HIV ET INFLAMMATION

Est-ce que le SIDA est une maladie inflammatoire ? L’infection par le HIV est caractérisée par deux traits principaux: 1  - Formation de réservoirs cellulaires de virus 2    - Mort cellulaire programmée ou apoptose résultant en une immunosuppression majeure L’inflammation pourrait être à l’origine de ces deux traits principaux.

L’INFECTION PAR LE HIV INDUIT LA SYNTHESE DE CYTOKINES PROINFLAMMATOIRES   Les cytokines proinflammatoires sont détectés dans le sérum et les tissus de patients infectés par le HIV : TNF, IL-1, IL-6. Les cytokines proinflammatoires sont synthétisées essentiellement par les cellules monocytaires notamment le macrophage via la fixation de la gp120 au CD4 et aux corécepteurs CXCR4 et CCR5. Les infections opportunistes qui sont fréquentes chez les sidéens activent la production de cytokines proinflammatoires notamment du TNF. Importance de mieux comprendre la régulation de l’expression génique du TNF et des cytokines proinflammatoires.

L’interaction HDAC3-MAPK11 régule l’expression génique du TNF (Mahlknecht et al. J. Immunol. 2004)

LES CYTOKINES PROINFLAMMATOIRES REGULENT LA REPLICATION DU HIV essentiellement à deux niveaux du cycle viral : pénétration virale et transcription virale Au niveau de la pénétration virale : Le TNF en se fixant au TNFR2 inhibe la pénétration du HIV dans les macrophages, résultant ainsi en une homéostasie virale intracellulaire : pas de superinfection des cellules et réplication virale contrôlée dans les phagocytes mononucléés (Herbein et al. J. Virol. 1996; Herbein et al. J. Virol. 1997). Le TNF induit la synthèse de chimiokines RANTES, MIP-1a, MIP-1b qui elles-même en se fixant au corécepteur du virus CCR5 régulent la pénétration du virus dans les cellules T et les macrophages.

- (-) CD4 + Mφ + + - + + + (-) + (-) + + CD4 (-) + TCR MHC Depletion Apoptotic uninfected CD4+ cell Ag-spécific CD4+T cell Cross-linking CD4 TCR LPS Fas Apoptosis Adhesion molecules Croos-linking CD4 Ag MHC CD4 Depletion Fas L TNR2 + TNF Mφ + Virions + Nef - Tat - Vpr + CXCR4 + NF-kB B7 Promoter HIV LTR Transcription Transcription TNF HIV mRNA HIV genome CXCR4 Nef and Tat / LPS CD28 Nef / LPS TNF-α Nef and Tat TNF-α Fas L TNR2 + Nef / TNF-α Apoptosis LPS / TNF-α / IL-1β Fas (-) IL-1R CCR5 IL-1β IL-1β + IL-6 (-) CD4 cross-linking + (-) + RANTES + CD4 (-) IFN-β IFN-γ MIP-1α MIP-1β Apoptotic CD8+ cell + Chemotaxis

LES CYTOKINES PROINFLAMMATOIRES REGULENT LA REPLICATION DU HIV (suite) Au niveau de la transcription virale : 1-     le TNF active les facteurs de transcriptions NF-kB, AP1 et ATF2 présent dans le promoteur du HIV résultant en une activation de la transcription virale. 2-     certaines protéines auxilliaires du HIV, telles que Nef et Vpr, miment l’activation de la réplication virale par le TNF en interagissant directement avec les voies de signalisation en aval des récepteurs du TNF (Varin et al. J. Biol. Chem. 2003; Varin et al. soumis) Les cytokines proinflammatoires en régulant la pénétration virale dans les cellules cibles et en stimulant la production de nouvelles particules virales dans ces mêmes cellules favorisent la FORMATION DE RESERVOIRS CELLULAIRES DE VIRUS (macrophages et lymphocytes T4 infectés)

- (-) CD4 + Mφ + + - + + + (-) + (-) + + CD4 (-) + TCR MHC Depletion Apoptotic uninfected CD4+ cell Ag-spécific CD4+T cell Cross-linking CD4 TCR LPS Fas Apoptosis Adhesion molecules Croos-linking CD4 Ag MHC CD4 Depletion Fas L TNR2 + TNF Mφ + Virions + Nef - Tat - Vpr + CXCR4 + NF-kB B7 Promoter HIV LTR Transcription Transcription TNF HIV mRNA HIV genome CXCR4 Nef and Tat / LPS CD28 Nef / LPS TNF-α Nef and Tat TNF-α Fas L TNR2 + Nef / TNF-α Apoptosis LPS / TNF-α / IL-1β Fas (-) IL-1R CCR5 IL-1β IL-1β + IL-6 (-) CD4 cross-linking + (-) + RANTES + CD4 (-) IFN-β IFN-γ MIP-1α MIP-1β Apoptotic CD8+ cell + Chemotaxis

LES CYTOKINES PROINFLAMMATOIRES FAVORISENT L’APOPTOSE LORS DE L’INFECTION PAR LE HIV Lors de l’infection par le HIV l’apoptose touche essentiellement des lymphocytes T4 non infectés (Herbein et al. J. Virol. 1998). L’apoptose des lymphocytes T4+ non infectés est médiée via Fas/FasL lorsque les lymphocytes T4+ sont au contact des macrophages (Mahlknecht et Herbein Trends Immunol 2001). Les lymphocytes T4+ infectés sont résistants à l’apoptose et présentent donc une survie prolongée notamment au contact des macrophages. La protéine virale Nef joue un rôle majeur dans ce phénotype (Mahlknecht et al. J. Immunol. 2000). Les lymphocytes T8+ meurent d’apoptose au contact des macrophages par un mécanisme impliquant une interaction TNF/TNFR2 ainsi que la fixation de la gp120 au CXCR4 (Herbein et al. Nature 1998). Les lymphocytes T8+ mourant d’apoptose au contact des macrophages ont un phénotype CD28 intermédiaires et ont une activité cytotoxique anti-HIV (Decrion et al. J. Gen. Virol. 2004).  

Mécanismes d'apoptose des cellules T CD4+ et T CD8+ Trends in Immunology, may 2001, Ulrich Mahlknecht and Georges Herbein AMD3100

BIOTHERAPIES LORS DE L’INFECTION PAR LE HIV L’infection par le HIV est une maladie inflammatoire chronique qui a deux conséquences délétères essentielles : *formation de réservoirs de virus (surtout dans les macrophages et les lymphocytes T4+ infectés) * mort de cellules impliquées dans les défenses anti-HIV (lymphocytes T8+ et lymphocytes T4+ non infectés) résultant en une immunosuppression majeure. A côté des traitements antirétroviraux utilisés à l’heure actuelle, des alternatives thérapeutiques doivent être développées : 1-     * combattre la formation des réservoirs : anti-TNF, anti-TNFRs, anti- Nef, anti-Vpr, molécules bloquants les voies de signalisation utilisées par les cytokines inflammatoires. 2-     * combattre la mort des lymphocytes T4+ non infectés et des lymphocytes T8+ notamment à activité anti-HIV : anti-CXCR4 (AMD3100, ALX40-4C), anti-CCR5, thérapie cellulaire (transfert adoptif de la sous-population T28intT8+).

une petite molécule bloquant le CXCR4: AMD3100 1ère Perspective: Inhibition de l’apoptose des lymphocytes T non infectés par une petite molécule bloquant le CXCR4: AMD3100 PBMC isolés de patients VIH+ Apoptose spontanée mesurée à 18h (TUNEL et Caspase 3) UNTREATED Cellules T CD4+ Cellules T CD8+ Apoptose cellules T (%) AMD3100 (ng/ml) AMD 3100 Cellules T CD8+ Cellules T CD4+ Nombre de cellules TdT labeling (log PE) Non traitées 6% -La survie des cellules T est donc accrue de façon dose dépendante après traitement par l'AMD3100. - Le CXCR4 détoent un rôle critique dasn l'apoptose des cellules T CD8+, ainsi que des T CD4+, isolées du sang périphérique de patients infectés. AMD3100 inhibe significativement l'apoptose des cellules T CD8+ plus faiblement l'apoptose des cellules T CD4+ de façon dose-dépendante

2nde Perspective : Projet de Thérapie cellulaire différents peptides HIV (Test ELISPOT) biotine Streptavidine PE HLA-A2 soluble Complexe tétramèriques Réponse T HIV-spécifique Peptide(s) immuno-dominant(s) + TcR Lymphocyte T CD8 PBMC Patients HLA-A2 ou A3 parmi la même cohorte de patients HIV+ + Marqueurs phénotypiques des T8+ Marqueurs intracellulaires TNF-α, IFN-γ, Perforine Clonage et expansion in vitro de la sous population de lymphocytes T8+ CD28int Analyse en cytomètrie de flux: Spécificité HIV et fonctionnalité des Sous-populations de lymphocytes T8+ Population T8+ CD28int: Particulièrement touchée par l’apoptose des T8 Produit du TNF et de l’IFN-γ Est spécifiques du HIV Patient HIV+ CD28-PE CD8-PERCP Donneur sain

PERSPECTIVES DE RECHERCHE SUR BESANCON EA 3186, IFR 133 Collaborations sur les voies de signalisation du TNF, le rôle des macrophages dans la pathogenèse des affections suivantes et leur traitement:   * maladies inflammatoires chroniques de l’intestin: maladie de Crohn, RCH * hépatites virales (HCV, coinfection HIV-HCV) ou non 3-     * rhumatismes inflammatoires: virus (EBV, CMV) et RA