Suplementación de Zn en personas que no responden inmunológicamente al VIH (VIHZn)

Los estudios de personas que viven con el VIH muestran que, aunque los tratamientos antirretrovirales (TAR) disminuyen la inflamación (1), varios marcadores inflamatorios permanecen persistentemente elevados y esta inflamación crónica puede desempeñar un papel importante en las enfermedades cardiovasculares (ECV). Además, algunas personas con VIH que inician el TAR no recuperan el recuento de CD4+ como se esperaba y se describen como personas que no responden inmunológicamente (INR). Los INR se presentan con funciones inmunológicas gravemente alteradas, incluido el mal funcionamiento y la producción disminuida de células dentro del tejido linfopoético, frecuencias perturbadas de reguladores inmunes como las células T reguladoras y las células Th17, y una mayor activación inmune, inmunosenescencia y apoptosis. Es importante destacar que los INR tienen un mayor riesgo de morbilidad y mortalidad en comparación con los pacientes infectados por el VIH con una reconstitución inmune óptima. Nuestro grupo ha demostrado cómo este grupo responde mal a la vacunación con ARNm contra el SARS-CoV-2, mostrando una función inmune deteriorada entre estos individuos (2).

Sin embargo, la definición de no respondedores inmunológicos (INR) adolece de una falta de consenso que impide la comparación de los hallazgos. En la mayoría de los casos, el INR se define como un recuento de células CD4+ <200 células/μl, mientras que la duración del tratamiento necesaria para clasificar a los pacientes como INR es variable. Además, algunos grupos de estudio definen el INR por el aumento de células CD4+ en porcentajes, más comúnmente <20% de aumento desde el inicio (3). Por otro lado, parece haber acuerdo en que una respuesta inmune adecuada a TARGA debe incluir un recuento de células CD4+ >500 células/μL, principalmente porque los pacientes infectados por VIH con este nivel de restauración inmune tienen una tasa de morbilidad y mortalidad cercana o comparable. a los de personas VIH negativas (4). En consecuencia, los pacientes con recuentos de células CD4+ <500 células/μL se clasifican como respondedores inadecuados, incluidos en el grupo de INR. Y, aunque son un grupo mal descrito, su morbilidad y mortalidad parecen ser más similares a las INR que a las de los respondedores adecuados (5).

El mecanismo subyacente que explica los fenómenos de INR no se comprende bien. Se han planteado varias hipótesis: una edad avanzada, una larga duración de la infección por VIH antes de TARGA, la coinfección con hepatitis C y un nadir bajo de CD4 predisponen a la falta de respuesta inmunológica (6). El nadir de CD4 parece ser específicamente crítico para la recuperación de las células CD4+ (7). Sin embargo, ninguno de estos factores proporciona una explicación completa de la falta de reconstitución inmune en los INR. Probablemente esto sea consecuencia de varios factores y su interacción. Curiosamente, se encontraron niveles bajos de zinc en plasma y una ingesta inadecuada de zinc en hasta el 50% de los participantes en varias cohortes de adultos infectados por el VIH (8,9), y se asociaron de forma independiente con una progresión más rápida de la enfermedad del VIH (10) y una mayor mortalidad (11). La deficiencia de zinc reduce la generación de células T, deprime la inmunidad humoral y mediada por células, provoca linfopenia y atrofia tímica y aumenta la frecuencia y el número de infecciones (8). Por tanto, el estado del zinc también podría tener un papel en los mecanismos implicados en los INR.

Zinc en la infección viral El zinc es un oligoelemento esencial tanto para el huésped como para los patógenos. Para crecer, los patógenos necesitan zinc. Por tanto, el zinc es un cofactor estructural de las proteínas virales y ciertos virus han desarrollado estrategias para alterar la homeostasis celular del zinc en beneficio suyo (12). Por otro lado, existe amplia evidencia de que el zinc puede prevenir la replicación viral y disminuir la invasión celular (p. ej. Rinovirus, VHC, SARS-CoV) (revisado en 13).

Sorprendentemente, nuestro equipo ha demostrado que los niveles bajos de zinc favorecen la expansión del SARS-CoV2 (14). Estos resultados podrían indicar una acción antiviral directa contra el SARS-CoV2 o que el virus se beneficia de las condiciones de estrés causadas por los bajos niveles de zinc celular. Se ha demostrado que la suplementación con zinc es beneficiosa cuando se administra a pacientes infectados por el VHB y el VHC. Además, la inmunidad nutricional basada en zinc reduce los episodios de diarrea y las enfermedades de las vías respiratorias (revisado en 13). Sorprendentemente, la suplementación con zinc para el resfriado común causado por rinocerontes y coronavirus lo previene y reduce su duración, si la administración comienza dentro de las 24 horas posteriores al inicio de los síntomas (revisado en 13). Por lo tanto, se ha demostrado que la suplementación con zinc es beneficiosa contra algunas infecciones virales. Sin embargo, aún no se sabe si esto fue causado por una mejor respuesta inmune local o por una inhibición viral.

Zinc como inmunomodulador Se sabe que la deficiencia de zinc (ZD) está asociada con respuestas proinflamatorias en la infección, mostrando una mayor producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y marcadores inflamatorios (12,13). También se ha informado de un desequilibrio en la producción de citoquinas por parte de células de inmunidad tanto innata como adaptativa.

Concretamente, la ZD se asocia con niveles más altos de IL-6, IL-1beta y TNF-alfa (13,15). En este escenario, se ha demostrado que la suplementación con zinc disminuye la incidencia de infecciones, las citocinas inflamatorias, incluida la IL-6, y los marcadores de estrés oxidativo en personas de edad avanzada (12). Además, se ha demostrado que la suplementación con zinc equilibra las respuestas inmunitarias (16).

El estado nutricional del zinc y la IL-6 están altamente interconectados. Así, la IL-6 puede reducir la biodisponibilidad del zinc promoviendo la internalización en los hepatocitos y la expresión de quelantes del zinc (17). Por otro lado, el zinc disminuye la producción de IL-6 mediante la inhibición de la vía STAT-3 (18). Nuestro estudio con pacientes con COVID-19 mostró una correlación negativa entre los niveles séricos de zinc y la producción de IL-6 (14).

Zinc en la activación y agotamiento de los linfocitos T Se sabe que el zinc afecta la maduración, diferenciación y producción de citoquinas de los linfocitos T (19). Se sabe que las células T activadas aumentan el contenido de zinc (20). Por un lado, se ha demostrado que el zinc es necesario para la correcta señalización del TCR mediante la modulación de la actividad de Lck y Zap-70 (20). Nuestros colaboradores Vicente et al. han demostrado que el zinc potencia positivamente las tres vías de señalización principales, AP-1, NF-kB y NFAT1 (21). La eliminación de Zip6, un transportador de zinc regulado tempranamente durante la activación celular, altera la entrada de zinc y perjudica drásticamente la activación de las células T Jurkat (22). Además, estudios recientes sobre la disfunción de las células T CD8+ durante el cáncer y las infecciones crónicas han comenzado a dilucidar las vías transcripcionales implicadas en este fenómeno y la homeostasis del zinc ha vuelto a surgir como un elemento clave. Por tanto, los niveles de metalotioneínas 1 y 2 y los factores de transcripción dependientes del zinc se expresan diferencialmente en las células CD8+ agotadas (23). Sin embargo, no hay estudios que investiguen si la suplementación/quelación de zinc podría afectar directamente el perfil disfuncional de CD8+ y cómo estos conocimientos podrían traducirse en nuevos enfoques terapéuticos para estas enfermedades, incluida la infección por VIH.

Zinc en la función de los linfocitos B Se ha demostrado que los transportadores de zinc (Zip7 y Zip10) son esenciales en la función de las células B. La activación de las células B y la diferenciación de las células plasmáticas depende de la señalización del zinc (24). El estado nutricional del zinc es un factor importante que determina la producción de anticuerpos dada su acción tanto sobre las células B como sobre los linfocitos T CD4+. Por lo tanto, se ha demostrado en modelos de ratón que la ZD reduce la respuesta inmune humoral (25).

En resumen, el zinc tiene propiedades antioxidantes y antiinflamatorias y participa en la regulación inmune, incluida la maduración celular, la diferenciación celular y la apoptosis. La homeostasis del zinc es importante para varios aspectos del sistema inmunológico, ya que existen varios diálogos cruzados entre el zinc y la función inmunológica. La deficiencia de zinc produce una mayor sensibilidad a los efectos del estrés oxidativo. Además, el zinc tiene una activación antiviral contra ciertos virus. En este sentido, proponemos un ensayo clínico basado en el efecto de la suplementación con zinc, junto con un estudio más profundo del impacto y mecanismos de esta suplementación en las células inmunes y la inflamación, en la infección por VIH y especialmente en aquellos casos con menor respuesta al TAR. y menor capacidad de recuperación inmune.

Resultados preliminares Nuestro grupo trabaja desde 2020 en el efecto inmunomodulador del zinc en infecciones virales y en la respuesta inmune. Además, estamos trabajando activamente en la respuesta inmune en PWH INR (2). Disponemos de varias publicaciones y una línea de investigación activa que une estas dos líneas de investigación.

Anteriormente realizamos un estudio analizando la asociación entre los niveles plasmáticos de zinc al ingreso hospitalario y el pronóstico de COVID-19, durante la primera ola de la pandemia. Encontramos una correlación negativa entre los niveles de zinc y la IL-6, así como con la mortalidad. También encontramos que el zinc actuó sobre la replicación viral en cultivos de células vero (14). Recientemente hemos realizado un ensayo clínico (NCT05778383) cuyos resultados preliminares se informaron en CROI2023 #542. En este ensayo, observamos que la suplementación con dosis altas de zinc en la fase aguda de la infección por SARS-coV-2 se asocia con un mejor pronóstico de la enfermedad. También mostramos una respuesta inmune anormal a la vacunación entre los INR (2). Por lo tanto, hemos demostrado en un contexto de infección viral que el zinc tiene un efecto antiviral y antiinflamatorio, lo que puede tener un beneficio en personas que viven con el VIH, especialmente en la situación de INR.

Hipótesis

Este estudio tiene varias hipótesis:

1. Los niveles relativamente bajos de zinc son frecuentes en nuestra cohorte de pacientes con VIH y tienen un papel en una peor respuesta inmune y en una mayor respuesta inflamatoria.

2. Nuestra hipótesis es que el zinc tiene un impacto en el sistema inmunológico, restaurando el recuento de linfocitos en personas con VIH con INR y mejorando la función inmune y la inflamación asociada con la infección viral crónica.

   Por lo tanto, la suplementación con zinc en concentraciones fisiológicas y recomendaciones tiene un impacto beneficioso en la función inmune, reduciendo la activación inmune y reduciendo la inflamación crónica en individuos con INR VIH.

3. La suplementación con zinc protege la mucosa intestinal del efecto citopático del virus, restaurando parcialmente la permeabilidad intestinal inducida por el VIH
4. La suplementación con zinc mejora el estrés oxidativo y la función mitocondrial

Objetivos

El objetivo principal es estudiar los beneficios clínicos e inmunológicos de 16 semanas de suplementación con acetato de zinc en individuos que no responden al VIH. Para abordar este objetivo, se diseñará un ensayo clínico aleatorizado (ECA).

Objetivo 1: diseñar un estudio multicéntrico, aleatorizado, doble ciego, de 2 brazos. Los siguientes parámetros se medirán al inicio del estudio y en la semana 16 en individuos que reciben suplementos de zinc frente a controles:

• Primario: cambio en el recuento de células T CD4+
• Secundario: Cambios en la calidad de vida a través de EuroQol-5D-3L, activación de células T CD4+ CD8+, subconjuntos de células T, replicación del virus Torque Teno, IL-6, C-RP, transcriptómica, ROS

Objetivo 2. Medir la persistencia de los cambios en la calidad de vida, función inmune, activación inmune, biomarcadores inflamatorios y función mitocondrial y ROS en la semana 24 con respecto a la semana 16 y al inicio. En términos de: Cambios en la calidad de vida a través de EuroQol-5D-3L, activación de células T CD4+ CD8+, subconjuntos de células T, replicación del virus Torque Teno, IL-6, C-RP, transcriptómica, ROS

La metodología se divide en tareas.

Tarea 1. Ensayo clínico aleatorizado. Se diseñará un estudio multicéntrico, aleatorizado y abierto de 2 brazos. Los participantes se inscribirán de forma prospectiva en dos sitios, Hospital del Mar y Hospital Parc Taulí. En el grupo de Suplementación de Zinc (Zn), los participantes recibirán el Estándar de Atención (SoC) y separados 12h (en caso de que el TAR se base en Inhibidores de la Integrasa (INSTI)) serán suplementados durante 16 semanas con 75mg de Zn elemental (3 comprimidos (83 mg de acetato de Zn) 249 mg de Acetato de Zinc Zinc-NM Laboratorios Cantabria (Código nacional 156252.4)). Hemos seleccionado 75 mg de Zn elemental/día como suplemento oral porque se ha utilizado de forma segura en estudios no relacionados con el VIH con una duración de 1 año a esta concentración sin efectos adversos graves (15). El final del tratamiento (EoT) será a las 16 semanas, pero se realizará un seguimiento de hasta 24 semanas para evaluar la persistencia de los efectos del Zn.

Resultado primario

Cambio desde el inicio hasta la semana 16 (criterio de valoración principal) y a la semana 24 (criterio de valoración secundario) en los siguientes parámetros:

• Niveles plasmáticos de Zn
• Biomarcadores inflamatorios (IL-6, proteína C reactiva, CD14, receptor soluble TNF-alfa, I-FABP, LBP)
• Función inmune:

Replicación del virus Torque Teno (TTV): El TTV es de la familia de Anelloviridae y es detectable en >90% de las personas sanas (27,28) (3 a 6 log10 copias/ml). La carga viral refleja la interacción entre la replicación del TTV y la respuesta inmune antiviral, con una tasa de eliminación diaria estimada de más del 90% de los viriones (29). En personas con VIH se han descrito cargas virales más altas con respecto a los VIH negativos y una correlación entre la carga viral de TTV y el recuento de CD4+ (30). Una concentración plasmática de TTV significativamente elevada en pacientes con una recuperación disminuida de las células CD4+ indica un defecto inmunológico más profundo. La presencia y replicación de TTV podrían usarse como un sustituto de la función inmune y la respuesta a la intervención con suplementos de zinc (31) Subpoblaciones de células T: el estudio del compartimento de células T también puede proporcionar una idea del equilibrio y la función del sistema inmunológico. Se medirán las células T CD4+/CD8+ y las vírgenes, la memoria central, la memoria efectora y TEMRA.

Activación inmunitaria: los niveles de activación inmunitaria se pueden determinar midiendo la expresión de CD38 y Ki67 en linfocitos T CD8+ y CD4+. Agotamiento: PD-1 transmite señales inhibidoras a las células T, y PD-1 es regulado selectivamente por células T agotadas durante una infección viral crónica. (32). Se han informado niveles elevados de PD-1 en el INR en comparación con los pacientes con respuesta normal (33).

ROS y función mitocondrial: la disfunción mitocondrial se ha implicado en un número creciente de trastornos. Las ROS generadas por las mitocondrias se han implicado en varios procesos, como el cáncer, el envejecimiento, el infarto de miocardio y las enfermedades cardiovasculares (38). Cuestionario de calidad de vida (CdV) (EuroQol-5D-3L): el EQ-5D-3L es un cuestionario establecido y validado. cuestionario de calidad de vida utilizado en muchos entornos terapéuticos (34,35,36). Con su pequeño tamaño de 5 ítems y una escala analógica visual, su brevedad y facilidad de uso lo hacen muy adecuado para su uso en la investigación y la práctica clínica. Existe una versión validada en población española (37).

Resultados secundarios

• Cambio en el perfil transcriptoma entre el inicio y la semana 16 respecto a la semana 24 en muestras de sangre completa

Puntos finales de seguridad

• Incidencia de eventos adversos (EA)