782

BSM_G/G 14,68 3,96 21,92 3,39 3,72 45,09 5,74 4,71

PCT_CCR5 MINX_CCR5 PCT_CD4 PCT_CD4_CCR5 MINX_CD4_CCR5 PCT_CD8 PCT_CD8_CCR5 MINX_CD8_CCR5

TOTAL

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

BSM_A/A

BSM_G/G

BSM_A/A 15,32 3,97 22,85 2,24 3,72 49,14 7,86 4,28

BSM_G/G 17,48 3,82 23,37 4,39 3,66 42,14 6,25 4,53

PCT_CCR5 MINX_CCR5 PCT_CD4 PCT_CD4_CCR5 MINX_CD4_CCR5 PCT_CD8 PCT_CD8_CCR5 MINX_CD8_CCR5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

BSM_A/A

BSM_G/G

BSM_A/A 0,892

BSM_G/G 3,39

PCT_CD4_CCR5

P=0.077

P=0.028

Fondo Bsm_A/A Polarización Th2 CCR5 CCR5 libre ?? Fondo Bsm_G/G Polarización Th2 CCR5 CCR5 libre ??

DC maturation & VD

Expresión CD14

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 M 10-9M 10-8M 10-7M

DOSIS VD

% F

LU

OR

ES

CE

NC

IA M

ED

IA

CO

NT

RO

L

bbBBG/G

A/A

Expresión DC-SIGN

2030405060708090

100110

C- 10-9M 10-8M 10-7M

DOSIS VD

% F

LU

OR

ES

CE

NC

IA M

ED

IA

CO

NT

RO

L

bb

BBG/G

A/A

La inhibición por VD de la maduración de DC es dependiente del genotipo VDR

La capacidad para montar una respuesta Th1 adecuada estará comprometida en un fondo

Bsm_A/A

Corolario

Hipótesis La acción inmunomoduladora mediada

por vitamina D seria desfavorable en el contexto de la infección por VIH

Los genotipos asociados con infección y progresión corresponden a aquellos que median con una mayor eficiencia dicha acción

Colaboracions establertes

Teresa Puig, Unitat VIH-sida Hospital Universitari Arnau de Bilanova, Lleida

Montse Planas, Hospital Clínic de Barcelona Benito Regueiro, Hospital Universitario de

Santiago de Compostela Antonio Caruz, Facultad de Ciencias

Universidad de Jaén Juan Antonio Pineda. Hospital Valme de

Sevilla Red de Investigación en SIDA (RIS)

L’equip D…

Unitat de Genètica HumanaDep. de Ciencies Mèdiques BàsiquesIRB-LleidaUniversitat de Lleida

Manuel Sánchez

Ana Velasco

Gema Nieto

Yolanda Barber

Lídia Piedrafita

David Argiles

Joan Fibla