“AREVIR-GenaFor-Meeting”, Bonn, 05. May 2010 Role of mutations outside the RT-domain of HBV polymerase on antiviral resistance PD Dr. Dieter Glebe Institut für Medizinische Virologie Justus-Liebig-Universität Gießen
HBV Polymerase Secondary- Primary Resistance- resistance mutations mutations Zoulim & Locarnini, HBV resistance to nucleos(t)ide analogues . Gastroenterology, 2009, modified
HBV genotypic assay Adapt treatment based on genotypic information Zoulim & Locarnini, HBV resistance to nucleos(t)ide analogues . Gastroenterology, 2009; 137:1593-1608
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HBV resistance: from genotype to phenotype BMBF project (2009-2012): H epatitis B therapies o ptimized by p henotypic e valuation (HOPE) Goals: – Validate resistance profile of HBV polymerase as a biomarker – Rapid rating of HBV (antiviral)-mutants ( Geno2pheno ) – improved clinical outcome of antiviral therapy • Involved groups: • Helmholtz Zentrum München (HMGU) (Protzer), • Justus-Liebig-Universität-Giessen (JLU) (Glebe, Gerlich), • Universität Duisburg-Essen University (Roggendorf, Lu) • Universität zu Köln (Kaiser), • Humboldt Universität Berlin/ Charite (van Boemmel), • Medizinische Hochschule Hannover (MHH) (Manns, Wursthorn), • Max-Planck-Institut Saarbrücken (MPI) (Lengauer, Beggel) • Dade Behring/Siemens Medical Solutions Diagnostics GmbH Deutschland Leverkusen,
HBV resistance: from genotype to phenotype Phenotypic in vi vitr tro o resistance assay Expression plasmid with HBV-Insert Pol-frame amplicon from patients serum Wildtype pCH9-3091 pCH9-3091
HBV resistance: from genotype to phenotype Wildtype Wildtype Wildtype Transfection of HuH7-cells pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 Wildtype Wildtype Wildtype pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 pCH9-3091 - incubation for 3 days - incubate over night -purify DNA from supernatant - wash cells - quantify DNA with Real time PCR
HBV resistance: from genotype to phenotype Adefovir Entecavir Lamivudin Tenofovir no drug - 72 datapoints for every clinical isolate
HBV resistance: from genotype to phenotype WT-Adefovir WT-Entecavir 1,4 1,2 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 Adefovir [nM] Entecavir [nM] WT-Lamivudin WT-Tenofovir 1,2 1,4 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Lamivudin [nM] Tenofovir [nM]
HBV resistance: from genotype to phenotype WT-Adefovir WT-Entecavir 1,4 1,2 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 Adefovir [nM] Entecavir [nM] WT-Lamivudin WT-Tenofovir 1,4 1,4 1,2 1,2 relative replication relative replication 1 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Lamivudin [nM] Tenofovir [nM]
HBV resistance: from genotype to phenotype Nucleoside analogs Nucleotide analogs Lamivudin 100 mg/d Adefovir dipivoxil 10 mg/d Entecavir 0,5 mg/d Tenofovir disoproxil 245 mg/d Telbivudin 1,0 mg/d aus: Schaefer, Glebe, Gerlich. Hepatitis B Virus ; in: Doerr & Gerlich, Medizinische Virologie HBV-Polymerase rtM204I Zoulim & Locarnini, HBV resistance to nucleos(t)ide S: sensitive; R: resistance; I: intermediate analogues . Gastroenterology, 2009; 137:1593-1608
HBV resistance: from genotype to phenotype Adefovir Entecavir 1,4 1,2 1 24 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 Adefovir [nM] Entecavir [nM] HBV-Polymerase Lamivudin Tenofovir rtM204I 2 1,4 >10000 3 1,8 1,2 1,6 relative replication relative replication 1 1,4 1,2 0,8 1 0,6 0,8 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Lamivudin [nM] Tenofovir [nM]
Phenotypic in vitro resistance assay Adefovir Entecavir 1,4 1,2 2,5 21,5 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 Adefovir [nM] Entecavir [nM] HBV-Polymerase rtL180M,rtM204V Lamivudin Tenofovir 1,8 1,4 >10000 3,3 1,6 1,2 1,4 relative replication relative replication 1 1,2 0,8 1 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Tenofvir [nM] Lamivudin [nM]
HBV resistance: from genotype to phenotype Nukleoside analogs Nukleotide analogs Lamivudin 100 mg/d Adefovir dipivoxil 10 mg/d Entecavir 0,5 mg/d Tenofovir disoproxil 245 mg/d Telbivudin 1,0 mg/d aus: Schaefer, Glebe, Gerlich. Hepatitis B Virus ; in: Doerr & Gerlich, Medizinische Virologie HBV-Polymerase rtL180M,rtT184A,rtM204V Zoulim & Locarnini, HBV resistance to nucleos(t)ide S: sensitive; R: resistance; I: intermediate analogues . Gastroenterology, 2009; 137:1593-1608
HBV resistance: from genotype to phenotype Adefovir Entecavir 1,4 1,2 2,5 153 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 Adefovir [nM] Entecavir [nM] HBV-Polymerase rtL180M,rtT184A,rtM204V Lamivudin Tenofovir 1,6 1,4 >10000 3,2 1,4 1,2 relative replication relative replication 1,2 1 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Lamivudin [nM] Tenofvir [nM]
Phenotypic in vitro resistance assay Adefovir Entecavir 1,2 1,4 4 1 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Entecavir [nM] Adefovir [nM] HBV-Polymerase Tenofovir Lamivudin rtN236T 1,6 1,6 6 2,3 1,4 1,4 relative replication 1,2 relative replication 1,2 1 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Tenofovir [nM] Lamivudin [nM]
HBV resistance: from genotype to phenotype Nukleoside analogs Nukleotide analogs Lamivudin 100 mg/d Adefovir dipivoxil 10 mg/d Entecavir 0,5 mg/d Tenofovir disoproxil 245 mg/d Telbivudin 1,0 mg/d aus: Schaefer, Glebe, Gerlich. Hepatitis B Virus ; in: Doerr & Gerlich, Medizinische Virologie HBV-Polymerase rtA181V Zoulim & Locarnini, HBV resistance to nucleos(t)ide S: sensitive; R: resistance; I: intermediate analogues . Gastroenterology, 2009; 137:1593-1608
HBV resistance: from genotype to phenotype Adefovir Entecavir 1,4 1,6 1,5 4,5 1,4 1,2 1,2 relative replication relative replication 1 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Entecavir [nM] Adefovir [nM] HBV-Polymerase rtA181V Tenofovir Lamivudin 1,4 2 18 4 1,8 1,2 1,6 relative replication relative replication 1 1,4 1,2 0,8 1 0,6 0,8 0,4 0,6 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Tenofovir [nM] Lamivudin [nM]
HBV resistance: from genotype to phenotype Nukleoside analogs Nukleotide analogs Lamivudin 100 mg/d Adefovir dipivoxil 10 mg/d Entecavir 0,5 mg/d Tenofovir disoproxil 245 mg/d Telbivudin 1,0 mg/d aus: Schaefer, Glebe, Gerlich. Hepatitis B Virus ; in: Doerr & Gerlich, Medizinische Virologie HBV-Polymerase rtA181V,rtN236T Zoulim & Locarnini, HBV resistance to nucleos(t)ide S: sensitive; R: resistance; I: intermediate analogues . Gastroenterology, 2009; 137:1593-1608
HBV resistance: from genotype to phenotype Adefovir Entecavir 1,4 1,2 13,5 1 1,2 1 relative replication relative replication 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 Adefovir [nM] Entecavir [nM] HBV-Polymerase Tenofovir Lamivudin rtA181V,rtN236T 1,4 1,4 17,5 15 1,2 1,2 relative replication relative replication 1 1 0,8 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 Lamivudin [nM] Tenofovir [nM]
Phenotypic in vitro resistance assay Nukleoside analogs Nukleotide analogs Lamivudin 100 mg/d Adefovir dipivoxil 10 mg/d Entecavir 0,5 mg/d Tenofovir disoproxil 245 mg/d Telbivudin 1,0 mg/d aus: Schaefer, Glebe, Gerlich. Hepatitis B Virus ; in: Doerr & Gerlich, Medizinische Virologie HBV-Polymerase rtA181V,rtN236T… Zoulim & Locarnini, HBV resistance to nucleos(t)ide S: sensitive; R: resistance; I: intermediate analogues . Gastroenterology, 2009; 137:1593-1608
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