Pilotní studie perorálního doplňování probiotických bakterií ke snížení chronické imunitní aktivace u HIV infikovaných malianských žen

Nadměrná stimulace imunitního systému, aktivace a související zánět hrají ústřední roli v patogenezi onemocnění HIV. Úroveň aktivace T-buněk a monocytů předpovídá rychlost progrese onemocnění HIV k AIDS, sklon ztráty CD4+ T-buněk a mortalitu [Liu 1997, Liu 1998, Deeks 2004, Hunt 2008, Sandler 2011]. Mechanismus, kterým onemocnění HIV způsobuje přetrvávající imunitní aktivaci a zánět, je multifaktoriální a zahrnuje přímý patogenní účinek replikace, jiných chronických virových infekcí, stejně jako nepřímé cesty. Nyní se obecně uznává, že důležitou součástí této patologie je bakteriální translokace do systémové cirkulace v důsledku změn střev souvisejících s HIV. HIV i opičí infekce virem imunodeficience (SIV) mají za následek rychlou a hlubokou depleci střevních slizničních Th17+CD4+ T-buněk, klíčových imunitních buněk spojených se snížením bakteriální translokace přes střevní stěnu [Brenchley 2004, Raffetellu 2008]. Kromě toho jak HIV, tak SIV způsobují přímé poškození střevních epiteliálních buněk [Li 2008, Nazli 2010] a studie genové exprese GI sliznice odhalily upregulaci genů zapojených do zánětlivých a apoptotických drah a downregulaci těsného spojení související s HIV. Sankaran 2008]. Tyto střevní změny spojené s HIV nakonec narušují normální synergickou koexistenci mezi člověkem a jeho/její komenzální střevní mikrobiální flórou, což vede ke zvýšené translokaci střevních bakteriálních produktů, jako je endotoxin (také známý jako lipopolysacharid) a bakteriální ribozomální DNA 16s do systémové oběh. Zde tyto bakteriální produkty slouží jako silné stimuly pro trvalou aktivaci T-buněk a monocytů a zánět, které řídí progresi onemocnění HIV [Hunt 2008, Brenchley 2006, Jiang 2009]. Léčba HIV antiretrovirovou terapií (ART) pouze částečně koriguje tuto střevní lézi a související zánětlivý proces.

Jedním z možných přístupů k řešení tohoto problému je doplnění „ekologických nik“ ve střevě prospěšnými bakteriemi nebo „probiotiky“, jako jsou druhy Lactobacillus a Bifidobacillus, které mohou být vyčerpány u osob infikovaných HIV a za určitých dalších podmínek. Bylo prokázáno, že probiotické bakterie a jejich biofilmy stimulují vrozenou imunitu a vedou k prospěšným metabolickým změnám, které zlepšují střevní epiteliální bariéru a funkce Th17 T-buněk a snižují zánět střev a únik endotoxinů [Bassaganya-Rievra 2012, Pagnini 2009, Giamarellos-Bourboulis 2009] . To se ukázalo jako prospěšné v několika klinických situacích, včetně ulcerózní kolitidy, zánětu ileálního váčku a akutního průjmu u dětí [Tursi 2010, Miele 2009, Minmura 2004, Salari 2012]. U jedinců infikovaných HIV se zdá, že u pacientů léčených ART, kteří nedosáhli očekávaného zlepšení počtu CD4+ T-buněk v krvi, chybí měřitelná plazmatická 16s ribozomální DNA signatura Lactobacillus species nebo mají nižší fekální koncentrace laktobacilů [Merlini 2011, Perez-Santiago 2013]. Modely SIV na primátech využívající makaky pigtail prokázaly, že suplementace Lactobacillus plantarum zvyšuje nábor Th17 CD4 ve střevech, expresi interleukinu (IL)-17, produkci proteinu v epiteliálních těsných spojeních a snižuje zánětlivé chemokiny a IL-1B [Sankaran 2013]. Další nedávná studie prokázala, že makakové infikovaní SIV měli významně zlepšený počet střevních antigen prezentujících buněk a slizničních CD4+ T-buněk, sníženou fibrózu střevní lymfoidní tkáně a snížené hladiny d-dimerů v plazmě, když jim byla podávána ART a kombinace probiotických bakterií (VSL#3 a L. rhamnosus CG) vs samotný ART [Klatt 2013]. Probiotika by tedy mohla nabídnout důležité výhody pacientům infikovaným HIV zlepšením střevní sliznice a imunologické funkce a snížením následné bakteriální translokace a imunitní aktivace, která vede k AIDS.

Omezený počet studií se zabýval probiotiky ke snížení průjmu nebo zlepšení počtu CD4+ T-buněk u jedinců infikovaných HIV, zejména v Africe. Jedinci v subsaharské Africe mají větší pravděpodobnost průjmu než ve vyspělých zemích a střevní mikrobiom je odlišný [Yatsunenko 2012], stejně jako větší zátěž střevními parazitózami a patogenními bakteriemi, jako je Salmonella a Cholera. Některé údaje naznačují, že jedinci neinfikovaní HIV (afrického původu ve srovnání s bělochy a ženy ve srovnání s muži) mohou mít větší propustnost střev nebo vykazovat výraznější systémové zánětlivé reakce. Studie 24 nigerijských žen infikovaných HIV (počet CD4+ T-buněk > 200, ne na ART) s průjmem bylo randomizováno tak, aby dostávaly 15denní jogurt s probiotikem nebo bez probiotik (Lactobacillus rhamnosus CG a L. reuteri). Probiotická skupina měla vymizení průjmu a stabilní nebo zlepšený počet CD4+ T-buněk po jednom měsíci ve srovnání s nesuplementovaným jogurtem [Anukam 2008]. Podobné zlepšení CD4 bylo pozorováno v randomizované probiotické studii (Bifidobacterium bifidum a Streptococcus thermophilus) u afrických dětí infikovaných HIV [Trois 2008]. Observační studie zkoumající zavedení probiotického jogurtu, kterou provedly místní ženy infikované HIV v komunitě s nízkými příjmy v Tanzanii, byla spojena s významně zvýšeným počtem CD4+ T-buněk [Irvine 2010]. Probiotika se ukázala jako bezpečná a dobře tolerovaná v těchto a dalších studiích [Irvine 2011, Kerac 2009, Hummelen 2011, Wolf 1998] u jedinců infikovaných HIV.

Odůvodnění pro selekci a bezpečnost probiotických bakterií – všechny Lactobacillus sp. a další probiotické bakterie nemusí fungovat stejně dobře při obnově integrity střevní sliznice a imunitní funkce, a to bezpečným způsobem. VSL#3® DS (Double-Strength, Sigma-Tau Pharmaceuticals) je dobře charakterizovaný ve vodě rozpustný, živý (9 × 1011 bakterií/sáček, jednou denně), lyofilizovaný přípravek 8 probiotických bakterií postrádajících L. rhamnosus, ale včetně dříve diskutovaných L. plantarum a S. thermophilus (spolu s Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus paracasei a Lactobacillus bulgaricus), který byl rozsáhle studován s více než 140 citacemi PubMed od roku 1999. Bylo prokázáno, že VSL#3 in vitro a in vivo (krysí model) zvyšuje proteiny těsného spojení, snižuje propustnost střev, snižuje zánět, zvyšuje vrozenou imunitu a snižuje invazi salmonel [Dai 2012, Mencarelli 2012, Appleyard 2011, Madsen 2001, Pagnini 2010, Gad 2011]. L. paracasei obsažená ve VSL#3 kóduje "laktocepin" proteázu, která selektivně degraduje secernované as buňkou spojené chemokiny a snižuje zánět u myšího modelu kolitidy [von Schillde 2102]. Jak bylo uvedeno dříve, makakové infikovaní SIV měli zlepšený počet buněk prezentujících střevní antigen a slizničních CD4+ T-buněk, když jim byly podávány VSL#3 a L. rhamnosus oproti samotné ART [Klatt 2013].

Klinicky byl VSL#3 rozsáhle studován pro "pouchitidu", která se může objevit po ileální pouch-anální anastomóze u chronické ulcerózní kolitidy u přibližně 30 % pacientů. Několik randomizovaných klinických studií a přehled databáze Cochrane podporuje bezpečnost a účinnost VSL#3 při snižování akutního a chronického zánětu váčku [Holubar 2010]. VSL#3® DS je jediné probiotikum uznané jako účinný nástroj pro léčbu pouchitidy Americkou College of Gastroenterology i Německou asociací gastroenterologie. Podobně byl VSL#3 účinným doplňkem u recidivující mírné až středně těžké ulcerózní kolitidy ve dvojitě zaslepené, randomizované, placebem kontrolované studii [Tursi 2010]. V randomizované studii 59 dětí se syndromem dráždivého tračníku byla VSL#3 lepší než placebo ve snížení bolesti břicha/nepohodlí a nadýmání [Guandalini 2010]. Dvojitě zaslepená, randomizovaná klinická studie s 229 rizikovými hospitalizovanými pacienty prokázala, že VSL#3 může zabránit průjmu spojenému s antibiotiky [Selinger 2013]. VSL#3 byl studován u zdravých, těhotných italských žen, pacientů s cirhózou a kriticky nemocných pacientů bez bezpečnostních problémů [Vitali 2012, Agrwal 2012, Gupta N 2013, Frohmader 2010].

Jak již bylo uvedeno dříve, lékařská literatura identifikuje pouze vzácné případy laktobacilové nebo bifidobacilové bakterémie (nespojené s VSL#3), obecně u pacientů s těžce oslabenou imunitou nebo nozokomiálních infekcí spojených s centrální linií u osob, které neužívají probiotika. 8letá retrospektivní studie ve velkém akademickém lékařském centru v USA zjistila maximálně 0,2% incidenci probiotické bakteriémie mezi hospitalizovanými příjemci probiotik [Simkins 2013]. V roce 2011 dokončený rozsáhlý přezkum 387 sérií případů a randomizovaných kontrolovaných studií zahrnujících více než 24 000 pacientů, které provedlo americké ministerstvo zdravotnictví a sociálních služeb (DHHS), nezjistily žádné případy, kdy by použití přípravku zahrnujícího Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces, Streptococcus, Enterococcus nebo Bacillus vedl k hospitalizaci [Hempel 2011]. Důkazy o hospitalizaci nebo bakteriémiích v důsledku užívání probiotik pocházely pouze z kazuistik a byly vzácné. Studie DHHS nenalezla žádné důkazy o zvýšených nežádoucích účincích spojených s užíváním probiotik, ale dodala, že „vzácné nežádoucí účinky je obtížné posoudit a navzdory značnému počtu publikací není současná literatura dostatečně vybavena k zodpovězení otázek o bezpečnosti probiotických intervencí. sebejistě". Nezávislý panel odborníků na bezpečnost potravin dospěl k závěru, že VSL#3® je „obecně uznáván jako bezpečný (GRAS) pro použití v lékařských potravinách“. GRAS je označení amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA), které uznává, že některé potravinářské přídatné látky jsou bezpečné za podmínek jejich zamýšleného použití kvalifikovanými odborníky. Pro získání takového uznání musí produkt vytvořit konsensus odborného názoru ohledně bezpečnosti jeho použití na základě přezkoumání vědeckých důkazů.

Odůvodnění návrhu s jedním ramenem – testovaná hypotéza je, že perorální suplementace probiotickými bakteriemi sníží endotoxémii a aktivaci makrofágů a T-buněk související s endotoxinem u subjektů infikovaných HIV. Protože očekáváme, že hladiny aktivace endotoxinů a makrofágů/T-buněk zůstanou stabilní (nebo se možná pomalu zvýší) u subjektů, které nedostávají ART [Deeks 2004], studie s jedním ramenem nám umožní určit, zda má intervence účinek. Do této studie budou zařazeni jedinci s počtem CD4+ T-buněk >350 buněk/mm3. U osob s počtem CD4+ T-buněk > 350 buněk/mm3 byl výskyt AIDS a non-AIDS příhod 0,7 příhod na 100 osoboroků [Baker 2008], takže výzkumníci očekávají, že tyto komplikace budou během studie nepravděpodobné. V poslední době se směrnice WHO změnily tak, že doporučují zahájit ART, když je počet CD4+ T-buněk jedince infikovaného HIV

NÁVRH STUDIE – Toto je jednoramenná studie k vyhodnocení účinku 12týdenní kombinované perorální probiotické suplementace (VSL#3) na biomarkery mikrobiální translokace, aktivace monocytů a T-buněk a zánětu v krvi u chronicky HIV infikovaných Malianů ženy s počtem CD4+ T-buněk ≥ 350 buněk/mm3, které nedostávají ART. Subjekty budou přehodnoceny v týdnu 24, aby se určila udržitelnost jakýchkoli změn. Do této studie bude zapsáno 50 předmětů. Odběr krevní plazmy/séra a stolice bude probíhat na začátku, ve 4., 12. a 24. týdnu. Všechny subjekty budou vyšetřeny na střevní parazity do 45 dnů před vstupem do studie. Budou zaznamenány podrobné demografické údaje, hmotnost a BMI, frekvence stolice, symptomy, anamnéza ART, CD4 a HIV RNA. Dotazník pro hodnocení stresu bude vyplněn na začátku a v týdnu 12