# Effect of drugs of abuse on CNS HIV-1 reservoirs and neuropathogenesis

> **NIH NIH R01** · ALBERT EINSTEIN COLLEGE OF MEDICINE · 2020 · $625,731

## Abstract

Project summary 
  The long term goal of this application is to study HIV-­1 reservoirs that persist in CNS and to understand 
the role of illicit drugs in establishing and reactivating the latent reservoirs. Persistence of latently infected cells 
in CNS poses a major barrier for HIV-­1 eradication. Current strategies to eliminate the latent reservoirs include 
a  “shock  and  kill”  therapy  and  is  aimed  at  peripheral  blood,  which  constitutes  only  1%  of  the  total  reservoirs. 
Whether  it  is  possible  to  envision  similar  strategies  for  the  eradication  of  HIV-­infected  CNS  cells  is  currently 
unknown.  In  addition  to  the  lack  of  knowledge  about  latency  in  CNS  HIV+  cells  and  the  effects  of  latency 
reversing agents, illicit drugs common within the HIV-­infected populations constitute a further complexity. Many 
illicit drugs are known to stimulate HIV-­1 replication. Since the current method to measure the peripheral blood 
HIV reservoir is not applicable to solid tissues or to cells that replicate poorly such as macrophages, microglia 
and  astrocytes  found  in  the  brain.  We  have  developed  a  novel,  Single  cell-­single  molecule,  Multiplex, 
Immunofluorescence  (IF)  and  RNA  FISH-­based  Assay  (SMIRA)  to  detect  cells  in  which  HIV-­1  is  actively 
replicating.  Using  automation,  a  large  number  of  cells  can  be  scanned.  In  this  proposal,  we  will  employ  this 
novel method to first quantitate and characterize latency in cell line models, then the latent reservoirs in brain 
derived microglia and astrocytes and delineate the effect of three drugs of abuse (methamphetamine, cocaine 
and  cannabis)  on  the  efficiency  of  formation  of  latent  cells,  the  rate  of  reactivation  of  latent  cells,  and 
establishment of latency across blood-­brain-­barrier (BBB). Three Aims are proposed. In Aim 1,  we will study 
the role of illicit drugs on the reactivation of latently infected CNS-­derived cells by establishing in vitro and ex 
vivo  models  of  latency.  First,  we  will  employ  immortalized  human  monocyte  and  microglial  cell  lines  to  study 
the  kinetics  of  reactivation  and  the  effect  of  METH,  Cocaine  and  cannabis  on  the  reactivation  using  SMIRA. 
This will be followed by similar studies using a primary CNS cells. In Aim 2, we will study the role of illicit drugs 
on the establishment of HIV reservoirs in CNS cells across BBB. Using SMIRA to detect HIV-­1+ cells, we will 
determine  the  relative  effect  of  drugs  of  abuse,  antiretrovirals  and  the  addition  of  LRAs  to  establish  latency 
across BBB. In Aim 3, we will study the effect of illicit drugs on CNS HIV reservoirs in HIV-­infected individuals. 
Employing  brain  autopsy  samples  from  HIV+  individuals  with  or  without  illicit  drug  use  history  (from  the 
Manhattan Brain Bank (NNTC), we will characterize the relative frequency of microglial and astrocyte latent cell 
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## Key facts

- **NIH application ID:** 9977143
- **Project number:** 5R01DA043169-06
- **Recipient organization:** ALBERT EINSTEIN COLLEGE OF MEDICINE
- **Principal Investigator:** GANJAM V KALPANA
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $625,731
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2016-09-01 → 2022-07-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9977143

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9977143, Effect of drugs of abuse on CNS HIV-1 reservoirs and neuropathogenesis (5R01DA043169-06). Retrieved via AI Analytics 2026-05-25 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9977143. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*