Inflammation systémique au cours de l’infection par le VIH

Inflammation systémique au cours de l’infection par le VIH

 Nœuds lymphatiques

Les nœuds lymphatiques sont des organes lymphoïdes secondaires à partir desquels le VIH fut pour la première fois isolé et cultivé 3. L’infection par le VIH provoque une adénopathie correspondant à une hypertrophie folliculaire, c’est à dire une augmentation de taille des follicules avec la formation de centres germinatifs, due à une multiplication accrue des lymphocytes B (LB). Ce phénomène reflète une activation polyclonale des LB, et se traduit notamment par l’hypergammaglobulinémie, identifié très précocement lors de
l’infection. Durant la phase aiguë, la zone paracorticale augmente également de taille du fait de l’expansion des LT CD8+, ce qui participe à l’adénopathie37. Au cours de l’infection l’architecture des nœuds lymphatiques est progressivement perdue avec une involution des follicules, une disparition des centres germinatifs et des changements du paracortex et des sinus sous-corticaux. Cette modification structurale s’explique notamment par la perte des LT CD4+, mais également par la disparition des cellules dendritiques folliculaires (FDC)38. Les FDC sont des cellules d’origine non hématopoïétique qui structurent les follicules secondaires et leurs centres germinatifs en sécrétant notamment la chimiokine CXCL1338. Les FDC sont capables de capturer les antigènes via des récepteurs au complément et des récepteurs Fc, pour les présenter aux LB. Par ce mécanisme les FDC participent, en association avec les LT CD4+ folliculaires (TFH), au processus
d’hypermutation somatique, de sélection et de différenciation en cellule mémoire des LB.
Les FDC ne sont pas infectées par le virus mais jouent le rôle de réservoir en capturant les virons à leur surface via le récepteur au complément39. Les TFH du centre germinatif seront infectés au contact des FDC et des LB, porteurs de particules virales à leur surface sous forme de complexe immun ou liés aux molécules du complément.
En absence de traitement, les nœuds lymphatiques sont des sites de réplication majeurs du virus et ils ont également été identifiés comme des sanctuaires pharmacologiques. Les macaques cynomolgus infectés par le SIV et recevant un traitement ART montrent une réplication virale persistante dans les nœuds lymphatiques, malgré une bonne
suppression de la réplication dans le sang24. Le virus a été trouvé dans de nombreux nœuds lymphatiques de macaques infectés sous cART : mésentérique, axillaire, inguinal, iliac et cervical23. De plus, une étude menée sur des macaques infectés par le SIV et traités par zidovudine/lamivudine/idinavir montre que la lamivudine est en faible concentration dans ce compartiment24. Cette faible concentration est également corrélée avec la charge virale dans les nœuds lymphatiques. Il y a donc une mauvaise diffusion de la cART dans les nœuds lymphatiques, qui atteint une concentration non optimale.
En absence de traitement, les TFH représentent le site majeur de réplication virale, ainsi 60-75% des cellules productrices de virus sont localisées dans les follicules des nœuds lymphatiques40. Les LTFH sont des lymphocytes T auxiliaires participant à la commutation isotypique et la maturation d’affinité des lymphocytes B dans les follicules des organes lymphoïdes secondaires30. Les TFH représentent un réservoir cellulaire latent lors de l’infection des macaques rhésus par le SIV39, et chez des patients infectés par le VIH sous cART40. Ce rôle de réservoir s’explique, d’une part, par leur localisation histologique et, d’autre part, par leur permissivité au virus. Ainsi, dans les follicules, le gradient de chimiokines ne permet pas aux LT CD8+ cytotoxiques (LTC) de migrer et de tuer ces cellules infectées, conférant une protection des LTFH infectés par le virus41. Chez le
macaque, peu de LTc spécifiques du SIV expriment le récepteur de migration CXCR5 en absence de CCR7 (rétention extrafolliculaire), les empêchant d’accéder au follicule42. De plus, les LTFH sont très permissives au virus en exprimant CXCR4, CCR5 et la protéine anti-apoptotique Bcl-2, qui augmente la production du virus43. Dans les premières phases de l’infection les populations LTFH sont en expansion en parallèle des celulles des follicules. La cART entraine une diminution relative du nombre de LTFH, mais celui-ci reste plus élevé que celle d’individus sains. Le traitement ne permet pas de rétablir les dysfonctions des LTFH provoquant une altération de la réponse humorale et vaccinale44. D’un point de vue fonctionnel, les LTFH sécrètent moins d’IL-21 et IL-4 chez les patients infectés pouvant altérer la maturation d’affinité44. Les FDC jouent également le rôle de réservoir au cours du traitement par la capture des virions ciblés par des anticorps, via les récepteurs au complément et au Fc38. Elles peuvent capturer et maintenir des particules virales infectantes pendant des mois, créant un répertoire de la diversité et de l’évolution génétique de la quasi-espèce virale38. Les nœuds lymphatiques sont donc des compartiments sanctuaires, où une réplication résiduelle se produit malgré la mise en place de la cART, participant donc à la progression de la maladie.

Système nerveux central

Très tôt des troubles neurologiques ont été associés à l’infection par le VIH-1. Entre 40%et 70% des individus infectés présentent des troubles du système nerveux central (SNC) et du système nerveux périphérique (SNP)45. De nombreuses complications neurologiques ont été caractérisées : la démence associée au SIDA, l’encéphalopathie due au SIDA, la démence associée au VIH (HAD), le neuro-SIDA et plus récemment les troubles neurocognitifs associés au VIH (HAND)46. Les preuves de l’infection précoce du SNC par le VIH s’accumulent. L’utilisation de la cART a permis de diminuer la prévalence de la démence associée au VIH. Ces patients présentaient une déficience sévère des fonctions motrices, une incapacité à réaliser des taches complexes ou encore une perte d’initiative. Néanmoins, l’incidence des troubles cognitifs modérés dû au VIH persiste, avec un impact significatif sur la mortalité et la qualité de vie des patients45. De plus, les
évidences post-mortem d’encéphalopathies dues au VIH persistent malgré la cART.
L’existence de la barrière hémato-encéphalique fait du SNC un compartiment relativement imperméable à la cART48, formant un sanctuaire pharmacologique pour le virus et provoquant les HAND46. De nombreux traitements antirétroviraux, dont les inhibiteurs de protéase, sont des substrats de transporteur de la barrière hématoencéphaliques comme la P-glycoprotéine49. Localisées sur la surface des cellules endothéliales cérébrales, les P-glycoprotéines pompent hors du cerveau et bloquent de nombreuses molécules thérapeutiques. Par l’inflammation qu’il induit, le VIH-1 augmente l’activité des P-glycoprotéines de la barrière hémato-encéphalique50. Les traitements antirétroviraux ne peuvent donc pas atteindre une dose thérapeutique dans le SNC.
Le modèle communément admis de l’infection du SNC est celui de « l’hypothèse du cheval de Troie ». Le virus parvient à franchir la barrière hémato-encéphalique via des monocytes et des LT CD4+ infectés, qui circulent du sang vers le SNC où ils propagent l’infection. Un phénomène de transcytose via les cellules endothéliales se produit également, mais son implication dans l’infection du SNC semble plus minime que la transmission cellulaire46. Dans le cerveau, les macrophages péri-vasculaires ainsi que la microglie sont productivement infectés par le VIH52. L’infection dans le SNC des cellules résidentes ainsi que des cellules migrantes provoquent une inflammation et la libération de cytokines pro-inflammatoires (TNF et IL-1β)53, qui en retour activent la microglie et les
astrocytes52 (Figure 6). La microglie et les macrophages péri-vasculaires sont les principaux acteurs de la neuro-inflammation dans l’infection par le VIH. Ils libèrent des facteurs neurotoxiques (acides aminés activateurs, cytokines) entrainant une dysfonction et une mort neuronale46. De plus, les protéines virales sécrétées par les cellules infectées agissent directement sur les neurones en perturbant leur activité54 (Figure 6). Les LT infectés, qui ont pénétré dans le SNC, transmettent également le virus aux astrocytes, exprimant CCR5 et CXCR4, via la formation de synapses virologiques. Les astrocytes répliquent faiblement le virus, mais ils provoquent des modifications fonctionnelles de cette population de cellules gliales55. La barrière hémato-encéphalique, ainsi que les fonctions nutritives et régulatrices des astrocytes sont alors altérées. Le métabolisme et la fonction neuronale est modifié, expliquant en partie le développement de troubles neurocognitifs. L’inflammation générée par la multiplication virale provoque la libération de chimiokines, qui mobilisent et activent des monocytes et des LT CD4 circulant. Ces cellules seront à leur tour cibles du virus, générant un phénomène d’amplification en boucle, entretenant l’inflammation. Les dégâts provoqués par l’inflammation sont visualisables à l’imagerie cérébrale. Chez les individus infectés par le VIH et suspects de troubles neurocognitifs on observe une atteinte de la matière grise et des régions souscorticales ainsi qu’une atrophie cérébrale associée avec un élargissement ventriculaire. Le SNC est donc un sanctuaire pharmacologique participant à la persistance virale et l’infection persistante à encore un impact clinique majeur chez les patients traités.

Table des matières

I. INTRODUCTION
1. Infection par le VIH 
A. Brève histoire de la pandémie et de la découverte du VIH
B. Etiologie et cycle viral
2. Etablissement des réservoirs viraux au cours de l’infection par le VIH et son traitement
A. Tissus lymphoïdes associés au tube digestif
B. Nœuds lymphatiques
C. Système nerveux central
D. Le tractus génital
E. Le tissu adipeux
F. Macrophages
G. Bilan
3. Inflammation systémique au cours de l’infection par le VIH
A. Le VIH : une maladie inflammatoire chronique
B. Translocation microbienne, immunité innée et inflammation chronique
C. Conséquences de l’inflammation chronique sur l’immunité innée
4. Impact du traitement précoce sur le contrôle de l’infection
II. OBJECTIF DE TRAVAIL
III. MATERIELS ET METHODES
1. Sujets et prélèvements de sang total et de moelle osseuse
2. Réactifs et solutions
3. Préparation du panel d’anticorps couplés aux métaux lourds (Lanthanides)
4. Préparation des cellules et stockage
5. La technologie de cytométrie de masse
A. De la cytométrie en flux à la cytométrie de masse
B. Fonctionnement de la cytométrie de masse
C. Avantages et inconvénients de la cytométrie de masse
6. Marquage et acquisition au cytomètre de masse
7. Traitement des données et analyse
IV. RESULTATS
1. Approche expérimentale
2. Mise au point du marquage des cellules myéloïdes
3. Caractérisation des populations myéloïdes au repos dans la moelle osseuse et la circulation du macaque Cynomolgus sain
A. Analyse hiérarchique multidimensionnelle classique des deux compartiments chez les macaques sains
B. Analyse en clusters SPADE des populations myéloïdes chez le macaque sain
4. Impact de l’infection SIV chronique sur les populations myéloïdes médullaires et circulantes.
V. DISCUSSION
VI. ANNEXES
VII. BIBLIOGRAPHIE

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