Supplémentation en Zn chez les non-répondants immunologiques au VIH (VIHZn)

Des études menées auprès de personnes vivant avec le VIH montrent que, bien que les traitements antirétroviraux (TAR) diminuent l'inflammation (1), un certain nombre de marqueurs inflammatoires restent constamment élevés et cette inflammation chronique peut jouer un rôle important dans les maladies cardiovasculaires (MCV). De plus, certaines personnes séropositives qui commencent un TAR ne récupèrent pas leur compte de CD4+ comme prévu et sont décrites comme des non-répondeurs immunologiques (INR). Les INR présentent des fonctions immunologiques gravement altérées, notamment un dysfonctionnement et une diminution de la production de cellules dans le tissu lymphopoétique, des fréquences perturbées des régulateurs immunitaires tels que les lymphocytes T régulateurs et les cellules Th17, ainsi qu'une activation immunitaire, une immunosénescence et une apoptose accrues. Il est important de noter que les INR présentent un risque accru de morbidité et de mortalité par rapport aux patients infectés par le VIH présentant une reconstitution immunitaire optimale. Notre groupe a démontré comment ce groupe répond mal à la vaccination par ARNm contre le SRAS-CoV-2, montrant une fonction immunitaire altérée chez ces individus (2).

Cependant, la définition des non-répondeurs immunologiques (INR) souffre d'un manque de consensus qui empêche la comparaison des résultats. Le plus souvent, les INR sont définis comme ayant un nombre de cellules CD4+ < 200 cellules/μL, tandis que la durée du traitement nécessaire pour catégoriser les patients comme INR est variable. De plus, certains groupes d'étude définissent les INR par l'augmentation des cellules CD4+ en pourcentage, le plus souvent une augmentation < 20 % par rapport à la ligne de base (3). D’un autre côté, il semble y avoir un consensus sur le fait qu’une réponse immunitaire adéquate au HAART devrait inclure un nombre de cellules CD4+ > 500 cellules/μL, principalement parce que les patients infectés par le VIH présentant ce niveau de restauration immunitaire ont un taux de morbidité et de mortalité proche ou comparable. à ceux des personnes séronégatives (4). Les patients ayant un taux de CD4+ < 500 cellules/μL sont par conséquent classés comme répondeurs inadéquats, inclus dans le groupe INR. Et, bien qu'il s'agisse d'un groupe mal décrit, leur morbidité et leur mortalité semblent plus proches des INR que de celles des répondeurs adéquats (5).

Le mécanisme sous-jacent qui explique les phénomènes d’INR n’est pas bien compris. Plusieurs hypothèses ont été avancées selon lesquelles un âge avancé, une longue durée d'infection par le VIH avant le HAART, une co-infection avec l'hépatite C et un faible nadir de CD4 prédisposent à une non-réponse immunologique (6). Le nadir des CD4 semble spécifiquement être critique pour la récupération des cellules CD4+ (7). Cependant, aucun de ces facteurs n’explique complètement l’absence de reconstitution immunitaire des INR. C'est probablement la conséquence de plusieurs facteurs et de leur interaction. Il est intéressant de noter que de faibles taux plasmatiques de zinc et un apport insuffisant en zinc ont été observés chez jusqu'à 50 % des participants de plusieurs cohortes d'adultes infectés par le VIH (8,9), et ont été indépendamment associés à une progression plus rapide de la maladie du VIH (10) et à une mortalité accrue (11). La carence en zinc réduit la génération de lymphocytes T, déprime l'immunité humorale et à médiation cellulaire, entraîne une lymphopénie et une atrophie thymique et augmente la fréquence et le nombre d'infections (8). Ainsi, le statut en zinc pourrait également jouer un rôle dans les mécanismes impliqués dans les INR.

Le zinc dans les infections virales Le zinc est un oligoélément essentiel à la fois pour l'hôte et pour les pathogènes. Pour se développer, les agents pathogènes ont besoin de zinc. Ainsi, le zinc est un cofacteur structurel des protéines virales et certains virus ont développé des stratégies pour altérer l’homéostasie cellulaire du zinc à son profit (12). D’un autre côté, il existe de nombreuses preuves selon lesquelles le zinc peut empêcher la réplication virale et réduire l’invasion cellulaire (par ex. Rhinovirus, VHC, SRAS-CoV) (examiné en 13).

Remarquablement, notre équipe a montré que de faibles niveaux de zinc favorisent l’expansion du SRAS-CoV2 (14). Ces résultats pourraient indiquer soit une action antivirale directe contre le SRAS-CoV2, soit que le virus bénéficie de conditions de stress provoquées par de faibles niveaux de zinc cellulaire. Il a été démontré que la supplémentation en zinc est bénéfique lorsqu'elle est administrée à des patients infectés par le VHB et le VHC. De plus, l’immunité nutritionnelle basée sur le zinc réduit les épisodes diarrhéiques et les maladies des voies respiratoires (examiné en 13). Remarquablement, la supplémentation en zinc pour le rhume causé par les rhinocéros et les coronavirus le prévient et réduit sa durée, si l'administration commence dans les 24 heures suivant l'apparition des symptômes (examiné en 13). Ainsi, la supplémentation en zinc s’est avérée bénéfique contre certaines infections virales. Cependant, la question de savoir si cela était dû à une réponse immunitaire locale améliorée ou à une inhibition virale reste incertaine.

Le zinc comme immunomodulateur La carence en zinc (ZD) est connue pour être associée à des réponses pro-inflammatoires lors d'une infection, montrant une production plus élevée d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de marqueurs inflammatoires (12,13). Un déséquilibre dans la production de cytokines par les cellules de l’immunité innée et adaptative a également été rapporté.

Concrètement, la ZD est associée à des taux plus élevés d'IL-6, d'IL-1beta et de TNF-alfa (13,15). Dans ce scénario, il a été démontré que la supplémentation en zinc diminue l’incidence des infections, des cytokines inflammatoires, notamment l’IL-6, et des marqueurs de stress oxydatif chez les personnes âgées (12). De plus, il a été démontré que la supplémentation en zinc équilibre les réponses immunitaires (16).

Le statut nutritionnel en zinc et l’IL-6 sont fortement interconnectés. Ainsi, l'IL-6 peut réduire la biodisponibilité du zinc, favorisant son internalisation dans les hépatocytes et l'expression de chélateurs du zinc (17). D'autre part, le zinc diminue la production d'IL-6 via l'inhibition de la voie STAT-3 (18). Notre étude auprès de patients atteints du COVID-19 a montré une corrélation négative entre les taux sériques de zinc et la production d’IL-6 (14).

Zinc dans l'activation et l'épuisement des lymphocytes T Le zinc est connu pour affecter la maturation, la différenciation et la production de cytokines des lymphocytes T (19). On sait que les lymphocytes T activés augmentent la teneur en zinc (20). D'une part, il a été démontré que le zinc est nécessaire à la signalisation correcte du TCR en modulant l'activité Lck et Zap-70 (20). Nos collaborateurs Vicente et al. ont démontré que le zinc potentialise positivement les trois principales voies de signalisation, AP-1, NF-kB et NFAT1 (21). L'inactivation de Zip6, un transporteur de zinc régulé tôt lors de l'activation cellulaire, modifie l'entrée du zinc et altère considérablement l'activation des cellules T Jurkat (22). De plus, des études récentes sur le dysfonctionnement des lymphocytes T CD8+ au cours du cancer et des infections chroniques ont commencé à élucider les voies transcriptionnelles impliquées dans ce phénomène et l'homéostasie du zinc est à nouveau apparue comme un élément clé. Ainsi, les niveaux de métallothionéines 1 et 2 et les facteurs de transcription dépendants du zinc sont exprimés de manière différentielle dans les cellules CD8+ épuisées (23). Néanmoins, il n'existe aucune étude examinant si la supplémentation/chélation en zinc pourrait affecter directement le profil de dysfonctionnement des CD8+ et comment ces enseignements pourraient être traduits en de nouvelles approches thérapeutiques pour ces maladies, y compris l'infection par le VIH.

Le zinc dans le fonctionnement des lymphocytes B Il a été démontré que les transporteurs de zinc (Zip7 et Zip10) sont essentiels au fonctionnement des lymphocytes B. L’activation des lymphocytes B et la différenciation des plasmocytes dépendent de la signalisation du zinc (24). Le statut nutritionnel en zinc est un facteur important déterminant la production d’anticorps étant donné son action à la fois sur les cellules B et les lymphocytes T CD4+. Ainsi, il a été démontré que ZD dans des modèles murins diminue la réponse immunitaire humorale (25).

En résumé, le zinc possède des propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires et est impliqué dans la régulation immunitaire, notamment la maturation cellulaire, la différenciation cellulaire et l'apoptose. L'homéostasie du zinc est importante pour plusieurs aspects du système immunitaire, car il existe plusieurs interactions croisées entre le zinc et la fonction immunitaire. Une carence en zinc entraîne une sensibilité accrue aux effets du stress oxydatif. De plus, le zinc possède une activation antivirale contre certains virus. À cet égard, nous proposons un essai clinique basé sur l'effet de la supplémentation en zinc, ainsi qu'une étude plus approfondie de l'impact et des mécanismes de cette supplémentation dans les cellules immunitaires et l'inflammation, sur l'infection par le VIH et spécialement dans les cas où la réponse au TAR est moindre. et une capacité de récupération immunitaire moindre.

Résultats préliminaires Notre groupe travaille depuis 2020 sur l'effet immunomodulateur du zinc dans les infections virales et sur la réponse immunitaire. Nous travaillons également activement sur la réponse immunitaire dans les INR PWH (2). Nous avons plusieurs publications et une ligne de recherche active réunissant ces deux lignes de recherche.

Nous avons précédemment réalisé une étude analysant l’association entre les taux plasmatiques de zinc à l’admission à l’hôpital et le pronostic du COVID-19, lors de la première vague de pandémies. Nous avons trouvé une corrélation négative entre les niveaux de zinc et l'IL-6, ainsi qu'avec la mortalité. Nous avons également constaté que le zinc agissait sur la réplication virale dans des cultures de cellules vero (14). Nous avons récemment mené un essai clinique (NCT05778383) dont les résultats préliminaires ont été rapportés dans CROI2023 #542. Dans cet essai, nous avons observé qu’une supplémentation en zinc à haute dose pendant la phase aiguë de l’infection par le SRAS-coV-2 est associée à un meilleur pronostic de la maladie. Nous avons également montré une réponse immunitaire anormale à la vaccination parmi les INR (2). Ainsi, nous avons démontré dans un contexte d’infection virale que le zinc a un effet antiviral et anti-inflammatoire, ce qui peut avoir un bénéfice chez les personnes vivant avec le VIH, notamment en situation d’INR.

Hypothèse

Cette étude a plusieurs hypothèses :

1. Des niveaux de zinc relativement faibles sont fréquents dans notre cohorte de patients VIH et jouent un rôle dans une réponse immunitaire plus faible et dans une réponse inflammatoire plus élevée.

2. Nous émettons l'hypothèse que le zinc a un impact sur le système immunitaire en rétablissant le nombre de lymphocytes chez les personnes infectées par le VIH INR et en améliorant la fonction immunitaire et l'inflammation associée à une infection virale chronique.

   Par conséquent, la supplémentation en zinc aux concentrations physiologiques et aux recommandations a un impact bénéfique sur la fonction immunitaire, réduisant l'activation immunitaire et réduisant l'inflammation chronique chez les personnes infectées par le VIH INR.

3. La supplémentation en zinc protège la muqueuse intestinale de l'effet cytopathique du virus, rétablissant partiellement la perméabilité intestinale induite par le VIH
4. La supplémentation en zinc améliore le stress oxydatif et la fonction mitochondriale

Objectifs

L'objectif principal est d'étudier les bénéfices cliniques et immunitaires de 16 semaines de supplémentation en acétate de zinc chez les individus non répondeurs immunologiques au VIH. Pour atteindre cet objectif, un essai clinique randomisé (ECR) sera conçu.

Objectif 1 : Concevoir une étude multicentrique randomisée en double aveugle à 2 bras. Les paramètres suivants seront mesurés au départ et à la semaine 16 chez les individus supplémentés en zinc par rapport aux témoins :

• Primaire : modification du nombre de lymphocytes T CD4+
• Secondaire : modifications de la qualité de vie grâce à EuroQol-5D-3L, activation des lymphocytes T CD4+ CD8+, sous-ensembles de lymphocytes T, réplication du virus Torque Teno, IL-6, C-RP, transcriptomique, ROS

Objectif 2. Mesurer la persistance des changements dans la qualité de vie, la fonction immunitaire, l'activation immunitaire, les biomarqueurs inflammatoires et la fonction mitochondriale et les ROS à la semaine 24 par rapport à la semaine 16 et à la ligne de base. En termes de : changements dans la qualité de vie grâce à EuroQol-5D-3L, activation des lymphocytes T CD4+ CD8+, sous-ensembles de lymphocytes T, réplication du virus Torque Teno, IL-6, C-RP, transcriptomique, ROS

La méthodologie est divisée en tâches.

Tâche 1. Essai clinique randomisé. Une étude ouverte multicentrique randomisée à 2 bras sera conçue. Les participants seront inscrits de manière prospective sur deux sites Hospital del Mar et Hospital Parc Taulí. Dans le groupe Supplémentation en Zinc (Zn), les participants recevront le Standard of Care (SoC) et séparés 12h (juste au cas où le TAR serait basé sur des inhibiteurs de l'intégrase (INSTI)) seront complétés pendant 16 semaines avec 75 mg de Zn élémentaire (3 comprimés (83 mg d'acétate de Zn) 249 mg d'acétate de zinc Zinc-NM ; Laboratorios Cantabria (Código nacional 156252.4)). Nous avons sélectionné 75 mg de Zn élémentaire/j comme supplémentation orale car il a été utilisé en toute sécurité dans des études non liées au VIH d'une durée d'un an à cette concentration sans effets indésirables graves (15). La fin du traitement (EoT) sera à 16 semaines, mais un suivi jusqu'à 24 semaines sera effectué pour évaluer la persistance des effets du Zn.

Résultat principal

Changement entre l'inclusion et la semaine 16 (critère principal) et la semaine 24 (critère secondaire) pour les paramètres suivants :

• Niveaux plasmatiques de Zn
• Biomarqueurs inflammatoires (IL-6, protéine C-réactive, CD14, récepteur soluble TNF-alpha, I-FABP, LBP)
• Fonction immunitaire :

Réplication du Torque Teno Virus (TTV) : Le TTV appartient à la famille des Anelloviridae et est détectable chez >90 % des personnes en bonne santé (27,28) (3 à 6 log10 copies/ml). La charge virale reflète l'interaction entre la réplication du TTV et la réponse immunitaire antivirale, avec un taux de clairance quotidien estimé à plus de 90 % des virions (29). Des charges virales plus élevées par rapport aux séronégatifs et une corrélation entre la charge virale TTV et le nombre de CD4+ ont été décrites dans PWH (30). Une concentration plasmatique de TTV significativement élevée chez les patients présentant une récupération diminuée des cellules CD4+ indique un défaut immunitaire plus profond. La présence et la réplication du TTV pourraient être utilisées comme substitut de la fonction immunitaire et de la réponse à l'intervention avec une supplémentation en zinc (31) Sous-populations de lymphocytes T : L'étude du compartiment des lymphocytes T peut également donner une idée de l'équilibre et du fonctionnement du système immunitaire. Lymphocytes T CD4+/CD8+ et naïfs, mémoire centrale, mémoire effectrice, TEMRA seront mesurés.

Activation immunitaire : les niveaux d'activation immunitaire peuvent être déterminés en mesurant l'expression de CD38 et Ki67 dans les lymphocytes T CD8+ et CD4+. Épuisement : PD-1 transmet des signaux inhibiteurs aux cellules T, et PD-1 est régulé sélectivement positivement par les cellules T épuisées lors d'une infection virale chronique. (32). Des niveaux élevés de PD-1 dans l'INR par rapport aux répondeurs normaux ont été rapportés (33).

ROS et fonction mitochondriale : le dysfonctionnement mitochondrial a été impliqué dans un nombre croissant de troubles. Les ROS générées par les mitochondries ont été impliquées dans plusieurs processus tels que le cancer, le vieillissement, l'infarctus du myocarde, les maladies cardiovasculaires (38) Questionnaire sur la qualité de vie (QoL) (EuroQol-5D-3L) : L'EQ-5D-3L est un questionnaire établi et validé questionnaire de qualité de vie utilisé dans de nombreux contextes thérapeutiques (34,35,36). Avec sa petite taille de 5 éléments et une échelle visuelle analogique, sa brièveté et sa facilité d'utilisation le rendent bien adapté à une utilisation en recherche clinique et en pratique. Il existe une version validée dans la population espagnole (37).

Résultats secondaires

• Modification du profil du transcriptome entre la ligne de base et la semaine 16 par rapport à la semaine 24 dans les échantillons de sang total

Paramètres de sécurité

• Incidence des événements indésirables (EI)