Zn-täydennys HIV-immunologisissa ei-vasteissa (VIHZn)

HIV-tartunnan saaneiden ihmisten tutkimukset osoittavat, että vaikka antiretroviraaliset hoidot (ART) vähentävät tulehdusta (1), monet tulehdusmerkit pysyvät jatkuvasti koholla ja tällä kroonisella tulehduksella voi olla tärkeä rooli sydän- ja verisuonisairauksissa (CVD). Lisäksi jotkin henkilöt, joilla on HIV aloittamassa ART:ta, eivät toivu odotetusti CD4+:n määrästä, ja heitä kuvataan immunologisina ei-respondereina (INR). INR:illä on vakavasti muuttuneita immunologisia toimintoja, mukaan lukien toimintahäiriöt ja solujen tuotannon väheneminen lymfopoeettisessa kudoksessa, immuunisäätelijöiden, kuten säätelevien T-solujen ja Th17-solujen, häiriintynyt taajuudet ja lisääntynyt immuuniaktivaatio, immunosensenssi ja apoptoosi. Tärkeää on, että INR:illä on suurempi sairastuvuuden ja kuolleisuuden riski verrattuna HIV-infektoituneisiin potilaisiin, joiden immuunijärjestelmä on optimaalinen. Ryhmämme on osoittanut, kuinka tämä ryhmä reagoi huonosti mRNA-rokotteeseen SARS-CoV-2:ta vastaan ​​osoittaen heikentynyttä immuunitoimintaa näiden henkilöiden keskuudessa (2).

Immunologisten vasteiden (INR) määritelmä kärsii kuitenkin konsensuksen puutteesta, mikä estää löydösten vertailun. Useimmiten INR-arvot määritellään sellaisiksi, joiden CD4+-solujen määrä on <200 solua/μl, kun taas hoidon kesto, joka tarvitaan potilaiden luokittelemiseksi INR-arvoiksi, vaihtelee. Lisäksi jotkin tutkimusryhmät määrittelevät INR:t CD4+-solujen prosentuaalisen kasvun perusteella, yleisimmin < 20 % nousuna lähtötasosta (3). Toisaalta näyttää olevan yksimielisyys siitä, että riittävään immuunivasteeseen HAART:lle tulisi sisältyä CD4+-solujen määrä > 500 solua/μl, pääasiassa siksi, että HIV-infektoituneiden potilaiden, joilla on tämä immuunipalautumistaso, sairastuvuus ja kuolleisuus on lähellä tai verrattavissa. HIV-negatiivisten henkilöiden potilaisiin (4). Potilaat, joiden CD4+-solujen määrä <500 solua/μl, luokitellaan näin ollen riittämättömiksi reagoiviksi, ja ne sisältyvät INR-ryhmään. Ja vaikka he ovat huonosti kuvattu ryhmä, heidän sairastuvuus ja kuolleisuus näyttävät olevan enemmän samankaltaisia ​​kuin INR-arvot kuin riittävät vasteet (5).

Taustalla olevaa mekanismia, joka selittää INR-ilmiöt, ei ymmärretä hyvin. Useita hypoteeseja on esitetty vanhemmalla iällä, pitkällä HIV-infektiolla ennen HAART-hoitoa, C-hepatiittitartunnalla ja alhaisella CD4-tasolla, jotka altistavat immunologiselle vasteen puuttumiselle (6). CD4-matali näyttää erityisesti olevan kriittinen CD4+-solujen elpymiselle (7). Mikään näistä tekijöistä ei kuitenkaan anna täydellistä selitystä immuunirekonstituution puutteelle INR:issä. Luultavasti tämä on seurausta useista tekijöistä ja niiden vuorovaikutuksesta. Mielenkiintoista on, että alhaiset plasman sinkkitasot ja riittämätön sinkin saanti havaittiin jopa 50 %:lla osallistujista useissa HIV-tartunnan saaneiden aikuisten kohortissa (8,9), ja ne liittyivät itsenäisesti HIV-taudin nopeampaan etenemiseen (10) ja lisääntyneeseen kuolleisuuteen (11). Sinkin puute vähentää T-solujen muodostumista, heikentää humoraalista ja soluvälitteistä immuniteettia, johtaa lymfopeniaan ja kateenkorvan surkastumiseen sekä lisää infektioiden esiintymistiheyttä ja määrää (8). Siten sinkin tilalla voi olla myös rooli INR:ien mekanismeissa.

Sinkki virusinfektiossa Sinkki on välttämätön hivenaine sekä isännälle että taudinaiheuttajille. Kasvuakseen taudinaiheuttajat tarvitsevat sinkkiä. Siten sinkki on virusproteiinien rakenteellinen kofaktori, ja tietyt virukset ovat kehittäneet strategioita muuttaakseen solujen sinkin homeostaasia sen hyödyksi (12). Toisaalta on olemassa laajaa näyttöä siitä, että sinkki voi estää viruksen replikaatiota ja vähentää solujen tunkeutumista (esim. Rhinovirus, HCV, SARS-CoV) (tarkistettu kohdassa 13).

On huomattava, että tiimimme on osoittanut, että alhaiset sinkkitasot suosivat SARS-CoV2:n leviämistä (14). Nämä tulokset voivat viitata joko suoraan antiviraaliseen vaikutukseen SARS-CoV2:ta vastaan ​​tai siihen, että virus hyötyy stressiolosuhteista, jotka johtuvat alhaisen solun sinkkipitoisuudesta. Sinkkilisän on osoitettu olevan hyödyllinen, kun sitä annetaan HBV- ja HCV-tartunnan saaneille potilaille. Lisäksi sinkkipohjainen ravitsemuksellinen immuniteetti vähentää ripulia ja hengitystiesairauksia (tarkisteltu kohdassa 13). Huomattavaa on, että sinkkilisä rino- ja koronavirusten aiheuttamaan flunssan hoitoon ehkäisee sitä ja lyhentää sen kestoa, jos anto aloitetaan 24 tunnin sisällä oireiden alkamisesta (katso 13). Siten sinkkilisän on osoittautunut hyödylliseksi joitakin virusinfektioita vastaan. On kuitenkin epävarmaa, johtuiko tämä parantuneesta paikallisesta immuunivasteesta vai viruksen estymisestä.

Sinkki immunomodulaattorina Sinkin puutteen (ZD) tiedetään liittyvän proinflammatorisiin vasteisiin infektion yhteydessä, mikä osoittaa korkeampaa reaktiivisten happilajien (ROS) tuotantoa ja tulehdusmarkkereita (12, 13). Sekä synnynnäisen että adaptiivisen immuniteetin solujen sytokiinituotannon epätasapainosta on myös raportoitu.

Konkreettisesti ZD liittyy korkeampiin IL-6-, IL-1beta- ja TNF-alfa-tasoihin (13,15). Tässä skenaariossa sinkkilisän on osoitettu vähentävän infektioiden, tulehduksellisten sytokiinien, mukaan lukien IL-6, ja oksidatiivisen stressin merkkiaineiden ilmaantuvuutta vanhuksilla (12). Lisäksi sinkkilisän on osoitettu tasapainottavan immuunivasteita (16).

Ravitsemussinkin tila ja IL-6 ovat vahvasti yhteydessä toisiinsa. Siten IL-6 voi vähentää sinkin hyötyosuutta edistäen hepatosyyttien sisäistämistä ja sinkkikelaattoreiden ilmentymistä (17). Toisaalta sinkki vähentää IL-6:n tuotantoa estämällä STAT-3-reittiä (18). Tutkimuksemme COVID-19-potilailla osoitti negatiivisen korrelaation seerumin sinkkitasojen ja IL-6:n tuotannon välillä (14).

Sinkki T-lymfosyyttien aktivaatiossa ja sammumisessa Sinkin tiedetään vaikuttavan T-lymfosyyttien kypsymiseen, erilaistumiseen ja sytokiinien tuotantoon (19). Aktivoituneiden T-solujen tiedetään lisäävän sinkkipitoisuutta (20). Toisaalta sinkkiä on osoitettu tarvittavan oikeaan TCR-signalointiin moduloimalla Lck- ja Zap-70-aktiivisuutta (20). Yhteistyökumppanimme Vicente et al. ovat osoittaneet, että sinkki voimistaa positiivisesti kolmea pääsignalointireittiä, AP-1, NF-kB ja NFAT1 (21). Zip6:n, sinkin kuljettajan, jota säädeltiin varhain soluaktivaation aikana, kaatuminen muuttaa sinkin sisäänpääsyä ja heikentää dramaattisesti Jurkat T-solujen aktivaatiota (22). Lisäksi viimeaikaiset tutkimukset CD8+ T-solujen toimintahäiriöistä syövän ja kroonisten infektioiden aikana ovat alkaneet selvittää tähän ilmiöön liittyviä transkriptioreittejä, ja sinkin homeostaasi on jälleen noussut avaintekijäksi. Näin ollen metallotioneiinien 1 ja 2 tasot ja sinkistä riippuvaiset transkriptiotekijät ilmentyvät eri tavalla loppuun kuluneissa CD8+-soluissa (23). Siitä huolimatta ei ole olemassa tutkimuksia, joissa selvitettäisiin, voisiko sinkin lisäys/kelatointi vaikuttaa suoraan CD8+:n toimintahäiriöprofiiliin ja kuinka nämä kokemukset voitaisiin muuntaa uusiksi hoitomenetelmiksi näiden sairauksien, mukaan lukien HIV-infektion, hoitoon.

Sinkki B-lymfosyyttien toiminnassa On osoitettu, että sinkin kuljettajat (Zip7 ja Zip10) ovat välttämättömiä B-solujen toiminnassa. B-solujen aktivaatio ja plasmasolujen erilaistuminen riippuvat sinkin signaloinnista (24). Sinkin ravintoarvo on tärkeä vasta-ainetuotantoa määräävä tekijä, koska se vaikuttaa sekä B-soluihin että CD4+ T-lymfosyytteihin. Siten ZD:n on osoitettu hiirimalleissa alentavan humoraalista immuunivastetta (25).

Yhteenvetona voidaan todeta, että sinkillä on antioksidanttisia ja anti-inflammatorisia ominaisuuksia ja se osallistuu immuunijärjestelmän säätelyyn, mukaan lukien solujen kypsyminen, solujen erilaistuminen ja apoptoosi. Sinkin homeostaasi on tärkeä monille immuunijärjestelmän osa-alueille, koska sinkin ja immuunijärjestelmän välillä on useita ristikkäiskeskusteluja. Sinkin puute lisää herkkyyttä oksidatiivisen stressin vaikutuksille. Lisäksi sinkillä on antiviraalinen aktivaatio tiettyjä viruksia vastaan. Tältä osin ehdotamme kliinistä tutkimusta, joka perustuu sinkkilisän vaikutuksiin sekä syvempään tutkimukseen tämän lisäyksen vaikutuksista ja mekanismeista immuunisoluissa ja tulehduksissa, HIV-infektiossa ja erityisesti tapauksissa, joissa vaste ART:lle on pienempi. ja vähemmän immuunijärjestelmän palautumiskykyä.

Alustavat tulokset Ryhmämme on työskennellyt sinkin immunomoduloivan vaikutuksen parissa virusinfektioissa ja immuunivasteessa vuodesta 2020 lähtien. Työskentelemme myös aktiivisesti immuunivasteen parissa PWH INR:issä (2). Meillä on useita julkaisuja ja aktiivinen tutkimuslinja, joka yhdistää nämä kaksi tutkimuslinjaa.

Teimme aiemmin tutkimuksen, jossa analysoitiin yhteys plasman sinkkipitoisuuksiin sairaalahoidossa ja COVID-19-ennusteen välillä pandemioiden ensimmäisen aallon aikana. Löysimme negatiivisen korrelaation sinkkitasojen ja IL-6:n välillä sekä kuolleisuuden kanssa. Havaitsimme myös, että sinkki vaikutti viruksen replikaatioon verosoluviljelmissä (14). Olemme äskettäin tehneet kliinisen tutkimuksen (NCT05778383), jonka alustavat tulokset on raportoitu CROI2023 #542:ssa. Tässä tutkimuksessa havaitsimme, että korkean annoksen sinkkilisähoito SARS-coV-2-infektion akuutissa vaiheessa liittyy parempaan sairauden ennusteeseen. Osoitimme myös epänormaalin immuunivasteen rokotukselle INR:ien joukossa (2). Siksi olemme osoittaneet virusinfektion yhteydessä, että sinkillä on antiviraalinen ja anti-inflammatorinen vaikutus, josta voi olla hyötyä HIV-potilaille, erityisesti INR-tilanteessa.

Hypoteesi

Tässä tutkimuksessa on useita hypoteeseja:

1. Suhteellisen alhaiset sinkkitasot ovat yleisiä HIV-potilasryhmässämme, ja niillä on rooli immuunivasteen heikkenemisessä ja tulehdusvasteen lisääntymisessä.

2. Oletamme, että sinkillä on vaikutusta immuunijärjestelmään palauttaen lymfosyyttien määrän INR-HIV-henkilöillä ja parantaen immuunitoimintaa ja krooniseen virusinfektioon liittyvää tulehdusta.

   Siksi sinkin fysiologisilla pitoisuuksilla ja suosituksilla on suotuisa vaikutus immuunitoimintaan, mikä vähentää immuunijärjestelmän aktivaatiota ja kroonista tulehdusta INR-HIV-henkilöillä.

3. Sinkkilisä suojaa suoliston limakalvoa viruksen sytopaattiselta vaikutukselta ja palauttaa osittain HIV:n aiheuttaman suolen läpäisevyyden
4. Sinkkilisä parantaa oksidatiivista stressiä ja mitokondrioiden toimintaa

Tavoitteet

Päätavoitteena on tutkia 16 viikon sinkkiasetaatin täydennyksen kliinisiä ja immuunipuoluisia hyötyjä HIV-immunologisilla ei-vastepotilailla. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi suunnitellaan satunnaistettu kliininen tutkimus (RCT).

Tavoite 1: Suunnitella kaksoissokkoutettu satunnaistettu monikeskustutkimus, jossa on 2-haarainen tutkimus. Seuraavat parametrit mitataan lähtötasolla ja viikolla 16 sinkkitäydennetyillä henkilöillä vs. kontrolleilla:

• Ensisijainen: Muutos CD4+ T-solujen määrässä
• Toissijainen: Muutokset elämänlaadussa EuroQol-5D-3L:n, CD4+ CD8+:n T-soluaktivaation, T-solujen alajoukot, Torque Teno Virus -replikaatio, IL-6, C-RP, transkriptomiikka, ROS

Tavoite 2. Mittaa elämänlaadun, immuunitoiminnan, immuuniaktivaation, tulehduksellisten biomarkkereiden ja mitokondrioiden toiminnan ja ROS:n muutosten pysyvyyttä viikolla 24 suhteessa viikkoon 16 ja lähtötilanteeseen. Mitä tulee: Muutokset elämänlaadussa EuroQol-5D-3L:n, CD4+ CD8+:n T-soluaktivaation, T-solujen alajoukot, Torque Teno -viruksen replikaatio, IL-6, C-RP, transkriptomiikka, ROS

Metodologia on jaettu tehtäviin.

Tehtävä 1. Satunnaistettu kliininen tutkimus. Suunnitellaan avoin satunnaistettu monikeskustutkimus, jossa on 2-haarainen tutkimus. Osallistujat ilmoittautuvat mahdollisesti kahteen paikkaan Hospital del Mar ja Hospital Parc Taulí. Sinkkilisäryhmässä (Zn) osallistujat saavat hoidon standardin (SoC) ja 12 tunnin ajan (jos ART perustuu integraasi-inhibiittoreihin (INSTI)) täydennetään 16 viikon ajan 75 mg:lla alkuaine-Zn:ää (3). tabletit (83 mg Zn-asetaattia) 249 mg sinkkiasetaattia, Zinc-NM Laboratorios Cantabria (Código nacional 156252.4); Olemme valinneet 75 mg alkuaine-Zn/d:tä suun kautta otettavaksi lisäravinteeksi, koska sitä on käytetty turvallisesti ei-HIV-tutkimuksissa yhden vuoden ajan tällä pitoisuudella ilman vakavia haittavaikutuksia (15). Hoidon lopetus (EoT) on 16 viikon kohdalla, mutta Zn:n vaikutusten pysyvyyden arvioimiseksi tehdään 24 viikon seuranta.

Ensisijainen tulos

Muutos lähtötilanteesta viikolle 16 (ensisijainen päätetapahtuma) ja viikkoon 24 (toissijainen päätetapahtuma) seuraavissa parametreissa:

• Plasman Zn-tasot
• Tulehdukselliset biomarkkerit (IL-6, C-reaktiivinen proteiini, CD14, liukoinen reseptori TNF-alfa, I-FABP, LBP)
• Immuunitoiminta:

Torque Teno Virus (TTV) -replikaatio: TTV on Anelloviridae-heimosta ja se on havaittavissa > 90 %:lla terveistä ihmisistä (27,28) (3-6 log10 kopiota/ml). Viruskuorma kuvastaa TTV-replikaation ja antiviraalisen immuunivasteen välistä vuorovaikutusta, ja arvioitu päivittäinen virionien puhdistumanopeus on yli 90 % (29). Korkeammat viruskuormat suhteessa HIV-negatiivisiin ja korrelaatio TTV-viruskuorman ja CD4+-määrän välillä on kuvattu PWH:ssa (30). Merkittävästi kohonnut plasman TTV-pitoisuus potilailla, joiden CD4+-solujen palautuminen on heikentynyt, viittaa syvällisempään immuunihäiriöön. TTV:n läsnäoloa ja replikaatiota voitaisiin käyttää korvaajana immuunitoiminnalle ja vasteelle interventioon sinkkitäydennyksellä (31) T-solujen alapopulaatiot: T-soluosaston tutkiminen voi myös antaa käsityksen immuunijärjestelmän tasapainosta ja toiminnasta. CD4+/CD8+ T-solut ja naiivit, keskusmuisti, efektorimuisti, TEMRA mitataan.

Immuuniaktivaatio: Immuuniaktivaatiotasot voidaan määrittää mittaamalla CD38:n ja Ki67:n ilmentyminen CD8+- ja CD4+-T-lymfosyyteissä Uupumus: PD-1 välittää estäviä signaaleja T-soluille, ja PD-1:tä säätelevät selektiivisesti uupuneet T-solut kroonisen virusinfektion aikana. (32). INR:ssä on raportoitu kohonneita PD-1-tasoja normaaleihin vasteisiin verrattuna (33).

ROS ja mitokondrioiden toiminta: Mitokondrioiden toimintahäiriöt ovat osallisena kasvavassa määrässä häiriöitä. Mitokondrioiden tuottama ROS on osallisena useissa prosesseissa, kuten syöpä, ikääntyminen, sydäninfarkti, sydän- ja verisuonitaudit (38) Elämänlaatukysely (EuroQol-5D-3L): EQ-5D-3L on vakiintunut ja validoitu QoL-kyselylomake, jota käytetään monissa terapeuttisissa ympäristöissä (34, 35, 36). Pienen 5 esineen kokonsa ja visuaalisen analogisen asteikon, lyhyyden ja helppokäyttöisyytensä ansiosta se soveltuu hyvin käytettäväksi kliinisessä tutkimuksessa ja käytännössä. Espanjan väestöstä on validoitu versio (37).

Toissijaiset tulokset

• Muutos transkriptioprofiilissa lähtötilanteen ja viikon 16 välillä suhteessa viikkoon 24 kokoverinäytteissä

Turvallisuuspäätepisteet

• Haittavaikutusten ilmaantuvuus