Dégradation de la matrice dans le type de virus de l’immunodéficience humaine – Tuberculose associée et tuberculose Syndrome inflammatoire de reconstitution immunitaire: une étude observationnelle prospective

Dégradation de la matrice dans le type de virus de l’immunodéficience humaine – Tuberculose associée et tuberculose Syndrome inflammatoire de reconstitution immunitaire: une étude observationnelle prospective

Une immunopathologie extensive survient dans la co-infection VIH / tuberculose tuberculose du virus de l’immunodéficience humaine, mais les mécanismes moléculaires sous-jacents ne sont pas bien définis. L’activité excessive des métalloprotéinases matricielles apparaît comme un processus clé mais n’a pas été systématiquement étudiée dans les TBMéthodiques associées au VIH. www.cnrs.fr www.inist.fr Lancer la recherche Etude du renouvellement de la matrice chez des patients et des témoins tuberculeux infectés et non infectés par le VIH et une étude de cohorte prospective sur des tuberculeux infectés par le VIH présentant un risque de syndrome inflammatoire de reconstitution immunitaire TB – IRIS au Cap, Afrique du Sud. et les concentrations plasmatiques de MMP ont été quantifiées par Luminex, le propeptide N-terminal du procollagène III PIIINP plasmatique par dosage immuno-enzymatique et le lipoarabinomannane LAM par le dosage Alere Determine TB LAM Les cellules mononucléaires du sang périphérique de donneurs sains ont été cultivées avec Mycobacterium tuberculosis et la matrice extracellulaire dans un modèle D de la formation du granulome TBResultsMMP activi Les patients tuberculeux infectés par le VIH présentaient une réduction des concentrations de MMP pulmonaire, associée à une cavitation réduite, mais une augmentation des PIIINP plasmatiques, par rapport aux patients tuberculeux non infectés par le VIH. La collagénase prédominante était la MMP-, qui était probablement dérivée des neutrophiles et la dégradation de la matrice induite par Mycobacterium tuberculosis provoquée par l’antigène M de la tuberculose était supprimée par l’inhibiteur de la MMP, la doxycycline. Conclusion Le taux de renouvellement de la matrice chez les patients infectés par le VIH augmente avant et pendant TB-IRIS, informant de nouvelles stratégies de diagnostic. L’inhibition de la MMP est une stratégie potentielle de thérapie dirigée vers l’hôte pour la tuberculose. prévention et traitement de TB-IRIS

VIH, tuberculose, syndrome inflammatoire de reconstitution immunitaire, métalloprotéinase matricielle, propeptide N-terminal procollagène IIITuberculose La tuberculose et le virus de l’immunodéficience humaine type VIH-infection sont des pandémies mondiales avec des interactions complexes VIH augmente le risque de tuberculose, tandis que la TB accélère la progression du VIH. la cause la plus courante de décès liés au VIH Initiation de la thérapie antirétrovirale ART réduit la mortalité, mais est souvent compliquée par le développement de la tuberculose reconstitution immunitaire syndrome inflammatoire TB-IRIS TB-IRIS est caractérisée par une réponse inflammatoire aiguë à Mycobacterium tuberculosis soit sous une forme inhabituellement exagérée qui démasque IRIS, soit comme une détérioration chez un patient recevant déjà un traitement antituberculeux IRIS paradoxal Chez les adultes immunocompétents, le Vtt provoque typiquement une maladie pulmonaire apicale avec cavitation, qui entraîne la transmission et la propagation Inversement, , la maladie disséminée est plus fréquente un Dans la TB-IRIS paradoxale, la pathologie inflammatoire focale affecte principalement les poumons et les ganglions lymphatiques, causant des lésions tissulaires Bien que des caractéristiques spécifiques aient été décrites, comme l’hypercytokinémie et l’activation de l’inflammasome, les effecteurs finaux de cette immunopathologie sont mal définis [, -] Chez les patients tuberculeux non infectés par le VIH, l’immunopathologie pulmonaire est déterminée par les métalloprotéinases matricielles MMP, en particulier les produits de dégradation de la matrice de libération de la collagénase MMP, [M] Dans cette étude, nous avons exploré systématiquement l ‘activité MMP et l’ immunopathologie dans la TB associée au VIH. Nous avons émis l ‘hypothèse que la tuberculose associée au VIH se caractériserait par une activité MMP réduite lors du diagnostic de tuberculose. l’augmentation de l’activité de la MMP serait associée à une pathologie inflammatoire au cours de TB-IRIS Nos idées éclairent de nouvelles approches du risque s Traiter et diagnostiquer TB-IRIS, et aussi des interventions dirigées par l’hôte pour prévenir la pathologie

MATÉRIAUX ET MÉTHODES

Les participants à l’étude REF / transverse étaient des volontaires en bonne santé, des patients présentant des symptômes nécessitant une évaluation, ou des patients récemment diagnostiqués avec la tuberculose Tableau supplémentaire Participants à l’étude longitudinale étaient des patients infectés par le VIH et naïfs d’AR avec un compte de CD & lt; Des visites d’étude longitudinales ont été effectuées au moment du diagnostic de la tuberculose, de l’ART et des antirétroviraux et des antirétroviraux. Les expectorations induites et le sang veineux ont été collectés. Le diagnostic TB-IRIS a été attribué rétrospectivement à l’examen Étude des critères IRIS associés au VIH IRIS L’inflammation radiographique du thorax – et les bacilles acido-alcoolo-résistants – ont été notés comme décrit précédemment

Analyses de laboratoire

Les échantillons d’expectoration et de plasma ont été analysés par Bio-Rad Bio-Plex en utilisant des billes MMP R & D Systems, Abingdon, Royaume-Uni Procollagen III N-terminal propeptide PIIINP dosages immuno-enzymatiques NuClone Corp et lipoarabinomannane LAM doser Alere Determiner TB LAM ont été effectuées selon les instructions du fabricant

Stimulation PBMC avec HRV

Cellules mononucléées de sang périphérique cryoconservées Les PBMC provenant d’une cohorte séparée de patients TB-IRIS et de témoins non IRIS ont été stimulés par HRv Mtb tué par la chaleur, comme décrit précédemment Les surnageants de culture ont été récoltés à des heures et quantifiés par Luminex

Modélisation de la matrice extracellulaire D

Des microsphères d’alginate incorporant des PBMC donneurs sains et du collagène ont été générées par bioélectrospray à l’aide d’un encapsulateur Nisco Des cellules stimulées ont été pré-infectées avec de la gélatine fluorescente ou du collagène marqué au DQ Mtb ultraviolette. Invitrogen a été incorporé dans les microsphères pour quantifier la destruction de la matrice. mL ou μg / mL a été ajouté aux milieux après la production de microsphères

Analyses statistiques

L’analyse statistique a été réalisée à l’aide du logiciel Prism GraphPad et Stata Two-tailed Fisher exact ou Mann-Whitney U test pour les comparaisons clés Les corrélations ont été évaluées par les coefficients de corrélation d’ordre-rang Spearman ajustés linéaires non ajustés et ajustés pour quantifier les effets et ajuster pour l’âge, le sexe et le statut tabagique Mesure répétée – analyse de la variance à l’aide de la comparaison post-test de Tukey, comparant les temps et les conditions dans le modèle de granulome TB

RÉSULTATS

Participants à l’étude transversale

Dans l’étude transversale, les participants ont été inscrits Parmi ceux-ci, ont été exclus incapables d’obtenir des échantillons, n =; Incertitude diagnostique, n =, départ pour analyse Figure supplémentaire Les caractéristiques démographiques et cliniques des participants sont décrites dans Tableau Les patients tuberculeux infectés par le VIH présentaient une numération CD médiane de l’intervalle interquartile [IQR], – cellules / μL Âge, sexe et indice de masse corporelle IMC Le VIH était associé à diverses pathologies pulmonaires sur les radiographies thoraciques Fréquence des caries et inflammation médiane de la radiographie pulmonaire Le nombre de cas de coronaropathie était significativement corrélé r =, P =, suggérant que la pathologie pulmonaire destructrice est réduite dans les cas de tuberculose avancée VIH La confirmation microbiologique de la tuberculose était similaire pour la tuberculose VIH et la tuberculose. Tableau supplémentaire sur le VIH Cependant, la positivité des frottis d’expectoration était plus fréquente

Tableau Données démographiques et caractéristiques cliniques des participants à l’étude transversale Valeur du P infecté par le VIH non infecté par le VIH Catégorie de diagnostic Contrôle sain Respiratoire Symptomatique TB Patient Contrôle sain Respiratoire TB symptomatique Patient TB VIH- vs TB TB Fréquence du VIH, non NA Âge médian, y IQR – – – – – Femme Antécédents de tabagisme, actuels ou anciens Symptômes et résultats de l’examen Toux productive Toux non productive Hémoptysie Sueurs nocturnes Perte de poids Durée médiane des symptômes, d IQR NA – – NA – – IMC médian – – – – – – Température médiane, ° C IQR – – – – – – Fréquence cardiaque médiane, battements / min IQR – – – – – – Pression artérielle systolique médiane, mm Hg – – – – – – Pression diastolique médiane, mm Hg – – – – – – Fréquence respiratoire médiane, respirations / min IQR – – – – – – Traumatismes extrapulmonaires SO SO NA NA Paramètres de laboratoire Concentration médiane en hémoglobine, g / dL IQR – – – – – – & lt; Nombre total de globules blancs médians, × / L IQR – – – – – – Nombre de neutrophiles médians IQR – – – – – – Nombre de neutrophiles médians IQR – – – – – – Nombre de lymphocytes médians IQR – – – – – – Lymphocytes médians% IQR – – – – – – Nombre de monocytes médians IQR – – – – – – & lt; Monocytes médians% IQR – – – – – – Nombre plaquettaire médian IQR – – – – – – Protéine C réactive médiane, mg / L IQR – – – – – – Concentration médiane en albumine, g / dL IQR – – – – – – & lt; Nombre de CD médian, cellules / μL IQR NA NA NA – – – NA CD médian% IQR NA NA NA – – – NA Caractéristiques radiographiques Score d’inflammation radiographique pulmonaire médiane IQR – – – – – – Cavités présentes sur la radiographie thoracique & lt; Miliary TB SO SO SO NA Radiographie thoracique non disponible VIH – Non infecté VIH infecté P Valeur Catégorie diagnostique Contrôle sain Respiratoire Symptomatique TB Patient Contrôle sain Respiratoire TB symptomatique TB patient VIH – TB TB Fréquence VIH, non NA Âge médian, y IQR – – – – – – Antécédents de tabagisme chez la femme Symptômes et résultats de l’examen Toux productive Toux non productive Hémoptysie Sueurs nocturnes Perte de poids Durée médiane des symptômes, d IQR NA – – NA – – IMC médian – – – – – – Température médiane, ° C IQR – – – – – – Fréquence cardiaque médiane, battements / min IQR – – – – – – Pression artérielle systolique médiane, mm Hg – – – – – – Pression diastolique médiane, mm Hg – – – – – – Fréquence respiratoire médiane, respirations / min IQR – – – – – – Traumatismes extrapulmonaires SO NA NA NA Paramètres de laboratoire Concentration médiane en hémoglobine, g / dL IQR – – – – – – & lt; Nombre total de globules blancs médians, × / L IQR – – – – – – Nombre de neutrophiles médians IQR – – – – – – Nombre de neutrophiles médians IQR – – – – – – Nombre de lymphocytes médians IQR – – – – – – Lymphocytes médians% IQR – – – – – – Nombre de monocytes médians IQR – – – – – – & lt; Monocytes médians% IQR – – – – – – Nombre plaquettaire médian IQR – – – – – – Protéine C réactive médiane, mg / L IQR – – – – – – Concentration médiane en albumine, g / dL IQR – – – – – – & lt; Nombre de CD médian, cellules / μL IQR NA NA NA – – – NA CD médian% IQR NA NA NA – – – NA Caractéristiques radiographiques Score d’inflammation radiographique pulmonaire médiane IQR – – – – – – Cavités présentes sur la radiographie thoracique & lt; Miliary TB SO SO SO NA Radiographie thoracique non disponible Les données sont présentées sous forme non%, sauf indication contraire. Les valeurs de P sont pour Fisher exact ou test U de Mann-Whitney. Abréviations: IMC, indice de masse corporelle; VIH, virus de l’immunodéficience humaine; IQR, intervalle interquartile; NA, non applicable; Tuberculose, tuberculoseView Large

Le profil de la MMP pulmonaire diffère entre le VIH et le VIH

Dans les expectorations, nous avons constaté que les patients atteints de tuberculose présentaient de multiples MMP par rapport aux témoins. Figure A-G Dans le cas du VIH, le MMP médian était augmenté et multiplié par rapport au VIH – symptômes respiratoires non infectés et témoins sains, respectivement. Dans le TB VIH, des concentrations médianes plus faibles de MMP-, -, – et – de crachat ont été observées par rapport à la TB VIH- Figure A-C et F Modélisation linéaire non ajustée et ajustée de l’effet du VIH et de la TB sur les expansions logarithmiques les concentrations ont fourni des preuves supplémentaires de MMPs de crachats élevées avec tuberculose, et de MMP de crachats réduits dans la tuberculose VIH par rapport à la tuberculose VIH-, après ajustement pour l’âge, le sexe et le statut tabagique Tableau supplémentaire Le plus grand effet était pour MMP- et MMP- pour l’IMC, aucune association n’a été observée avec les concentrations de MMP Les concentrations de MMP dans les expectorations par sexe sont indiquées dans la figure supplémentaire et dans le tableau supplémentaire.

Figure View largeTélécharger diapositive MMP métalloprotéinase matricielle Les concentrations de MMP sont augmentées dans la tuberculose TB et diffèrent par le virus de l’immunodéficience humaine VIH séropositif La tuberculose pulmonaire est associée à des concentrations accrues de MMP-, -, -, -, – et – dans les expectorations par rapport aux symptômes respiratoires. RS et témoins sains HC A-G Comparaison de la tuberculose VIH et tuberculose Le VIH a démontré une concentration médiane inférieure des expectorations MMP-A, – B, C et F dans la tuberculose MMP médiane VIH – a également été réduite dans la tuberculose VIH par rapport à la tuberculose VIH -, quoique dans une moindre mesure E tuberculose Les patients VIH présentant des anomalies radiographiques bilatérales présentaient une augmentation des expectorations MMP, comparés aux patients tuberculeux VIH présentant des anomalies unilatérales H Cependant, chez les patients tuberculeux VIH, la MMP était similaire chez les patients présentant une radiographie pulmonaire bilatérale et unilatérale. implication H Dans A-G, les cases représentent les premier et troisième quartiles et les barres horizontales dans les valeurs médianes indiquent; les moustaches indiquent les valeurs minimales et maximales En H, les triangles représentent TB VIH- et les cercles représentent TB VIH Les barres horizontales entre les ensembles de données indiquent les comparaisons du test U de Mann-Whitney; dans les comparaisons A-G entre la tuberculose VIH et HC VIH, la tuberculose VIH et HC VIH, et la tuberculose VIH et tuberculose VIH sont montrés * P & lt; , ** P & lt; , **** P & lt; Figure View largeTélécharger diapositive MMP métalloprotéinase matricielle Les concentrations de MMP sont augmentées dans la tuberculose TB et diffèrent par le virus de l’immunodéficience humaine VIH séropositif La tuberculose pulmonaire est associée à des concentrations accrues de MMP-, -, -, -, – et – dans les expectorations par rapport aux symptômes respiratoires. RS et témoins sains HC A-G Comparaison de la tuberculose VIH et tuberculose Le VIH a démontré une concentration médiane inférieure des expectorations MMP-A, – B, C et F dans la tuberculose MMP médiane VIH – a également été réduite dans la tuberculose VIH par rapport à la tuberculose VIH -, quoique dans une moindre mesure E tuberculose Les patients VIH présentant des anomalies radiographiques bilatérales présentaient une augmentation des expectorations MMP, comparés aux patients tuberculeux VIH présentant des anomalies unilatérales H Cependant, chez les patients tuberculeux VIH, la MMP était similaire chez les patients présentant une radiographie pulmonaire bilatérale et unilatérale. implication H Dans A-G, les cases représentent les premier et troisième quartiles et les barres horizontales dans les valeurs médianes indiquent; les moustaches indiquent les valeurs minimales et maximales En H, les triangles représentent TB VIH- et les cercles représentent TB VIH Les barres horizontales entre les ensembles de données indiquent les comparaisons du test U de Mann-Whitney; dans les comparaisons A-G entre la tuberculose VIH et HC VIH, la tuberculose VIH et HC VIH, et la tuberculose VIH et tuberculose VIH sont montrés * P & lt; , ** P & lt; , **** P & lt; Nous avons comparé les caractéristiques radiographiques avec les concentrations de MMP Sputum MMP – positivement corrélée avec la fréquence de la cavité dans TB VIH- et TB VIH r = et r =, respectivement, les deux P & lt; Dans TB-VIH, le score d’inflammation de la radiographie thoracique était positivement corrélé avec l’expectoration MMP- et MMP- r = et r =, les deux P = Cependant, dans TB TB, aucune corrélation n’était évidente. Cependant, chez les patients tuberculeux TB avec des lésions bilatérales de la radiographie thoracique, l’expectoration MMP n’a pas été augmentée par rapport aux patients présentant des lésions unilatérales. Figure FIn Patients TB, frottis d’expectoration et positivité de la culture Figures supplémentaires et Ensemble, ces données appuient un rôle pour les MMP de crachat dans la dégradation de la matrice pulmonaire causée par la TB. Cependant, une augmentation de la régulation des MMP est observée dans le VIH. – et TB VIH, avec réduction des expectorations MMP- dans la tuberculose VIH associé à une moindre destruction de la matrice pulmonaire

Le PIIINP plasmatique est élevé dans la tuberculose et augmente encore dans la tuberculose associée au VIH

Analyse de plasma dans un sous-groupe de patients de sérologie VIH mixte dans l’étude transversale TB, le contrôle a montré que les concentrations de PIIINP étaient élevées chez les patients TB par rapport aux patients témoins Figure A Médiane Les valeurs de PIIINP étaient IQR, – pg / mL et IQR, – pg / mL, respectivement P & lt; Lorsqu’on les analyse en fonction du statut VIH, les patients tuberculeux VIH et TB tuberculosis présentaient des concentrations plasmatiques de PIIINP plus élevées que les témoins correspondants. Cependant, nous avons trouvé de façon inattendue que PIIINP plasmatique était encore plus élevée chez les tuberculeux VIH comparé à TB VIH- Figure B, malgré la réduction des expectorations MMP Concentrations Pour étudier plus en détail, nous avons relié le PIIINP plasmatique aux caractéristiques cliniques. Le PIIINP plasmatique est corrélé négativement avec le nombre de CD dans le sang périphérique r = -, P =; Figure C et concentration en hémoglobine r = -, P & lt; et positivement corrélée à la charge virale VIH r =, P =; Figure D Plasma PIIINP était significativement élevé chez les patients TB atteints de TB extrapulmonaire par rapport à ceux sans Figure E Pris avec l’analyse MMP des expectorations, ceci suggérait qu’une PIIINP plasmatique élevée dans TB TB était due à une activité extrapulmonaire accrue des MMP

Figure Vue largeTélécharger la diapositiveTuberculose La tuberculose augmente le renouvellement systémique de la matrice extracellulaire, qui est encore augmentée par le virus de l’immunodéficience humaine Co-infection par le VIH Procollagène III Preptide N-terminal La concentration de PIIINP était élevée chez les patients TB comparativement aux RS symptomatiques respiratoires et aux témoins sains HC A TB VIH et TB VIH Contrairement aux MMP, les concentrations plasmatiques de PIIINP étaient plus élevées chez les patients tuberculeux que chez les patients VIH-VIH. Chez les patients VIH, la concentration plasmatique en PIIINP et la numération des cellules CD dans le sang périphérique étaient négativement corrélées. La charge virale VIH était positivement corrélée avec la concentration de PIIINP D Plasma PIIINP était élevé chez les patients atteints de TB extrapulmonaire EPTB comparé à ceux sans EPTB E Plasma MMP-F et plasma MMP-G étaient élevés chez les patients tuberculeux VIH et TB VIH comparés aux RS et HC respectifs et ne différaient pas selon le statut sérologique VIH chez les patients tuberculeux. envoyé les premier et troisième quartiles et les barres horizontales à l’intérieur indiquent les valeurs médianes; les moustaches indiquent les valeurs minimales et maximales Les barres horizontales entre les ensembles de données indiquent les comparaisons du test U de Mann-Whitney * P & lt; , ** P & lt; , *** P & lt; , **** P & lt; La tuberculose augmente le renouvellement de la matrice extracellulaire systémique, qui est encore augmentée par le virus de l’immunodéficience humaine Co-infection par le VIH La concentration de PIIINP dans le propeptide N-terminal était élevée chez les patients TB par rapport aux RS symptomatiques respiratoires. Contrôles sains HC A TB VIH et tuberculose Les patients VIH présentaient des concentrations plasmatiques de PIIINP plus élevées que les témoins correspondants. B Contrairement aux métalloprotéinases matricielles des MMP, le PIIINP plasmatique était encore plus élevé chez les patients tuberculeux VIH que chez les patients séropositifs VIH, VIH PIIINP et périphérique. La charge virale du VIH était positivement corrélée avec la concentration de PIIINP. D Plasma PIIINP était élevé chez les patients atteints de TB extrapulmonaire EPTB comparé à ceux sans EPTB E Plasma MMP-F et plasma MMP-G étaient élevés chez les patients tuberculeux VIH- et TB contre le VIH comparé à SR et HC, et ne différaient pas selon le statut sérologique VIH chez les patients TB Les boîtes représentent les premier et troisième quartiles et les barres horizontales indiquent les valeurs médianes; les moustaches indiquent les valeurs minimales et maximales Les barres horizontales entre les ensembles de données indiquent les comparaisons du test U de Mann-Whitney * P & lt; , ** P & lt; , *** P & lt; , **** P & lt; Les corrélations ont été effectuées en utilisant le coefficient de corrélation d’ordre de rang de Spearman

La co-infection par le VIH ne supprime pas l’activité systémique du MMP dans la tuberculose

Nous avons donc mesuré les concentrations plasmatiques de MMP dans les cohortes transversales Figure F et G et les chiffres supplémentaires et Dans TB, VIH, MMP, MMP et MMP étaient élevés par rapport aux témoins non infectés par le VIH, tandis que MMP plasma, -, et – étaient similaires et MMP – a été réduite dans TB VIH, les collagénases MMP- et MMP- étaient élevées dans le VIH TB par rapport aux témoins infectés par le VIH Figure F et G et, contrairement aux résultats dans les expectorations, ne sont pas réduits par rapport à TB VIH-

TB-IRIS paradoxal est associé à l’inflammation systémique au diagnostic de TB

Dans la cohorte longitudinale, les patients tuberculeux naïfs d’antirétroviraux présentant un nombre avancé de CD-VIH & lt; des cellules / μL ont été incluses Figure supplémentaire TB-IRIS paradoxal a été diagnostiqué chez% des patients ayant achevé le suivi. Parmi ceux-ci, répondaient aux critères INSHI pour TB-IRIS et étaient probablement TB-IRIS Vingt patients n’ont pas développé TB-IRIS et ont été désignés contrôles non-IRIS Deux témoins non-IRIS ont été exclus, probablement un contrôleur élite ayant une charge virale VIH indétectable et donc considéré immunologiquement distinct, développé hépatotoxicité sur le traitement antituberculeux retardant le traitement antirétroviral, laissant TBIS-IRIS, patients non-IRIS en dernière analyseDémographique et les caractéristiques cliniques des participants à l’étude longitudinale sont présentées dans le tableau supplémentaire. Le délai médian d’apparition des symptômes de TB-IRIS était IQR, -; intervalle, – jours après l’initiation du traitement antirétroviral et les patients ont présenté des symptômes à une médiane de l’IQR, -; Les symptômes cliniques et les signes prédominants sont constitutionnels n = [%] et pulmonaires n = [%] Les patients atteints de TB-IRIS ne sont pas bien traités: l’hospitalisation est requise en% TB- Patients IRIS pendant le suivi de l’étude, comparé à seulement% contrôle non-IRIS P = Les signes cliniques qui caractérisent les patients TB-IRIS étaient élevés fréquence cardiaque Figure A et fréquence respiratoire Figure B au diagnostic TB, ainsi qu’à la présentation TB-IRIS, comparé aux témoins non-IRIS Chez les patients TB-IRIS et non-IRIS, le nombre de CD augmentait dans les premières semaines de TAR et la charge virale VIH diminuait Figure D, bien que la charge médiane VIH-VIH était plus élevée dans TB-IRIS Figure E Les lymphocytes médians étaient plus bas chez les patients TB-IRIS à tous les points temporels Figure F, alors que les neutrophiles comptent Figure G et monocytes compter s Figure H a été augmentée à ARV Par conséquent, TB-IRIS était fréquente, associée à une morbidité significative et caractérisée par des caractéristiques marquées de l’inflammation systémique au diagnostic de la tuberculose, partiellement résolu par le traitement antituberculeux mais réapparu au moment de TB-IRIS

Figure View largeTélécharger SlideParadoxical tuberculosis reconstitution immunitaire syndrome inflammatoire TB-IRIS se caractérise par une inflammation systémique au diagnostic de TB et pendant TB-IRIS Nous avons étudié la thérapie antirétrovirale Patients tuberculeux sans antirétroviraux avec un virus d’immunodéficience humaine avancé VIH; Nombre de CD & lt; Les patients TB / IRIS ont été caractérisés par une fréquence cardiaque élevée A et une fréquence respiratoire B élevée, comparés à des témoins non-IRIS. La charge virale médiane a été plus élevée chez les patients TB-IRIS que chez les patients non-IRIS au moment du diagnostic de la tuberculose et chez les patients non IRIS. Les numérations lymphocytaires médianes étaient plus faibles chez les patients TB-IRIS à tous les points temporels F, alors que les neutrophiles G et les monocytes H augmentaient aux ARV et dans une moindre mesure aux ARV Dans A, B, F, G et H, les cases représentent les premier et troisième quartiles, les barres horizontales dans les valeurs médianes et les moustaches les valeurs minimales et maximales. En C et D, les données sont des valeurs médianes TB-IRIS, cercles pleins; Dans E, les points de données individuels sont affichés, y compris les résultats pour les visites non programmées ARV,, et représentant les visites à, et semaines de ART, respectivement, et les lignes horizontales représentent la médiane Dans tous les panneaux, les astérisques indiquent les comparaisons du test U de Mann-Whitney; valeurs de résumé P: * & lt; et ** & lt; Figure Voir grandDownload slideParadoxique tuberculose reconstitution immunitaire syndrome inflammatoire TB-IRIS est caractérisée par une inflammation systémique au diagnostic de la tuberculose et pendant TB-IRIS Nous avons étudié la thérapie antirétrovirale des patients tuberculeux naïfs d’ART avec un virus d’immunodéficience humaine avancée VIH; Nombre de CD & lt; Les patients TB / IRIS ont été caractérisés par une fréquence cardiaque élevée A et une fréquence respiratoire B élevée, comparés à des témoins non-IRIS. La charge virale médiane a été plus élevée chez les patients TB-IRIS que chez les patients non-IRIS au moment du diagnostic de la tuberculose et chez les patients non IRIS. Les numérations lymphocytaires médianes étaient plus faibles chez les patients TB-IRIS à tous les points temporels F, alors que les neutrophiles G et les monocytes H augmentaient aux ARV et dans une moindre mesure aux ARV Dans A, B, F, G et H, les cases représentent les premier et troisième quartiles, les barres horizontales dans les valeurs médianes et les moustaches les valeurs minimales et maximales. En C et D, les données sont des valeurs médianes TB-IRIS, cercles pleins; Dans E, les points de données individuels sont affichés, y compris les résultats pour les visites non programmées ARV,, et représentant des visites à, et des semaines de TAR, respectivement, non-IRIS, carrés ouverts reliés par des lignes horizontales. et les lignes horizontales représentent la médiane Dans tous les panneaux, les astérisques indiquent les comparaisons du test U de Mann-Whitney; valeurs de résumé P: * & lt; et ** & lt;

L’immunopathologie dans TB-IRIS paradoxal est associée à une augmentation de l’activité de la MMP

Pour étudier le mécanisme de l’immunopathologie dans TB-IRIS, nous avons mesuré longitudinalement les MMP d’expectoration et les PIIINP plasmatiques. Nous n’avons pas observé d’association constante entre les MMP d’expectoration augmentée et les diagnostics TB-IRIS. Comparaison avec les patients non IRIS au moment du diagnostic de TB et pendant les antirétroviraux et antirétroviraux TB-IRIS, mais pas lors du traitement antirétroviral Figure A A TB, les patients ayant développé ultérieurement TB-IRIS présentaient une PIIINP plasmatique médiane plus du double contrôles non-IRIS: IQR, – pg / mL vs IQR, – pg / mL, respectivement P =

Figure View largeTélécharger slideImmunopathologie dans la tuberculose paradoxale reconstitution immunitaire syndrome inflammatoire TB-IRIS est associé à une augmentation de l’activité MMP des métalloprotéinases matricielles Plasma procollagène III Le propeptide N-terminal PIIINP était élevé chez les patients TB-IRIS par rapport aux patients témoins non-IRIS au moment du diagnostic. et aussi à l’apparition d’IRIS Les MMP plasmatiques étaient élevées dans TB-IRIS par rapport aux témoins non-IRIS, y compris MMP-B, MMP-C et, plus fréquemment, MMP-D Plasma MMP- positivement corrélée avec PIIINP E plasmatique et également avec nombre de neutrophiles F Dans A-D, les cases représentent les premier et troisième quartiles; barres horizontales à l’intérieur des valeurs médianes et des moustaches valeurs minimales et maximales Les comparaisons sont effectuées par le test U de Mann-Whitney * P & lt; , ** P & lt; , *** P & lt; En E et F, les points de données individuels sont tracés par des cercles pleins. Les valeurs de P et de P sont rapportées pour les corrélations. Voir la diapositiveTéléchargementImmunopathologie dans le syndrome inflammatoire paradoxal de tuberculose reconstitution immunitaire TB-IRIS est associé à une augmentation de la métalloprotéinase MMP Plasma procollagen III Le propeptide N-terminal PIIINP était élevé chez les patients TB-IRIS par rapport aux patients témoins non-IRIS au moment du diagnostic de la TB et également au début IRIS. Les MMP plasmatiques étaient élevées dans le TB-IRIS comparativement aux témoins non IRIS, y compris MMP- B, MMP-C et, plus fréquemment, MMP-D Plasma MMP- positivement corrélée avec PIIINP E plasmatique et aussi avec le nombre de neutrophiles F Dans A-D, les boîtes représentent les premier et troisième quartiles; barres horizontales à l’intérieur des valeurs médianes et des moustaches valeurs minimales et maximales Les comparaisons sont effectuées par le test U de Mann-Whitney * P & lt; , ** P & lt; , *** P & lt; En E et F, les points de données individuels sont représentés par des cercles pleins. Les valeurs de P et P sont indiquées pour les corrélations maladie de parkinson. Pour étudier l’hypothèse d’une augmentation de PIIINP due à l’activité MMP systémique dans TB-IRIS, nous avons examiné les concentrations plasmatiques de MMP. MMP-, -, et – ont été élevés dans TB-IRIS par rapport aux patients non-IRIS Figure B-D et tableaux supplémentaires et MMP-neutrophil collagénase a été le plus significativement augmenté, dans un modèle similaire à PIIINP, suggérant que l’activité collagénase systémique La dégradation de la matrice et la production de PIIINP pendant TB-IRIS A l’appui de cette corrélation, MMP-en corrélation avec la concentration plasmatique de PIIINP r =, P & lt; Figure E Comme les neutrophiles peuvent être une source de MMP- et les neutrophiles ont été élevés chez les patients TB-IRIS, nous avons évalué la corrélation entre la numération des MMP et des neutrophiles plasmatiques et le pourcentage de MMP- positivement corrélé avec le nombre de neutrophiles r =, P & lt; ; Figure F et pourcentage r =, P & lt;

L’antigène Mtb est associé à des concentrations élevées de MMP dans TB-IRIS

Nous avons émis l’hypothèse que l’augmentation de l’activité des MMP chez les patients TB-IRIS était secondaire à une augmentation de la charge en antigènes mycobactériens. La fréquence des frottis d’expectoration, la positivité, le score de frottis et le temps de culture étaient similaires chez les patients TB-IRIS et non-IRIS. ces indices représentent l’antigène Mtb dans le compartiment pulmonaire. Nous avons donc mesuré la MAMA urinaire, indicative de la TB disséminée, chez les patients pour lesquels un échantillon d’urine était disponible Dans une analyse de régression ajustée, IRIS était associé à [% intervalle de confiance, -], P =; Tableau supplémentaire Dans une analyse des patients TB-IRIS seulement, les patients LAM positifs présentaient des taux plasmatiques de MMP, de MMP et de MMP plus élevés que les patients TB-IRIS qui étaient LAM négatifs.

Les MMP associées à une augmentation de la charge de l’antigène TB de la tuberculose, et l’activité MMP de Mycobacterium tuberculosis sont inhibées par la doxycycline Doxy / Dox tuberculose reconstitution immunitaire syndrome inflammatoire Les patients TB-IRIS avec lipase positive de lipoarabinomannane LAM ont augmenté MMP plasma, MMP-, et MMP- comparé aux patients TB-IRIS qui étaient LAM négatif A Plasma MMP- était plus élevé au TB de diagnostic TB mais pas à des semaines de traitement antirétroviral ARV, alors que MMP- et MMP- étaient le plus significativement augmenté aux concentrations ARMP MMP- ont été mesurées dans des surnageants de culture de cellules mononucléaires du sang périphérique PBMCs stimulées avec HRv Mtb tué par la chaleur dans une cohorte de patients TB-IRIS et de témoins non-IRIS B Après stimulation, la sécrétion de MMP était supérieure à celle des témoins non-IRIS. Dans un modèle de culture de cellules D de la TB, les microsphères ont été imprégnées avec des PBMC stimulées par Mtb, tuées par les ultraviolets et soit avec un gel DQ. in ou DQ-collagène DQC, qui augmente en fluorescence lorsque la stimulation de Mtb clivé a augmenté la dégradation totale de la gélatine dans les microsphères par rapport aux PBMC témoins C Addition de doxycycline aux milieux de culture cellulaire environnants inhibé la dégradation de la matrice extracellulaire D De même, de manière dépendante de la dose E Dans A et B, les lignes horizontales indiquent les médianes, et les comparaisons entre les groupes sont faites par l’analyse de test U de Mann-Whitney; Les comparaisons sont montrées pour les PBMC de gélatine Mtb comparées à la gélatine PBMC C et à la doxycycline μg / mL comparées à Mtb Valeurs P simples: * & lt ;, ** & lt ;, **** & lt; Figure View largeTélécharger la lameMétalloprotéinases matricielles atténuées associées à une charge accrue d’antigène tuberculeux de la tuberculose, et Mycobacterium tuberculosis L’activité MMP entraînée par Mtb est inhibée par la doxycycline Doxy / Dox Syndrome inflammatoire de tuberculose de reconstitution immunisée TB-IRIS patients avec lipoarabinomannan urinaire positif LAM avait augmenté MMP-, MMP- et MMP- plasma comparé aux patients de TB-IRIS qui étaient LAM négatif A Plasma MMP- était plus haut au TB diagnostiquant TB mais pas à semaines de la thérapie antirétrovirale ARV, alors que les concentrations de MMP et de MMP ont été les plus significativement augmentées au niveau des ARV MMP – les concentrations ont été mesurées dans les surnageants de culture des cellules mononucléées du sang périphérique PB Après stimulation, la sécrétion de MMP était plus importante chez les PBMC IRIS-TB que chez les témoins non-IRIS. Dans un modèle de culture cellulaire D de TB, les microsphères ont été imprégnées de PBMC stimulées par Mtb et de DQ-gélatine ou DQ-collagène DQC, qui augmentent en fluorescence lorsque la stimulation de Mtb clivée augmente la dégradation totale de la gélatine dans les microsphères par rapport aux PBMC témoins. C Addition de doxycycline aux milieux de culture cellulaire environnants inhibés dégradation de la matrice extracellulaire D De même, la doxycycline supprime la dégradation du collagène conduite par Mtb d’une manière dépendante de la dose. E Dans A et B, les lignes horizontales indiquent les médianes, et les comparaisons entre les groupes sont effectuées par analyse U de Mann-Whitney; Les comparaisons sont montrées pour les PBMC de gélatine Mtb comparées à la gélatine PBMC C et à la doxycycline μg / mL comparées à Mtb Valeurs P simples: * & lt ;, ** & lt ;, **** & lt Nous avons ensuite examiné l’effet de la stimulation antigénique sur l’activité MMP chez les patients TB-IRIS Nous avons étudié les concentrations en MMP dans les surnageants de culture de PBMC d’une cohorte précédemment publiée de TB-IRIS et de témoins non-IRIS échantillonnés au moment de l’apparition de TB-IRIS Chez les patients TB-IRIS, la sécrétion de MMP a été augmentée après stimulation avec HRv Mtb tué par la chaleur comparé aux témoins non-IRIS.

La doxycycline supprime la dégradation de la matrice provoquée par Mtb

Doxycycline est un inhibiteur de MMP autorisé et réduit l’activité collagénase Nous avons étudié l’effet inhibiteur de la doxycycline dans un modèle de culture cellulaire D qui récapitule les composants clés de la formation de granulomes humains en utilisant une lecture fonctionnelle de la destruction de la matrice. La Doxycycline dans les milieux de culture cellulaire autour des microsphères a inhibé cette dégradation Figure D De même, la doxycycline a supprimé la dégradation du collagène entraînée par Mtb d’une manière dépendante de la dose.

DISCUSSION

réponses immunitaires protectrices Dans cette étude, nous avons identifié les principales différences entre les MMP qui causent l’immunopathologie dans la tuberculose dépendante du statut VIH et les MMP caractérisées dans TB-IRIS Chez les patients tuberculeux non infectés par le VIH, l’activité MMP était prédominante dans le compartiment pulmonaire et MMP La PIIINP plasmatique plus élevée peut représenter une destruction tissulaire entraînée par MMP sur des sites extrapulmonaires, la MMP étant la principale protéase. Nous avons identifié la PIIINP comme un marqueur pathologique de l’activité excessive des MMP lors du diagnostic de la tuberculose et pendant la tuberculose. -IRIS, avec risque potentiel de stratification des individus avant traitement antirétroviral et de diagnostic de la TB-IRIS En outre, la doxycycline, un inhibiteur des MMP, a un potentiel en tant que thérapie dirigée contre l’hôte pour prévenir les résultats de TB-IRISOur. Les MMPs dans la TB associée au VIH concordent avec les résultats des études antérieures plus modestes Nous avions déjà signalé que de multiples gènes de MMP étaient régulés positivement dans les PBMC IRIS-TB restimulées par la Cependant, alors que la plupart des MMP sont régulées au niveau transcriptionnel, la MMP est principalement synthétisée dans les neutrophiles et ne peut donc pas être identifiée par l’analyse de l’expression génique. réponses chez les patients infectés par le VIH atteints de méningite tuberculeuse TBM, dans le liquide céphalo-rachidien CSF et plasma, avec CSF MMP-, et – dans TBM-IRIS par rapport aux contrôles non-IRIS, bien que MMP- n’a pas été étudié Ravimohan et al ont constaté qu’une augmentation de la MMP plasmatique à la semaine du TAR par rapport aux valeurs initiales avant l’ART était associée à un risque accru de TB-IRIS et à des tests anormaux de la fonction pulmonaire après l’achèvement du traitement antituberculeux, ce qui concorde avec notre constatation. -IRIS En outre, nous avons déjà démontré que les neutrophiles étaient une source importante de MMP dans la tuberculose et que la neutrophilie était associée à de mauvais résultats immunité innée régulée Les réponses ont été impliquées dans la physiopathologie TB-IRIS [,,,] Des cytokines pro-inflammatoires innées élevées, l’activation des monocytes, la cytotoxicité et l’activation de l’inflammasome ont été associées à TB-IRIS, impliquant l’activation globale de la réponse immunitaire innée [,,,] , mais ces études n’identifient pas les effecteurs ultimes de la destruction tissulaire. Une association entre TB-IRIS et charge antigénique mycobactérienne a été démontrée. Nos résultats suggèrent que l’antigène Mtb entraîne une augmentation de l’activité MMP ou une augmentation de l’activité MMP chez les patients TB-IRIS provoque une destruction accrue de la matrice extracellulaire, augmentant ainsi la détection de l’antigène urinaire Chez les patients tuberculeux infectés par le VIH sous ART, l’acide hyaluronique élevé, un composant glycosaminoglycane de la matrice extracellulaire, était associé à de mauvais résultats incluant la mort Ces produits peuvent avoir un rôle pronostique dans la tuberculose associée au VIH et indiquer un risque élevé de TB-IRIS. Une stratégie immunomodulatrice établie pour la tuberculose ou la TB-IRIS est la corticothérapie, utilisée en association avec le système nerveux central et la tuberculose péricardique, et dans le traitement du TB-IRIS paradoxal Les corticostéroïdes suppriment les MMP dirigées par Mtb, ce qui peut contribuer à leurs effets bénéfiques. Notre modèle D de la formation du granulome TB démontre le potentiel de la doxycycline pour inhiber la dégradation de la matrice guidée par Mtb L’intégrité de la matrice extracellulaire favorise la survie des cellules hôtes dans l’infection Mtb, et donc les stratégies de protection matricielle peuvent améliorer le résultat de la TB sans exacerber le Doxycycline, un inhibiteur autorisé de MMP, est bon marché, sûr et largement disponible et pourrait être étudié comme adjuvant immunomodulateur dans le traitement de TB, avec l’avantage supplémentaire de l’activité antimycobactérienne bactériostatique Nous rapportons une grande étude examinant des mécanismes de immunopathology dans TB Cependant, en tant qu’étude observationnelle, nous ne pouvons pas attribuer de causalité, ni exclure la possibilité Les facteurs confusionnels non mesurés ont contribué à des associations mesurées. Nous avons ajusté le statut sexuel et tabagique, facteurs qui ont été associés à des réponses MMP divergentes, mais qui ne peuvent exclure d’autres facteurs de confusion L’incidence du TB-IRIS% était élevée. pas disponible chez certains patients atteints de TB-IRIS gravement malades qui étaient incapables d’expectorer, ce qui peut avoir entraîné une sous-estimation de l’effet dans l’analyse longitudinale des expectorations. En résumé, notre travail soutient un rôle central des MMPs dans la TB et IRIS-TB. La MMP systémique est la protéase dominante dans le TB-IRIS, contrairement aux MMP pulmonaires localisées chez les patients tuberculeux non infectés par le VIH. Les produits de dégradation de la matrice sont des biomarqueurs prometteurs. Risque de TB-IRIS avant et pendant l’apparition clinique La doxycycline, un inhibiteur de la MMP, peut prévenir l’immunopathologie dans TB-IRIS

Données supplémentaires

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Remarques

Contributions des auteurs NFW, KAW, GM, RJW, JSF et PTE ont conçu et conçu l’étude clinique NFW, GM, RG, JMP et RJW ont recruté la cohorte clinique NFW, KAW et AC ont effectué des analyses de laboratoire d’étude transversale et longitudinale KAW, GM, RT et RJW ont conçu et réalisé des expériences de stimulation MTB TB-IRIS PBMC, et LBT et PTE ont conçu et réalisé les expériences de granulome D TB NW et CO ont effectué une analyse des données NFW et PTE contiennent toutes les données primaires et sont responsables de l’intégrité des données Tous les auteurs ont contribué à la rédaction du manuscrit et approuvé la version finale remise. Remerciements Nous sommes reconnaissants envers l’équipe de recherche clinique de l’Initiative de recherche clinique sur les maladies infectieuses et Tara Sathyamoorthy pour son aide au recrutement des patients. et aux participants, au personnel et aux patients de la clinique Ubuntu et du gouvernement du Western Cape: HealthDisclaimer Les bailleurs de fonds n’ont joué aucun rôle dans la conception, la collecte de données, l’analyse des données, l’interprétation des données ou la rédaction du rapport. exprimé dans ce manuscrit reflètent ceux des auteurs seuls Soutien financier Ce travail a été soutenu par les numéros de prix Wellcome Trust,,,; Institut national de recherche en santé du Royaume-Uni (NIHR); Centre de recherche biomédicale du NIHR de l’Imperial College; l’Institut Francis Crick qui reçoit son financement de base du Cancer Research UK FC, du Medical Research Council du Royaume-Uni et du Wellcome Trust FC; MRC-UK; Centre national britannique pour les R / NC / L /; Fédération britannique des femmes diplômées Ruth Bowden Scholarship to N F W; Union européenne FP HEALTH-F–; Le numéro de prix RAI des National Institutes of Health des États-Unis; National Research Foundation NRF des numéros de prix de l’Afrique du Sud et et le financement incitatif NRF UID:; Fondation David et Elaine Potter; l’Initiative des chaires de recherche sud-africaines du Département de la science et de la technologie; et le South African Medical Research Council dans le cadre de son programme de centres collaborateurs TB et VIH, avec des fonds reçus du Département national de la santé numéro SAMRC-RFA-CC: TB / VIH / SIDA – et le Programme national des boursiers en santé. Conflits d’intérêts potentiels. auteurs: Aucun conflit d’intérêt signalé Tous 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