vegeu mhr1de1resum.pdf / vegeu mhr1de1abstract.pdf

La glicoproteïna de l’envolta (Env) és una de les proteïnes claus del VIH-1 en patogènesi. La seqüència del gen env és important per a codificar l’Env però també per les estructures secundàries dels RREs que contenen els seus trànscrits. La rellevància dels dos elements s’ha comprovat extensament, tot i que assajos funcionals són requerits en ambdós casos per estudiar l’impacte de canvis específics. El tractament amb l’inhibidor de fusió T-20 selecciona virus resistents després d’adquirir canvis al gen env. Per estudiar variants funcionalment rellevants d’env que es trobessin in vivo vam decidir utilitzar mutacions associades a T-20. Les prediccions de les estructures secundàries dels RRE van resultar alterades en els canvis que codificaven per G36V/D, V38A, Q40H i L45M, però no per N43D o Q40H-L45M. Funcionalment vam demostrar que només els mutants que presenten el canvi L45M a la seva seqüència pateixen un impacte en la capacitat d’unir-se a la proteïna viral Rev quan aquesta es troba en baixes concentracions, suggerint que els canvis nucleotídics que afecten a la formació de l’aminoàcid 45 de gp41 juguen un paper en la unió a Rev. De totes maneres, ninguna variant d’RRE va ser afectada en la seva capacitat per a ser transportada al citoplasma. Per tant, alteracions en les prediccions d’estructures secundàries a partir de seqüències nucleotídiques no necessàriament impliquen impactes funcionals i la mutació L45M no s’incorpora com a mutació secundària degut a un restaurament de les funcions del RRE. Com que és important caracteritzar funcionalment Envs derivades de pacients per a estudiar la seva patogenicitat, vam establir una metodologia completa per a estudiar-les basant-nos en el paper principal que hi juga la subunitat gp41. Els resultats demostren que la selecció de la línia cel·lular efectora és essencial per optimitzar la sensibilitat dels assajos. La línia cel·lular 293T hauria de ser utilitzada per experiments fusogènics i la HeLa per analitzar paràmetres relacionats amb la mort. Estudis clínics havien suggerit que virus que contenien la mutació V38A i que havien aparegut sota un context que tinguessin el polimorfisme viral N140I eren menys patogènics degut a que estaven associats amb fallada virològica i beneficis immunològics. Per tal d’entendre aquestes dades discordants vam basar-nos en la nostra metodologia per a analitzar Envs derivades de pacients que tinguessin aquests canvis. Aquestes Envs V38A-N140I van resultar tenir menys capacitat per induir la mort per cèl·lula individual tot i no veure’s alterada la seva capacitat fusogènica, remarcant la importància del context de l’Env i el paper central de gp41 a la patogènesi del VIH-1. / La glicoproteína de la envuelta (Env) es una de les proteínas claves del VIH-1 en patogénesis. La secuencia del gen env es importante para codificar la Env pero también para las estructuras secundarias de los RREs presentes en sus tránscritos. La relevancia de estos dos elementos ha sido comprobada extensamente, pese a que ensayos funcionales aún son requeridos en ambos casos para estudiar el impacto de cambios específicos. El tratamiento con el inhibidor de fusión T-20 selecciona virus resistentes después de adquirir cambios en el gen env. Para estudiar variantes funcionalmente relevantes de env que se encontraran in vivo decidimos utilizar mutaciones asociadas a T-20. Las predicciones de las estructuras secundarias de los RRE resultaron alteradas en los cambios que codificaban para G36V/D, V38A, Q40H y L45M, pero no para N43D o Q40H-L45M. Funcionalmente demostramos que sólo los mutantes que presentan el cambio L45M en su secuencia sufren un impacto de unión a la proteína viral Rev cuando ésta se encuentra en bajas concentraciones, sugiriendo que los cambios nucleotídicos que afectan a la formación del aminoácido 45 de gp41 juegan un papel en la unión a Rev. No obstante, la capacidad de transporte al citoplasma de estos RRE no está afectada. Por lo tanto, alteraciones en las estructuras secundarias predictivas a partir de secuencias nucleotídicas no necesariamente implican impactos funcionales y la mutación L45M tampoco se incorpora como mutación secundaria debido a la restauración de las funciones del RRE. Como es importante caracterizar funcionalmente Envs derivadas de pacientes para estudiar su patogenicidad, establecimos una metodología completa basándonos en el papel principal de la subunidad gp41. Los resultados demostraron que la línea celular efectora es esencial para optimizar la sensibilidad de los ensayos. La línea celular 293T debería utilizarse para experimentos de fusión y la HeLa per analizar parámetros de citopaticidad. Estudios clínicos habían sugerido que virus que contenían la mutación V38A y el polimorfismo viral N140I estaban asociados a una fallo virológico y beneficios inmunológicos del paciente debido a que eran menos patogénicos. Para entender estos datos discordantes analizamos Envs derivadas de pacientes y vimos que cuando éstas tenían los cambios V38A-N140I tenían menos capacidad para matar células diana de forma individual pese a no tener alterada su capacidad fusogénica. Estos datos remarcan la importancia del contexto de la Env y el papel central de gp41 en la patogénesis del VIH-1. / The Env glycoprotein is one of the key proteins used by HIV-1 to mediate its pathogenicity. The sequence of the env gene is important to encode the Env glycoprotein but also for the secondary structure of the RRE that harbor its transcripts. The relevance of both elements has been extensively proved, although functional assays were needed in both cases to study the impact of specific changes. Treatment with the fusion inhibitor T-20 in patients infected with HIV-1 select resistant viruses to this drug after acquiring changes in their env gene. Therefore, we decided to use T-20-associated changes in order to functionally study relevant in vivo env variants. Predictions of the RRE secondary structures showed alterations when they were encoding for the changes G36V/D, V38A, Q40H and L45M, but not when harboring N43D and Q40H-L45M. Functional data showed that only the mutants harboring the L45M mutation had impairments in their binding capacity to Rev when this protein was at low concentrations, suggesting that the nucleotide changes affecting the encoding of the amino acid 45 in gp41 plays a role in Rev binding. However, none of the RRE variants were affected in their ability to being transported to the cytoplasm. Thus, it was found that alterations in RRE secondary structures predicted from nucleotide sequences might not necessary imply functional impairments and that the L45M change was not incorporated as a secondary mutation due to a restoration of the RRE functions. As it is important to functionally characterize patient-derived Envs to understand their in vivo pathogenesis, we established a complete methodology to study them by focusing on the main role of the subunit gp41. Based on our results, the correct selection of the effector cell line is essential to optimize the sensitivity of the assays. The 293T cell line might be used for fusogenic experiments and the HeLa for analyzing death parameters. Clinical trials had suggested that V38A viral mutants arising in an Env context containing the N140I polymorphism, were low pathogenic due to they were associated with virological failure and immunologic benefits. In order to understand these in vivo discordant data, we used our complete methodology to analyze patient-derived Envs that harbored these changes. We found that the V38A mutant Envs that were arisen in a N140I context were less able to induce single-cell death to target cells despite not having an altered fusogenic capacity. Thus, these data supports the importance of the Env context and the main role of gp41 in HIV-1 pathogenesis.

ANTECEDENTES: Desde la introducción de los primeros fármacos antirretrovirales inhibidores de la transcriptasa inversa análogos timidínicos de los nucleótidos (ITINs) como AZT y d4T, el mayor problema ha sido tratar de evitar el desarrollo de efectos secundarios como los asociados a la toxicidad mitocondrial (lipodistrofia, neuropatía periférica o pancreatitis) HIPÓTESIS: Los polimorfismos de las enzimas de la vía de las pirimidinas, como la Timidilato Sintasa (TS), que se asocian con menor actividad enzimática, se relacionan a su vez con mayores concentraciones intracelulares de fármacos y por tanto con más riesgo de toxicidad mitocondrial y efectos secundarios. METODOLOGÍA: Estudio prospectivo no aleatorizado realizado en pacientes con infección por VIH-1 en tratamiento antirretroviral basado en inhibidores de la transcriptasa inversa análogos timidínicos (AZT y d4T). Estudio de casos y controles con pacientes VIH-1 que recibían d4T y habían desarrollado pancreatitis, neuropatía periférica o lipodistrofia. Se realizó un análisis multivariante en ambos casos. RESULTADOS: En el primer estudio, la concentración media en pacientes con y sin lipodistrofia fue de 20.60 fmol/l x106 cels y de 13.85 fmol/l x106cels (p= 0.013) respectivamente. Las dos variables independientes asociadas al desarrollo de lipodistrofia fueron la presencia de una condición definitoria de SIDA y los niveles intracelulares de d4T-TP. Los polimorfismos asociados a menor actividad de la TS se asociaron con concentraciones intracelulares de d4T-TP mayores (21.40 fmol/106 céls vs 11.50 fmol/106 céls; p<0.0001). En el segundo trabajo, en el análisis multivariante, los factores a asociados con menor probabilidad de aparición de la pancreatitis y de la neuropatía periférica fueron la cifra de CD4 nadir >200 céls/mm3 y la presencia de síndrome de lipodistrofia. El único factor asociado con mayor probabilidad de desarrollo de pancreatitis y/o neuropatía fue el genotipo de TS de baja expresión. / BACKGROUND: Since the introduction of the first nucleotide reverse transcriptase inhibitors thymidine analogues such as AZT and d4T (NRTIs), the major problem has been to try to avoid the development of side effects such as those associated with mitochondrial toxicity , lipodystrophy peripheral neuropathy or pancreatitis. HYPOTHESIS: Polymorphisms of the pyrimidine pathway enzymes, as Thymidylate Synthase (TS) which are associated with decreased enzymatic activity, are related to higher drug intracellular concentrations and therefore more risk of mitochondrial toxicity and side effects. METHODS: A prospective non-randomized study of patients with HIV-1 infection receiving d4T- based regimens. A case-control study of HIV-1 patients receiving d4T-based regimens who had developed pancreatitis, peripheral neuropathy or lipodystrophy. Multivariate analysis was performed in both cases. RESULTS: In the first study, the average concentration in patients with and without lipodystrophy was 20.60 fmol / l x106 cels and 13.85 fmol / l x106cels (p = 0.013) respectively. The two independent variables associated with the development of lipodystrophy were the presence of an AIDS-defining condition and the intracellular levels of d4T-TP. Polymorphisms associated with reduced activity of TS concentrations were associated with d4T-TP intracellular older (11.50 vs. 21.40 fmol/106 fmol/106 Cels, p <0.0001). In the second study, in multivariate analysis, the factors associated with lower probability of occurrence of pancreatitis and peripheral neuropathy were the nadir CD4 count> 200 cells/mm3 and the presence of lipodystrophy syndrome. The only factor associated with increased likelihood of developing pancreatitis and / or neuropathy was TS low expression genotype.

Els pacients hospitalitzats presenten freqüentment infeccions relacionades amb l’ús de catèters. La paraoxonasa-1 (PON1) és un enzim que protegeix davant l’estrès oxidatiu, procés implicat en aquest tipus de malalties. Estudis previs in vitro han suggerit que la PON1 també pot tenir un paper protector envers l’aparició d’infeccions. L’objectiu de la present Tesis Doctoral és investigar la relació entre els nivells de PON1, els marcadors d’inflamació proteïna quimioatrayente de monocits-1 (MCP-1), proteïna C-reactiva (PCR) i procalcitonina amb el grau de gravetat de la infecció i la presència de la colonització microbiana bacteriana o fúngica dels catèters. Es van avaluar 300 pacients hospitalitzats portadors de catèter [catèter venós central (CVC) o sonda vesical (SU)] front a un grup control. Es van determinar nivells de: PON1, MCP-1, PCR, procalcitonina, activitats especifiques (AE) PON1 i Lactonasa i els polimorfismes PON1192, PON155. Vam observar un descens de les activitats de PON 1 en malalts amb CVC i SU, associada a la patologia dels malalts, i no a variabilitat genotípica en vers al grup control. En portadors de CVC, AE PON1 i AE Lactonasa van ser els paràmetres amb millor funció discriminatòria per al diagnòstic de la infecció concomitant aguda (ICA), superiors a la procalcitonina i a la PCR, suggerint la utilitat de la determinació d’aquest paràmetres per al diagnòstic i tractament d’aquesta complicació. En malalts amb CVC, la concentració de MCP-1 va mostrar una capacitat discriminatòria similar a la de la PCR en la detecció de la infecció associada a l’ús del catèter o la ICA. Aquestos resultats suggereixen que en pacients hospitalitzats AE PON1 i AE Lactonasa poden ser biomarcadors d’infeccions agudes donat l’important paper en la regulació de l’estrés oxidatiu. Estudis posteriors haurien de confirmar aquesta conclusió provisional i establir punts de tall definitius per a ajudar a la presa de decisions clíniques. / Los pacientes hospitalizados presentan frecuentes infecciones relacionadas con el uso de catéteres. La paraoxonasa-1 (PON1) es un enzima que protege contra el estrés oxidativo, proceso implicado en este tipo de enfermedades. Estudios previos in vitro han sugerido que la PON1 también puede jugar un papel protector contra el desarrollo de infecciones. El objetivo de la presente Tesis Doctoral es investigar la relación entre los niveles de PON1, los marcadores de inflamación proteína quimioatrayente de monocitos-1 (MCP-1), proteína C-reactiva (PCR) y procalcitonina con la gravedad de la infección y la presencia de la colonización microbiana bacteriana o fúngica de los catéteres. Se evaluaron 300 pacientes hospitalizados portadores de catéter [catéter venoso central (CVC) o sonda vesical (SU)] frente a un grupo control. Se determinaron niveles de: PON1, MCP-1, PCR, procalcitonina, actividades especificas (AE) PON1 y Lactonasa y los polimorfismos PON1192, PON155. Observamos una disminución de las actividades de PON1 en enfermos con CVC y SU, asociada a la patología de los enfermos, y no a variabilidad genotípica respecto a grupo control. En portadores de CVC, AE PON1 y AE Lactonasa fueron los parámetros con mejor capacidad discriminatoria para el diagnóstico de la infección concomitante aguda (ICA), superiores a la procalcitonina y la PCR, sugiriendo la utilidad de la determinación de estos parámetros para el diagnóstico y tratamiento de esta complicación. En enfermos con CVC, la concentración de MCP-1 presentó una capacidad discriminatoria similar a la de la PCR en la detección de la infección relacionada con el catéter o la ICA. Estos resultados sugieren que, en pacientes hospitalizados, AE PON1 y AE Lactonasa pueden ser biomarcadores de infecciones agudas, dado su importante papel en la regulación del estrés oxidativo. Estudios posteriores deberían confirmar esta conclusión provisional y establecer puntos de corte definitivos para ayudar a la toma de decisiones / Hospitalized patients have frequent infections related to catheter use. Paraoxonase-1 (PON1) is an enzyme that protects against oxidative stress, a process involved in these diseases. Previous studies in vitro have suggested that PON1 may have a protective role against the development of infections. The aim of this Doctoral Thesis is to investigate the relationship between PON1 levels, inflammation markers monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), C-reactive protein (CRP) and procalcitonin with the severity of infection and microbial presence of bacterial or fungal colonization of catheters. 300 hospitalized patients using catheter [central venous catheter (CVC) or urinary catheter (SU)] versus a control group were evaluated. The following levels were determined: PON1, MCP-1, CRP, procalcitonin, specific activities (AE) and Lactonase and PON1, polymorphisms PON1192, PON155. We observed a decrease in PON1 activity in patients with CVC and SU, associated with the pathology of the people, and not with a genotypic variability with respect to the control group. In carriers of CVC, AE PON1 and AE Lactonase we encountered parameters with better discriminatory power for the diagnosis of acute co-infection (ICA), higher than procalcitonin and CRP, suggesting the usefulness of the determination of these parameters for the diagnosis and treatment of this complication. In patients with CVC, the concentration of MCP-1 showed a similar CRP detection of catheter-related infection or ICA discriminatory ability. These results suggest that in hospitalized patients, AE PON1 and AE Lactonase may be biomarkers of acute infections, given their important role in the regulation of oxidative stress. Further studies should confirm this tentative conclusion and establish definitive cut-off points to aid clinical decision making.

El Programa VINCat (acrónimo de Vigilancia de las Infecciones Nosocomiales en los hospitales de Cataluña) tiene como objetivo reducir las tasas de las principales infecciones nosocomiales mediante vigilancia activa y continuada. El Programa VINCat dispone de un Centro Coordinador (CC) que engloba las estructuras técnicas y administrativas necesarias para el buen funcionamiento del programa y tiene entre sus principales funciones gestionar las bases de datos on-line y velar por la calidad de los datos. El Programa VINCat integra 8 objetivos diferentes de vigilancia con una participación de 69 hospitales en 2013 (http://www.vincat.gencat.cat). Como requisito mínimo de participación se requiere que cada hospital cuente con un equipo de control de la infección estructurado (ECI), de acuerdo a la complejidad del hospital, con la formación adecuada para cumplir con los procedimientos estandarizados descritos en el manual de vigilancia. Estos requisitos estructurales, conjuntamente con la calidad y fiabilidad de los datos que están siendo procesados, son esenciales para los objetivos del programa y sus resultados. A pesar de la importancia en la precisión y la coherencia de los datos en términos generales, los programas de vigilancia a menudo no disponen de sistemas de evaluación de la calidad de los datos. El objetivo principal de esta tesis es describir el proceso que se ha seguido para la validación del Programa VINCat en los hospitales participantes. Este proceso de validación incluye: a) la validación de la estructura de los ECI, b) la validación del proceso de vigilancia y c) la validación de los datos reportados al Centro Coordinador. La estructura en cuanto a los recursos humanos y técnicos de los que disponen los ECI fueron validados mediante un estudio etnográfico. El proceso de vigilancia y la calidad de los datos fueron validados en objetivos clave de la vigilancia: las bacteriemias relacionadas con el catéter vascular (BCV) y las infecciones de localización quirúrgica (ILQ), en este objetivo se seleccionaron dos procedimientos, cirugía electiva de colon y reemplazo de rodilla. La validación consiste en establecer la concordancia de los casos reportados y los declarados en el "Conjunto Mínimo de Base de Datos" (CMBD) facilitado por el Departamento de Salud, y en un segundo término establecer la coincidencia en el diagnóstico entre los datos reportados y los datos obtenidos mediante la revisión activa de historias clínicas por parte de personal entrenado de forma específica en las definiciones del Programa VINCat. Los principales resultados fueron los siguientes: los hospitales que participan en el Programa VINCat disponen de los requerimientos mínimos técnicos y humanos adecuados para proporcionar datos de alta calidad de acuerdo a los requisitos mínimos de participación solicitados por el programa; sin embargo, las estructuras de los ECI todavía son frágiles en muchos centros y no están consolidados. Para BCV, la validación de los procesos de vigilancia y los datos muestran una concordancia moderada debido a una aplicación no estricta de la definición BCV del manual de procedimientos. Para ILQ en cirugía colo-rectal, la concordancia en la inclusión de los casos entre los revisores externos VINCat y los ECI fue moderada debido a diferencias en las interpretaciones de los criterios de inclusión / exclusión, sin embargo la coincidencia de los datos de ILQ fue muy alta. Para el reemplazo de rodilla, la concordancia en la inclusión y la coincidencia diagnóstica de los datos de ILQ entre los revisores externos VINCat y los ECI se consideró óptima. Estos resultados muestran una alta calidad de los procesos de vigilancia y de los resultados y proporcionan la base para la identificación de oportunidades de mejora y poder establecer un sistema de validación permanente. / The VINCat Program acronym for (Vigilància de les Infeccions Nosocomials a Catalunya) aims to reduce the rates of major nosocomial infections by continuous active surveillance. The VINCat Program has technical and administrative structures and on-line databases, with a participation of 69 hospitals in 2013 and integrates 8 different objectives of surveillance (http://www.vincat.gencat.cat). The program requires that each participating hospital have a structured infection control team (ICT) according to hospital size with adequate training to fulfill the standardized procedures outlined in the manual of surveillance. These requirements and the quality and reliability of data being processed, are essential for the objectives of the program. Despite the importance of the accuracy and consistency of data in general terms, surveillance programs often do not have systems for evaluating the quality of the data. The main objective of this thesis is to describe the validation program of the structures supporting the VINCat Program at hospitals and includes a) validation of the structure of the ICT, b) validation of the process of surveillance and c) validation of the data summited to the coordinating center. Agreement with VINCat Program requirements for structure and ICT resources were validated through an ethnographic study. Surveillance process and data were validated in key surveillance objectives: catheter related bacteremia (VCRB) and surgical site infections (SSIs) for elective colon surgery and knee replacement. The validation consist in agreement of cases, first with the “minimum set of database” (CMBD) facilitated by the Department of Health, and second with the data obtained by active reviewing of medical charts by specific trained VINCat personnel. Main results were as follows: hospitals participating in the VINCat Program have adequate human and technical minimum requirements to provide high-quality data resources according to VINCat requirements; however, the structures of the ICT are still fragile in many centers and are not adequately consolidated. For VCRB, validation of surveillance process and data shows a moderate agreement due to a non-strict application of the VCRB definition considered in the manual of procedures. For SSIs in colo-rectal surgery, the agreement on the inclusion of cases between VINCat external reviewers and ICT was moderate due to differences in the interpretations of inclusion/exclusion criteria, although concordance of SSI data was very high. For knee replacement, agreement on the inclusion cases and SSI data between VINCat external reviewers and ICT was very high. These results show a high quality of process surveillance and data results and provide the basis for identifying improvement opportunities and establish a system validation.

Els éssers humans mostren una notable variació en el desenvolupament clínic rere la infecció per VIH-1. Si bé algunes persones amb VIH-1 són capaces de suprimir la replicació viral del VIH a nivells molt baixos (<2000 còpies/ml) i/o mantenir els recomptes de CD4 alts durant molts anys en absència de teràpia antiretroviral (Controladors), altres progressen ràpidament a sida o compleixen els criteris actuals per a iniciar tractament antiretroviral en els 3 primers anys rere la infecció primària (Progressors ràpids, RP). D'altra banda, una minoria d'individus amb alts nivells de virèmia roman asimptomàtica i manté els recomptes de cèl·lules T CD4+ elevats (Virèmics no progressors, VNP), similars als observats en el model no progressiu d’infecció per SIV en l’hoste natural. L'estudi de fenotips extrems pot donar informació rellevant en termes de les interaccions que s'estableixen entre el virus i l'hoste durant la infecció primària pel VIH, així com de l'evolució clínica posterior a la infecció. De fet, l'estudi dels controladors (incloent els controladors d’elit, que mantenen l’ARN viral a nivells indetectables) està proporcionant dades rellevants de la immunopatogènesi de la infecció. L'extrem oposat són els RPs, els quals representen un percentatge relativament petit de la població infectada per VIH-1. No obstant això, les implicacions de les seves característiques immunogenètiques i immunopatogèniques són notables . Aquesta tesi té el seu origen en l’estudi exhaustiu de 2 casos de progressió extremadament severa i ràpida, que posteriorment es va estendre a la creació i l'estudi d'una cohort gran i ben definida de RPs sense precedents. L'objectiu específic va ser investigar una àmplia gamma de factors virals i de l'hoste implicats en la progressió ràpida de la infecció per VIH-1, en comparació amb altres fenotips, incloent individus amb un perfil estàndard de progressió (progressors estàndard, SP) i VNPs. Els resultats d'aquest estudi demostren la convergència de factors virals i de l'hoste que contribueixen a la gravetat clínica de la progressió ràpida. Les persones infectades amb virus altament replicatius, dual-tròpics i HLA-adaptats van mostrar ser més propenses a desenvolupar símptomes definitoris de SIDA durant la infecció primària per VIH-1, donat que en molts casos tampoc no són capaces de produir respostes immunitàries humorals i cel·lulars específiques contra VIH-1. La concordança de supertipus d’HLA, la presència d'al·lels d’HLA comuns i d’al·lels de risc, i la baixa freqüència d’al·lels protectius, també van mostrar associació amb l’acceleració de la malaltia. A més, l'anàlisi del transcriptoma va revelar que els RPs tenen un perfil transcriptòmic específic a les cèl·lules T CD4+ i CD8+, similar a l'observat en la infecció patogènica per SIV en rhesus macacs, i caracteritzat per una major expressió de gens estimulats per l'interferó. Els VNPs, en canvi, es caracteritzen per un perfil de regulació de gens similar a la infecció no patogènica per SIV dels sooty mangabeys. El present estudi proporciona informació rellevant sobre les característiques virals i de l’hoste implicades en la progressió ràpida de la infecció per VIH-1, la qual té implicacions destacables en el nostre coneixement de la patogènesi del VIH-1 i en la importància de la monitorització primerenca de l'evolució de la malaltia. / Remarkable variation in clinical outcome can be observed following HIV-1 infection. While some HIV-1–infected individuals are able to suppress viral replication to very low levels (<2000 copies/mL) and/or maintain high CD4+ T-cell counts over many years without antiretroviral therapy (HIV controllers), others quickly progress to AIDS or meet the current criteria for antiretroviral treatment within the first 3 years after primary infection (rapid progressors, RP). Furthermore, a minority of highly viremic individuals remain asymptomatic with high CD4+ T-cell counts (viremic non-progressors, VNP), similar to those observed in the non-progressive disease model of SIV infection in natural hosts. The study of extreme phenotypes can provide important information on the interactions established between the viral variant and the host during primary HIV infection and the subsequent clinical evolution of the infection. Indeed, the study of HIV controllers (including elite controllers, who maintain plasma viral RNA under detectable levels [<50 copies/mL]) is providing relevant data on HIV immunopathogenesis. The other extreme comprises RPs, who account for a relatively small percentage of the HIV-1-infected population. Nevertheless, the implications of their immunogenetic and immunopathogenic characteristics are remarkable. This thesis originates from the comprehensive study of 2 cases of extremely severe rapid progression that was later extended to the recruitment and study of an unprecedentedly large and well-defined cohort of RPs. The specific objective was to investigate a wide range of viral and host factors involved in rapid progression of HIV-1 infection, in contrast to other phenotypes, namely, individuals with an average progression profile (standard progressors, SP) and VNPs. The results of this study demonstrate convergence of the viral and host factors contributing to the clinical severity of rapid progression. Individuals infected with highly replicative, dual-tropic, HLA-adapted viruses were shown to be more prone to develop AIDS-defining symptoms during primary HIV-1 infection, since in many cases they are also unable to mount humoral and cellular HIV-1-specific immune responses. Concordant HLA supertypes between the source and the recipient, the presence of common and risk HLA class I alleles, and the low frequency of protective HLA alleles were also shown to further accelerate disease progression. In addition, transcriptome analysis Revealed that RPs have a specific CD4+ and CD8+ T-cell transcriptome profile similar to that observed in pathogenic SIV-infected rhesus macaques and characterized by higher expression of interferon-stimulated genes. VNPs, on the other hand, were characterized by a gene regulation profile similar to that of non-pathogenic SIV-infected sooty mangabeys. The present study provides important insights into the host and viral traits driving progression of HIV-1 infection, which have relevant implications for our knowledge of HIV pathogenesis and the importance of early monitoring of disease course.

Tesi realitzada al Centre de Recerca en Salut Internacional de Barcelona (CRESIB) / La carga de enfermedad y las muertes relacionadas con la malaria han disminuido a nivel global, principalmente gracias a las mejoras en la implementación de las intervenciones para prevenir y tratar la malaria, y en particular al uso de las mosquiteras impregnadas con insecticidas de larga duración y al tratamiento de los episodios clínicos con terapias combinadas con artemisinina. El reciente aumento de los fondos mundiales destinados a financiar los esfuerzos de control de la malaria ha permitido que la mayoría de la población pobre que vive en países endémicos de malaria tenga acceso a medidas de prevención, a diagnóstico en caso de sospecha de malaria y a terapias combinadas con artemisinina. De acuerdo a los datos de 104 países recopilados por la OMS en el Informe Mundial sobre el Paludismo del 2012, se estima que se evitaron 274 millones de casos de malaria y 1.1 millones de muertes relacionadas con la malaria. El éxito de las medidas de control actuales ha reactivado el objetivo de la eliminación de la malaria y su erradicación del globo. Sin embargo, la mayor parte de los logros globales se deben a la reducción de enfermos graves y muertes debidos a Plasmodium falciparum, principalmente en los países africanos. Fuera de África, la mayoría de las regiones endémicas de malaria cuentan con más de una especie del parásito Plasmodium. Medidas actuales como las mosquiteras impregnadas con insecticidas de larga duración y las terapias combinadas de artemisinina se han mostrado más eficaces contra P. falciparum que contra Plasmodium vivax. En la mayoría de los países endémicos donde P. vivax y P. falciparum coexisten, con programas eficaces de control de la malaria, parece haberse producido un incremento proporcional de la prevalencia de P. vivax, sustituyendo a P. falciparum como especie predominante. P. vivax es más difícil de controlar que P. falciparum a causa de la fase hepática de P. vivax llamada hipnozoito. Los hipnozoitos pueden permanecer inactivos en el hígado durante largos períodos de tiempo antes de volver a activarse para reinfectar la sangre y causar una recaída de malaria por P. vivax en el huésped humano. En las regiones tropicales los hipnozoitos se activan rápidamente, y son comunes las recaídas múltiples a intervalos de cerca de 3 semanas, mientras que en las zonas subtropicales las recaídas pueden producirse con intervalos más largos (de 8 a 10 meses). Lograr la eliminación y erradicación de la malaria será difícil sin la erradicación de los hipnozoitos del hígado, especialmente en regiones endémicas con transmisión de la malaria perenne como Papúa Nueva Guinea. Actualmente, la primaquina es el único fármaco autorizado en el mercado que tiene efecto sobre los hipnozoitos. Las terapias combinadas de artemisinina, aunque son muy eficaces contra la infección en fase sanguínea de ambos Plasmodium, no tienen ningún efecto sobre los hipnozoitos. Una de las estrategias para la eliminación de la malaria es la administración masiva de medicamentos. Sin embargo, para que esta estrategia sea eficaz en áreas endémicas de P. vivax, debe incluir la primaquina en el régimen de tratamiento para así erradicar los hipnozoitos en el hígado, pero el uso indiscriminado de este fármaco puede conllevar problemas de seguridad importantes. Los futuros posibles sustitutos de la primaquina deben ser fármacos con una fase de eliminación terminal larga con el fin de proporcionar una profilaxis post-tratamiento eficaz para detener la transmisión de P. vivax, previniendo las recaídas desde el hígado. La mayoría de las infecciones por P. vivax en niños mayores y adultos como resultado de las recaídas por activación del hipnozoito en el hígado son asintomáticas. Por otro lado, la gametogénesis (producción de gametos, los estadios infectivos responsables de la transmisión desde el humano al siguiente mosquito vector) de P. vivax ocurre de forma espontánea con el desarrollo de la infección en fase sanguínea, hecho que lleva a una gametocitemia temprana que incrementa la probabilidad de transmisión a mosquitos antes incluso de la aparición de síntomas y por tanto del tratamiento de los casos sintomáticos. Se ha demostrado que la primaquina también es el único fármaco eficaz contra los gametocitos de estadío V de P. falciparum, los verdaderos responsables de la transmisión en esta especie El uso de la primaquina para la administración masiva de medicamentos será, por lo tanto, una herramienta efectiva para la prevención de la transmisión de P. vivax y P. falciparum. En la actualidad se desconoce la contribución de los hipnozoitos a la carga de infección y enfermedad por P. vivax, especialmente en los niños que viven en zonas de alta endemicidad. La primaquina, el único fármaco efectivo contra los hipnozoitos de P. vivax y P. ovale conocido, existe desde hace más de 60 años pero, sin embargo, se sabe muy poco de su seguridad y tolerabilidad en los niños, la población que sufre la mayor carga de infección y enfermedad por P. vivax. Incluso en su uso en adultos, todavía no se sabe mucho acerca de la dosificación y modo de acción. Existen importantes limitaciones en el uso de la primaquina en regímenes de tratamiento de la malaria. En primer lugar, el riesgo letal de anemia hemolítica grave asociada al tratamiento con primaquina para las personas con las variantes graves de deficiencia de deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato (G6PD). En segundo lugar, la falta de un test de diagnóstico rápido barato, fiable y accesible para detectar la deficiencia de G6PD durante la actividad clínica rutinaria, así como durante el ejercicio preventivo de administración masiva de medicamento. En Papua Nueva Guinea, varios estudios de cohorte longitudinales han demostrado que P. vivax es la causa más común de infección y enfermedad por malaria en los niños menores de 3 años de edad, mientras que P. falciparum predomina como causa de morbilidad en niños de 3 a 10 años de edad. La enfermedad clínica secundaria a P. vivax tiene su punto culminante a los 3 años de edad. A pesar de que la prevalencia de la infección por P. vivax y P. falciparum son similares en el grupo de mayor edad, los niños con infección de P. vivax permanecen asintomáticos o presentan enfermedad clínica leve. No hay variación estacional en la prevalencia de P. vivax en comparación con la de P. falciparum. Esto puede ser debido a las recaídas por activación de los hipnozoitos en el hígado, que contribuyen a la reinfección de la fase sanguínea, sin requerir la transmisión mediante el vector anofelino. Esta tesis presenta datos de dos estudios de cohortes longitudinales en niños de 1 a 10 años de Papua Nueva Guinea con niveles normales de G6PD para evaluar el efecto de la primaquina sobre los hipnozoitos en el hígado. Los objetivos eran dos: El primero: determinar la contribución de las recaídas de la activación desde los hipnozoitos a la carga de infección y enfermedad por P. vivax en los niños que viven en una zona de alta transmisión de malaria, después de un pre-tratamiento con primaquina. El segundo: evaluar la seguridad y tolerabilidad del uso de la primaquina en los niños como pre-tratamiento en el terreno. Tras los estudios de cohortes, se estudiaron las propiedades farmacocinéticas de una dosis única de primaquina en niños de Papua Nueva Guinea para evaluar la viabilidad de un eventual tratamiento corto con dosis altas de primaquina para la cura radical de la malaria por P. vivax. Estos estudios constituyen la base de esta tesis. En el primer estudio, niños de entre 1 y 5 años con G6PD normal fueron seleccionados y distribuidos aleatoriamente en tres grupos: grupo control sin medicación pre-tratamiento; grupo pre-tratado con artesunato + primaquina, y aquellos solamente tratados con artesunato. Las dosis de tratamiento se administraron bajo observación directa, y siempre junto con comida. Los niños fueron seguidos activamente cada dos semanas durante los primeros tres meses, luego mensualmente hasta nueve meses haciendo detección de casos con infección de malaria asintomática y de casos clínicos. La detección pasiva de casos se hizo mediante las enfermeras establecidas en las clínicas locales durante la duración total del estudio. Los resultados de este estudio de cohorte muestran que el pre-tratamiento con artesunato más primaquina (14d, 0.5 mg) redujo la incidencia de malaria por P. vivax en un 49% durante los 3 primeros meses (p = 0.031) y un 19% para los meses 4 a 9 (p = 0,25). También redujo el tiempo de la primera detección por microscopía óptica y por PCR de los casos positivos por infección en un 57% y 48%, respectivamente (p < 0,001), en comparación con el grupo que sólo tomó artesunato. El efecto preventivo del pre-tratamiento en el grupo de primaquina se limitó a los primeros 3 meses de seguimiento y el 30% de los niños sufrieron una reinfección a las 2 semanas de seguimiento. En el segundo estudio, se realizó un ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo para estudiar el efecto de la primaquina en niños de 5 a 10 años de edad con niveles normales de G6PD. Todos los niños del estudio recibieron cloroquina en los días 1 a 3, y arteméter lumefantrina en los días 15 a 17 días de la fase de pre-tratamiento. Los niños fueron asignados aleatoriamente en dos grupos para recibir primaquina o placebo, juntamente con cloroquina. Todas las dosis pre-tratamiento se administraron bajo observación directa y junto con comida utilizando el mismo programa de seguimiento del primer estudio. Los resultados del segundo estudio muestran que el pre-tratamiento con primaquina redujo el riesgo de adquirir una infección en fase sanguínea nueva en un 78% (p<0.0001), y de enfermedad clínica en un 68% (p<0.0035). La edad se asoció con un riesgo menor de presentar episodios clínicos causados por P. vivax de cualquier densidad (p<0.0167) y de alta densidad (p<0.016). La mayoría de reinfecciones ocurrieron durante las 12 semanas de pre-tratamiento. El tercer estudio, diseñado para monitorear la seguridad y la tolerabilidad del tratamiento con primaquina en los niños del estudio, se llevó a cabo durante la fase de seguimiento de los dos estudios de pre-tratamiento de cohortes. Se utilizó un cuestionario semi-estructurado de todos los posibles eventos adversos a medicamentos antes de la toma de la dosis de primaquina. Todas las dosis de primaquina se administraron con alimentos excepto en el grupo de edad más joven, en el que los niños fueron amamantados/alimentados por las madres. Los resultados de este estudio mostraron que se necesitaban 14 dosis diarias de 0.5mg/kg de primaquina para garantizar la seguridad y la tolerabilidad en los niños de ambos estudios de cohortes. En ninguno de ellos hubo eventos adversos graves y/o abandonos asociados con la toma de primaquina. En los niños que reportaron náuseas o vómitos debido a la ingestión de primaquina, la recuperación fue casi inmediata a la ingesta de alimentos. A raíz de los estudios de cohortes, se estudiaron las propiedades farmacocinéticas de dos dosis únicas de primaquina en niños de Papua Nueva Guinea de entre 5 y 10 años de edad, para evaluar la viabilidad de un tratamiento corto, con regímenes de tratamiento con primaquina en dosis altas para la cura radical de malaria por P. vivax. Se evaluaron los perfiles de las dosis de 0.5 mg/kg y 1.0 mg/kg. Durante el reclutamiento, los niños del estudio fueron ingresados en el Centro de Salud durante 2 días para poder hacer un seguimiento exhaustivo y permitir la toma de muestras de sangre frecuentes. Durante todo este tiempo los participantes llevaron una cánula intravenosa permanente para tomar muestras de sangre. Las dosis de primaquina se co-administraron con alimentos. El estudio de monitorización de la seguridad y tolerabilidad mostró que ambas dosis de primaquina fueron bien toleradas, sin efectos adversos graves. No hubo cambios observados en los síntomas y la gravedad de las náuseas o dolores abdominales en ninguno de los grupos de dosificación de primaquina. No hubo diferencias entre los grupos en la concentración de hemoglobina y niveles de metahemoglobina. Los regímenes cortos de dosis altas simulados mostraron que las concentraciones de primaquina y carboxyprimaquina en plasma predichas y obtenidas no fueron significativamente mayores que las observadas en los estudios farmacocinéticos anteriores en adultos. Esto sugiere que tanto los regímenes de dosis de 0.5 mg/kg como de 1.0mg/kg de primaquina podrían ser evaluados con más detalle en estudios de seguridad y eficacia sobre terreno. Varios estudios hechos en el pasado sobre la primaquina reportaron un aumento de la eficacia de la primaquina cuando asociada a una droga con una fase de eliminación terminal larga. La primaquina es más eficaz cuando se administra conjuntamente con cloroquina debido a su efecto profiláctico post-tratamiento más largo, tal y como se muestra en el segundo estudio de cohortes. Los estudios también han demostrado que la dosis terapéutica de primaquina se basa en el efecto de la dosis total, y no en los intervalos de dosificación, ya que una mayor dosis diaria durante 7 días parece ser tan eficaz como el régimen de 14 días con eventos adversos mínimos cuando se co-administraron con comida. La actual dosis diaria de primaquina durante 14 días es más eficaz cuando se administra en las condiciones de investigación con la observación directa de la ingesta del fármaco, mientras que en la vida real, debido a la falta de cumplimiento, el tratamiento con primaquina tiene un efecto más reducido. Un tratamiento corto con altas dosis de primaquina compatible con el régimen de 3 días de aplicación de las terapias combinadas con artemisinina sería óptimo para mejorar el cumplimiento durante el tratamiento de rutina y facilitar la administración como administración masiva de medicamentos para la eliminación de la malaria. Por tanto, el último artículo de esta tesis revisa el posible uso de la primaquina como herramienta no sólo de control sino que también para la eliminación de la malaria en el contexto de una zona como Papúa Nueva Guinea. Los resultados de estas cohortes longitudinales y los estudios de dosis de primaquina contribuirán al conocimiento científico sobre la epidemiología y el manejo de P. vivax, la seguridad del uso de primaquina en niños y a la mejora del cumplimiento de las tomas preventivas del fármaco. Esta será una herramienta útil para el control y eliminación del paludismo para combatir los hipnozoitos en el hígado del huésped humano. La estrategia de la administración masiva de medicamentos tendría potencialmente capacidad para detener la transmisión de la malaria no sólo eliminando hipnozoitos de P. vivax en el hígado, sino también los gametocitos en fase V de P. falciparum. / Globally, the burden of malaria related disease and deaths has decreased in the last 10 years, mainly due to interventions for malaria prevention and treatment with long lasting insecticide treated bed nets and the artemisinin combination therapies, respectively. The recent increase in Global funding for malaria control efforts has enabled majority of impoverished populations living in malaria endemic countries to access preventative measures, diagnosis of presumptive malaria cases and artemisinin combination therapies. According to data summaries from 104m countries compiled by WHO in the 2012 malaria report, an estimated 274 million malaria cases were averted and 1.1 million lives saved from dying, from malaria related illness. The success of current control measures has once again, renewed the goal of malaria elimination and its eradication from the globe. However, most of the global achievements are due to reductions in severe disease and deaths from Plasmodium falciparum malaria mostly in African countries. Outside of Africa, most malaria endemic regions have more than one Plasmodium parasite species present. The current measures, using long lasting insecticide treated nets and artemisinin combination therapies are more effective against Plasmodium falciparum compared to P. vivax malaria. In most P. vivax endemic countries with effective malaria control programs, there has been a relative increase in the prevalence of P. vivax, replacing Plasmodium falciparum as the predominant species. P. vivax is more difficult to control than Plasmodium falciparum. This is due to the liver stages of P. vivax called hypnozoites. The hypnozoites remain dormant in the liver for prolonged periods of time before activation, to re-infect the blood leading to P. vivax relapse infection and malaria in the human host. In Tropical regions, the hypnozoites activate quickly, and multiple relapses commonly occur, at about 3 weekly intervals, while in the subtropics, relapses occur at about 8-10 month intervals. Achieving the goal of malaria elimination and eradication will be difficult without eradication of the hypnozoites from the liver, especially in endemic regions with perennial malaria transmission such as Papua New Guinea. Currently, primaquine is the only licensed drug in the market that has an effect upon the hypnozoites. The artemisinin combination therapies while highly effective against the blood stage infection of both Plasmodium falciparum and P. vivax, have no effect upon the hypnozoites. One of the strategies for malaria elimination is mass drug administration. However, for this strategy to be effective in P. vivax endemic areas, primaquine must be included in the treatment regimen to eradicate the hypnozoites from the liver. The partner drug of primaquine must have a long terminal elimination phase in order to provide effective post-treatment prophylaxis to prevent relapses from the liver to stop P. vivax transmission. Most P. vivax infections in older children and adults as a result of relapses from hypnozoite activation in the liver are asymptomatic. Moreover, the gametocytogenesis of P. vivax occur spontaneously with the development of blood stage infection leading to early gametocytemia with high probability of transmission to mosquitoes before treatment of symptomatic cases. Primaquine has also been shown to be the only drug effective against the gametocyte stage five of Plasmodium falciparum. Primaquine use for mass drug administration will therefore be an effective tool for preventing P. vivax and P. falciparum transmission. Currently, the contribution of the hypnozoites to the burden of P. vivax infection and disease especially in children living in highly endemic areas is not well understood. Primaquine, the only licensed drug known to be effective against the hypnozoites of P. vivax (and P. ovale) existed for over 60 years, yet very little is known of its safety and tolerability in children; the population with the highest burden of P. vivax infection and disease. Even in adult use, much is still not known about dosing and mode of action. There are major limitations to primaquine use in malaria treatment regimens. Firstly, the risk of severe life threatening haemolytic anaemia associated with primaquine treatment in persons with the severe variants of glucose- 6-phosphate dehydrogenase deficiency. Secondly, the lack of cheap and reliable, point of care rapid diagnostic test for glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency for routine use and during mass drug administrations. In Papua New Guinea, several longitudinal cohort studies have shown P. vivax to be the commonest cause of malarial infection and disease in children less than 3 years old; while Plasmodium falciparum accounts for the majority of malarial disease burden in children over 3-10 years old. The clinical disease of P. vivax peaks at 3 years of age. Even though the prevalence of infection with P. vivax and P. falciparum are similar in the older age group, children with P. vivax infection remain asymptomatic with less clinical illness. There is much less seasonal variation in P. vivax prevalence compared to that of P. falciparum. This may be due to relapses from hypnozoite activation in the liver contributing to blood stage re-infection. Two longitudinal cohort studies in G6PD normal Papua New Guinean children aged 1 to 10 years were carried out to assess the effect of primaquine on the hypnozoites in the liver. There were two aims for the cohort studies. Firstly, to determine the contribution of relapses from hypnozoite activation to the burden of P. vivax infection and disease in children living in an area of high malaria transmission, following treatment with primaquine. Secondly, to assess the safety and tolerability of primaquine use in the children as part of the cohort studies, drug treatment phase in the field. Following the cohort studies, pharmacokinetic profiles of two single high-dose primaquine in Papua New Guinean children were determined to assess the feasibility of short course, highdose primaquine treatment regimens for radical cure of P. vivax malaria. These studies form the basis of this thesis. In the first study, G6PD normal children aged 1-5 years old were screened and randomized into three groups: control group with no pre-treatment drugs; primaquine plus artesunate group; and those with artesunate only, as pretreatment. The treatment doses were administered by direct observed therapy with food. Children were followed actively every two weeks for the initial three months, then monthly up to nine months for asymptomatic malarial infection and clinical case detection. Passive case detection was done by nurses based at the local clinics throughout the study duration. The result from this cohort study show, pre-treatment with artesunate plus primaquine (14d, 0.5mg) reduced incidence of P. vivax malaria by 49% for the initial 3 months (p = 0.031) and 19% for months 4- 9 (p = 0.25); and reduced time to first light microscopy and PCR-positive infections by 57% and 48%, respectively (p < 0.001), when compared to the artesunate only group. The effect of pretreatment in the primaquine group was limited to the first 3 months of follow-up and 30% of children had re-infection by 2 weeks of follow-up. In the second study, a randomized, double-blind, placebo controlled trial of primaquine effect was performed in G6PD normal children aged 5 to 10 years old. All study children received chloroquine at days 1-3 and artemether lumefantrine at days 15-17 of the pre-treatment phase. The children were randomized to receive either primaquine or placebo, to be administered with chloroquine. All pre-treatment doses were administered by direct observed therapy with food using the same follow up schedule as study one. The results from this study show, pre-treatment with primaquine reduced the risk of acquiring a new blood stage infection by 78%, (p <0.0001), and clinical disease by 68%, (p <0.0035). Age was associated with a reduced risk of P. vivax clinical episodes of any density (p <0.0167) and high density (p <0.016). Most reinfections occurred within 12 weeks of pre-treatment. The third study, monitoring of safety and tolerability of primaquine treatment in the study children was performed during the pre-treatment phase of follow up in the two cohort studies. A semi-structured questionnaire of all possible drug adverse events was performed prior to primaquine dose ingestion. All primaquine doses were administered with food, however in the younger age group, children were fed by the mothers. The results from this field-based study show, 14 daily doses of 0.5mg/kg primaquine to be safe and well tolerated in children in both cohort studies. There were no serious adverse events and/or withdrawals of children associated with primaquine ingestion in the two cohorts studies. In children with reported nausea or vomiting due to primaquine ingestion, recovery was almost immediate upon food intake. Following on from the cohort studies, pharmacokinetic properties of two single-dose primaquine in Papua New Guinean children aged 5-10 years old was performed; to assess the feasibility of short course, high-dose primaquine treatment regimens for radical cure of P. vivax malaria. The profiles of single doses of primaquine 0.5mg/kg and 1.0mg/kg were assessed in the children. At recruitment, study children were admitted to the Health Centre for 2 days for close monitoring, and, to allow for frequent blood sampling. During all this time participants had indwelling intravenous cannula in place for blood sampling. The primaquine doses were co-administered with food. The safety and tolerability monitoring showed both primaquine doses were well tolerated, with no severe adverse events. There were no observed changes in symptoms and severity of nausea or abdominal pains in the two primaquine dosage groups. There was no betweengroup difference in haemoglobin concentration and methemoglobin levels. The simulated short course high dose regimens showed predicted plasma primaquine and carboxyprimaquine concentrations achieved were not significantly greater than those seen in previous pharmacokinetic studies of adults. This suggests both 0.5mg/kg and 1.0mg/kg primaquine dose regimens could be further assessed in safety and efficacy field studies. Several primaquine studies in the past observed the efficacy of primaquine enhanced by a partner drug with a long terminal elimination phase. Primaquine is more effective when coadministered with chloroquine due to its longer post-treatment prophylactic effect as shown in the second cohort study. Studies have also shown that the therapeutic dose of primaquine is based on the total dose effect, and not the dosing intervals. Indeed, a higher daily dose for 7 days was as effective as the 14 day regimen with minimal adverse events when coadministered with food. The current 14 day, daily dosing of primaquine is most effective when given in research conditions with direct observation of drug treatment; whereas in real life situations, due to poor compliance, primaquine treatment has a reduced effect. A shorter course of high dose primaquine treatment compatible with the 3 day dosing regimens of artemisinin combination therapies would be ideal; to improve compliance during routine treatment and easier to administer as mass drug administration for malaria elimination. Thus, the last manuscript of this thesis reviews the potential use of primaquine as a tool for control and eventually elimination of malaria in the PNG context. The results from these longitudinal cohorts and the primaquine dose studies will contribute to the scientific knowledge on P. vivax epidemiology and the safety of primaquine use in children and an attempt to improve compliance. This will be a useful tool for malaria control and elimination to tackle the hypnozoites in the liver of the human host. The mass drug administration strategy would have an effective arsenal to potentially, not only eliminate hypnozoites of P. vivax from the liver, but stage five gametocytes of P. falciparum as well, to stop malaria transmission.

ANTECEDENTES Se conocen bien los factores asociados a las recidivas en tuberculosis (TB). Sin embargo, las tasas de recurrencia y sus factores asociados han sido escasamente descritos, especialmente en curados. Existen además, pocos datos sobre la supervivencia a largo plazo de los pacientes que completaron el tratamiento de la TB. El objetivo de esta tesis es el conocer la incidencia y los factores predictores de tener una recurrencia en TB y de morir, en diferentes cohortes de pacientes con TB en Barcelona que completaron el tratamiento. METODOLOGIA Ámbito y diseño: Estudios de cohortes retrospectivos de base poblacional en residentes en la ciudad con TB notificada al programa de TB. Se seleccionaron los casos que habían completado el tratamiento de forma correcta. Población: Seguimiento de tres cohortes de pacientes: Cohorte 1995-1997 estudio de recurrencias y mortalidad con seguimiento hasta 2005. Cohorte 1987-2003, estudio de recurrencia en pacientes con TB y VIH según si estuvieran en tratamiento antiretroviral de gran actividad (TARGA), seguimiento hasta 2005. Cohorte 2003-2006, estudio de recurrencia con seguimiento hasta 2009. Se definió como recurrencia a cualquier nuevo diagnóstico de TB presentado por todo paciente que había completado el tratamiento de forma correcta y que hubiera estado sin TB un mínimo de un año desde el fin del tratamiento. Si el nuevo episodio sucedía antes de un año, se consideraba una recidiva del mismo proceso. Análisis estadístico: Descriptiva general y cálculo de la tasa de letalidad y recurrencia así como la específica para colectivos más vulnerables (casos/100 personas-año de seguimiento (PAS)). Curvas de Kaplan–Meier, comparandolas mediante el test de Log-rank. Regresión de Cox calculándose los Hazard Ratio (HR) con sus intervalos de confianza del 95% (IC). RESULTADOS En la cohorte 1995-1997, entre los 681 pacientes estudiados, hubo 29 recurrencias (tasa: 530 casos/100.000 PAS). La incidencia media de TB en Barcelona fue 36.2 casos/100.000 habitantes con lo que la incidencia de recurrencia fue 14.6 veces mayor en la cohorte. Se asoció a recurrencia, ser inmigrante (HR=3.2; CI:1.2-9), usuario de drogas inyectadas (IDU) (HR=2.9; CI:1.3-6.4) y ser varón (HR=4.3; CI:1.3-14.6). La cohorte 1987-2003 observó como los pacientes sin tratamiento antiretroviral o con antiretrovirales en la era pre-TARGA, tenían mayor riesgo de recurrencia (RR=2.3; CI: 1-5.8 y RR=4.8; CI: 2-12). En la cohorte 2003-2006, entre los 971 casos, hubieron 13 recurrencias (Tasa: 341 casos/100.000 PAS). Se asoció a mayor recurrencia ser VIH (HR=4.3; CI:1.3-14), vivir en Ciutat Vella (HR=3.8, CI:1.3-11) y tener historia de TB (HR=5.3, CI:1.7-16). El estudio de la cohorte 1995-1997 observó 173 muertes (22,7%) (Tasa: 3.400 muertes/100.000 PAS)- tasa de la población general: 1.147/100.000. Los factores asociados a morir fueron: edad 41-60 años (HR=3.5; CI: 2.1-5.7), mayor a 60 años (HR=14.6; CI:8.9-24), abuso de alcohol (HR=1.7; CI:1.2-2.4) y ser UDI infectado por el VIH (HR: 7.9; CI:4.7-13.3). CONCLUSIONES La incidencia de recurrencias en el período 1995-2005 es baja y las observadas en el período 2003-2009 fueron más bajas. Tuvieron una mayor probabilidad de recurrencia los varones, inmigrantes y los UDI, vivir en Ciutat Vella, ser VIH y haber tenido una TB previa. Los VIH en TARGA, tienen menor riesgo de recurrencia. Un paciente con TB, a pesar de haber completado el tratamiento tiene una mayor probabilidad de recurrencia comparado con el riesgo que tiene la población general de tener un primer episodio. La tasa de mortalidad es mayor que la mortalidad de la población general. El alcoholismo, tener 41 años o más y ser un UDI infectado por el VIH, están asociados a un mayor riesgo de muerte a pesar de haber completado el tratamiento. Haber tenido una recurrencia no se asoció a un mayor riesgo de mortalidad / BACKGROUND Tuberculosis (TB) risk factors associated with relapse are well known. However, TB recurrence rate and its associated factors have been sparsely described, especially among patients cured. There is also scarce data on long term survival of the patients who completed TB treatment. The general objective of this thesis is to know the TB incidence and the risk factors associated with recurrence and death, in different cohorts of patients that completed TB treatment in Barcelona. METHODOLOGY Setting and study design: population-based retrospective cohort studies among Barcelona city residents with reported TB program. Cases that completed TB treatment correctly were selected. Population: Follow-up of three cohorts of patients: Cohort 1995-1997: Progress to TB recurrence and all cause mortality were studied. Follow-up until 2005. Cohort 1987-2003: Progress to recurrence among HIV positive TB patients according to whether they were under combined antiretroviral treatment (CART). Follow up until 2005. Cohort 2003-2006: Progress to recurrence was studied. Follow-up until 2009. A new TB episode after one year of treatment completion identified by clinical or microbiology results was considered a recurrence. Every new TB case before one year after completing TB treatment was considered a relapse of the same episode. Statistical analysis: A descriptive analysis and lethality and recurrence rates (cases/100 person-year of follow-up (PY),) were calculated for the whole cohorts and for vulnerable populations. The Kaplan Meier method was used and the Log-rank test was performed to compare curves. Cox regression models were used to obtain Hazard Ratios (HR) with 95% confidence intervals (CI). RESULTS In the 1995-1997 cohort, among the 681 patients there were 29 recurrences (rate 530 cases/100.000 PY). The mean TB incidence in Barcelona in the period was 36.2 cases per 100,000 inhabitants. The incidence of recurrence was 14.6 times higher in the cohort. Factors associated with recurrence were: immigrant (HR=3.2; CI:1.2-9), injecting drug use (IDU) (HR=2.9, CI:1.3-6.4) and male sex (HR=4.3, CI:1.3-14.6). In the 1987-2003 cohort patients without antiretrovirals or during the pre-CART era had more risk of TB recurrence (RR: 2.3, CI:1-5.8 and RR: 4.8, CI:2-12, respectively). In the 2003-2006 cohort, among the 971 detected cases, there were 13 recurrences (rate 341 cases/100,000 PY). Factors associated with recurrence were being HIV (HR= 4.3, CI:1.3-14), living in the inner city (HR=3.8, CI: 1.3-11) and to have had TB in the past (HR=5.3, CI:1.7-16). In the 1995-1997 cohort there were 173 deaths (22.7%) (Rate 3400 cases/100.000 PY) -mortality rate in general population: 1.147/100.000. The factors associated with death were age 41 to 60 (HR=3.5, CI:2.1-5.7), age greater than 60 (HR=14.6, CI:8.9-24), alcohol abuse (HR=1.7, CI:1.2-2.4) and being HIV-IDU patient (HR=7.9, CI:4.7-13.3). CONCLUSIONS The TB recurrence rate observed during the period 1995-2005 is low and the rate observed during the period 2003-2009 is even lower. Patients with a higher probability of recurrence were males, immigrants, and IDUs during the first period, live in the inner city, HIV infected and patient with previous TB. HIV infected patients under CART had a lower risk of recurrence. Despite TB treatment completion, TB patients have a higher risk of recurrence than that of the general population of having a first TB. The mortality rate in the cohort was higher than in the general population. Alcohol abuse, age greater than 41 years or being an UDI-HIV infected patient were factors associated with a higher risk of mortality despite having completed the TB treatment. TB recurrence was not associated with a higher risk of mortality.

L'endocarditis infecciosa és una malaltia poc freqüent i greu, que requereix sovint d'un abordatge diagnòstic i terapèutic d'una gran complexitat. També és una malaltia en constant evolució, que a les darreres dècades ha experimentat importants canvis epidemiològics, fonamentalment en relació amb les poblacions de risc de patir la infecció, als mecanismes de la seva adquisició i al pronòstic relacionada amb l'adequació i optimització de les teràpies mèdiques i quirúrgiques. En aquest moment de canvi d'escenari és obligat preguntar-nos quina és l'epidemiologia actual de l'endocarditis infecciosa, a quins grups de població afecta, quins són els factors de risc d'adquisició de la malaltia avui en dia i quins els associats a la mortalitat. La present tesi doctoral, "Endocarditis infecciosa a principis del segle XXI: nous reptes", escrita com a compendi de 4 publicacions, pretén contribuir a donar resposta a aquestes preguntes. El primer article, "Contemporary epidemiology and prognosis of health care-associated infective endocarditis", avalua la proporció de pacients amb endocarditis infecciosa que adquireixen la infecció com a conseqüència de la seva atenció al sistema sanitari, així com el pronòstic a curt i mig termini d'aquest subgrup poblacional. En resum, l'adquisició de la infecció en relació amb l'atenció sanitària és freqüent (28% de tots els episodis), problema que afecta persones d'edat avançada (mitjana d'edat 64 anys, DE 16,4) amb patologia de base (mitjana d'índex de Charlson 2,5 punts) La infecció està causada bàsicament per estafilococs (55%) i enterococs (23%) i s'associa amb una considerable mortalitat hospitalària (46%) i acumulada a l'any (60%). El segon, "Prognosis of left-sided infective endocarditis in patients transferred to tertiary-care hospital – prospective analysis of referral bias and influence of inadequate antimicrobial treatment", descriu l'impacte sobre la mortalitat hospitalària del maneig d'aquesta malaltia per professionals d'hospitals de nivell secundari o primari sense experiència acumulada en la presa de decisions de l'endocarditis infecciosa. En resum, més de la meitat dels pacients traslladats a l'Hospital Vall d'Hebron amb sospita o el diagnòstic d'endocarditis infecciosa no rebien tractament antibiòtic adequat en el moment de la derivació. Aquest fet es va associar amb un risc més elevat de mortalitat hospitalària (OR 3,3, IC95% 1,1-10,0), després d'ajustar per insuficiència cardíaca congestiva i infecció estafilocòcica. El tercer, "Immediate and long-term outcome of left-sided infective endocarditis. A 12-year prospective study from a contemporary cohort in a referral hospital" actualitza el pronòstic actual a curt i llarg termini d'aquesta entitat, a partir de l'experiència de l'Hospital Vall d'Hebron durant la primera dècada del segle XXI. En resum, avui en dia, la mortalitat hospitalària (29%) i a llarg termini és elevada (supervivència actuarial dels supervivents 86 a l'any, 79% als dos anys i 68% a 5 anys), especialment en pacients amb infecció sobre vàlvules protèsiques (39% hospitalària; supervivència actuarial dels supervivents 83%, 72% i 57% a un, dos i cinc anys respectivament). Encara que un percentatge important dels pacients no van poder ser sotmesos a cirurgia durant la fase aguda de la malaltia, les recidives i les reinfeccions són poc freqüents amb l'abordatge actual de la malaltia (2,2% i 2,6% respectivament), així com la necessitat de cirurgia durant el seguiment 3,1% dels intervinguts i 7,7% dels no intervinguts durant la fase aguda de la malaltia). Encara que poc freqüents, les reinfeccions estan associades amb una elevada mortalitat hospitalària (6 dels 8 episodis). Finalment, el quart, "La endocarditis infecciosa en el siglo XXI: cambios epidemiológicos, terapéuticos y pronósticos", fa una actualització de l'epidemiologia i la terapèutica d'aquesta malaltia als països industrialitzats. / Infective endocarditis is a rare and severe disease, in which diagnosis and treatment are of great complexity. For these reasons, referral hospitals assume the responsibility to serve a significant number of patients with this infection. Not only patients diagnosed at those hospitals but also those transferred from community hospitals. Infective endocarditis is an evolving disease, which in recent decades has undergone significant epidemiological changes, mainly in relation to populations at risk of infection, the mechanisms of acquisition and prognosis related to the adjustment and optimization of medical and surgical therapies. In this changing scenario is bound to ask which are the current epidemiology of infective endocarditis, the population affected, and the risk factors for the disease acquisition and mortality. This thesis, "Infective endocarditis at the early twenty-first century: new challenges", written as a compendium of 4 publications, aims to answer these questions. The first article, "Contemporary epidemiology and prognosis of health care-associated infective endocarditis" evaluates the proportion of patients with infective endocarditis who acquire the infection as a result of a narrow contact with the health system (i.e. theoretically preventable infections) as well as short and long term prognosis of this subgroup of population. In summary, the acquisition of infection in relation to health care system is common (28% of all episodes), affects elderly (mean age 64 years, SD 16.4) with basal comorbidities (mean Charlson index 2.5 points). The infection is mainly caused by staphylococci (55%) and enterococci (23%). In-hospital and cumulate 1-year mortality is high (46% and 60% respectively). The second, "Prognosis of left-sided infective endocarditis in patients transferred to tertiary care hospital – prospective analysis of referral bias and influence of inadequate antimicrobial treatment" describes the impact on in-hospital mortality of those patients handled by professionals from community hospitals without experience in infective endocarditis. In summary, more than half of the patients transferred to the Vall d'Hebron Hospital with suspicion or diagnosis of infective endocarditis did not receive proper antimicrobial treatment at the time of referral. This fact was associated with a increased risk of in-hospital mortality (OR 3.3, 95%CI 1.1 to 10.0) after adjustment for congestive heart failure and staphylococcal infection. The third, "Immediate and long-term outcome of left-sided infective endocarditis. A 12-year prospective study from a referral hospital in a contemporary cohort" updates the current short and long-term prognosis of infective endocarditis at Vall d'Hebron Hospital. In short, nowadays, in-hospital (29%) and long-term mortality (actuarial survival in survivors of 86%, 79% and 69% at 1, 2 and 5 years respectively) are high, especially in patients with infection on prosthetic valves (39% in-hospital mortality; actuarial survival in survivors of 83%, 72% and 52% at 1, 2, and 5 years respectively). Although a significant proportion of patients couldn't undergo cardiac surgery during the acute phase of infection, relapses and recurrences are uncommon with the current approach of this disease (2.2% and 2.6% respectively), as well as the need of surgery during follow-up (3.1% in operated and 7.7% in not operated during the active phase of infection). Although rare, recurrences were associated with high in-hospital mortality (6 out of 8 episodes). Finally, the fourth, "Infective endocarditis in the XXI century: epidemiological, therapeutic, and prognosis changes", updates the epidemiology and treatment of this disease in industrialized countries.

No description available.