IL-12/IL-18 and M-CSF/GM-CSF trigger two new pathways of pro-oxidants enzymes up-regulation on macrophages. An increase in viral load during treatment interruptions induces a burst of factors implicated in cardiovascular diseases

Abstract

Capítulo I: Para evaluar el efecto sinérgico de IL-12/IL-18 y M-CSF/GM-CSF en la diferenciación de los monocitos y su impacto en el estallido respiratorio y el metabolismo del colesterol de los monocitos derivados en macrófagos, los monocitos fueron diferenciados durante 7 días en presencia de la combinación de la granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) y macrophage colonystimulating factor (M-CSF) o la interleucina 12 (IL-12) e IL-18 para producir respectivamente la M / GM-Ф y IL12/IL18- Ф. Como control, los monocitos fueron diferenciados sólo con M-CSF, GM-CSF, IL-12 e IL-18 para producir respectivamente la M-Ф, GM-Ф, IL12-Ф y IL18-Ф. El análisis de muestras de cuatro donantes de monocitos demostró una diferencia en el metabolismo del colesterol y el estallido respiratorio de las subpoblaciones de macrófagos. Los M/GM-Ф y IL12/IL18-Ф estimulados producieron alto nivel de H2O2 y mieloperoxidasa, y generaron gran cantidad de HOCl en respuesta al PMA. Por el contrario, mostraron bajos niveles de enzima antioxidante catalasa. Además intensificaron la oxidación de LDL y acumularon de forma espontánea gran cantidad de colesterol cuando incubado con la lipoproteína de baja densidad nativa. Los resultados sugieren que las vías M-CSF/GM-CSF o IL12/IL18 podría ser algunas señales sinérgica crítica experimentado por los monocitos / macrófagos durante su diferenciación in-vivo, en el que su potencial aterogénico o su capacidad de oxidar el LDL aumenta. Capítulo II: Estudios recientes muestran que el rebote de la carga del VIH-1 después de largos períodos de interrupciones del tratamiento (IT), resulta en un estallido de biomarcadores de la enfermedad arterial coronaria (CAD). Hemos investigado si las interrupciones cortas inducen un estallido de estos biomarcadores, si los niveles de estos biomarcadores vuelven a la basal durante la reintroducción del tratamiento y si los estallidos eran relacionados con el número de interrupciones. Los biomarcadores de CAD CRP, CXCL8, dímero-D, MMP-9 y los lípidos plasmáticos fueron medidos a partir de muestras de plasma almacenadas de 21 sujetos con infección crónica por el VIH-1 sometidos en un estudio de evaluación de seis ciclos de "2 semanas de interrupción" / "4 semanas reintroducción" de la terapia antirretrovirales. Los sujetos fueron agrupados en aquellos con un rebote de la carga viral después de interrumpir el tratamiento y los que no sufrieron del rebote. Los niveles de CRP, MMP-9, CXCL8, dímero-D y los triglicéridos aumentaron significativamente después de cada IT en los pacientes con el rebote de la carga viral. Los cambios de incremento medio en los sujetos sin rebote de la carga viral eran muy bajos en comparación con la basal y sin interés clínico como los valores se mantuvieron entre los rangos plasmáticos normales. Ningún efecto tiempo se observó durante la IT a la excepción de la CRP. Todos los biomarcadores volvieron a los niveles basales después de cada reinicio del tratamiento. Los resultados sugieren que las IT antirretroviral de tan sólo dos semanas son asociadas con un estallido de relevancia clínica de los biomarcadores de CAD aguda, que indica la importancia de la adherencia al tratamiento.

We organized the thesis into two chapters: Chapter I: To evaluate the synergic effect of IL-12/IL-18 and M-CSF/GM-CSF on monocytes differentiation and their impact on the respiratory burst and cholesterol metabolism of monocytes-derived macrophages, monocytes were differentiated for 7 days in the presence of both granulocyte-macrophage colonystimulating factor (GM-CSF) and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) or Interleukin-12 (IL- 12) and IL-18 to produce respectively M/GM-Ф and IL12/IL18-Ф. As control, monocytes were differentiated only with M-CSF, GM-CSF, IL-12 and IL-18 to produce respectively M-Ф, GM-Ф, IL12- Ф and IL18-Ф. Samples analyses of four monocytes donors demonstrated a differential in the cholesterol metabolism and respiratory burst of macrophage subpopulations. Stimulated M/GM-Ф and IL12/IL18-Ф produce high level of H2O2 and myeloperoxidase; and generate significant amount of HOCl in response to PMA. In contrast, they show low levels of anti-oxidant enzyme catalase. Moreover they intensify LDL oxidation and spontaneously accumulate significant amount of cholesterol when incubated with unmodified low-density lipoprotein. The results suggest that M-CSF/GM-CSF or IL12/IL18 pathways might be some critical synergic signals experienced by monocytes/macrophages during their differentiation in-vivo; in which their atherogenic potential or their capacity to oxidize LDL increase. Chapter II: Recent studies show that HIV-1 load rebound after long periods of treatment interruptions (TI), results in a burst of coronary artery disease (CAD) biomarkers. We investigate whether short interruptions induce a burst of these biomarkers, whether their levels return to the baseline during treatment resumption and if the burst were related to the number of interruptions. CAD biomarkers CRP, CXCL8, D-dimer, MMP-9 and plasma lipids were measured from stored plasma samples of 21 chronically HIV-1 infected subjects enrolled in a study evaluating six cycles of “2 weeks off” / “4 weeks on” antiretroviral therapy. Subjects were clustered into those with a viral load rebound after stopping treatment and those without. The levels of CRP, MMP-9, CXCL8, D-dimer and triglycerides rose significantly after each TI in subjects with viral load rebound. Changes of means increment in subjects without viral load rebound were too low relative to the baseline and without clinical interest as values stayed between the normal plasma ranges. No times effect was observed during TI except for CRP. All biomarkers return to baseline levels after each treatment resumption. The results suggest that antiretroviral TI as short as two weeks are associated with a clinically relevant burst of acute CAD biomarkers, that indicating the importance of adhering to treatment.