Herpesvirus humà 8: infecció i patogènia en relació amb el virus d'Epstein-Barr

Abstract

L'Herpesvirus humà 8 (HVH-8) és l'agent etiològic del Sarcoma de Kaposi (SK). Aquesta neoplàsia endotelial multifocal és la primera causa de neoplàsia en pacients de sida. En països on l'HVH-8 no és endèmic (nord d'Europa, EUA), el SK afecta sobretot a homes homo o bisexuals (MSM) VIH positius, entre els quals el virus es transmet sexualment, mentre que en països endèmics (Àfrica central) representa la primera neoplàsia tant en adults com en nens, i el virus es transmet a través de la saliva. Pocs estudis han avaluat la presència del virus en nens en zones no endèmiques. L'HVH-8 s'ha detectat per PCR en cèl·lules mononuclears de sang perifèrica (PBMC), però només en el 50% dels casos de SK associat a la sida. Respecte la detecció de la infecció per l'HVH-8, aquesta tesis es planteja dos objectius; 1) determinar, mitjançant mètodes serològics, quin és l'abast de la infecció per l'HVH-8 en zones no endèmiques durant les dues primeres dècades de vida, per tal de determinar si la infecció primària té lloc durant aquesta etapa en comparació amb el virus d'Epstein-Barr (VEB), y 2) estudiar, mitjançant la detecció del propi virus, quin és l'abast de la virèmia en individus seropositius per l'HVH-8 i el VIH, i el paper d'aquesta en la patogènia del SK. <br/>Els resultats indiquen que en zones no endèmiques (Alemanya i Geòrgia, EUA), la taxa de seroprevalença de l'HVH-8 fins els 17 anys d'edat és significativament menor a la observada en zones endèmiques (Nigèria). En comparació amb el VEB, el virus més proper filogenèticament i de transmissió horitzontal, l'HVH-8 no es transmet tan eficientment a través de la saliva. Tot i així, la infecció primària pot tenir lloc durant la infància també en zones no endèmiques, on els anticossos poden no persistir a llarg termini. La tècnica d'immunofluorescència permet detectar millor la infecció per l'HVH-8 que els ELISA basats en pèptids. Per a la segona part de la tesi va ser necessari desenvolupar un assaig de dilucions limitants i una PCR dúplex en temps real (co-quantificació del genoma víric i del nombre de PBMC analitzades) que va permetre demostrar que la proporció de cèl·lules infectades per l'HVH-8 en sang és relativament baixa, fins i tot en pacients amb SK actiu (fins a menys d'una en 6 milions), tot i que pot canviar durant el curs del SK. En les neoplàssies associades al VEB aquesta proporció sol ser major. L'HVH-8 és més fàcilment detectable en les PBMC que en el plasma. Tot i que la detecció de l'HVH-8 ha estat més habitual entre pacients amb SK, la presència de lesions no sempre va acompanyada de la detecció del virus en sang, on el virus podria estar per sota el límit de detecció. El virus pot infectar latentement els limfòcits B però també dur a terme el cicle lític en un percentatge de les PBMC (amb alts nombres de còpies del genoma de l'HVH-8 per cèl·lula infectada i presència del virus en plasma); les PBMC líticament infectades poden contribuir a la disseminació del virus cap a dianes endotelials en la patogènesi del SK. La latència en els limfòcits B in vivo i en cèl·lules de limfoma transformades per l'HVH-8 (BCBL-1) podria estar regulada de manera diferent, com és el cas dels diferents tipus de latència del VEB. Alguns estudis publicats han subestimat la presència de l'HVH-8 en sang. En aquesta tesi s'han establert les condicions més adequades de mostreig i d'anàlisi de mostres de sang per obtenir uns resultats fiables, i es proposa una nova metodologia que permetrà aprofundir en l'estudi detallat de la virèmia per l'HVH-8 i la seva rellevància en la patogènia del SK y d'altres malalties associades a aquest virus.

Human Herpesvirus 8 (HHV-8) is the etiologic agent of Kaposi's Sarcoma (KS). This multifocal neoplasm has an endothelial origin and is the first cause of cancer in aids patients. In countries where HHV-8 is not endemic (Northern Europe, USA), KS is mostly found in homo or bisexual men (MSM) who are HIV-positive, among whom the virus is transmitted sexually. On the other hand, in endemic countries (central Africa) KS is the most common neoplasm both in adults and in children, and the virus is spread through saliva. Few studies have assessed HHV-8 acquisition by children in non-endemic areas. By PCR, the HHV-8 genome has been detected in peripheral blood mononuclear cells (PBMC), but only in 50% of aids-KS patients. Focused on detection of HHV-8 infection, this thesis has two main objectives; 1) to determine through serologic methods, the extent of HHV-8 infection among children and adolescents in non-endemic areas in order to determine when the primary infection is occurring and whether the virus is transmitted horizontally in comparison with Epstein-Barr virus (EBV), and 2) to assess through the detection of the virus genome, the extent of HHV-8 viremia in individuals that are seropositive for both HHV-8 and HIV, and what is the role of HHV-8 viremia in KS pathogenesis. <br/>Our results show that in non-endemic areas (Germany and Georgia, USA), HHV-8 seroprevalence until 17 years of age is significantly lower than that observed in endemic areas (Nigeria). HHV-8 is not as efficiently transmitted though saliva as EBV, which is the most closely related virus. However, HHV-8 primary infection can occur during infancy and adolescence in non-endemic areas, where specific antibodies may not persist long term. The immunofluorescence assay performed better than two peptide-based ELISA at the detection of HHV-8 infection. To accomplish the second objective it was necessary to develop a limiting dilution assay in combination with a duplex real time PCR (co-quantification of the HHV-8 genome and the number of PBMC tested). Using this method we were able to demonstrate that the fraction of HHV-8 infected blood cells is relatively low, even in patients with active KS (down to less than one in 6 million PBMC), although it can change over time. The frequency of infected cells is usually higher in EBV-related malignancies. HHV-8 was mostly detected in PBMC and not so common in plasma. Although the detection of HHV-8 was more common among aids patients, lesions are not always associated to virus detection in blood, where it could be below the threshold of detection. The virus can latently infect B lymphocytes but also undergo lytic replication in a percentage of the PBMC (with high copy numbers of the HHV-8 genome per infected cell and free virus in plasma); lytically infected PBMC may contribute to the spread of infectious virus to endothelial targets promoting KS pathogenesis. HHV-8 latency in B cells in vivo and in B cells transformed by HHV-8 (BCBL-1) could be regulated differently, perhaps analogous to the several types of EBV latency. The prevalence of the virus in blood cells has been underestimated in previous studies. In this thesis, the most adequate sampling and analysis protocols are proposed so that the virus can be detected reliably. The methods developed in this thesis will be of value in monitoring HHV-8 viremia and establish its relevance in KS pathogenesis, as well as in other HHV-8 associated diseases.