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Publicação
In vitro infection of lymphoid tissues by HIV-2
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Resumo(s)
Lymphoid organs constitute an optimal environment for the defense against the invasion of pathogens by promoting immune responses. They are the major reservoirs of human immunodeficiency virus (HIV) infection, however their infection has only been focused in the context of HIV-1. HIV-2 represents a more attenuated form of HIV disease, characterized by slower CD4+ T cell decline and progression to AIDS, that doesn’t have the same impact worldwide as HIV-1. Nevertheless, HIV-2 constitutes a unique naturally occurring model of attenuated HIV disease valuable for the study of HIV pathogenesis. Understanding the impact of HIV-2 infection on lymphoid organs will provide new insights regarding the ability of the tissue to promote immune responses.
Here we investigated the impact of HIV-2 in human tonsillar tissue, a secondary lymphoid organ (SLO). Tonsil organ cultures (TOCs) were infected with HIV-2 or HIV-1 primary isolates using either CCR5 (R5) or CXCR4 (X4) coreceptors. All viruses were able to replicate in the tissue, as revealed by immunohistochemistry. In addition, we found that HIV-2-infected lymphocytes from TOCs presented similar levels of total HIV DNA as HIV-1. Surprisingly, Gag mRNA and protein levels were significantly higher in tissue infection by HIV-1 X4 as compared to R5-tropic HIV-1 or HIV-2, suggesting that the viral production observed in TOCs may be due to the infection of other cells in the tissue, and that viral transcriptional regulation may be altered in X4-tropic HIV-2. Interestingly, despite the lower lymphocyte-associated viral replication observed with X4-tropic HIV-2, the impact on the viability of CD4+ T cells and on the memory CD4+ T cell compartment was similar to that observed with HIV-1 X4. Moreover, we found that infection of TOCs with X4-tropic viruses resulted in a higher frequency of cells expressing Foxp3, a molecule related with the regulatory phenotype. This was particularly observed for X4-tropic HIV-2 infection and was not related with cell proliferation. In addition, we observed a significantly higher depletion of follicular cells within Foxp3+ cells in TOCs infected with X4-tropic HIV-2, indicating higher persistence of Foxp3+ Tregs. Finally, we observed that all viruses were able to deplete the T follicular helper (TFH) subset, a subset that is essential for B cell differentiation.
In conclusion, our data showed that HIV-2 is able to infect lymphoid tissue in a coreceptor-dependent manner, but that the replication cycle was impaired in lymphocytes at the transcriptional level. These findings on in vitro infection of lymphoid tissues by HIV-2 will provide new insights regarding HIV immunopathogenesis.
Os órgãos linfóides proporcionam respostas imunitárias contra patogénios e é onde estão a maior parte dos linfócitos existentes no corpo humano. Estes órgãos são os maiores reservatórios da infeção pelos vírus de imunodeficiência humano (VIH), no entanto o impacto da infeção é maioritariamente estudado no contexto do VIH-1. O VIH- 2 representa uma forma atenuada da doença, caracterizada pela lenta diminuição de linfócitos CD4+ e progressão para SIDA. Para além disso, o impacto na sociedade é muito menor que o do VIH-1. Contudo, o VIH-2 é um modelo único de ocorrência natural valioso para o estudo da patogénese do VIH. Por esta razão, compreender o impacto da infeção por VIH-2 em órgãos linfóides poderá levar a novas descobertas relativas à habilidade destes tecidos proporcionar respostas imunitárias. Neste projeto, investigámos o impacto do VIH-2 em tecido de amígdala humana, um órgão linfóide secundário. Culturas de amígdala foram infetadas com isolados primários de VIH-1 ou VIH-2 que usam ou o corecetor CCR5 (R5) ou o CXCR4 (X4). Demonstrámos que ambos os vírus são eficientes a infetar o tecido, tendo sido evidenciado por imunohistoquímica. Para além disso, demonstrámos que os linfócitos derivados da cultura de amígdala infetados por VIH-2 tinham uma quantidade de ADN viral integrado semelhante ao das infetadas por VIH-1. Surpreendentemente, a quantidade de mRNA e proteína Gag produzidos mostrou ser significativamente mais elevada na infeção do tecido pelo VIH-1 X4 comparativamente ao VIH-1 R5 e ao VIH-2, sugerindo que o vírus observado no tecido poderá estar relacionado com infeção de outras células, e que a transcrição do vírus X4 HIV-2 poderá estar alterada. No entanto, apesar da baixa replicação associada aos linfócitos observada no tecido infetado por VIH-2 X4, o impacto na viabilidade de linfócitos T CD4+ e no compartimento de linfócitos T CD4+ memória foi semelhante ao observado com o VIH-1 X4. No entanto, a infeção pelos vírus que usam o coreceptor CXCR4 resultou no aumento da expressão de Foxp3 nas células dos tecidos, uma molécula associada ao fenótipo regulador, e tal não se deveu a um aumento da proliferação destas células. Observámos ainda que o VIH-2 X4 depletou significativamente as células Foxp3+ foliculares, persistindo preferencialmente linfócitos T reguladores Foxp3+. Por último, observámos uma depleção dos linfócitos T foliculares por parte de todos os vírus. Em conclusão, os nossos dados mostram que o VIH-2 é capaz de infetar o tecido dependentemente do corecetor, mas o ciclo de replicação foi diminuído nos linfócitos a um nível transcricional. Estes resultados relativos à infeção de órgãos linfóides in vitro por VIH-2 permitirão novas descobertas sobre a imunopatogénese do VIH.
Os órgãos linfóides proporcionam respostas imunitárias contra patogénios e é onde estão a maior parte dos linfócitos existentes no corpo humano. Estes órgãos são os maiores reservatórios da infeção pelos vírus de imunodeficiência humano (VIH), no entanto o impacto da infeção é maioritariamente estudado no contexto do VIH-1. O VIH- 2 representa uma forma atenuada da doença, caracterizada pela lenta diminuição de linfócitos CD4+ e progressão para SIDA. Para além disso, o impacto na sociedade é muito menor que o do VIH-1. Contudo, o VIH-2 é um modelo único de ocorrência natural valioso para o estudo da patogénese do VIH. Por esta razão, compreender o impacto da infeção por VIH-2 em órgãos linfóides poderá levar a novas descobertas relativas à habilidade destes tecidos proporcionar respostas imunitárias. Neste projeto, investigámos o impacto do VIH-2 em tecido de amígdala humana, um órgão linfóide secundário. Culturas de amígdala foram infetadas com isolados primários de VIH-1 ou VIH-2 que usam ou o corecetor CCR5 (R5) ou o CXCR4 (X4). Demonstrámos que ambos os vírus são eficientes a infetar o tecido, tendo sido evidenciado por imunohistoquímica. Para além disso, demonstrámos que os linfócitos derivados da cultura de amígdala infetados por VIH-2 tinham uma quantidade de ADN viral integrado semelhante ao das infetadas por VIH-1. Surpreendentemente, a quantidade de mRNA e proteína Gag produzidos mostrou ser significativamente mais elevada na infeção do tecido pelo VIH-1 X4 comparativamente ao VIH-1 R5 e ao VIH-2, sugerindo que o vírus observado no tecido poderá estar relacionado com infeção de outras células, e que a transcrição do vírus X4 HIV-2 poderá estar alterada. No entanto, apesar da baixa replicação associada aos linfócitos observada no tecido infetado por VIH-2 X4, o impacto na viabilidade de linfócitos T CD4+ e no compartimento de linfócitos T CD4+ memória foi semelhante ao observado com o VIH-1 X4. No entanto, a infeção pelos vírus que usam o coreceptor CXCR4 resultou no aumento da expressão de Foxp3 nas células dos tecidos, uma molécula associada ao fenótipo regulador, e tal não se deveu a um aumento da proliferação destas células. Observámos ainda que o VIH-2 X4 depletou significativamente as células Foxp3+ foliculares, persistindo preferencialmente linfócitos T reguladores Foxp3+. Por último, observámos uma depleção dos linfócitos T foliculares por parte de todos os vírus. Em conclusão, os nossos dados mostram que o VIH-2 é capaz de infetar o tecido dependentemente do corecetor, mas o ciclo de replicação foi diminuído nos linfócitos a um nível transcricional. Estes resultados relativos à infeção de órgãos linfóides in vitro por VIH-2 permitirão novas descobertas sobre a imunopatogénese do VIH.
Descrição
Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2016
Palavras-chave
Lymphoid organs human tonsillar tissue in vitro organ cultures HIV-1 and HIV-2 infection Teses de mestrado - 2016