Tenofovir and its potential in the treatment of hepatitis B virus

Recent literature is reviewed about treatment of chronic hepatitis B virus (CHB), focusing on tenofovir disoproxil fumarate (TDF; Viread®), among the nucleotide and nucleoside analogs. TDF pharmacokinetics and pharmacodynamics, activity in respect of hepatitis B virus (HBV) multi-drug-resistant mutations, efficacy in treatment-naïve and treatment-experienced patients, and side effects are described. The most predictive response factors to TDF therapy are discussed and all available combination therapies to optimize clinical outcome in the various patient profiles are analyzed, such as compensated and/or decompensated cirrhotic patients. The use of TDF in pregnancy, and prophylaxis after exposure to HBV and post-liver transplantation are also evaluated

Comparison of the Mechanisms of Drug Resistance among HIV, Hepatitis B, and Hepatitis C

Human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis B virus (HBV), and hepatitis C virus (HCV) are the most prevalent deadly chronic viral diseases. HIV is treated by small molecule inhibitors. HBV is treated by immunomodulation and small molecule inhibitors. HCV is currently treated primarily by immunomodulation but many small molecules are in clinical development. Although HIV is a retrovirus, HBV is a double-stranded DNA virus, and HCV is a single-stranded RNA virus, antiviral drug resistance complicates the development of drugs and the successful treatment of each of these viruses. Although their replication cycles, therapeutic targets, and evolutionary mechanisms are different, the fundamental approaches to identifying and characterizing HIV, HBV, and HCV drug resistance are similar. This review describes the evolution of HIV, HBV, and HCV within individuals and populations and the genetic mechanisms associated with drug resistance to each of the antiviral drug classes used for their treatment

Hepatitis B Virus X protein-mediated transcription of covalently closed circular DNA and its inhibition by blocking neddylation

Das Hepatitis B Virus (HBV) kann zu chronischer Leberinfektion führen und ist ein Risikofaktor für die Entstehung von Leberzirrhose und dem hepato-zellulären Karzinom. Für die Persistenz des Virus ist die Bildung und die Aufrechterhaltung der kovalent geschlossenen zirkulären DNS („covalently closed circular“ (ccc)DNS) zwingend notwendig, da sie als episomale Matrize für die Transkription im Kern der infizierten Hepatozyten dient. Die an cccDNS gebundene virale Transkription hängt vom HBV X Protein (HBx) sowie den durch HBx initiierten Abbau des wirtsspezifischen Restriktionsfaktors „structural maintenance of chromosome 5/6“ (SMC5/6) ab. Eine Grundvoraussetzung für die Ubiquitinierung und den Abbau von SMC 5/6 ist, dass HBx das Protein “DNA damage-binding protein1“ (DDB1) bindet und somit den Cullin 4A Ringligasekomplex rekrutiert, welcher für seine Aktivierung neddyliert werden muss. Nachdem eine verlässliche quantitative PCR etabliert wurde konnte die Kinetik der cccDNS Bildung in vier verschiedenen in vitro Infektionsmodellen sowie der Einfluss von Medikamenten (Interferon-α, Nukleos(t)id-Analoga,Inhibitoren des viralen Zelleintritts(„entry Inhibitor“) und Kapsid-Inhibitoren) auf die cccDNS untersucht werden. Im Vergleich zum Replikationsintermediat der gelockerten zirkulären („relaxed circular“; (rc)DNS) sind die Kopienzahlen der cccDNS in infizierten Hepatozyten niedrig (1-6 Kopien/infizierter Zelle). Der „entry Inhibitor“ Myrcludex B unterband effizient die (ccc)DNS Bildung. Hohe Interferon-α Dosen verringerten die cccDNS Menge während Nukleos(t)id-Analoga diese nicht vermindern konnten. Die Gabe von Kapsid Inhibitoren während der Infektionsphase, aber nicht zu einem späteren Zeitpunkt, führte zu einer Verringerung der cccDNS Menge. Indem wir HBx negative Virionen für die Infektion verwendet haben, konnten wir die Schlüsselrolle von HBx in der Kontrolle der cccDNS Transkription verifizieren. Wird HBx transient von einem authentischen Promotor exprimiert befindet es sich im Zellkern. Mit Hilfe eines lentiviral basierten Transkomplementationsansatzes, in dem die Transkription von HBx defizienten Virionen auf das Level von Wildtypviren gehoben wurde, konnten Schlüsselfragmente und -bereiche des HBx bestimmt werden. Der gesamte C-Terminus von HBx (Aminosäuren 51-154) war sowohl ausreichend als auch unentbehrlich um die Replikation HBx-defizienter Viren wieder herzustellen während der N-Terminus (Aminosäuren 1-50) keine transaktivierende Funktion aufzeigte. Zusätzlich waren zwei kürzere Fragmente (Aminosäure 51-142 und 58-142) teilweise funktional. Bemerkenswerterweise wies die HBx Mutante(R96E), welche nur noch eine geringe Bindeaktivität zu DDB1 aufweist, überhaupt keine Transaktivierungsaktivität mehr auf, was darauf hindeutet, dass die Bildung des HBx-DDB1 Komplexes für die maximal mögliche Transkription der cccDNS nötig ist. Des Weiteren untersuchten wir ob eine Hemmung der Neddylierung die Transkription erschwert. MLN4924, ein spezifischer Inhibitor des NEDD8-aktivierenden Enzyms 1 zeigte ein bemerkenswertes antivirales Potenzial. MLN4924 verringerte die HBV Transkription und virale Antigenexpression wirksam in nanomolarer Dosierung. Nach der Bildung der cccDNS unterdrückte das Medikament hochgradig die Transkription selbiger ohne dabei die cccDNS Menge zu beeinflussen. Die Unterbrechung der MLN4924 Gabe führte in HepaRGNTCP Zellen nicht zu einer Reaktivierung der cccDNS Transkription, wohingegen in HepG2NTCP Zellen eine schnelle Erholung von HBV beobachtet wurde. Bemerkenswerter Weise wurde die Transkription der cccDNS HBx-defizienter Viren nicht signifikant beeinfluss, was darauf schließen lässt, dass der MLN4924 Effekt auf das Wildtypvirus HBx-abhängig ist. MLN4924 verringert dabei selektiv die Transkription aller HBV Promotoren im Kontext der cccDNS, jedoch nicht bei integrierter viraler DNA. MLN4924 verhinderte der Abbau von SMC6,förderte dessen Wiederherstellung und unterband somit die Transkription der cccDNS. Zusammenfassen lässt sich sagen, dass nukleäres HBx DDB1 bindet, den Abbau von SMC6 induziert und so die Transkription der cccDNS fördert. Ein Angriff auf die Neddylierung unterbindet die Transkription der cccDNS und stellt die SMC6-abhängige Restriktion der cccDNS wieder her. Somit friert eine MLN4924 Behandlung die cccDNS in einem Zustand der „transkriptionellen Stille“ ein. Kleine Moleküle, die auf den HBx-DDB1-Cullin Komplex zielen könnten somit eine Vorausschau auf die nächstmögliche Therapie für HBV sein

Determining and utilizing the quasispecies of the hepatitis B virus in clinical applications

Chronic hepatitis B caused by infection with the hepatitis B virus (HBV) affects about 240 million people worldwide and is one of the major causes of severe liver cirrhosis and liver cancer. Hepatitis B treatment options have improved dramatically in the last decade. Effective direct-acting antiviral drugs, so-called nucleos(t)ide analogs, and one effective immunomodulatory drug (pegylated interferon alpha-2a) are available presently. Current challenges for treating HBV involve the careful selection of patients who require therapy and the thoughtful choice of the treatment option tailored to each patient individually. Personalized medicine aims to optimize treatment decisions based on the analysis of host factors and virus characteristics. The population of viruses within a host is called the viral quasispecies. This thesis provides statistical methods to infer relevant information about the viral quasispecies of HBV to support treatment decisions. We introduce a new genotyping methodology to identify dual infections, which can help to quantify the risk of interferon therapy failure. We present a method to infer short-range linkage information from Sanger sequencing chromatograms, a method to support treatment adjustment after the development of resistance to nucleos(t)ide analogs. Additionally, we provide the first full-genome analysis of the G-to-A hypermutation patterns of the HBV genome. Hypermutated viral genomes form a subpopulation of the quasispecies caused by proteins of the human innate immune system editing the genome of exogenous viral agents. We show that hypermutation is associated with the natural progression of hepatitis B, but does not correlate with treatment response to interferon.Die Hepatitis-B-Erkrankung wird durch eine Infektion mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) verursacht. Weltweit sind schätzungsweise 240 Millionen Menschen chronisch infiziert. Dabei stellt Hepatitis-B eine der häufigsten Ursachen für die Entwicklung von Leberzirrhose und Leberkrebs dar. Die Behandlungsmöglichkeiten wurden in den letzten zehn Jahren signifikant verbessert. Mittlerweile stehen effektive direkt antivirale Medikamente – sogenannte Nukleos(t)id-Analoga – und ein effektives immunmodulierendes Medikament (pegyliertes Interferon alpha-2a) für die Behandlung zur Verfügung. Zentrale Fragen bei der Behandlung von Hepatitis-B beinhalten die zielgerichtete Auswahl der Patienten, welche therapiert werden müssen, sowie die passgenaue Auswahl der Behandlungsoption. Die personalisierte Medizin verfolgt das Ziel, die Behandlung basierend auf der Analyse von Patientencharakteristika und Eigenschaften des Virus zu optimieren. Die Gesamtheit der Viren innerhalb eines Wirtes wird als virale Quasispezies bezeichnet. Diese Arbeit stellt statistische Methoden zur Verfügung, um relevante Informationen über die Quasispezies von HBV zur Unterstützung von Therapieentscheidungen zu ermitteln. Wir entwickeln eine neue Methode zur Genotypisierung, welche Zweifachinfektionen mit HBV identifiziert und somit hilfreich sein kann, das Risiko eines Therapieversagens einer Interferonbehandlung korrekt einzuschätzen. Des Weiteren stellen wir eine Methode vor, welche Linkage-Informationen der viralen Quasispezies, basierend auf den Chromatogrammen der DNA-Sequenzierung nach Sanger, extrahieren kann. Diese Methode kann bei der Umstellung einer Therapie mit Nukleos(t)id-Analoga nach Resistenzentwicklung verwendet werden. Schließlich präsentieren wir die erste Vollgenomanalyse der G-zu-A Hypermutationsmuster von HBV. Hypermutierte virale Genome stellen eine Teilmenge der Quasispezies dar, welche durch von Proteinen der angeborenen Immunabwehr bewirkte Mutationen im viralen Genom entsteht. Wir zeigen, dass diese Subpopulation mit dem natürlichen Verlauf einer Hepatitis-B-Erkrankung, jedoch nicht mit dem Therapieansprechen auf Interferon, statistisch signifikant assoziiert werden kann

Guidelines for the use of antiretroviral agents in HIV-1-infected adults and adolescents

Antiretroviral therapy (ART) for the treatment of HIV infection has improved steadily since the advent of potent combination therapy in 1996. New drugs that offer new mechanisms of action, improvements in potency and activity even against multidrug-resistant viruses, dosing convenience, and tolerability have been approved. ART has dramatically reduced HIV-associated morbidity and mortality and has transformed HIV disease into a chronic, manageable condition. In addition, effective treatment of HIV-infected individuals with ART is highly effective at preventing transmission to sexual partners.1 However, less than one-third of HIV-infected individuals in the United States have suppressed viral loads,2 which is mostly a result of undiagnosed HIV infection and failure to link or retain diagnosed patients in care. Despite remarkable improvements in HIV treatment and prevention, economic and social barriers that result in continued morbidity, mortality, and new HIV infections persist.The Department of Health and Human Services (HHS) Panel on Antiretroviral Guidelines for Adults and Adolescents (the Panel) is a working group of the Office of AIDS Research Advisory Council (OARAC). The primary goal of the Panel is to provide HIV care practitioners with recommendations based on current knowledge of antiretroviral (ARV) drugs used to treat adults and adolescents with HIV infection in the United States. The Panel reviews new evidence and updates recommendations in these guidelines when needed. The Panel\u2019s primary areas of attention have included baseline assessment, treatment goals, indications for initiation of ART, choice of the initial regimen for ART-naive patients, drugs or combinations to avoid, management of adverse effects and drug interactions, management of treatment failure, and special ART-related considerations in specific patient populations.These guidelines generally represent the state of knowledge regarding the use of ARV agents. However, because the science of HIV evolves rapidly, the availability of new agents and new clinical data may change therapeutic options and preferences. Information included in these guidelines may not be consistent with approved labeling for the particular products or indications in question, and the use of the terms \u201csafe\u201d and \u201ceffective\u201d may not be synonymous with the Food and Drug Administration (FDA)-defined legal standards for product approval. The Panel frequently updates the guidelines (current and archived versions of the guidelines are available on the AIDSinfo website at http://www.aidsinfo.nih.gov). However, the guidelines cannot always be updated apace with the rapid evolution of new data in the field of HIV and cannot offer guidance on care for all patients. Clinicians should exercise clinical judgment in management decisions tailored to unique patient circumstances.The Panel recognizes the importance of clinical research in generating evidence to address unanswered questions related to the optimal safety and efficacy of ART. The Panel encourages both the development of protocols and patient participation in well-designed, Institutional Review Board (IRB)-approved clinical trials.These Guidelines were developed by the Department of Health and Human Services (HHS) Panel on Antiretroviral Guidelines for Adults and Adolescents (a Working Group of the Office of AIDS Research Advisory Council).Suggested citation: Panel on Antiretroviral Guidelines for Adults and Adolescents. Guidelines for the use of antiretroviral agents in HIV-1-infected adults and adolescents. Department of Health and Human Services. Available at http://aidsinfo.nih.gov/ContentFiles/AdultandAdolescentGL.pdf.What\u2019s new in the guidelines -- Panel roster -- Financial disclosure -- Introduction -- Baseline evaluation -- Laboratory testing -- Treatment goals -- Initiating antiretroviral therapy in treatment-naive patients -- What to start -- What not to use -- Management of the treatment-experienced patient -- Considerations for antiretroviral use in special patient populations -- Considerations for antiretroviral use in patients with coinfections -- Limitations to treatment safety and efficacy -- Drug interactions -- Preventing secondary transmission of HIV -- Conclusion -- Appendix A: Key to acronyms -- Appendix B: Drug characteristics tables -- List of tables.Stanton8/24/2015SupersededTreatment and InterventionInfectious Diseas