Article

Current trends in negative immuno-synergy between two sexually transmitted infectious viruses: HIV-1 and HSV-1/2

Laboratory of Cellular and Molecular Immunology, Gavin Herbert Eye Institute, University of California Irvine, School of Medicine, Irvine, CA 92697-4375, USA.
Current Trends in Immunology 01/2012; 13:51-68.
Source: PubMed

ABSTRACT

In the current era of effective anti-retroviral therapy, immuno-compromised patients with HIV-1 infection do live long enough to suffer diseases caused by many opportunistic infections, such as herpes simplex virus type 1 and/or type 2 (HSV-1/2). An estimated two-third of the 40 million individuals that have contracted HIV-1 worldwide are co-infected with HSV-1/2 viruses, the causative agents of ocular oro-facial and genital herpes. The highest prevalence of HIV and HSV-1/2 infections are confined to the same regions of Sub-Saharan Africa. HSV-1/2 infections affect HIV-1 immunity, and vice versa. While important research gains have been made in understanding herpes and HIV immunity, the cellular and molecular mechanisms underlying the crosstalk between HSV-1/2 and HIV co-infection remain to be fully elucidated. Understanding the mechanisms behind the apparent HSV/HIV negative immuno-synergy maybe the key to successful HSV and HIV vaccines; both are currently unavailable. An effective herpes immunotherapeutic vaccine would in turn - indirectly - contribute in reducing HIV epidemic. The purpose of this review is: (i) to summarize the current trends in understanding the negative immuno-crosstalk between HIV and HSV-1/2 infections; and (ii) to discuss the possibility of developing a novel mucosal herpes immunotherapeutic strategy or even a combined or chimeric immunotherapeutic vaccine that simultaneously targets HIV and HSV-1/2 infections. These new trends in immunology of HSV-1/2 and HIV co-infections should become part of current efforts in preventing sexually transmitted infections. The alternative is needed to balance the ethical and financial concerns associated with the rising number of unsuccessful mono-valent clinical vaccine trials.

1 Follower
 · 
18 Reads
  • Source
    • "The ability of HIV-1 to change its tropism by acquiring glycoproteins from other viruses or endogenous retroviruses could also explain published reports of infection of non-CD4+ cells in vivo, including epithelial cells and hepatocytes [95]–[98]. Interestingly, there have been reports that efforts to reduce the prevalence of HSV also resulted in lower infection rates of HIV-1 [99], [100]. "
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: The global AIDS pandemic continues to expand and in some regions of the world, such as southern Africa, the prevalence of HIV-1 infection exceeds 20%. The devastating spread of the virus in young women in these countries appears disproportional to overall risk of infection. Regions with high prevalence of HIV-1 are often also highly endemic for other pathogenic viruses including HSV, CMV and HTLV. We propose that acquisition by HIV-1 of the envelope glycoproteins of other viruses, in a process we call "natural pseudotyping," expands the cellular tropism of HIV-1, enabling it to infect female genital epithelial cells directly and thereby dramatically increasing risk of infection during sexual intercourse. In this proof-of-concept study, we demonstrate that when HIV-1 co-infects T cells along with the gammaretrovirus xenotropic murine leukemia virus-related virus (XMRV), progeny HIV-1 particles are produced capable of infecting primary vaginal, ectocervical and endocervical epithelial cells. These cell types are normally resistant to HIV-1 infection. Infection of primary genital cells was neutralized by antisera against the XMRV glycoprotein, confirming that infection was mediated by the XMRV glycoprotein acquired through pseudotyping of HIV. Inhibition by AZT showed that active replication of HIV-1 occurred in these cells and ruled out non-specific endocytic uptake of the virus. These results demonstrate that natural pseudotyping can expand the tropism of HIV-1 to include genital epithelial cells and have potential implications for sexual transmission of the virus.
    Full-text · Article · Jul 2014 · PLoS ONE
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Voor herpesvirussen zoals het bovien herpesvirus 1 (BoHV-1) en 4 (BoHV-4) bij runderen en het humaan herpes simplex virus 1 (HSV-1) en 2 (HSV-2) bij mensen dient de mucosa van het ademhalings-stelsel (respiratoir) en/of het voortplantings-stelsel (genitaal) vaak als voorkeursplaats voor vermeerdering. Vervolgens proberen deze virussen diepere weefsels binnen te dringen, ondanks de aanwezigheid van enkele selectieve gastheerbarrières zoals de basaalmembraan (BM) onder epithelia. Om succesvol te zijn in hun invasie moeten pathogenen dus beschikken over een aantal mechanismen om deze barrières te omzeilen. Inzichten in de mucosale invasiemechanismen gebruikt door virussen zijn echter zeer beperkt en het verwerven hiervan vormt dan ook het doel van deze thesis. In een eerste luik werden in vitro mucosa modellen, bestaande uit enerzijds respiratoire mucosale explanten van het rund en anderzijds uit genitale mucosale explanten van het rund en de mens, op punt gezet. Alle ontwikkelde weefsel modellen konden voor minstens 96 uur na opzet in vitro worden aangehouden met nagenoeg geen negatieve effecten op weefselviabiliteit en -morfologie. In een tweede luik werd de kinetiek van virusspreiding nagegaan voor zowel BoHV-1 en BoHV-4 als HSV-1 en HSV-2 in de ontwikkelde modellen voor respectievelijk het rund en de mens. BoHV-1 blijkt zich op een plaquegewijze manier te verspreiden in het respiratoire en genitale epitheel gevolgd door een snelle doorbraak van de BM vanaf 24 uur post-inoculatie (pi). BoHV-4 daarentegen blijkt enkel in staat genitale mucosa te infecteren. In tegenstelling tot BoHV-1, werden er geen BoHV-4 epitheliale plaques geobserveerd op 24 uur pi, deze werden pas vanaf 48 uur pi duidelijk, en meer nog, BoHV-4 epitheliale plaques penetreerden op geen enkel tijdstip de BM. Wel werden er zeldzame individuele geïnfecteerde monocyt/macrofaag cellen (CD172a+) gezien, dit zowel in het epitheel als in de lamina propria. Ook voor HSV-1 en HSV-2 werd een plaquegewijze spreiding geobserveerd in zowel endocervix als ectocervix. Vanaf 48h pi werd gezien dat een aantal plaques doorheen de BM penetreerden, zij het subtiel. Tot slot werd de rol van het virale glycoproteïnen gE/gI complex in de stromale invasie van BoHV-1 onderzocht. Het effect op replicatiekarakteristieken, zoals invasie doorheen de BM, werd zo nagegaan van enerzijds het volledig uitschakelen van de genen coderend voor gE/gI in het virus zelf en van anderzijds het inhiberen van hun functie door het toevoegen van monoklonale antistoffen die specifiek binden aan gE/gI. Daarnaast werd de lokalisatie onderzocht van zowel wildtype viruspartikels als dat van gE/gI gedeleteerde viruspartikels in basale epitheliale cellen. Virussen die gedeleteerd werden voor gE/gI bleken erg gehinderd te zijn in virale replicatie en spreiding, zowel lateraal als in de diepte. Het toedienen van monoklonale antistoffen, specifiek gericht tegen gE/gI resulteerde enkel in een sterk gereduceerde plaquediepte zonder effect op plaquebreedte of virale replicatie. Wild-type virions bevonden zich eerder basaal en soms lateraal in basale epitheliale cellen, daar waar gE/gI gedeleteerde virions zich eerder op niet-basale zijden bevinden en vaak ook verspreid doorheen de ganse cel. Deze data suggereren een belangrijke rol van het gE/gI complex in BoHV-1 stromale invasie.
    Full-text · Thesis · Jan 2013
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Two DNA vaccine plasmids encoding Herpes simplex virus type 2 (HSV-2) glycoprotein D, NTC8485-O2-gD2 and NTC8485-O2-UgD2tr, were produced at large scale under current good manufacturing practice (cGMP) for use in a Phase I human clinical trial. These DNA vaccines incorporate the regulatory agency compliant, minimal, antibiotic-free (AF) NTC8485 mammalian expression vector. Plasmid yields of > 1 g/L were achieved using the HyperGRO™ fed-batch fermentation process, with successful scale up from 10L process development scale to 320L culture volume for cGMP production. The DNA vaccines were purified using a low residence time, high shear lysis process and AIRMIX (TM) technology, followed by chromatographic purification. This combination of optimized plasmid vector, high yield upstream production, and efficient downstream purification resulted in purified HSV-2 DNA vaccines with > 99% total supercoiled plasmid, ≤ 0.2% RNA, ≤ 0.1% host cell genomic DNA, and ≤ 0.1 endotoxin units per mg.
    Full-text · Article · Jul 2013 · Human Vaccines & Immunotherapeutics
Show more