Evaluation of anti-HIV-1 (Retroviridae: Orthoretrovirinae: Lentivirus: Human immunodeficiency virus type 1) activity of 6HP and 3TC in vitro using MT-4 cell line variants with different replicative activity

Cover Image

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Chemotherapy of HIV infection remains the only means of treating the disease. The process of development new and improving previously developed drugs is therefore considered a priority. One of the preclinical stage of drug efficacy testing is research in the virus-cell model system in vitro.

The aim. To evaluate the antiviral efficacy of nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTIs) 6HP and 3TC during HIV-1 replication in the neoplastic MT-4 cell line.

Materials and methods. Two variants of the CD4+ T-lymphocyte MT-4 cell line (MT-4/1 and MT-4/2) transformed by Human T-lymphotropic virus type 1 (Retroviridae: Orthoretrovirinae: Deltaretrovirus: HTLV-1), with different levels of HIV-1 replication were used. Drugs ammonium-3’-azido-3’-deoxythymidine-5’-carbomoylphosphonat (6HP) and 2’,3’-dideoxy-3’-thiacytidine (3TC) were used to suppress the virus.

Results and discussion. The replication activity of HIV-1 was observed to be higher in the MT-4/2 line than in the MT-4/1 line for different strains of the virus. The use of each of the substances separately showed a more significant inhibition of viral activity in MT-4/1 than in MT-4/2 cells. When used together, the inhibition level was almost the same in all cases and ranged from 87‒96% for the MT-4/1 line and 83‒89% for the MT-4/2 line. High efficacy was observed when using lower concentrations of drugs compared to individual use.

Conclusion. The combined use of NRTIs 6НР and 3TС is promising for the treatment of HIV-infected patients at different stages of infection and with different levels of viral load.

Keywords

About the authors

Lyudmila B. Kalnina

The D.I. Ivanovsky Research Institute of Virology the N.F. Gamaleya NRCEM of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: klb3@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2702-8578

Candidate of Biological Sciences, Leading researcher of the Laboratory of Antiviral and Disinfection Agents

Russian Federation, 123098, Moscow

Lyudmila M. Selimova

The D.I. Ivanovsky Research Institute of Virology the N.F. Gamaleya NRCEM of the Ministry of Health of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: lselim@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3709-770X

Doctor of Biological Sciences, Leading researcher of the Laboratory of Antiviral and Disinfection Agents

Russian Federation, 123098, Moscow

Dmitry N. Nosik

The D.I. Ivanovsky Research Institute of Virology the N.F. Gamaleya NRCEM of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: dnnosik@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5757-5671

Professor, Doctor of Medical Sciences, Head of the Laboratory of Antiviral and Disinfection Agents

Russian Federation, 123098, Moscow

References

  1. Kireev D.E., KirichenkoA.A., Lopatukhin A.E., Shlykova A.V., Galkin N.Yu, Saveler E.V et al. The Russian database of HIV antiretroviral drug resistance. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2023,100(2):219-227. DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-345
  2. Ndung’u T., McCune J.M., Deeks S.G. Why and where an HIV cure is needed and how it might be achieved. Nature. 2019; 576(7787): 397–405. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1841-8
  3. Menéndez-Arias L., Sebastián-Martín A., Álvarez M. Viral reverse transcriptases. Virus Res. 2017; 234: 153–76. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2016.12.019
  4. Mitsuya H., Weinhold K.J., Furman P.A., St Clair M.H., Lehrman S.N., Gallo R.C., et al. 3’-azido-3’-deoxythymidine (BW A509U): an antiviral agent that inhibits the infectivity and cytopathic effect of human T-lymphotropic virus type III/lymphadenopathy-associated virus in vitro. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1985; 82(20): 7096–100. https://doi.org/10.1073/pnas.82.20.7096
  5. Menéndez-Arias L. Molecular basis of human immunodeficiency virus type 1 drug resistance: overview and recent developments. Antiviral Res. 2013; 98(1): 93–120. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2013.01.007.
  6. Khandazhinskaya А.L., Shirokova E.A. AZT 5’-Phosphonates: achievements and trends in the treatment and prevention of Hiv infection. Acta Naturae. 2013; 5(3): 54–61. https://elibrary.ru/rvzyvv
  7. Galegov G.A.1, Andronova V.L. AntiHIV/AIDS drug 6HP: antiviral activity, pre-clinical study. Efficiency in adult HIV-infected patients. Voprosy virusologii. 2019; 64(1): 12–5. https://doi.org/10.18821/0507-4088-2019-64-1-12-15 https://elibrary.ru/yzkhjj (in Russian)
  8. Quercia R., Perno C.F., Koteff J., Moore K., McCoig C., St Clair M., et al. Twenty-five years of lamivudine: current and future use for the treatment of HIV-1 infection. J. Acquir. Immune Defic. Syndr. 2018; 78(2): 125–35. https://doi.org/ 10.1097/QAI.0000000000001660.
  9. Perry C.M., Faulds D. Lamivudine. A review of its antiviral activity, pharmacokinetic properties and therapeutic efficacy in the management of HIV infection. Drugs. 1997; 53(4): 657–80. https://doi.org/10.2165/00003495-199753040-00008
  10. Ma A., Chen D.M., Chau F.M., Saberi P. Improving adherence and clinical outcomes through an HIV pharmacist’s interventions. AIDS Care. 2010; 22(10): 1189–94. https://doi.org/10.1080/09540121003668102
  11. Nosik D.N., Kalnina L.B., Selimova L.M., Pronin A.V. An increase in the infectivity of the human immunodeficiency virus with modification of the CCR5 gene receptor of sensitive cells. Doklady Rossiiskoi Akademii nauk. Nauki o zhizni. 2023; 511(1): 344–8. https://doi.org/10.31857/S2686738923700257 https://elibrary.ru/jiltbd (in Russian)
  12. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J. Immunol. Methods. 1983; 65(1-2): 55–63. https://doi.org/10.1016/0022-1759(83)90303-4.
  13. Manns A., Hisada M., La Grenada L. Human T-lymphotropic virus type 1 infection. Lancet. 1999; 353(9): 1951–8. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(98)09460-4
  14. Selimova L.M., Kalnina L.B., Nosik D.N. The superficial markers of neoplastic cell line MT-4 and perspectives of its application as a model for studying activity of immune modulating preparations. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2016; 61(12): 822–5. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2016-61-12-822-825 https://elibrary.ru/xscfqz (in Russian)
  15. Morandi F., Airoldi I., Marimpietri D., Bracci C., Faini A.C., Gramignoli R. CD38, a receptor with multifunctional activities: from modulatory functions on regulatory cell subsets and extracellular vesicles, to a target for therapeutic strategies. Cells. 2019; 8(12): 1527–44. https://doi.org/10.3390/cells8121527
  16. Dimitrov D.S., Broder C.C., Berger E.A., Blumenthal R. Calcium ions are required for cell fusion mediated by the CD4-human immunodeficiency virus type 1 envelope glycoprotein interaction. J. Virol. 1993; 67(3): 1647–52. https://doi.org/10.1128/JVI.67.3.1647-1652.1993
  17. Cloyd M.W., Lynn W.S. Perturbation of host-cell membrane is a primary mechanism of HIV cytopathology. Virology. 1991; 181(2): 500–11. https://doi.org/10.1016/0042-6822(91)90882-c
  18. Makutonina A., Voss T.G., Plymale D.R., Fermin C.D., Norris C.H., Vigh S., et al. Human immunodeficiency virus infection of T-lymphoblastoid cells reduces intracellular pH. J. Virol. 1996; 70(10): 7049–55. https://doi.org/10.1128/JVI.70.10.7049-7055.1996
  19. Voss T.G., Fermin C.D., Levy J.A., Vigh S., Choi B., Garry R.F. Alteration of intracellular potassium and sodium concentrations with induction of cytopathic effects by human immunodeficiency virus. J. Virol. 1996; 70(8): 5447–54. https://doi.org/10.1128/JVI.70.8.5447-5454.1996
  20. Esensten J.H., Helou Y.A., Chopra G., Weiss A., Bluestone J.A. CD28 costimulation: from mechanism to therapy. Immunity. 2016; 44(5): 973–88. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2016.04.020
  21. Sakamoto Y., Ishida T., Masaki A., Takeshita M., Iwasaki H., Yonekura K., et al. Clinical significance of CD28 gene-related activating alterations in adult T-cell leukaemia/lymphoma. Br. J. Haematol. 2021; 192(2): 281–91. https://doi.org/10.1111/bjh.17211
  22. Lechner K.S., Neurath M.F., Weigmann B. Role of the IL-2 inducible tyrosine kinase ITK and its inhibitors in disease pathogenesis. J. Mol. Med. (Berl.). 2020; 98(10): 1385–95. https://doi.org/10.1007/s00109-020-01958-z.
  23. Readinger J.A., Schiralli G.M., Jiang J.K., Thomas C.J., Avery A., Henderson A.J., et al. Selective targeting of ITK blocks multiple steps of HIV replication. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2008; 105(18): 6684–9. https://doi.org/10.1073/pnas.0709659105

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Cytopathic activity of the HIV-1/899A virus during replication in MT-4/1 and MT-4/2 cell lines.

Download (113KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Suppression of HIV-1/899A replication in MT-4/1 and MT-4/2 cell lines with compounds 6HP and 3TC. Individual (a) and combined (b) action of antivirals.

Download (299KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Kalnina L.B., Selimova L.M., Nosik D.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».