Récupération Immunitaire Thérapeutique et Réduction de CXCR-Tropic HIV-

ContexteEn l’absence de traitement, le virus de l’immunodéficience humaine X-tropique CXCR augmente avec le temps, associé à une progression accélérée de la maladie. En revanche, la majorité des patients recevant un traitement antirétroviral combiné à long terme présentent des variants du VIH-R tropicaux. La présente étude vise à évaluer le tropisme du virus intégré dans le sang des patients au cours de cARTMéthodes totalement suppressives. Les fréquences relatives des variants VIH proviraux X-tropiques ont été déterminées au moyen de la méthode suivante. séquençage de génération Faux taux positif FPR,%; Variations virales R ou X survenant à moins de% de la population virale totale chez les patients traités dans l’étude Swiss HIV Cohort et suivies longitudinalement dans le temps Une suppression virale complète et une récupération continue des lymphocytes T CD pendant le TARa ont été documentées chez tous les patients. La majorité des patients% n’a pas connu d’augmentation de fréquence des provirus X-tropiques pendant le traitement. Bien qu’une certaine évolution de la séquence provirale ait été démontrée chez environ% de ces patients pendant le traitement, cette diversité virale croissante n’a en aucun cas été confondue avec l’émergence. ou expansion des variants du provirus X-tropic Dans le% restant de patients, l’expansion documentée du provirus X-tropique était basée sur l’excroissance de variants viraux simples provenant de populations minoritaires déjà présentes avant l’initiation du traitement. Conclusion Notre étude démontre que le VIH tropique diminue la plupart des patients lors d’un traitement efficace, ce qui indique un L’élimination de provirus dépendante du ropisme chez l’hôte immunocompétent Les stratégies récemment mises en œuvre par l’Organisation mondiale de la Santé pour initier un traitement immédiat sont pleinement en accord avec cette perte progressive de tropisme X au cours du traitement. indiqué

VIH, tropisme, tropisme CXCR, système immunitairePour une infection par le VIH du virus de l’immunodéficience humaine réussie, il est essentiel que la protéine de l’enveloppe virale lie le récepteur CD ainsi qu’un récepteur de chimiokine additionnel Le choix du récepteur à utiliser est centralisé par l’interaction de boucle variable dans l’enveloppe de VIH à l’un des récepteurs de chimiokine, CCR R ou CXCR X Il est établi depuis longtemps que pendant les phases précoces de l’infection,% de tous les patients hébergent des souches VIH avec un tropisme pour le récepteur de chimiokine R Par conséquent, les variants X-tropiques sont plutôt rares au début de l’infection et apparaissent principalement plus tard au cours de la maladie, avec une détérioration du système immunitaire On ne comprend pas encore comment ce passage du tropisme R à X est déclenchée, mais de nombreux rapports ont établi un lien entre le tropisme X et une progression accélérée de la maladie ainsi qu’une diminution plus rapide des lymphocytes T CD Il a également été suggéré que, dans l’association En corrélation avec les différents profils de glycosylation des virus X par rapport aux variants du virus R-tropique Fait intéressant, une prédominance de X VIH -tropique- a également été cliniquement associé à une expression élevée des marqueurs inflammatoires Néanmoins, on ne sait pas encore si les virus X-tropiques sont la cause ou la conséquence de la progression de la maladie. Malgré ce lien général, il est important de noter qu’avec les antirétroviraux Même dans les stades avancés de la maladie, la plupart des patients présentent principalement des virus R-tropiques dans le sang. Il reste quelque peu déconcertant que dans les études MOTIVATE et MOTIVATE, l’inscription de patients dans des situations de thérapie de sauvetage après des périodes de traitement prolongées. patients fortement prétraités présentés au départ avec uniquement des virus X-tropiques dans le sang circulant En outre, les mêmes études montrent Dans la plupart des cas, le VIH- s’échappait sous la pression médicamenteuse du maraviroc R-antagoniste, présenté comme virus X-tropique. Ceci indiquait évidemment une flexibilité virale significative ou une disponibilité archivistique des variants VIH respectifs. Cependant, dès que le traitement par maraviroc a été suspendu, et le virus n’était plus obligé d’utiliser le corécepteur X, la principale variante du VIH dans la circulation retournée à une seule forme d’utilisation de CCR Cette dernière observation soutient un deuxième fait clinique crucial: Chez les patients recevant une thérapie suppressive, de l’implication des antagonistes des corécepteurs, les virus X-tropiques émergent rarement, suggérant que ces virus pourraient présenter un désavantage sélectif principal par rapport aux variants R-tropic Aucun antagoniste sélectif des récepteurs X n’étant disponible en clinique, les modalités actuelles ne permettent pas d’étudier l’impact d’une attaque spécifique du virus X-tropique in vivo. L’étude actuelle visait donc à suivre et à caractériser in vivo l’évolution lution de variants X-tropiques pendant les périodes de thérapie réussie En appliquant le séquençage de nouvelle génération, nous avons étudié la dynamique du VIH X-tropique avant le traitement et pendant la combinaison suppressive ARTART

Méthodes

Sélection d’échantillons et test de tropisme

Nous avons inclus des échantillons PBMC de cellules mononucléaires du sang périphérique provenant de patients dans l’étude SHCS Suisse pour une analyse rétrospective. L’étude a été menée comme un projet de recherche approuvé par le comité scientifique du SHCS avec l’approbation des comités d’éthique de tous les sites d’étude. ont été obtenus auprès de tous les participants. Des aliquotes de PBMC isolées par Ficoll, maintenues congelées dans de l’azote liquide dans la biobanque du SHCS, ont été utilisées pour isoler l’ADN proviral associé aux cellules; au moyen d’un protocole de réaction en chaîne de la polymérase nichée, la région de boucle variable du VIH a été amplifiée et séquencée sur un analyseur de gène ABI Des échantillons ont été recueillis quelques mois avant et des années après l’initiation de cART. nombre de cellules au début de la numération lymphocytaire T CD moyenne, / mm et nécessaire pour se présenter avec une charge virale indétectable pendant le traitement surveillé tous les mois et une bonne augmentation de la réponse des cellules T CD de & gt; cellules / mm pendant des années de thérapie L’analyse du tropisme a été réalisée sur des échantillons de PBMC en utilisant le logiciel GenoPheno Max Planck Institute for Informatics pour analyser les séquences obtenues avec un séquenceur de paillasse MiSeq Illumina

Séquence et analyse phylogénétique

Pour l’analyse de la séquence, tous les calculs ont été effectués avec le logiciel MEGA Open Source “Molecular Evolutionary Genetics Analysis” La relation de distance a été calculée entre la variante la plus répandue et toutes les variantes restantes dans un échantillon donné “Interactive Tree of Life”, EMBL, Allemagne utilisé pour la visualisation d’arbre phylogénétique

Méthodes statistiques

Les données catégoriques ont été comparées à l’aide de tests χ et de données continues à l’aide des tests de Mann-Whitney-Wilcoxon

RÉSULTATS

Caractéristiques du patient

Trente-cinq patients ont été inclus dans l’étude, comprenant un total d’échantillons proviraux. La population de patients avait un âge SD moyen d’années,% étaient des hommes et% étaient blancs; La population étudiée est raisonnablement équilibrée en fonction du sexe Le nombre médian de lymphocytes T CD de référence était de / μL, et l’augmentation médiane de la lymphocyte T CD au cours du traitement était de / μL Cela reflète une très bonne réponse immunologique chez les participants à l’étude et initiation du traitement aux stades avancés de la maladie, avec des numérations lymphocytaires T CD souvent & lt; / μL La charge virale médiane à l’inclusion était une copie log / mL, indiquant également une charge virale relativement élevée à l’initiation, généralement associée à une évolution clinique moins favorable Quatre% des patients avaient un génotype Δ hétérozygote; aucun patient n’était homozygote pour la mutation Δ Les caractéristiques de base sont résumées dans le tableau. Les régimes de première intention comprenaient un squelette inhibiteur nucléosidique de la transcriptase inverse qui comprenait un inhibiteur de la protéase n =; %, inhibiteurs de la protéase n =; %, ou inhibiteur de la transcriptase inverse non nucléosidique n =; % ou était exclusivement un inhibiteur nucléosidique de la transcriptase inverse n =; % Ceci reflète les schémas thérapeutiques typiques de la période

Tableau Caractéristiques de base chez les patients infectés par le VIH et traités naïfs Patients caractéristiques, Non% a P Valeur Tous les patients n = Diminution en% des X Variantes n = Augmentation en% des X Variantes n = Sexe Homme Femme Age, SD moyen, Origine Ethnicité Blanc Noir Hispanique Asiatique Transmission du VIH HSH Hétérosexuel IDU Ligne de base VIH charge ARN, log copies / mL – – – Charge provirale de référence, copies log / PBMC – – – Nombre de cellules T, gamme médiane, cellules / μL CD augmentation – – – CD de référence – – – CD de référence – – – Génotype Δ Hétérozygote Type sauvage Patients, non% a P Valeur Tous les patients n = Diminution en% de X Variantes n = Augmentation en% de X Variantes n = Sexe Masculin Âge de la femme, SD moyen, y Ethnicité Blanc Noir Hispanique Asiatique Transmission du VIH HSH Hétérosexuel UDI Ligne de base Charge d’ARN du VIH, copies de journal / mL – – – Charge provirale de référence, copies de journal / PBMC – – – Nombre de lymphocytes T, gamme médiane, cellules / μL CD augmentation – – – CD de base – – – CD de référence – – – Génotype Δ Hétérozygote Abréviations de type sauvage: VIH, type de virus de l’immunodéficience humaine; UDI, utilisation de drogues injectables; HSH, hommes ayant des rapports sexuels avec des hommes; Les PBMC, les cellules mononucléées du sang périphérique; SD, écart-type; X, CXCRaData représentent le% de patients, sauf indication contraire

Analyse d’échantillon

Caractéristiques de l’échantillon

Le choix des spécimens était strictement basé sur des échantillons utilisés dans une étude de Kaufmann et al sur la récupération des lymphocytes T CD au cours du temps chez des individus infectés par le VIH traités par ART La taille médiane de lecture était lue par échantillon, avec médiane Avec un taux de FPR faux-positif de%, des variants VIH proviraux X-tropiques individuels ont pu être identifiés dans tous les échantillons, sauf avec un ajustement FPR à%, la population entière de variants de provirus dans cet échantillon unique a été appelée X-tropique Pour le séquençage en vrac, le pourcentage de coupure est généralement considéré comme approprié pour identifier les virus X-tropiques En appliquant un seuil de%, comme suggéré par Swenson et al , catégorise tous les échantillons, dans lesquels les virus X-tropiques dans une population En raison de cette règle ajustée, les échantillons% étaient uniquement R tropiques et% contenaient des virus à tropisme X Parmi les échantillons à tropisme R dominant, le pourcentage moyen de minorités tropicales X était% range,% -% Ce pourcentage faible ge est en accord avec les observations de Swenson et al suggérant que des traces de virus X-tropiques peuvent être trouvées chez pratiquement tous les patients avec un séquençage ultradeep. En revanche, le pourcentage moyen de variants R-tropiques dans les échantillons principalement % gamme, %-%; P ≤ La valeur maximale de% indique que, dans ce cas, la règle du% de coupure a conduit à une attribution de tropisme X bien que la grande majorité de toutes les variantes de cet échantillon soient R-tropiques selon le FPR

Changements dans la fréquence du VIH X-Tropic pendant le traitement

D’après la littérature, nous nous attendions à observer une augmentation du tropisme X au cours de l’infection. En revanche, les fréquences relatives des variants VIH-X tropiques proviraux ont diminué ou sont restées stables dans le temps chez la grande majorité des patients:% , et il a augmenté seulement chez les patients%; P & lt; dans notre population d’étude non sélectionnée Pour chacun de ces derniers avec un gain dans le pourcentage de variants X au cours du temps, nous avons observé que le variant provirus distinct est devenu important pendant le traitement suppressif et est finalement devenu seul responsable de l’augmentation du pourcentage de variants X chez les patients, la variante émergente était déjà présente en minorité avant l’initiation du traitement, avec une abondance moyenne de%,% -% de la population provirale totale. La variante émergente X n’a ​​pas été détectée dans l’échantillon prétraitement chez seulement patient. lorsque des valeurs FPR plus élevées ont été appliquées, la grande majorité des patients présentaient des fréquences décroissantes ou stables de VIH-tropique provirale au cours du temps% pour un FPR de%, et% pour un FPR de%. diminution des populations X virales cette réduction s’est produite dans un lent processus de changement progressif,%, alors que chez tous les patients avec persistance X l’augmentation de X-tro les virus pic progressaient plus rapidement vers une représentation X exclusive dans la variation virale de la population virale,%; P & lt; L’analyse univariée des caractéristiques de base, qui pourrait avoir une influence sur l’augmentation du pourcentage de variants X-tropiques, a révélé que le seul paramètre associé était une charge virale plus élevée P = à l’initiation du traitement pour les patients avec une augmentation de ce pourcentage.

Association possible avec la charge de l’ADN proviral

La dynamique des charges provirales d’ADN observée dans cette étude confirme les résultats précédemment rapportés que les charges provirales globales diminuent pendant ART: Dans% des patients dans cette étude les charges provirales décroissantes ont été notées pendant le traitement réussi Dans les cas plus rares, où les charges provirales globales ont augmenté Pendant le traitement, nous n’avons pas observé d’augmentation concomitante du pourcentage de souches X tropiques dans l’ensemble de la population de provirus. P = Pris ensemble, cela indique que la dynamique provirale ne devrait pas être influencée par les propriétés du tropisme viral

Figure Vue largeTableau de téléchargement du virus de l’immunodéficience humaine Copies de charge provirale du VIH par million de cellules mononucléaires du sang périphérique dans les populations de patients à des moments précis avant ou pendant le traitement Les numéros de copies sont affichés sur une échelle logarithmique par million de cellules mononucléées des cellules mononucléées du sang périphérique dans les populations de patients à des moments précis avant ou pendant le traitement Les nombres de copies sont affichés sur une échelle logarithmique

Caractéristiques moléculaires: évolution virale et diversité au fil du temps

Pendant le traitement, la majorité des patients% développaient des virus globaux avec une diversité nettement croissante au cours du temps et de la durée de la thérapie. Dans la même population une augmentation du pourcentage de variants X n’était en aucun cas associée à une telle diversification P = La figure A montre un représentant phylogénétique La figure B représente un profil viral représentatif de patients avec une augmentation du pourcentage de variants X, accompagné de l’émergence d’une seule variante virale. En particulier, la séquence proche apparente la parenté ou clonalité dans le dernier groupe semble indiquer un fort avantage évolutif pour les provirus respectifs

Figure Vue largeTarifs généalogiques et fréquences des variantes virales avant et pendant la thérapie suppressive Toutes les variantes variables actuelles de la boucle V sont incluses pour un patient représentatif présentant une diversité virale décroissante et un pourcentage décroissant de variantes A CXCR X ou une diversité décroissante et un pourcentage croissant de variantes X B CCR Virus de l’immunodéficience humaine à tropisme R Les variants du VIH sont représentés par des feuilles d’arbres verts; les feuilles rouges représentent des variantes X-tropiques; feuilles bleues, séquences V consensus des sous-types A, B et C; La longueur des barres noires indique le pourcentage de fréquence d’un variant donné dans la totalité du pool de séquences du VIH pour ce patient, indiqué pour les variantes principales du provirus un nombre L’encart avec un graphique à barres représente la variation des fréquences de tropisme en considérant toutes les variantes pour les points temporels indiqués. La seule variante qui a conduit à l’excroissance pendant la thérapie est marquée d’une flèche noire. traitement suppressif Tous les variants variables actuels de la boucle V sont inclus pour un patient représentatif présentant une diversité virale décroissante et un pourcentage décroissant de variants CXCR X A ou une diversité décroissante et un pourcentage croissant de variants X B. Variations VIH du virus de l’immunodéficience R feuilles; les feuilles rouges représentent des variantes X-tropiques; feuilles bleues, séquences V consensus des sous-types A, B et C; La longueur des barres noires indique le pourcentage de fréquence d’un variant donné dans la totalité du pool de séquences du VIH pour ce patient, indiqué pour les variantes principales du provirus un nombre L’encart avec un diagramme à barres représente la variation des fréquences de tropisme en considérant toutes les variantes pour les points temporels indiqués. La seule variante qui a conduit à l’excroissance pendant la thérapie est marquée par une flèche noire. Une limitation et rend un jugement sur la cinétique de l’évolution virale difficile Cependant, comme récemment rapporté par notre groupe, la stabilité significative du tropisme au cours du temps est reflétée par le fait que% des patients présentaient encore des virus R-tropiques au recul [ ] De plus, pour chaque patient, nous avons également pu analyser l’échantillon proviral suivant disponible dès le début du traitement. initiation Ceci confirme la bonne stabilité provirale et la stabilité de la charge provirale au cours du temps données non montrées

Rôle de la délétion Δ dans le gène R

Une délétion naturelle du gène CCR de l’hôte, notée Δ, affecte négativement sa fonction de corécepteur du VIH. En conséquence, cette mutation a le potentiel de favoriser l’émergence de variants du virus X-tropique, et nous avons donc déterminé le génotype Δ dans le Gène CCR pour tous les patients de l’étude Trente et un patients% portaient comme homozygotes le gène CCR de type sauvage,% portaient un génotype Δ hétérozygote, et aucun n’était homozygote pour Δ Le résultat virologique ne différait pas entre ces groupes Bien que la mutation puisse potentiellement désavantager les virus utilisant le RCC et produire plus de tropisme X, tous les patients présentant un pourcentage croissant de variants X étaient homozygotes pour le gène RCC de type sauvage.

DISCUSSION

Cette hypothèse est appuyée par des rapports antérieurs, qui ont suggéré que la reconnaissance de la glycoprotéine d’enveloppe par des anticorps neutralisants pourrait être impliquée de manière centrale dans l’élimination d’une variante virale. En outre, parce que les virus X-tropiques ont tendance à posséder moins de protéines d’enveloppe glycosylées que les virus R-tropiques, les premiers pourraient être plus facilement reconnus et éliminés par la défense de l’hôte De plus, il a été suggéré que les virus R-tropiques basé sur une plus grande fuite des mécanismes de surveillance immunitaire Une autre observation remarquable est une corrélation avec les hôtes naturels du virus de l’immunodéficience simienne non pathogène, le mangabey fuligineux et le singe vert africain. Ces singes abritent uniquement des souches du virus R-tropique. destruction immunitaire au cours d’un virus de l’immunodéficience simienne infe ction L’infection ne semble pas être associée à une inflammation intestinale ou à une perte du tissu lymphatique associé à l’intestin. Les deux changements sont assez caractéristiques pour une infection VIH humaine évolutive La dynamique du tropisme observée dans notre étude pourrait donc ressembler à une situation équilibrée. l’hôte simien naturel En outre, nous supposons que, lors d’un traitement réussi, le système immunitaire en voie de récupération pourrait préférentiellement cibler les variants VIH tropicaux X et les cellules infectées par X. Cela suffirait à expliquer la réduction «asymétrique» du provirus X tropique dans notre étude. Nous avons également identifié plusieurs patients présentant une population croissante de provirus X-tropique. Dans chaque cas, cela s’est accompagné de l’excroissance d’un seul variant du virus. La grande diversité et l’instabilité génétique des rétrovirus rendent improbable qu’une seule variante du VIH libre et infectieux a donné lieu à une telle relation On peut spéculer que l’expansion respective du provirus provenait de cellules individuelles infectées par le VIH, à l’origine en petite minorité. Une telle population peut déjà exister avant l’initiation du traitement, et un événement déclencheur ultérieur peut avoir entraîné une prolifération significative des cellules infectées, Des études antérieures avaient rapporté des résultats similaires Westby et al avaient montré que, après traitement avec l’antagoniste du récepteur du CCR, le maraviroc, les nouveaux variants X-tropiques provenaient d’un réservoir de prétraitement avec un arrière-plan ancestral. différent de celui des principaux variants R-tropiques dans la circulation Une étude de cas de Kordelas et al et Verheyen et al a montré qu’un nouveau variant X avait émergé après une greffe de cellules souches d’une minorité prétraitée de toutes les études que la variante émergente provenait d’une minorité de virus préexistant avec la constatation que cette augmentation n’était pas aussi Les mécanismes de l’expansion pseudo-clonale de cellules CD-positives porteuses de provirus initialement rares ont été récemment suggérés pour les variants émergents du VIH dans la latence. Bassin VIH Dans la recherche de prédicteurs de l’augmentation du pourcentage de variants X, nous avons observé une association avec une charge virale initiale plus élevée mais sans pouvoir l’associer à un génotype Δ En revanche, même chez les patients avec un génotype hétérozygote Δ , le pourcentage de variants X a diminué, ce qui indique que l’expression de surface inférieure supposée des récepteurs CCR n’a pas favorisé l’utilisation de X par le virus chez ces patients. La seconde constatation selon laquelle le tropisme de l’hôte immunocompétent X ne semble pas être un phénotype favorable. VIH – est en accord total avec les résultats cliniques des études MOTIVATE, où une émergence du maraviroc induite par le maraviroc entraîne la modification du maraviroc en tant qu’antagoniste du RCC. Les résultats de notre étude sont en accord avec le concept de l’initiation précoce du traitement mis en place par l’Organisation mondiale de la santé, tel que décrit dans l’essai START , qui favorisent tous les deux le VIH. l’implication active de la fonction immunitaire du patient pour la thérapie la plus réussie En outre, nos résultats soutiennent également l’utilisation précoce des antagonistes du récepteur CCR, qui exerceraient un effet maximal sur les virus R-tropiques principalement présents parce que les variants X-tropiques sont connus être rare après l’infection et ne s’accumuler que plus tard dans la maladie, la préservation d’une fonction immunitaire puissante peut aider à supprimer ou à éliminer les variantes du virus X-tropique. D’autres études cliniques sur le rôle du tropisme VIH sont nécessaires pour vérifier notre hypothèse. Les données présentées soutiennent la stratégie de «traitement en prévention» pour améliorer la qualité de vie des patients et limiter Chef de la maladie

Remarques

Contributions des auteurs J Bader et T K ont conçu le projet; J Böni, MGH, G M et T K ont caractérisé et fourni des échantillons cliniques; J Bader, MD, et AT ont mené le travail expérimental; J Bader et F S A données analysées; J Bader et T K ont écrit le manuscrit; et tous les auteurs ont revu, discuté et approuvé le contenu du manuscrit final et accepté sa soumission. Soutien financier Cette étude a été financée dans le cadre de l’étude suisse sur la cohorte VIH SHCS, financée par la subvention du Fonds national suisse, par des projets SHCS et, par la fondation de recherche SHCS Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs ne certifient aucun conflit d’intérêt potentiel Les auteurs ont soumis le formulaire ICMJE pour la divulgation des conflits potentiels de conflits d’intérêts que les éditeurs jugent pertinents pour le contenu du manuscrit ont été divulgués. Les membres de SHCS sont: V Aubert, M Battegay, E Bernasconi, J Böni, DL Braun, HC Bucher, C Burton-Jeangros, Un Calme, M Cavassini, G Dollenmaier, M Egger, L Elzi, J Fehr, J Fellay, H Furrer président du comité clinique et de laboratoire, CA Fux, MGH, président de H Günthard, SHCS, député de Haerry, «Positive Council», B Hasse, HH Hirsch, M Hoffmann, I Hösli, C Kahlert, L Kaiser, O Keizer, TK, R Kouyos, H Kovari, B Ledergerber, GM, B Martinez de Tejada, C Marzolini, K Metzner, N Müller, D Nadal, D Nicca, G Pantaleo, Un président Rauch, Conseil scientifique, S Regenass, C Rudin Président, Mère & amp; Les données SHCS sont collectées par les hôpitaux universitaires suisses, les hôpitaux cantonaux, les hôpitaux affiliés et les hôpitaux privés. médecins listés dans http: // wwwshcsch / -health-care-providers