Badanie pilotażowe doustnej suplementacji bakteriami probiotycznymi w celu zmniejszenia przewlekłej aktywacji immunologicznej u malijskich kobiet zakażonych wirusem HIV

Nadmierna stymulacja, aktywacja układu odpornościowego i towarzyszący mu stan zapalny odgrywają kluczową rolę w patogenezie zakażenia wirusem HIV. Poziom aktywacji limfocytów T i monocytów przewiduje szybkość progresji choroby HIV do AIDS, spadek liczby limfocytów T CD4+ i śmiertelność [Liu 1997, Liu 1998, Deeks 2004, Hunt 2008, Sandler 2011]. Mechanizm, za pomocą którego choroba HIV powoduje uporczywą aktywację immunologiczną i stan zapalny, jest wieloczynnikowy i obejmuje bezpośredni efekt patogenny replikacji, inne przewlekłe infekcje wirusowe, jak również szlaki pośrednie. Obecnie powszechnie przyjmuje się, że translokacja bakterii do krążenia ogólnoustrojowego spowodowana zmianami jelitowymi związanymi z HIV jest ważną częścią tej patologii. Zakażenie zarówno wirusem HIV, jak i małpim wirusem upośledzenia odporności (SIV) powoduje szybkie i głębokie wyczerpanie limfocytów T Th17+CD4+ błony śluzowej jelita, kluczowych komórek odpornościowych związanych z redukcją translokacji bakteryjnej przez ścianę jelita [Brenchley 2004, Raffetellu 2008]. Ponadto zarówno HIV, jak i SIV powodują bezpośrednie uszkodzenia komórek nabłonka jelitowego [Li 2008, Nazli 2010], a badania ekspresji genów błony śluzowej przewodu pokarmowego ujawniły związaną z HIV regulację w górę genów zaangażowanych w szlaki zapalne i apoptotyczne oraz regulację w dół ścisłego połączenia [ Sankaran 2008]. Te zmiany jelitowe związane z HIV ostatecznie zakłócają normalne synergistyczne współistnienie między człowiekiem a jego / jej komensalną florą bakteryjną jelit, powodując zwiększoną translokację produktów bakteryjnych jelit, takich jak endotoksyna (znana również jako lipopolisacharyd) i bakteryjny 16s rybosomalny DNA do układu ogólnoustrojowego krążenie. Tutaj te produkty bakteryjne służą jako silne bodźce do trwałej aktywacji komórek T i monocytów oraz stanu zapalnego, które napędzają postęp choroby HIV [Hunt 2008, Brenchley 2006, Jiang 2009]. Leczenie HIV za pomocą terapii antyretrowirusowej (ART) tylko częściowo koryguje to uszkodzenie jelit i powiązany proces zapalny.

Jednym z możliwych podejść do rozwiązania tego problemu jest uzupełnienie „nisz ekologicznych” w jelitach pożytecznymi bakteriami lub „probiotykami”, takimi jak gatunki Lactobacillus i Bifidobacillus, które mogą być wyczerpane u osób zakażonych wirusem HIV iw pewnych innych warunkach. Wykazano, że bakterie probiotyczne i ich biofilmy stymulują wrodzoną odporność i powodują korzystne zmiany metaboliczne, które poprawiają barierę nabłonkową jelit i funkcje komórek T Th17 oraz zmniejszają zapalenie jelit i wyciek endotoksyn [Bassaganya-Rievra 2012, Pagnini 2009, Giamarellos-Bourboulis 2009] . Okazało się to korzystne w kilku sytuacjach klinicznych, w tym we wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego, zapaleniu jelita krętego i ostrej biegunce u dzieci [Tursi 2010, Miele 2009, Minmura 2004, Salari 2012]. U osób zakażonych wirusem HIV pacjenci leczeni ART, którzy nie osiągnęli oczekiwanej poprawy liczby komórek T CD4+ we krwi, wydają się nie mieć mierzalnej sygnatury rybosomalnego DNA 16s gatunku Lactobacillus w osoczu lub mają niższe stężenie bakterii Lactobacillus w kale [Merlini 2011, Perez-Santiago 2013]. Modele SIV naczelnych wykorzystujące makaki typu pigtail wykazały, że suplementacja Lactobacillus plantarum zwiększa rekrutację CD4 Th17 w jelicie, ekspresję interleukiny (IL)-17, produkcję białek nabłonkowych połączeń ścisłych oraz zmniejsza chemokiny zapalne i IL-1B [Sankaran 2013]. Inne niedawne badanie wykazało, że makaki zakażone SIV znacznie poprawiły liczbę komórek prezentujących antygen w jelitach i limfocytów T CD4+ błony śluzowej, zmniejszyły zwłóknienie tkanki limfatycznej jelit i obniżyły poziom d-dimerów w osoczu, gdy podano ART i kombinację bakterii probiotycznych (VSL # 3 i L. rhamnosus CG) vs sama ART [Klatt 2013]. Tak więc probiotyki mogą przynieść istotne korzyści pacjentom zakażonym wirusem HIV poprzez poprawę funkcji błony śluzowej jelit i funkcji immunologicznych oraz zmniejszenie późniejszej translokacji bakteryjnej i aktywacji immunologicznej, która prowadzi do AIDS.

Ograniczona liczba badań dotyczyła stosowania probiotyków w celu zmniejszenia biegunki lub poprawy liczby limfocytów T CD4+ u osób zakażonych wirusem HIV, zwłaszcza w Afryce. Osoby w Afryce Subsaharyjskiej są bardziej narażone na biegunkę niż w krajach rozwiniętych, a mikrobiom jelitowy jest inny [Yatsunenko 2012], podobnie jak większe obciążenie pasożytami jelitowymi i bakteriami chorobotwórczymi, takimi jak Salmonella i cholera. Niektóre dane sugerują, że osoby niezakażone wirusem HIV (pochodzenia afrykańskiego w porównaniu z osobami rasy kaukaskiej i kobiety w porównaniu z mężczyznami) mogą mieć większą przepuszczalność jelitową lub wykazywać wyraźniejsze ogólnoustrojowe reakcje zapalne. Badanie obejmujące 24 Nigeryjki zakażone wirusem HIV (liczba limfocytów T CD4+ >200, nieleczone ART) z biegunką zostało losowo przydzielonych do grupy otrzymującej przez 15 dni jogurt z probiotykiem lub bez (Lactobacillus rhamnosus CG i L. reuteri). Grupa probiotyków miała ustąpienie biegunki i stabilną lub zwiększoną liczbę limfocytów T CD4+ po jednym miesiącu w porównaniu z jogurtem bez suplementów [Anukam 2008]. Podobną poprawę CD4 zaobserwowano w randomizowanym badaniu probiotyków (Bifidobacterium bifidum i Streptococcus thermophilus) u afrykańskich dzieci zakażonych wirusem HIV [Trois 2008]. Badanie obserwacyjne badające wprowadzenie jogurtu probiotycznego, przeprowadzone przez miejscowe kobiety zakażone wirusem HIV w społeczności o niskich dochodach w Tanzanii, było związane ze znacznie zwiększoną liczbą limfocytów T CD4+ [Irvine 2010]. Probiotyki okazały się bezpieczne i dobrze tolerowane w tych i innych badaniach [Irvine 2011, Kerac 2009, Hummelen 2011, Wolf 1998] na osobach zakażonych wirusem HIV.

Uzasadnienie wyboru i bezpieczeństwa bakterii probiotycznych — wszystkie Lactobacillus sp. i inne bakterie probiotyczne mogą nie działać równie dobrze w przywracaniu integralności błony śluzowej jelit i funkcji odpornościowych i robić to w bezpieczny sposób. VSL#3® DS (Double-Strength, Sigma-Tau Pharmaceuticals) to dobrze scharakteryzowany rozpuszczalny w wodzie, żywy (9 × 1011 bakterii/saszetkę, raz dziennie), liofilizowany preparat 8 bakterii probiotycznych, pozbawiony L. rhamnosus, ale zawierający wcześniej omówione L. plantarum i S. thermophilus (wraz z Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus paracasei i Lactobacillus bulgaricus), które były szeroko badane, z ponad 140 cytatami z PubMed od 1999 roku. Wykazano, że VSL#3 in vitro i in vivo (model szczurzy) zwiększa białka połączeń ścisłych, zmniejsza przepuszczalność jelit, zmniejsza stan zapalny, wzmacnia wrodzoną odporność i zmniejsza inwazję salmonelli [Dai 2012, Mencarelli 2012, Appleyard 2011, Madsen 2001, Pagnini 2010, Gad 2011]. L. paracasei zawarta w VSL#3 koduje „laktocepinę”, proteazę, która selektywnie rozkłada wydzielane i związane z komórkami chemokiny i zmniejsza stan zapalny w mysim modelu zapalenia okrężnicy [von Schillde 2102]. Jak wcześniej zauważono, makaki zakażone SIV miały zwiększoną liczbę komórek prezentujących antygen w jelitach i limfocytów T CD4+ błony śluzowej, gdy podano im VSL#3 i L. rhamnosus w porównaniu z samym ART [Klatt 2013].

Klinicznie VSL#3 był szeroko badany pod kątem „zapalenia zbiornika jelitowego”, które może wystąpić po zespoleniu jelita krętego z torebką odbytu w przypadku przewlekłego wrzodziejącego zapalenia jelita grubego u około 30% pacjentów. Kilka randomizowanych badań klinicznych i przegląd bazy danych Cochrane potwierdzają bezpieczeństwo i skuteczność VSL#3 w zmniejszaniu ostrego i przewlekłego zapalenia torebki [Holubar 2010]. VSL#3® DS jest jedynym probiotykiem uznanym przez American College of Gastroenterology oraz Niemieckie Stowarzyszenie Gastroenterologii za skuteczne narzędzie w leczeniu zapalenia jelita grubego. Podobnie, VSL#3 był skutecznym środkiem pomocniczym w nawracającym łagodnym do umiarkowanego wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego w podwójnie ślepym, randomizowanym badaniu kontrolowanym placebo [Tursi 2010]. W randomizowanym badaniu z udziałem 59 dzieci z zespołem jelita drażliwego VSL#3 był lepszy od placebo w zmniejszaniu bólu/dyskomfortu brzucha i wzdęć [Guandalini 2010]. Podwójnie ślepe, randomizowane badanie kliniczne z udziałem 229 pacjentów hospitalizowanych z grupy ryzyka wykazało, że VSL#3 może zapobiegać biegunce związanej z antybiotykami [Selinger 2013]. VSL#3 badano u zdrowych, ciężarnych Włoszek, pacjentów z marskością wątroby i pacjentów w stanie krytycznym bez problemów związanych z bezpieczeństwem [Vitali 2012, Agrwal 2012, Gupta N 2013, Frohmader 2010].

Jak wspomniano wcześniej, literatura medyczna identyfikuje tylko rzadkie przypadki bakteriemii z rodzaju Lactobacillus lub Bifidobacillus (niezwiązanej z VSL#3), na ogół u pacjentów z poważnym upośledzeniem odporności lub zakażeń szpitalnych, związanych z linią centralną u osób nieprzyjmujących probiotyku. 8-letnie retrospektywne badanie przeprowadzone w dużym amerykańskim akademickim ośrodku medycznym wykazało maksymalną częstość występowania bakteriemii probiotycznej wśród hospitalizowanych biorców probiotyków wynoszącą 0,2% [Simkins 2013]. Obszerny przegląd dokonany przez Departament Zdrowia i Opieki Społecznej Stanów Zjednoczonych (DHHS) zakończony w 2011 roku, obejmujący 387 serii przypadków i randomizowanych badań kontrolowanych z udziałem ponad 24 000 pacjentów, nie wykazał przypadków, w których stosowanie produktu zawierającego Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces, Streptococcus, Enterococcus lub Bacillus doprowadził do przyjęcia do szpitala [Hempel 2011]. Dowody na przyjęcia do szpitala lub bakteriemię z powodu stosowania probiotyków pochodziły jedynie z opisów przypadków i były rzadkie. W badaniu DHHS nie znaleziono dowodów na zwiększone działania niepożądane związane ze stosowaniem probiotyków, ale dodano, że „rzadkie zdarzenia niepożądane są trudne do oceny i pomimo znacznej liczby publikacji, obecna literatura nie jest dobrze wyposażona, aby odpowiedzieć na pytania dotyczące bezpieczeństwa interwencji probiotycznych z pewnością". Niezależny panel ekspertów ds. bezpieczeństwa żywności stwierdził, że VSL#3® jest „ogólnie uznany za bezpieczny (GRAS) do użytku medycznego”. GRAS to oznaczenie Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), które uznaje pewne dodatki do żywności za bezpieczne w warunkach ich zamierzonego stosowania przez wykwalifikowanych ekspertów. Aby uzyskać takie uznanie, produkt musi ustanowić konsensus opinii ekspertów w zakresie bezpieczeństwa jego stosowania w oparciu o przegląd dowodów naukowych.

Uzasadnienie dla projektu z jednym ramieniem — testowana hipoteza jest taka, że ​​doustna suplementacja bakteriami probiotycznymi zmniejszy endotoksemię i aktywację makrofagów i komórek T związanych z endotoksynami u pacjentów zakażonych wirusem HIV. Ponieważ spodziewamy się, że poziomy aktywacji endotoksyn i makrofagów/komórek T pozostaną stabilne (lub być może będą powoli wzrastać) u pacjentów, którzy nie otrzymują ART [Deeks 2004], badanie z jednym ramieniem pozwoli nam określić, czy interwencja przyniesie skutek. Do tego badania zostaną włączone osoby z liczbą limfocytów T CD4+ >350 komórek/mm3. Wśród osób z liczbą limfocytów T CD4+ >350 komórek/mm3 częstość przypadków AIDS i innych niż AIDS wynosiła 0,7 na 100 osobolat [Baker 2008], więc badacze spodziewają się, że powikłania te będą mało prawdopodobne w trakcie badania. Ostatnio wytyczne WHO zmieniły się i zalecają rozpoczęcie ART, gdy liczba limfocytów T CD4+ u osoby zakażonej wirusem HIV jest

PROJEKT BADANIA – Jest to jednoramienne badanie mające na celu ocenę wpływu 12-tygodniowej złożonej doustnej suplementacji probiotykami (VSL#3) na biomarkery translokacji drobnoustrojów, aktywacji monocytów i limfocytów T oraz stanu zapalnego we krwi u przewlekle zakażonych wirusem HIV Malijczyków kobiet z liczbą komórek T CD4+ ≥ 350 komórek/mm3, które nie otrzymują ART. Pacjenci zostaną poddani ponownej ocenie w 24. tygodniu w celu określenia trwałości wszelkich zmian. To badanie obejmie 50 osób. Pobieranie osocza krwi/surowicy i kału będzie pobierane na początku badania, w 4, 12 i 24 tygodniu. Wszyscy uczestnicy zostaną zbadani pod kątem pasożytów jelitowych w ciągu 45 dni przed rozpoczęciem badania. Szczegółowe dane demograficzne, waga i BMI, częstość stolca, objawy, historia ART, CD4 i RNA HIV zostaną zarejestrowane. Kwestionariusz oceny stresu zostanie wypełniony na początku badania i w 12. tygodniu