Pilotstudie van suppletie met orale probiotische bacteriën om chronische immuunactivatie bij HIV-geïnfecteerde Malinese vrouwen te verminderen

Overmatige stimulatie, activatie en daarmee gepaard gaande ontsteking van het immuunsysteem spelen een centrale rol in de pathogenese van HIV-ziekte. Het niveau van activering van T-cellen en monocyten voorspelt de snelheid van HIV-ziekteprogressie naar AIDS, de helling van CD4+ T-celverlies en mortaliteit [Liu 1997, Liu 1998, Deeks 2004, Hunt 2008, Sandler 2011]. Het mechanisme waardoor HIV-ziekte aanhoudende activering en ontsteking van het immuunsysteem veroorzaakt, is multifactorieel en omvat het directe pathogene effect van replicatie, andere chronische virale infecties, evenals indirecte routes. Het is nu algemeen aanvaard dat bacteriële translocatie naar de systemische circulatie als gevolg van HIV-geassocieerde darmveranderingen een belangrijk onderdeel is van deze pathologie. Zowel HIV als infectie met het simian immunodeficiency virus (SIV) resulteren in een snelle en diepe depletie van de Th17+CD4+ T-cellen van het darmslijmvlies, belangrijke immuuncellen die geassocieerd zijn met het verminderen van bacteriële translocatie door de darmwand [Brenchley 2004, Raffetellu 2008]. Bovendien veroorzaken zowel HIV als SIV directe schade aan darmepitheelcellen [Li 2008, Nazli 2010], en genexpressiestudies van de GI-mucosa hebben HIV-geassocieerde opwaartse regulatie van genen die betrokken zijn bij inflammatoire en apoptotische routes en neerwaartse regulatie van tight junction [ Sankaran 2008]. Deze HIV-geassocieerde darmveranderingen verstoren uiteindelijk de normale synergetische coëxistentie tussen de mens en zijn/haar commensale microbiële darmflora, resulterend in een verhoogde translocatie van darmbacteriële producten zoals endotoxine (ook bekend als lipopolysaccharide) en bacterieel 16s ribosomaal DNA in de systemische circulatie. Hier dienen deze bacteriële producten als krachtige stimulansen voor de aanhoudende activering en ontsteking van T-cellen en monocyten die de progressie van de ziekte van HIV stimuleren [Hunt 2008, Brenchley 2006, Jiang 2009]. HIV behandelen met antiretrovirale therapie (ART) corrigeert deze darmlaesie en het gerelateerde ontstekingsproces slechts gedeeltelijk.

Een mogelijke benadering om dit probleem aan te pakken, is het aanvullen van "ecologische niches" in de darmen met nuttige bacteriën of "probiotica" zoals Lactobacillus- en Bifidobacillus-soorten, die uitgeput kunnen raken bij HIV-geïnfecteerde personen en bij bepaalde andere aandoeningen. Van probiotische bacteriën en hun biofilms is aangetoond dat ze de aangeboren immuniteit stimuleren en resulteren in gunstige metabolische veranderingen die de darmepitheelbarrière en Th17 T-celfuncties verbeteren en darmontsteking en endotoxinelekkage verminderen [Bassaganya-Rievra 2012, Pagnini 2009, Giamarellos-Bourboulis 2009] . Dit is gunstig gebleken in verschillende klinische situaties, waaronder colitis ulcerosa, ontsteking van de illeale zak en acute diarree bij kinderen [Tursi 2010, Miele 2009, Minmura 2004, Salari 2012]. Bij HIV-geïnfecteerde personen lijken patiënten die met antiretrovirale middelen worden behandeld en die niet de verwachte verbetering van het aantal CD4+ T-cellen in het bloed bereiken, de meetbare plasma 16s ribosomale DNA-handtekening van Lactobacillus-soorten te missen of lagere fecale concentraties van lactobacillus te hebben [Merlini 2011, Perez-Santiago 2013]. SIV-modellen van primaten die varkensstaartmakaken gebruiken, hebben aangetoond dat suppletie met Lactobacillus plantarum de rekrutering van Th17 CD4 in de darm, interleukine (IL)-17-expressie, de productie van epitheliale tight junction-eiwitten verbetert en inflammatoire chemokines en IL-1B vermindert [Sankaran 2013]. Een ander recent onderzoek toonde aan dat met SIV geïnfecteerde makaken het aantal darmantigeenpresenterende cellen en mucosale CD4+ T-cellen significant verbeterden, lymfoïde weefselfibrose in de darm verminderden en de d-dimeerspiegels in het plasma verlaagden wanneer ze ART en een combinatie van probiotische bacteriën kregen (VSL#3). en L. rhamnosus CG) versus ART alleen [Klatt 2013]. Probiotica zouden dus belangrijke voordelen kunnen bieden aan HIV-geïnfecteerde patiënten door de intestinale mucosale en immunologische functie te verbeteren en de daaropvolgende bacteriële translocatie en immuunactivatie die tot AIDS leidt te verminderen.

In een beperkt aantal onderzoeken is gekeken naar probiotica om diarree te verminderen of het aantal CD4+ T-cellen te verbeteren bij met hiv geïnfecteerde personen, met name in Afrika. Mensen in Afrika bezuiden de Sahara hebben meer kans op diarree dan in ontwikkelde landen en het darmmicrobioom is anders [Yatsunenko 2012], evenals de grotere last van darmparasitose en pathogene bacteriën zoals Salmonella en Cholera. Sommige gegevens suggereren dat niet-hiv-geïnfecteerde personen (van Afrikaanse afkomst in vergelijking met blanken, en vrouwen in vergelijking met mannen) een grotere darmpermeabiliteit kunnen hebben of meer uitgesproken systemische ontstekingsreacties kunnen vertonen. Een studie van 24 HIV-geïnfecteerde Nigeriaanse vrouwen (CD4+ T-celtelling >200, niet op ART) met diarree werden gerandomiseerd om 15 dagen yoghurt te krijgen met of zonder een probioticum (Lactobacillus rhamnosus CG en L. reuteri). De probiotische groep had na één maand een einde aan de diarree en een stabiel of verbeterd aantal CD4+ T-cellen in vergelijking met yoghurt zonder supplementen [Anukam 2008]. Gelijkaardige CD4-verbeteringen werden waargenomen in een gerandomiseerde studie met probiotica (Bifidobacterium bifidum en Streptococcus thermophilus) bij HIV-geïnfecteerde Afrikaanse kinderen [Trois 2008]. Een observationeel onderzoek naar de introductie van probiotische yoghurt, uitgevoerd door lokale HIV-geïnfecteerde vrouwen in een gemeenschap met lage inkomens in Tanzania, werd in verband gebracht met een significant verhoogd aantal CD4+ T-cellen [Irvine 2010]. Probiotica zijn veilig gebleken en worden goed verdragen in deze en andere [Irvine 2011, Kerac 2009, Hummelen 2011, Wolf 1998] studies van HIV-geïnfecteerde personen.

Reden voor selectie en veiligheid van probiotische bacteriën - Alle Lactobacillus sp. en andere probiotische bacteriën presteren mogelijk niet even goed om de integriteit van het darmslijmvlies en de immuunfunctie te herstellen en doen dit op een veilige manier. VSL#3® DS (Double-Strength, Sigma-Tau Pharmaceuticals) is een goed gekarakteriseerd, in water oplosbaar, levend (9 × 1011 bacteriën/zakje, eenmaal daags), gelyofiliseerd preparaat van 8 probiotische bacteriën, zonder L. rhamnosus maar inclusief eerder besproken L. plantarum en S. thermophilus (samen met Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus paracasei en Lactobacillus bulgaricus) die uitgebreid is bestudeerd, met meer dan 140 PubMed-citaties sinds 1999. Van VSL#3 is in vitro en in vivo (rattenmodel) aangetoond dat het de tight junction-eiwitten verhoogt, de darmpermeabiliteit vermindert, ontstekingen vermindert, de aangeboren immuniteit verbetert en de invasie van salmonella vermindert [Dai 2012, Mencarelli 2012, Appleyard 2011, Madsen 2001, Pagnini 2010, Gad 2011]. L. paracasei in VSL#3 codeert voor "lactocepine", een protease dat selectief uitgescheiden en cel-geassocieerde chemokines afbreekt en ontsteking vermindert in een murine colitis-model [von Schillde 2102]. Zoals eerder opgemerkt, hadden SIV-geïnfecteerde makaken een verbeterd aantal darmantigeenpresenterende cellen en mucosale CD4+ T-cellen wanneer ze VSL#3 en L. rhamnosus kregen versus alleen ART [Klatt 2013].

Klinisch is VSL#3 uitgebreid onderzocht op "pouchitis", die kan optreden na ileale pouch-anale anastomose voor chronische colitis ulcerosa bij ongeveer 30% van de patiënten. Verschillende gerandomiseerde klinische onderzoeken en een Cochrane-databaseoverzicht ondersteunen de veiligheid en werkzaamheid van VSL#3 bij het verminderen van acute en chronische buidelontsteking [Holubar 2010]. VSL#3® DS is het enige probioticum dat door het American College of Gastroenterology en de German Association of Gastroenterology wordt erkend als een effectief hulpmiddel voor de behandeling van pouchitis. Evenzo was VSL#3 een effectief hulpmiddel bij recidiverende milde tot matige colitis ulcerosa in een dubbelblinde, gerandomiseerde, placebogecontroleerde studie [Tursi 2010]. In een gerandomiseerde studie met 59 kinderen met het prikkelbaredarmsyndroom was VSL#3 superieur aan placebo wat betreft het verminderen van buikpijn/-ongemak en een opgeblazen gevoel [Guandalini 2010]. Een dubbelblinde, gerandomiseerde klinische studie met 229 gehospitaliseerde risicopatiënten toonde aan dat VSL#3 antibiotica-geassocieerde diarree kon voorkomen [Selinger 2013]. VSL#3 is onderzocht bij gezonde, zwangere Italiaanse vrouwen, patiënten met cirrose en ernstig zieke patiënten zonder veiligheidsproblemen [Vitali 2012, Agrwal 2012, Gupta N 2013, Frohmader 2010].

Zoals eerder opgemerkt, identificeert de medische literatuur slechts zeldzame gevallen van lactobacillus- of bifidobacillus-bacteriëmie (niet geassocieerd met VSL # 3), meestal bij patiënten met een ernstig verzwakt immuunsysteem of nosocomiale, centrale lijn-geassocieerde infecties bij personen die geen probioticum gebruiken. Een 8 jaar durende retrospectieve studie in een groot academisch medisch centrum in de VS vond een incidentie van maximaal 0,2% probiotische bacteriëmie bij ontvangers van probiotica in het ziekenhuis [Simkins 2013]. Een uitgebreide beoordeling door het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services (DHHS) voltooid in 2011 van 387 casusreeksen en gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken met meer dan 24.000 patiënten vonden geen gevallen waarin het gebruik van een product met inbegrip van Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces, Streptococcus, Enterococcus of Bacillus leidde tot ziekenhuisopname [Hempel 2011]. Bewijs voor ziekenhuisopnames of bacteriëmieën als gevolg van probioticagebruik kwam alleen uit casusrapporten en was zeldzaam. De DHHS-studie vond geen bewijs van verhoogde bijwerkingen geassocieerd met probiotisch gebruik, maar voegde eraan toe dat "zeldzame bijwerkingen moeilijk te beoordelen zijn, en ondanks het aanzienlijke aantal publicaties is de huidige literatuur niet goed uitgerust om vragen over de veiligheid van probiotische interventies te beantwoorden. met vertrouwen". Een onafhankelijk panel van voedselveiligheidsexperts heeft geconcludeerd dat VSL#3® "Generally Recognized As Safe (GRAS) is voor gebruik in medische voeding". GRAS is een aanduiding van de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) die bepaalde levensmiddelenadditieven als veilig erkent onder de voorwaarden van het beoogde gebruik door gekwalificeerde experts. Om een ​​dergelijke erkenning te krijgen, moet het product een consensus van deskundigen tot stand brengen met betrekking tot de veiligheid van het gebruik ervan op basis van een beoordeling van wetenschappelijk bewijs.

Rationale voor een ontwerp met één arm - De hypothese die wordt getest, is dat suppletie met orale probiotische bacteriën endotoxemie en endotoxine-geassocieerde macrofaag- en T-celactivering bij HIV-geïnfecteerde proefpersonen zal verminderen. Omdat we verwachten dat de activatieniveaus van endotoxinen en macrofagen/T-cellen stabiel blijven (of misschien langzaam stijgen) bij proefpersonen die geen ART krijgen [Deeks 2004], zal een eenarmige studie ons in staat stellen te bepalen of de interventie effect heeft. In deze studie zullen personen met CD4+ T-celtellingen >350 cellen/mm3 worden opgenomen. Onder personen met CD4+ T-celtellingen >350 cellen/mm3 was het aantal AIDS- en niet-AIDS-voorvallen 0,7 voorvallen per 100 persoonsjaren [Baker 2008], dus de onderzoekers verwachten dat deze complicaties tijdens het onderzoek onwaarschijnlijk zijn. Onlangs zijn de richtlijnen van de WHO gewijzigd om aan te bevelen om met ART te beginnen wanneer het aantal CD4+ T-cellen van de HIV-geïnfecteerde persoon is

STUDIEONTWERP - Dit is een eenarmige studie om het effect te evalueren van 12 weken gecombineerde orale probiotische suppletie (VSL#3) op biomarkers van microbiële translocatie, monocyt- en T-celactivering en ontsteking in het bloed bij chronisch HIV-geïnfecteerde Malinese vrouwelijke proefpersonen met CD4+ T-celtelling ≥ 350 cellen/mm3 die geen ART krijgen. Onderwerpen worden in week 24 opnieuw geëvalueerd om de duurzaamheid van eventuele wijzigingen te bepalen. Deze studie zal 50 proefpersonen inschrijven. Monsters van bloedplasma/serum en feces zullen plaatsvinden bij baseline, 4, 12 en 24 weken. Alle proefpersonen zullen binnen 45 dagen voor deelname aan de studie worden onderzocht op darmparasieten. Gedetailleerde demografie, gewicht en BMI, ontlastingsfrequentie, symptomen, ART-geschiedenis, CD4 en HIV-RNA worden geregistreerd. Een stressbeoordelingsvragenlijst zal worden ingevuld bij baseline en week 12