Używamy plików cookie

Dlaczego limfocyty CD8+ są kluczowe w walce z HIV?

Limfocyty CD8+ specyficzne dla wirusa odgrywają kluczową rolę w naturalnej kontroli zakażenia HIV. Jednak u większości pacjentów wymagających terapii antyretrowirusowej (ART) komórki te wykazują cechy wyczerpania i obniżoną funkcjonalność. Nowe badanie pilotażowe IMEA 043-CESAR sugeruje, że krótkotrwałe leczenie rosuwastatyną może znacząco poprawić funkcjonalność i potencjał pamięciowy limfocytów CD8+ u osób z HIV, otwierając nowe możliwości terapeutyczne. „Metaboliczna reprogramacja limfocytów T CD8+ poprzez celowanie w szlak cholesterolu, w połączeniu z innymi dostępnymi immunoterapiami, może stanowić obiecującą strategię w poszukiwaniu metod leczenia HIV lub innych przewlekłych zakażeń wirusowych" – piszą autorzy badania w czasopiśmie naukowym.

Czy rosuwastatyna poprawia funkcjonalność limfocytów?

Zespół naukowców przeanalizował próbki od 10 osób zakażonych HIV-1 będących na terapii antyretrowirusowej, które przyjmowały rosuwastatynę w dawce 20 mg/dobę przez 12 tygodni. Badacze oceniali fenotyp, metabolizm, potencjał pamięciowy i funkcjonalność limfocytów CD8+ ogólnych oraz specyficznych dla HIV przed leczeniem (W0), po 12 tygodniach leczenia (W12) oraz 12 tygodni po zakończeniu leczenia (W24).

Wyniki wykazały, że po 12 tygodniach terapii rosuwastatyną limfocyty CD8+ charakteryzowały się znacząco zwiększoną przeżywalnością, zdolnością do proliferacji oraz polifunkcyjnością. Szczególnie istotny był wzrost odsetka komórek produkujących jednocześnie interferon gamma (IFN-γ) i czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-α). Efekty te były przejściowe – po zakończeniu leczenia parametry funkcjonalne wracały do wartości wyjściowych.

Co ciekawe, poprawa funkcjonalności limfocytów CD8+ wiązała się z istotnymi zmianami metabolicznymi. U pacjentów przyjmujących rosuwastatynę zaobserwowano zwiększoną aktywację szlaków mTORC1 i mTORC2 w limfocytach CD8+ oraz zmniejszone pobieranie kwasów tłuszczowych przez te komórki. Jak wyjaśniają badacze, zwiększona funkcjonalność indukowana przez leczenie rosuwastatyną wiązała się z komórkami CD8+ o mniejszym „apetycie" na kwasy tłuszczowe i synchroniczną aktywacją mTORC. „Czy reprogramowanie metaboliczne limfocytów T może stać się kluczowym elementem nowych strategii terapeutycznych? Wyniki tego badania sugerują, że tak właśnie może być" – można się zastanawiać analizując wyniki.

Jak zmienia się profil pamięciowy komórek?

Limfocyty CD8+ polifunkcyjne indukowane przez rosuwastatynę wykazywały również profil pamięciowy, charakteryzujący się niższą ekspresją receptorów hamujących PD-1 i LAG-3 oraz czynnika transkrypcyjnego T-bet, a także zwiększoną ekspresją czynnika transkrypcyjnego Eomesodermin (Eomes) i receptora IL-15 CD122. Profil ten jest zgodny z fenotypem komórek o zwiększonym potencjale antywirusowym i lepszej zdolności do odpowiedzi na sygnały homeostatyczne. Szczególnie interesujące jest to, że podobne efekty zaobserwowano w limfocytach CD8+ specyficznych dla HIV. Po 12 tygodniach leczenia rosuwastatyną komórki te wykazywały zwiększoną produkcję TNF-α i IFN-γ + TNF-α, co wiązało się z niższą ekspresją PD-1, LAG-3 i T-bet. Co więcej, u niektórych pacjentów limfocyty CD8+ specyficzne dla HIV po leczeniu rosuwastatyną lepiej odpowiadały na blokadę punktów kontrolnych PD-1/LAG-3 in vitro.

Należy podkreślić, że pacjenci włączeni do badania mieli liczbę limfocytów CD4+ poniżej 500 komórek/μL, co wskazuje na niepełną rekonstytucję immunologiczną. Ponadto zostali sklasyfikowani według statusu aktywacji limfocytów T i stanu zapalnego jako nieaktywowani/niezapaleni lub aktywowani/zapaleni, zgodnie z wcześniejszymi doniesieniami. Autorzy zauważyli, że chociaż liczba próbek była ograniczona, limfocyty CD8+ od osób o statusie aktywowanym/zapalnym wykazywały wyjściowo niższą przeżywalność, zdolność do proliferacji i produkcję cytokin po stymulacji poliklonalnej. Rosuwastatyna poprawiała właściwości funkcjonalne niezależnie od statusu pacjenta, choć komórki CD8+ od osób aktywowanych/zapalnych wydawały się utrzymywać niższą zdolność funkcjonalną i wyższą ekspresję PD-1 po 12 tygodniach leczenia.

Czy statyny wpływają bezpośrednio na limfocyty T?

Badacze wykazali również, że efekty rosuwastatyny nie były związane ze zmianami w względnej częstości subpopulacji pamięciowych lub efektorowych. Jednakże wszystkie subpopulacje pamięciowe korzystały w pewnym stopniu z działania rosuwastatyny, przy czym wzrost częstości komórek CFSElo, CD107a+, IFN-γ+, TNF-α+ i/lub IFN-γ+ TNF-α+ obserwowano w próbkach W12. Komórki o fenotypie centralnej pamięci doświadczyły ogólnego wzrostu dla wszystkich ocenianych markerów funkcjonalnych.

Warto zauważyć, że statyny mogą wywierać bezpośredni wpływ na limfocyty T, szczególnie związany z ich statusem aktywacji i różnicowania. Cholesterol jest kluczowym składnikiem błon komórkowych i występuje zwłaszcza w tratwach lipidowych, które zawierają liczne cząsteczki sygnalizacyjne limfocytów T. Wcześniejsze badania wykazały, że statyny zmieniają dystrybucję cholesterolu w błonie komórkowej, a także lokalizację błonową i aktywację GTPaz, modulując tym samym sygnalizację TCR. Dodatkowe mechanizmy działania statyn w modulacji aktywacji limfocytów T obejmują blokadę sygnalizacji integrynowej i modulację prezentacji antygenu. Te bezpośrednie i pośrednie efekty statyn mogą wpływać na program molekularny limfocytów CD8+ i łagodzić uporczywą stymulację antygenową i cytokinową, przyczyniając się do zmniejszenia ich dysfunkcji podczas przewlekłych zakażeń.

Interesujące jest również to, że chociaż większość efektów rosuwastatyny była podobnie obserwowana w poliklonalnych i specyficznych dla HIV limfocytach CD8+, istniało kilka różnic. W szczególności, podczas gdy komórki reagujące na anty-CD3/CD28 obserwowane po 12 tygodniach leczenia rosuwastatyną wykazywały zwiększoną zdolność do synchronicznego mobilizowania szlaków mTORC1 i mTORC2, komórki specyficzne dla HIV charakteryzowały się w tym samym czasie niższymi poziomami tych szlaków metabolicznych na poziomie pojedynczej komórki, bez zmniejszania ich zdolności do proliferacji lub produkcji cytokin. Te rozbieżne cechy wśród limfocytów CD8+ są prawdopodobnie związane z siłą i czasem trwania sygnalizacji TCR, jaką otrzymały in vivo.

Jakie perspektywy dają nowe badania?

Badanie wykazało także, że nie wszystkie funkcje limfocytów CD8+ są jednakowo modulowane przez rosuwastatynę. Produkcja TNF-α była szczególnie zwiększona zarówno w komórkach ogólnych, jak i specyficznych dla HIV, efekt ten wydawał się utrzymywać w W24, podczas gdy nie zaobserwowano tego dla samej produkcji IFN-γ lub zdolności do degranulacji. Profil pamięciowy, mniej wyczerpany, promowany przez leczenie rosuwastatyną był szczególnie wzbogacony wśród komórek TNF-α+. Wyniki te są zgodne z wcześniejszymi badaniami autorów, które wykazały, że produkcja TNF-α jest związana z lepszą funkcjonalnością i potencjałem pamięciowym komórek specyficznych dla HIV.

Wiele cech promowanych przez rosuwastatynę w limfocytach CD8+ specyficznych dla HIV było wcześniej związanych z efektywnymi odpowiedziami u naturalnych kontrolerów HIV i mogą być uzupełnieniem strategii opartych na limfocytach CD8+ w kierunku wyleczenia HIV. Rosuwastatyna wydawała się ułatwiać odpowiedź in vitro na blokadę punktów kontrolnych u niektórych uczestników, efekt, który może być związany z profilem pamięciowym wykazywanym przez te komórki, a także zmniejszoną ekspresją PD-1 i LAG-3. Ponadto wyższa przeżywalność limfocytów CD8+ indukowana przez rosuwastatynę mogłaby również poprawić przetrwanie adoptywnie przeniesionych komórek. Oprócz wpływu na limfocyty CD8+, zmniejszenie cholesterolu za pomocą rosuwastatyny mogłoby również ograniczyć replikację HIV w komórkach gospodarza, co byłoby korzystne w strategiach "shock and kill" w celu zapobiegania nowym infekcjom.

Czy efekty rosuwastatyny są jednolite?

„Nasze wyniki pokazują, że metaboliczna reprogramacja limfocytów CD8+ specyficznych dla HIV za pomocą rosuwastatyny zwiększa ich funkcjonalność i, przynajmniej częściowo, wzmacnia ich potencjał pamięciowy" – podsumowują badacze. Autorzy przyznają, że badanie ma pewne ograniczenia, w tym małą liczbę analizowanych osób i brak kontroli placebo. Nie jest również jasne, czy podobne efekty byłyby obserwowane w aktualnych warunkach ART, gdzie leczenie często opiera się na inhibitorach integrazy i jest rozpoczynane wcześniej. Badanie CESAR zostało przeprowadzone prawie dziesięć lat temu, a dawka 20 mg rosuwastatyny dziennie została wybrana na podstawie wyników badania JUPITER, które wykazało zmniejszenie poważnych zdarzeń sercowo-naczyniowych w dużej populacji osób HIV-negatywnych z podwyższonym poziomem wysokoczułego białka C-reaktywnego, ale bez hiperlipidemii. Przyszłe badania powinny ocenić, czy ten sam efekt można zaobserwować przy dawkach rosuwastatyny powszechnie stosowanych w warunkach klinicznych (10 mg/dobę), a także wpływ innych statyn na funkcjonalność limfocytów CD8+ specyficznych dla HIV.

Jakie wyzwania stoją przed przyszłymi terapiami?

Mimo to, wyniki badania otwierają nowe perspektywy dla immunoterapii HIV. Chociaż mało prawdopodobne jest, aby samo leczenie statynami było wystarczające do promowania kontroli HIV w kontekście przerwania ART, metaboliczna reprogramacja limfocytów CD8+ in vivo za pomocą rosuwastatyny mogłaby zostać wykorzystana do wzmocnienia skuteczności terapeutycznej tej populacji komórek w immunoterapiach mających na celu wyleczenie lub remisję HIV, podobnie jak zostało to niedawno opisane w przypadku inhibitorów PD-1 w leczeniu raka. Korzyści z metabolicznej reprogramacji limfocytów CD8+ za pomocą rosuwastatyny mogłyby również zostać rozszerzone na kontekst innych przewlekłych zakażeń wirusowych, gdzie specyficzne dla antygenów limfocyty CD8+ mają zaburzony i dysfunkcyjny profil.

Podsumowanie 

Badanie IMEA 043-CESAR wykazało, że 12-tygodniowa terapia rosuwastatyną (20 mg/dobę) znacząco poprawia funkcjonalność limfocytów CD8+ u pacjentów z HIV-1 na terapii antyretrowirusowej. Po leczeniu obserwowano zwiększoną przeżywalność, proliferację oraz polifunkcyjność limfocytów CD8+, szczególnie w zakresie produkcji IFN-γ i TNF-α. Efekty te wiązały się ze zmianami metabolicznymi, w tym zwiększoną aktywacją szlaków mTORC1/mTORC2 oraz zmniejszonym pobieraniem kwasów tłuszczowych. Limfocyty CD8+ specyficzne dla HIV wykazywały niższą ekspresję markerów wyczerpania (PD-1, LAG-3) oraz czynnika transkrypcyjnego T-bet, przy jednoczesnym wzroście ekspresji markerów pamięciowych (Eomes, CD122). Większość efektów była przejściowa i zanikała po zaprzestaniu terapii. Wyniki sugerują, że metaboliczna reprogramacja limfocytów CD8+ za pomocą rosuwastatyny może stanowić obiecującą strategię uzupełniającą w immunoterapiach HIV oraz innych przewlekłych zakażeń wirusowych.

Bibliografia

1. Impact of rosuvastatin on the memory potential and functionality of CD8+ T cells from people with HIV. Perdomo-Celis, Federico et al. eBioMedicine, Volume 114, 105672