Nanosystems Applied to HIV Infection: Prevention and Treatments.

Sexually-transmitted infections (STIs) are a global health concern worldwide as they cause acute diseases, infertility, and significant mortality. Among the bacterial, viral, and parasitic pathogens that can be sexually transmitted, human immunodeficiency virus (HIV) has caused one of the most important pandemic diseases, which is acquired immune deficiency syndrome (AIDS). 32.7 million people have died from AIDS-related illnesses since the start of the epidemic. Moreover, in 2019, 38 million people were living with HIV worldwide. The need to deal with this viral infection becomes more obvious, because it represents not only a problem for public health, but also a substantial economic problem. In this context, it is necessary to focus efforts on developing methods for prevention, detection and treatment of HIV infections that significantly reduce the number of newly infected people and provide a better quality of life for patients. For several decades, biomedical research has been developed allowing quick solutions through the contribution of effective tools. One of them is the use of polymers as vehicles, drug carrier agents, or as macromolecular prodrugs. Moreover, nanosystems (NSs) play an especially important role in the diagnosis, prevention, and therapy against HIV infection. The purpose of this work is to review recent research into diverse NSs as potential candidates for prevention and treatment of HIV infection. Firstly, this review highlights the advantages of using nanosized structures for these medical applications. Furthermore, we provide an overview of different types of NSs used for preventing or combating HIV infection. Then, we briefly evaluate the most recent developments associated with prevention and treatment alternatives. Additionally, the implications of using different NSs are also addressed.

Poly(N-vinylcaprolactam) Nanogels with Antiviral Behavior against HIV-1 Infection.

Stimuli-responsive nanogels offer promising perspectives for the development of next generation formulations for biomedical applications. In this work, poly(N-vinylcaprolactam) nanogels were synthesized varying the concentration of monomer and crosslinking agent. Thus, the inhibitory effect of poly(N-vinylcaprolactam) nanogels against HIV-1 infection is presented for the first time. In particular, we have demonstrated that one of the synthesized poly(N-vinylcaprolactam) nanogels with initial concentration of 80 mg of vinylcaprolactam and 4% of crosslinking agent shows antiviral behavior against HIV-1 infection since this nanogel inhibits the viral replication in TZM.bl target cells.

In silico search, chemical characterization and immunogenic evaluation of amino-terminated G4-PAMAM-HIV peptide complexes using three-dimensional models of the HIV-1 gp120 protein.

Peptide epitopes have been widely used to develop synthetic vaccines and immunotherapies. However, peptide epitopes may exhibit poor absorption or immunogenicity due to their low molecular weights. Conversely, fourth-generation polyamidoamine (G4-PAMAM) dendrimers are nonimmunogenic and relatively nontoxic synthetic nanoparticles that have been used as adjuvants and nanocarriers of small peptides and to improve nasal absorption. Based on this information, we hypothesized that the combination of intranasal immunization and G4-PAMAM dendrimers would be useful for enhancing the antibody responses of HIV-1 gp120 peptide epitopes. Therefore, we first used structural data, peptide epitope predictors and docking and MD simulations on MHC-II to identify two peptide epitopes on the CD4 binding site of HIV-1 gp120. The formation of G4-PAMAM-peptide complexes was evaluated in silico (molecular docking studies using different G4-PAMAM conformations retrieved from MD simulations as well as the MMGBSA approach) and validated experimentally (electrophoresis, 1H NMR and cryo-TEM). Next, the G4-PAMAM dendrimer-peptide complexes were administered intranasally to groups of female BALB/cJ mice. The results showed that both peptides were immunogenic at the systemic and mucosal levels (nasal and vaginal), and G4-PAMAM dendrimer-peptide complexes improved IgG and IgA responses in serum and nasal washes. Thus, G4-PAMAM dendrimers have potential for use as adjuvants and nanocarriers of peptides.

Variación de las subpoblaciones de células T segun la progresión clínica e inmunológica en niños infectados verticalmente por HIV-1 / T-cell subsets variation during clinical and immunological progression in vertically HIV-infected children

El objetivo de este trabajo es estudiar las subpoblaciones de células T vírgenes, memoria y activadas en sangre periférica de 65 niños infectados verticalmente por el HIV, considerando su categoría clínica, inmunológica y los valores de carga viral (CV). Todos los niños HIV fueron tratados con terapia antirretroviral (AR) (26 niños con terapia AR combinada y 39 en terapia AR altamente agresiva). Las subpoblaciones de linfocitos T se analizaron por citometría de flujo con marcaje triple y se expresaron en porcentaje. Las células T CD4+ vírgenes (CD45RA+CD62L+) estuvieron disminuidas en niños con bajo porcentaje CD4+, pero no en niños en estadios avanzados de la enfermedad o con CV elevadas. Por el contrario, las células T CD8+ vírgenes estuvieron disminuidas en niños con bajo porcentaje CD4+, en estadio avanzado de la enfermedad y con CV elevadas. Las células T CD4+ y CD8+ de memoria (CD45RO+) y activadas (CD38+, HLA-DR+ y CD38+HLA-DR+) estuvieron elevadas en niños con bajo porcentaje CD4+, en estadio avanzado de la enfermedad y con CV elevadas. Sin embargo, las células CD4+CD38+ estuvieron más elevadas en los niños HIV con CD4+>25 por ciento que en el grupo control (p<0,001) y más disminuidas en los niños con bajo porcentaje CD4+. El porcentaje de células T CD4+ y CD8+ vírgenes y memoria depende del porcentaje CD4+ más que de la categoría clínica o el valor de CV. Nuestros datos indican una asociación entre bajo porcentaje CD4+ y CV elevadas con la expresión elevada de marcadores de activación celular, pero no así en estadios clínicos avanzados, posiblemente debido al tratamiento antirretroviral.

Variación de las subpoblaciones de células T segun la progresión clínica e inmunológica en niños infectados verticalmente por HIV-1 / T-cell subsets variation during clinical and immunological progression in vertically HIV-infected children

El objetivo de este trabajo es estudiar las subpoblaciones de células T vírgenes, memoria y activadas en sangre periférica de 65 niños infectados verticalmente por el HIV, considerando su categoría clínica, inmunológica y los valores de carga viral (CV). Todos los niños HIV fueron tratados con terapia antirretroviral (AR) (26 niños con terapia AR combinada y 39 en terapia AR altamente agresiva). Las subpoblaciones de linfocitos T se analizaron por citometría de flujo con marcaje triple y se expresaron en porcentaje. Las células T CD4+ vírgenes (CD45RA+CD62L+) estuvieron disminuidas en niños con bajo porcentaje CD4+, pero no en niños en estadios avanzados de la enfermedad o con CV elevadas. Por el contrario, las células T CD8+ vírgenes estuvieron disminuidas en niños con bajo porcentaje CD4+, en estadio avanzado de la enfermedad y con CV elevadas. Las células T CD4+ y CD8+ de memoria (CD45RO+) y activadas (CD38+, HLA-DR+ y CD38+HLA-DR+) estuvieron elevadas en niños con bajo porcentaje CD4+, en estadio avanzado de la enfermedad y con CV elevadas. Sin embargo, las células CD4+CD38+ estuvieron más elevadas en los niños HIV con CD4+>25 por ciento que en el grupo control (p<0,001) y más disminuidas en los niños con bajo porcentaje CD4+. El porcentaje de células T CD4+ y CD8+ vírgenes y memoria depende del porcentaje CD4+ más que de la categoría clínica o el valor de CV. Nuestros datos indican una asociación entre bajo porcentaje CD4+ y CV elevadas con la expresión elevada de marcadores de activación celular, pero no así en estadios clínicos avanzados, posiblemente debido al tratamiento antirretroviral. (AU)