Caracterització funcional de la resposta CD4+ associada a resolució de la infecció pel Virus de la hepatitis c i restauració Funcional de limfòcits t cd4+ específics de Ns3 en infecció persistent

Abstract

La caracterització genòmica del VHC al 1989, el desenvolupament de tècniques de detecció d’anticossos i, més recentment, la introducció de mètodes moleculars per a la identificació de l’ARN viral han permès pràcticament eliminar el risc de transmissió del VHC associat a la transfusió de productes sanguinis. No obstant, en la pràctica diària, les tècniques de cribatge d’anticossos i inclús els mètodes confirmatoris basats en immunoblots generen resultats indeterminats (presència d’anticossos enfront a un únic antigen viral en absència de virèmia), representant un problema pels Bancs de Sang a l’hora d’informar als donants sobre la causa de l’exclusió definitiva de la donació altruista. Per altra banda, tot i que l’eficàcia del tractament antiviral de la infecció persistent pel VHC ha millorat sensiblement en els últims anys, existeixen grups especials de pacients en els que la teràpia actualment disponible està contraindicada o és francament insuficient, pel que una millor comprensió dels mecanismes de persistència viral o resolució espontània de la infecció poden ser clínicament rellevants. La resposta immune cel·lular CD4+ i CD8+ tipus Th1 potent, multiespecífica i mantinguda és essencial per a la resolució espontània de la infecció, mentre que la infecció persistent es caracteritza per l’absència o la presència de cèl·lules específiques d’antigen funcionalment alterades. Estudis experimentals en ximpanzés han demostrat que l’absència de col·laboració per part dels limfòcits T CD4+ específics d’antigen condiciona la persistència viral, per la qual cosa és possible que la infecció crònica en l’ésser humà sigui deguda primàriament a una disfunció de la resposta CD4+. Les causes d’aquesta disfunció poden ser vàries, incloent la inducció d’anèrgia a través de lligands peptídics alterats tal com s’ha postulat en el cas de la tolerància a cèl·lules tumorals. En base a aquestes troballes, es van plantejar dos objectius principals de la tesi: (1) determinar el significat dels patrons d’immunoblot indeterminat en donants de sang i (2) avaluar la possible presència de limfòcits T CD4+ anèrgics en pacients amb infecció persistent, determinar la especificitat antigènica, i estudiar la possibilitat de restaurar la capacitat funcional de les cèl·lules T CD4+ específiques del VHC ex vivo. Els resultats dels estudis han permès demostrar en primer lloc que aproximadament la meitat dels donants amb patró d’immunoblot indeterminat representen curacions espontànies de la infecció, suggerint la utilitat de la tècnica d’ELISpot-IFN-γ per diferenciar donants falsos positius de les tècniques serològiques de cribatge d’aquells que presenten infeccions resoltes espontàniament. A més, es va determinar que la resposta cel·lular Th1 CD4+ enfront al domini helicasa de la proteïna NS3 és el factor discriminant de la resposta immune en infeccions resoltes. En el segon estudi es va demostrar presència de limfòcits T CD4+ específics de NS3 disfuncionals en la majoria dels pacients amb infecció persistent, independentment del seu perfil funcional, mitjançant l’activació transitòria antigen – específica del lligand del CD40 (CD154). També es va demostrar la possibilitat de revertir l’estat disfuncional de les cèl·lules T CD4+ específiques de NS3 mitjançant l’expansió in vitro en absència de l'estímul inductor d'anèrgia i en presència de citocines homeostàtiques (IL-7 i IL-15), proporcionant un nou instrument per entendre els mecanismes de persistència viral i investigar l'ús d'aquestes cèl·lules per a estratègies d'immunoteràpia adaptativa.

The HCV genome characterization in 1989, the development of antibodies detection techniques and, more recently, the introduction of molecular methods for identification of viral RNA have allowed to reduce the risk of HCV transmission associated with blood products transfusion. However, in current practice, the antibody screening techniques and the confirmatory methods based on immunoblot assays generate indeterminate results (antibodies against a single viral antigen in the absence of viremia), representing a problem for blood banks to inform donors about the cause of the definitive exclusion of altruistic donation. Moreover, although the effectiveness of antiviral treatment for persistent HCV infection has improved considerably in recent years, there are special groups of patients for whom currently available therapy is contraindicated or is frankly inadequate. A better understanding of the mechanisms of viral persistence or spontaneous clearance may be thus clinically relevant. Sustained persistence of powerful and multispecific CD4+ and CD8+ Th1 responses are essential for spontaneous HCV clearance, and persistent infection is characterized by the absence or the functional alteration of antigen-specific T cells. Experimental studies in chimpanzees have shown that the absence of HCV-specific CD4+ T lymphocytes cooperation can generate viral persistence, so it is possible that chronic infection in humans may be primarily due to a dysfunction of the CD4+ immune response. The causes of this dysfunction may be various, including the induction of anergy by altered peptide ligands, as has been postulated in the case of tolerance to tumour cells. Based on these findings, we raised two main objectives for this thesis: (1) to determine the significance of indeterminate immunoblot patterns in blood donors and (2) to evaluate the presence of CD4+ T lymphocytes with anergic phenotype in patients with persistent infection, to determine the antigenic specificity, and whether HCV-specific CD4+ T cells dysfunction can be reversed in vitro. Study results have allowed to demonstrate that approximately half of donors with indeterminate immunoblot pattern have resolved a previous HCV infection and suggested that ELISpot-IFN-γ might be a useful tool to distinguish donors with false positive serological techniques results from those with resolved spontaneous infections. In addition, we showed that the CD4+ Th1 immune response against NS3 helicase domain is the discriminate factor in the immune response in resolved infection. The second study showed that HCV-specific CD4+ T cells, although dysfunctional, are present in the peripheral blood of most patients with persistent HCV infection and can be easily detected, irrespectively of their functional profile, by the transient antigen - specific upregulation of CD40 ligand (CD154). We also demonstrated that it was possible to rescue NS3-specific CD4+ T cell response in most chronic HCV patients by in vitro expansion in the absence of HCV-specific antigen and presence of homeostatic cytokines (IL-7 and IL-15), providing a new tool to understand the mechanisms of viral persistence and investigate the use of these cells for immunotherapy of adaptive strategies.