Добавки цинка у ВИЧ-иммунологических пациентов, не ответивших на ВИЧ (VIHZn)

Исследования людей, живущих с ВИЧ, показывают, что, хотя антиретровирусная терапия (АРТ) уменьшает воспаление (1), ряд маркеров воспаления остается постоянно повышенным, и это хроническое воспаление может играть важную роль в сердечно-сосудистых заболеваниях (ССЗ). Более того, у некоторых людей с ВИЧ, начинающих АРТ, количество CD4+ не восстанавливается должным образом, и их называют иммунологическими неответчиками (INR). INR проявляются серьезными изменениями иммунологических функций, включая нарушение функций и снижение продукции клеток в лимфопоэтической ткани, нарушение частоты иммунных регуляторов, таких как регуляторные Т-клетки и клетки Th17, а также повышенную иммунную активацию, иммуностарение и апоптоз. Важно отметить, что МНО имеют повышенный риск заболеваемости и смертности по сравнению с ВИЧ-инфицированными пациентами с оптимальным восстановлением иммунитета. Наша группа продемонстрировала, как эта группа плохо реагирует на вакцинацию мРНК против SARS-CoV-2, что свидетельствует о нарушении иммунной функции у этих людей (2).

Однако определение иммунологического неответчика (INR) страдает отсутствием консенсуса, что затрудняет сравнение результатов. Чаще всего МНО определяют как количество клеток CD4+ <200 клеток/мкл, тогда как продолжительность лечения, необходимая для отнесения пациентов к МНО, варьируется. Более того, некоторые исследовательские группы определяют МНО по процентному увеличению числа CD4+ клеток, чаще всего <20% по сравнению с исходным уровнем (3). С другой стороны, похоже, существует согласие в том, что адекватный иммунный ответ на ВААРТ должен включать количество клеток CD4+ >500 клеток/мкл, главным образом потому, что ВИЧ-инфицированные пациенты с таким уровнем восстановления иммунитета имеют уровень заболеваемости и смертности, приближающийся или сравнимый с ВИЧ-отрицательным людям (4). Пациенты с количеством клеток CD4+ <500 клеток/мкл, следовательно, классифицируются как пациенты с неадекватным ответом и включаются в группу МНО. И хотя эта группа плохо описана, их заболеваемость и смертность, по-видимому, больше похожи на МНО, чем на пациентов с адекватным ответом (5).

Основной механизм, объясняющий явления МНО, недостаточно изучен. Было выдвинуто несколько гипотез, согласно которым пожилой возраст, длительная продолжительность ВИЧ-инфекции до начала ВААРТ, коинфекция гепатитом С и низкий уровень CD4 предрасполагают к иммунологическому отсутствию ответа (6). Надир CD4 особенно важен для восстановления клеток CD4+ (7). Однако ни один из этих факторов не дает полного объяснения отсутствия восстановления иммунитета при МНО. Вероятно, это следствие нескольких факторов и их взаимодействия. Интересно, что низкие уровни цинка в плазме и недостаточное потребление цинка были обнаружены у более чем 50% участников в нескольких когортах ВИЧ-инфицированных взрослых (8,9) и были независимо связаны с более быстрым прогрессированием ВИЧ-инфекции (10) и увеличением смертности (11). Дефицит цинка снижает выработку Т-клеток, угнетает гуморальный и клеточный иммунитет, приводит к лимфопении и атрофии тимуса, а также увеличивает частоту и количество инфекций (8). Таким образом, статус цинка также может играть роль в механизмах, участвующих в МНО.

Цинк при вирусной инфекции Цинк является важным микроэлементом как для хозяина, так и для возбудителей. Для роста патогенам необходим цинк. Таким образом, цинк является структурным кофактором вирусных белков, и некоторые вирусы разработали стратегии изменения клеточного гомеостаза цинка с его пользой (12). С другой стороны, имеется обширное свидетельство того, что цинк может предотвращать репликацию вируса и снижать клеточную инвазию (например, Риновирус, ВГС, SARS-CoV) (обзор в 13).

Примечательно, что наша команда показала, что низкие уровни цинка способствуют распространению SARS-CoV2 (14). Эти результаты могут указывать либо на прямое противовирусное действие против SARS-CoV2, либо на то, что вирус получает пользу от стрессовых состояний, вызванных низким уровнем клеточного цинка. Было показано, что добавки цинка полезны при назначении пациентам, инфицированным ВГВ и ВГС. Кроме того, пищевой иммунитет на основе цинка снижает количество эпизодов диареи и заболеваний дыхательных путей (обзор в 13). Примечательно, что добавки цинка при простуде, вызванной рино- и коронавирусами, предотвращают ее и сокращают ее продолжительность, если прием начинается в течение 24 часов после появления симптомов (см. обзор 13). Таким образом, было доказано, что добавки цинка полезны против некоторых вирусных инфекций. Однако остается неясным, было ли это вызвано улучшением местного иммунного ответа или ингибированием вируса.

Цинк как иммуномодулятор Известно, что дефицит цинка (ЗД) связан с провоспалительными реакциями при инфекции, демонстрируя более высокую выработку активных форм кислорода (АФК) и маркеров воспаления (12,13). Сообщалось также о дисбалансе продукции цитокинов клетками как врожденного, так и адаптивного иммунитета.

Конкретно, ЗД связан с более высокими уровнями IL-6, IL-1бета и TNF-альфа (13,15). В этом сценарии было показано, что добавки цинка снижают частоту инфекций, воспалительные цитокины, включая IL-6, и маркеры окислительного стресса у пожилых людей (12). Более того, было показано, что добавки цинка уравновешивают иммунные реакции (16).

Пищевой статус цинка и IL-6 тесно взаимосвязаны. Таким образом, IL-6 может снижать биодоступность цинка, способствуя интернализации в гепатоцитах и ​​экспрессии хелаторов цинка (17). С другой стороны, цинк снижает выработку IL-6 за счет ингибирования пути STAT-3 (18). Наше исследование с участием пациентов с COVID-19 показало отрицательную корреляцию между уровнем цинка в сыворотке и выработкой IL-6 (14).

Цинк в активации и истощении Т-лимфоцитов Известно, что цинк влияет на созревание, дифференцировку и выработку цитокинов Т-лимфоцитов (19). Известно, что активированные Т-клетки увеличивают содержание цинка (20). С одной стороны, было показано, что цинк необходим для правильной передачи сигналов TCR путем модуляции активности Lck и Zap-70 (20). Наши сотрудники Vicente et al. продемонстрировали, что цинк положительно усиливает три основных сигнальных пути: AP-1, NF-kB и NFAT1 (21). Нокдаун Zip6, транспортера цинка, регулируемый на ранних этапах активации клеток, изменяет поступление цинка и резко ухудшает активацию Т-клеток Jurkat (22). Более того, недавние исследования дисфункции CD8+ Т-клеток при раке и хронических инфекциях начали выяснять пути транскрипции, участвующие в этом явлении, и гомеостаз цинка снова стал ключевым элементом. Таким образом, уровни металлотионеинов 1 и 2 и цинк-зависимые факторы транскрипции дифференциально экспрессируются в истощенных CD8+ клетках (23). Тем не менее, нет исследований, изучающих, могут ли добавки/хелатирование цинка напрямую влиять на дисфункциональный профиль CD8+ и как эти знания могут быть преобразованы в новые терапевтические подходы к этим заболеваниям, включая ВИЧ-инфекцию.

Цинк в функции В-лимфоцитов Было показано, что транспортеры цинка (Zip7 и Zip10) играют важную роль в функционировании В-клеток. Активация В-клеток и дифференцировка плазматических клеток зависит от передачи сигналов цинка (24). Пищевой статус цинка является важным фактором, определяющим выработку антител, учитывая его действие как на B-клетки, так и на CD4+ T-лимфоциты. Таким образом, на моделях мышей было показано, что ZD снижает гуморальный иммунный ответ (25).

Таким образом, цинк обладает антиоксидантными и противовоспалительными свойствами и участвует в иммунной регуляции, включая созревание клеток, дифференцировку клеток и апоптоз. Гомеостаз цинка важен для нескольких аспектов иммунной системы, поскольку между цинком и иммунной функцией существует несколько перекрестных взаимодействий. Дефицит цинка приводит к повышенной чувствительности к воздействию окислительного стресса. Более того, цинк обладает противовирусной активацией против некоторых вирусов. В связи с этим мы предлагаем клиническое исследование, основанное на влиянии добавок цинка, вместе с более глубоким изучением влияния и механизмов действия этой добавки на иммунные клетки и воспаление, на ВИЧ-инфекцию и особенно в тех случаях, когда реакция на АРТ меньшая. и меньшая способность к восстановлению иммунитета.

Предварительные результаты Наша группа с 2020 года занимается иммуномодулирующим действием цинка при вирусных инфекциях и иммунном ответе. Кроме того, мы активно работаем над иммунным ответом у ЛЖВ с МНО (2). У нас есть несколько публикаций и активное направление исследований, объединяющее эти два направления исследований.

Ранее мы проводили исследование, анализирующее связь между уровнем цинка в плазме при поступлении в больницу и прогнозом COVID-19 во время первой волны пандемий. Мы обнаружили отрицательную корреляцию между уровнем цинка и IL-6, а также смертностью. Мы также обнаружили, что цинк влияет на репликацию вируса в культурах клеток Vero (14). Недавно мы провели клиническое исследование (NCT05778383), предварительные результаты которого опубликованы в CROI2023 №542. В этом исследовании мы наблюдали, что прием высоких доз цинка в острой фазе инфекции SARS-coV-2 связан с лучшим прогнозом заболевания. Мы также показали аномальный иммунный ответ на вакцинацию среди МНО (2). Таким образом, в контексте вирусной инфекции мы продемонстрировали, что цинк обладает противовирусным и противовоспалительным действием, что может принести пользу людям, живущим с ВИЧ, особенно в ситуации с МНО.

Гипотеза

В этом исследовании есть несколько гипотез:

1. Относительно низкие уровни цинка часто встречаются в нашей когорте пациентов с ВИЧ и играют роль в ухудшении иммунного ответа и усилении воспалительной реакции.

2. Мы предполагаем, что цинк оказывает влияние на иммунную систему, восстанавливая количество лимфоцитов у ВИЧ-инфицированных людей с МНО и улучшая иммунную функцию и уменьшая воспаление, связанное с хронической вирусной инфекцией.

   Таким образом, добавки цинка в физиологических концентрациях и согласно рекомендациям оказывают благотворное влияние на иммунную функцию, снижая иммунную активацию и уменьшая хроническое воспаление у ВИЧ-инфицированных МНО.

3. Добавки цинка защищают слизистую кишечника от цитопатического действия вируса, частично восстанавливая проницаемость кишечника, вызванную ВИЧ.
4. Добавки цинка улучшают окислительный стресс и функцию митохондрий.

Цели

Основная цель — изучить клинические и иммунные преимущества 16-недельного приема ацетата цинка у лиц с иммунологическим ответом на ВИЧ. Для достижения этой цели будет разработано рандомизированное клиническое исследование (РКИ).

Цель 1: разработать двойное слепое рандомизированное многоцентровое исследование с двумя группами. Следующие параметры будут измеряться на исходном уровне и на 16-й неделе у лиц, получавших добавки цинка, по сравнению с контрольной группой:

• Первичный: изменение количества CD4+ Т-клеток.
• Вторичные: изменения качества жизни за счет EuroQol-5D-3L, активации CD4+ CD8+ Т-клеток, субпопуляций Т-клеток, репликации вируса Torque Teno, IL-6, C-RP, транскриптомики, АФК.

Цель 2. Измерить устойчивость изменений качества жизни, иммунной функции, иммунной активации, воспалительных биомаркеров, митохондриальной функции и АФК на 24-й неделе по сравнению с 16-й неделей и исходным уровнем. С точки зрения: Изменения качества жизни за счет EuroQol-5D-3L, CD4+ CD8+ активации Т-клеток, субпопуляций Т-клеток, репликации вируса Torque Teno, IL-6, C-RP, транскриптомики, АФК.

Методика разбита на задачи.

Задача 1. Рандомизированное клиническое исследование. Будет разработано открытое рандомизированное многоцентровое двухгрупповое исследование. Участники будут в перспективе зачислены в два центра Hospital del Mar и Hospital Parc Taulí. В группе, получающей добавки цинка (Zn), участники получат Стандарт лечения (SoC) и через 12 часов (на всякий случай, если АРТ основана на ингибиторах интегразы (INSTI)) будут получать в течение 16 недель 75 мг элементарного Zn (3 таблетки (83 мг ацетата цинка) 249 мг ацетата цинка Zinc-NM (Código nacional 156252.4); Мы выбрали 75 мг элементарного Zn/d в качестве пероральной добавки, поскольку он безопасно использовался в исследованиях, не связанных с ВИЧ, в течение 1 года в этой концентрации без каких-либо серьезных побочных эффектов (15). Окончание лечения (EoT) наступит через 16 недель, но для оценки устойчивости эффектов Zn будет проведено последующее наблюдение до 24 недель.

Первичный результат

Изменение следующих параметров от исходного уровня к 16-й неделе (первичная конечная точка) и к 24-й неделе (вторичная конечная точка):

• Уровни цинка в плазме
• Биомаркеры воспаления (IL-6, C-реактивный белок, CD14, растворимый рецептор TNF-альфа, I-FABP, LBP)
• Иммунная функция:

Репликация вируса Torque Teno (TTV): TTV относится к семейству Anelloviridae и выявляется у> 90% здоровых людей (27,28) (от 3 до 6 log10 копий/мл). Вирусная нагрузка отражает взаимодействие между репликацией TTV и противовирусным иммунным ответом: предполагаемая ежедневная скорость клиренса составляет более 90% вирионов (29). Более высокие вирусные нагрузки по сравнению с ВИЧ-отрицательными, а также корреляция между вирусной нагрузкой TTV и количеством CD4+ были описаны у ЛЖВ (30). Значительно повышенная концентрация TTV в плазме у пациентов со сниженным восстановлением клеток CD4+ указывает на более глубокий иммунный дефект. Наличие и репликация TTV могут быть использованы в качестве заменителя иммунной функции и ответа на вмешательство с помощью добавок цинка (31). Субпопуляции Т-клеток: изучение компартмента Т-клеток также может дать представление о балансе и функции иммунной системы. CD4+/CD8+ Т-клетки и наивные, центральная память, эффекторная память, TEMRA будут измеряться.

Иммунная активация: уровни иммунной активации можно определить путем измерения экспрессии CD38 и Ki67 в CD8+ и CD4+ Т-лимфоцитах. Истощение: PD-1 передает ингибирующие сигналы Т-клеткам, а PD-1 избирательно активируется истощенными Т-клетками во время хронической вирусной инфекции. (32). Сообщалось о повышенных уровнях PD-1 в МНО по сравнению с нормальными ответчиками (33).

АФК и функция митохондрий: Дисфункция митохондрий связана с растущим числом заболеваний. АФК, генерируемые митохондриями, участвуют в нескольких процессах, таких как рак, старение, инфаркт миокарда, сердечно-сосудистые заболевания (38). Опросник качества жизни (QoL) (EuroQol-5D-3L): EQ-5D-3L является установленным и проверенным опросник качества жизни, используемый во многих терапевтических учреждениях (34,35,36). Благодаря небольшому размеру (5 пунктов) и визуальной аналоговой шкале, краткость и простота использования делают его хорошо подходящим для использования в клинических исследованиях и практике. Есть версия, проверенная на испанском населении (37).

Вторичные результаты

• Изменение профиля транскриптома между исходным уровнем и 16-й неделей по сравнению с 24-й неделей в образцах цельной крови.

Конечные точки безопасности

• Частота нежелательных явлений (НЯ)