Resumen
Antecedentes
A pesar del éxito de la terapia antirretroviral (TAR), las personas que viven con VIH (PVVS) sufren una alta carga de enfermedades pulmonares, incluso después de tener en cuenta su condición de fumadores. Es probable que las células T CD8 citotóxicas estén implicadas en este fenómeno y puedan actuar como un arma de doble filo. Si bien son esenciales en el control de la infección viral, su hiperactivación también puede contribuir al daño del tejido de la mucosa pulmonar. Los efectos del VIH y el tabaquismo en la dinámica de las células T CD8 de la mucosa pulmonar han sido un área de investigación descuidada, que abordamos en este artículo.
Métodos
El líquido de lavado broncoalveolar (BAL) se obtuvo de PVVS tratadas con TAR (duración media de la carga viral suprimida: 9 años; fumadores: n = 14; no fumadores: n = 21) y controles no infectados por VIH (fumadores: n = 11; no fumadores: n = 20) sin síntomas respiratorios o infección activa. Se aislaron linfocitos y se caracterizaron subconjuntos de células T CD8 y marcadores de localización por citometría de flujo multiparamétrica.
Resultados
Tanto el tabaquismo como la infección por VIH se asociaron de forma independiente con un aumento significativo en las frecuencias de células T CD8 totales en la mucosa pulmonar. Las células T CD8 del LBA fueron principalmente CD69+ que expresaban CD103 y/o CD49a, al menos una de las dos granzimas (GzmA/GzmB) y poca perforina. Se observaron niveles más altos de expresión de CD103, CD69 y GzmB en fumadores frente a no fumadores. El fenotipo ex vivo de las células GzmA+ y GzmB+ reveló una mayor expresión de CD103 y CXCR6 en fumadores, mientras que las PLWH mostraron niveles elevados de CX3CR1 en comparación con los controles.
Conclusión
El tabaquismo y el VIH podrían promover la retención de células T CD8 citotóxicas en las vías respiratorias pequeñas a través de diferentes mecanismos. Es probable que el tabaquismo aumente el reclutamiento y la retención de células Trm GzmB + CD8 a través de CXCR6 y CD103. La mayor expresión de CX3CR1 podría estar asociada con el reclutamiento de células Trm CD8 desde la periferia en las personas que viven con el VIH.
Introducción
A pesar del éxito de la terapia antirretroviral (TAR), las personas que viven con VIH (PVVS) sufren una carga desproporcionada de enfermedades pulmonares infecciosas y no infecciosas, lo que sugiere que su inmunidad pulmonar no está completamente restaurada (1,2,3). Además, la prevalencia del tabaquismo en las personas que viven con el VIH es casi el doble que en la población general, lo que contribuye a una inflamación sistémica crónica de bajo grado y a una menor eficacia de la TAR en estas personas (1, 2, 4,5,6). Helleberg y otros informan que las mortalidades por todas las causas y las no relacionadas con el SIDA son más altas entre las personas que viven con el VIH que fuman que entre las que no lo hacen y que esta población pierde más años de vida por fumar que por la propia infección por VIH (12,3 años frente a 5,1 años respectivamente) (7). Es importante destacar que tanto el tabaquismo como el VIH son factores de riesgo independientes de complicaciones pulmonares como el cáncer de pulmón, el enfisema y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).1, 2, 8,9,10).
En este contexto, las células T CD8 de la mucosa pulmonar desempeñan un papel fundamental en el control de la infección viral crónica, al tiempo que pueden dañar los tejidos circundantes y contribuir a las patologías pulmonares que se observan con frecuencia en las personas que viven con el VIH (1, 2). El VIH se propaga rápidamente dentro del pulmón durante la infección primaria, donde la proximidad de millones de alvéolos proporciona una gran superficie para la propagación viral de célula a célula.1, 11, 12). Nuestro equipo también ha demostrado previamente que el ADN del VIH persiste dentro de las células CD4 pulmonares y las células T doble negativas a pesar de una década de TAR (13, 14). Es importante destacar que las células T CD8 son fundamentales para el control del VIH. Los estudios en animales han demostrado que la disminución de las células T CD8 en los macacos Rhesus infectados con SIV tratados con TAR a corto plazo conduce a un aumento de la viremia plasmática, que es reversible con la repoblación de células T CD8 (15). Las células T CD8 pueden acumularse en el pulmón tras la propagación del VIH en ese tejido. De hecho, las personas que viven con el VIH asintomáticas con frecuencia desarrollan una “alveolitis de células T CD8” caracterizada por la acumulación de células T pulmonares específicas del VIH, que se asocia con síntomas respiratorios y peores resultados clínicos (1, dieciséis, 17). Si bien las células T CD8 son cruciales para la eliminación de las células infectadas por el VIH y las infecciones oportunistas, la inflamación crónica y la estimulación antigénica resultan en un deterioro de sus funciones antivirales en las personas que viven con el VIH (1, 2, 17). Aunque algunas de estas funciones se recuperan en la sangre periférica después del inicio de la TAR, este no es el caso de las células T CD8 pulmonares (18, 19). En el contexto de otras infecciones virales pulmonares crónicas y cánceres de pulmón, las células T CD8 también pierden su actividad citotóxica durante la diferenciación en etapa tardía debido al agotamiento inmunológico (20,21,22,23), aumentando el riesgo de infecciones oportunistas y neoplasias malignas (24, 25). Además, estas células podrían inducir una expansión excesiva de otras células T CD8 en las proximidades a través de mecanismos independientes del receptor de células T, conocidos como «activación espectadora» (26, 27). En conjunto, la activación inmunitaria crónica durante la infección por VIH es uno de los mecanismos probables que impulsan la acumulación de células T CD8 funcionalmente deterioradas que muestran una proliferación reducida, funciones efectoras deficientes y una alta expresión de receptores inhibidores en el pulmón, como informaron nuestro equipo y otros (19, 26, 28,29,30).
El humo del cigarrillo puede tener efectos tanto proinflamatorios como antiinflamatorios al inducir la producción de TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 y proteína quimioatrayente de monocitos-1 (31, 32). Sin embargo, otros estudios indican que la nicotina, el componente más adictivo del tabaco, hace lo contrario, ya que puede disminuir los niveles de IL-6, IL-8 e IL-10 a través de la activación del receptor nicotínico de acetilcolina α7 (33,34,35). El aumento de la producción de citocinas proinflamatorias en fumadores tiene un efecto significativo en la concentración y composición de células inmunes en su líquido BAL: el líquido BAL de los fumadores tiene un mayor número de neutrófilos, macrófagos y células T CD8 en comparación con los no fumadores (36, 37). Posteriormente, la proporción de células T CD4/CD8 en el LBA en fumadores se reduce. Los estudios también muestran que estas células T CD8 y CD4 están sesgadas hacia un fenotipo de tipo 1 (células Tc1 y Th1 respectivamente), que son células productoras de IFN-γ que ayudan a combatir infecciones intracelulares pero también son capaces de causar destrucción tisular en pacientes con EPOC (38,39,40). Recientemente demostramos que las células T CD8 pulmonares muestran una menor expresión de perforina ex vivo, una menor capacidad para regular positivamente la desgranulación tras estimulación in vitro y una capacidad limitada para matar al VIH en comparación con las células T CD8 sanguíneas, independientemente del estado serológico respecto del VIH o del tabaquismo (30). Por un lado, esto podría contribuir potencialmente a una respuesta inmunitaria anti-VIH subóptima y al establecimiento de reservorios virales dentro de los pulmones. Por otro lado, este bajo perfil citotóxico podría ser parte de un estado celular fisiológico normal que actúa como una protección contra el daño tisular indebido a un órgano vital. En comparación con la sangre, la mucosa pulmonar está expuesta a altos niveles de oxígeno, partículas en el aire y microbios. Además, los nutrientes son escasos en ese tejido, lo que a su vez puede afectar el metabolismo y la función de las células T CD8 (41, 42). Los estudios de análisis transcriptómico en modelos murinos también informan que, a diferencia de las células del intersticio pulmonar y la circulación, las células T CD8 de las vías respiratorias muestran una menor expresión de genes involucrados en la función citotóxica (41). Esta propiedad de las células T CD8 de memoria residentes en los tejidos (CD8 Trm) durante las condiciones homeostáticas podría revertirse en el contexto de la inflamación crónica, lo que resulta en la destrucción del tejido. En las enfermedades pulmonares inflamatorias crónicas, como el tabaquismo y la EPOC, el aumento de la citotoxicidad de las células T CD8 y la reducción de la apoptosis en las vías respiratorias pequeñas pueden comprometer la integridad de la barrera mucosa al matar las células epiteliales alveolares a través de la perforina, la granzima B y el TNF-α (43,44,45,46,47,48,49,50). Cabe destacar que previamente hemos informado reducciones significativas en las proporciones de células T CD28-CD57+ CD8 pulmonares senescentes en PVH fumadores, lo que no se observó en los controles seronegativos, lo que sugiere una dinámica diferencial de las células T CD8 en estos participantes del estudio (30).
En general, las funciones citotóxicas de las células T CD8 son necesarias para la eliminación de patógenos y el control de infecciones, pero pueden causar estragos si no se controlan. En el contexto de la mucosa pulmonar, aún no sabemos en qué etapa de diferenciación o migración tisular las células T CD8 comienzan a perder sus funciones citotóxicas. En este estudio, nuestro objetivo fue investigar la dinámica de las células T CD8 pulmonares en personas que viven con el VIH y en individuos no infectados, teniendo en cuenta el impacto del tabaquismo. En cuatro grupos de estudio diferentes, realizamos una caracterización integral por citometría de flujo de los fenotipos de células T CD8 en función de su expresión de proteínas efectoras, marcadores de residencia tisular y receptores de quimiocinas involucrados en la migración de células T.
Métodos
Población de estudio
Se reclutaron fumadores y no fumadores tratados con TAR (carga viral suprimida ≥ 1 año y recuento de CD4 ≥ 350 células/mm3), además de fumadores y no fumadores no infectados por VIH, en el Centro de Salud de la Universidad McGill (MUHC). Todos los participantes se sometieron a broncoscopias solo con fines de investigación. Los participantes se sometieron a pruebas espirométricas varias semanas antes de la broncoscopia para asegurar la ausencia de cualquier enfermedad obstructiva del flujo aéreo no diagnosticada. También se examinó a los participantes para detectar la ausencia de infección pulmonar activa y cualquier otro proceso pulmonar agudo. Los participantes fueron etiquetados como fumadores si fumaban al menos 1 cigarrillo de tabaco al día. Se obtuvieron 50-100 ml de líquido BAL mediante broncoscopias realizadas por un neumólogo y se recolectaron muestras de sangre coincidentes de 40 ml mediante venopunción el mismo día.
Aislamiento de linfocitos
Según un protocolo reciente optimizado y publicado por nuestro equipo, el líquido del BAL se centrifugó dentro de la primera hora después de la broncoscopia para aislar las células y eliminar cualquier líquido del BAL. Los linfocitos se aislaron tanto de la sangre como del BAL como se describió anteriormente (13, 30, 51). Todas las muestras fueron sometidas a criopreservación antes del posterior análisis citométrico de flujo por lotes.
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