Dysbiose intestinale des bactéries et des champignons associée à l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine
L’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) a été largement étudiée pour son impact profond sur le système immunitaire et la santé globale. Parmi les diverses complications associées au VIH, la dysbiose intestinale est apparue comme un domaine de recherche critique. Le microbiome intestinal, composé de bactéries et de champignons, joue un rôle pivot dans le maintien de l’homéostasie immunitaire et de la santé globale. La dysbiose, ou le déséquilibre dans la communauté microbienne, a été liée à une inflammation chronique et à une dysfonction intestinale sévère chez les individus infectés par le VIH. Bien que l’attention ait été principalement portée sur la dysbiose bactérienne dans l’infection par le VIH, le rôle de la dysbiose fongique reste moins exploré. Cette étude vise à fournir une compréhension complète de la dysbiose intestinale des bactéries et des champignons dans l’infection par le VIH, éclairant leurs rôles potentiels dans l’activation immunitaire systémique chronique.
L’étude a été menée avec l’approbation du comité d’éthique de l’hôpital West China Fourth de l’Université du Sichuan. Un total de 130 participants ont été recrutés, incluant 75 patients infectés par le VIH (VIH+) et 55 participants non infectés par le VIH (VIH-), appariés pour le sexe, l’âge et l’indice de masse corporelle (IMC). Des échantillons de selles et de sang périphérique ont été collectés chez tous les participants, qui ont déclaré ne pas avoir utilisé d’antibiotiques au cours du dernier mois. Les comptes de cellules CD4+ et CD8+ dans le sang périphérique et la charge virale plasmatique du VIH ont été déterminés pour les participants VIH+. Dix biomarqueurs immunitaires ont été quantitativement mesurés à l’aide de tests ELISA, incluant quatre marqueurs de translocation microbienne (lipopolysaccharide [LPS], protéine de liaison au lipopolysaccharide [LBP], CD14 soluble [sCD14] et protéine/lectine liant le mannose [MBP/MBL]) et six cytokines inflammatoires (interleukine [IL]-6, facteur de nécrose tumorale [TNF]-α, IL-1β, IL-17, IL-10 et IL-22).
L’ADN a été extrait des échantillons de selles à l’aide d’un kit E.Z.N.A. Soil DNA. La région V3-V4 du gène de l’ARN ribosomal 16S (ARNr) des bactéries et la région de l’espaceur transcrit interne (ITS) des champignons ont été amplifiées à l’aide d’amorces universelles. Le séquençage a été réalisé sur le système Ion Torrent S5 pour les bactéries et sur la plateforme Illumina HiSeq 2500 pour les champignons. Les données de séquençage ont été analysées à l’aide d’outils bioinformatiques tels que QIIME, UCHIME, VSEARCH et Mothur. L’analyse statistique a été réalisée avec le logiciel R. Les données de séquençage ont été déposées dans l’archive Sequence Read Archive sous l’accession BioProject PRJNA762595.
Les caractéristiques démographiques des participants VIH+ et VIH- étaient similaires en termes de sexe, d’âge et d’IMC. Des différences significatives ont été observées dans les niveaux de cinq biomarqueurs immunitaires entre les deux groupes. L’IL-10, l’IL-1β et la MBP/MBL étaient plus faibles chez les participants VIH+, tandis que le TNF-α et l’IL-22 étaient plus élevés. Ces résultats suggèrent une interaction complexe entre l’activation immunitaire et la translocation microbienne dans l’infection par le VIH.
La diversité alpha des bactéries intestinales était significativement plus faible chez les participants VIH+ par rapport aux participants VIH-, comme l’indiquent les espèces observées et l’indice de Shannon. L’analyse de la diversité bêta a révélé des clusters distincts dans les communautés bactériennes entre les deux groupes. Au niveau du phylum, les Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria et Fusobacteria étaient les genres prédominants dans les deux groupes. Cependant, les participants VIH+ ont montré une expansion des Fusobacteria et une diminution de la proportion de Firmicutes. Au niveau du genre, des proportions accrues de Fusobacterium et Prevotella 9, et des proportions diminuées de Faecalibacterium, Alistipes, Akkermansia et Ruminococcaceae UCG-014 ont été observées chez les participants VIH+.
L’étude a également démontré une dysbiose fongique intestinale dans l’infection par le VIH, avec une augmentation de la diversité alpha et une composition fongique altérée. La diversité alpha des champignons était légèrement plus élevée chez les participants VIH+ par rapport aux participants VIH-. L’analyse de la diversité bêta a révélé des clusters distincts dans les communautés fongiques entre les deux groupes. Le ratio de Basidiomycota à Ascomycota était plus faible chez les participants VIH+ (0,09) par rapport aux participants VIH- (0,15). Le genre fongique dominant était Candida, suivi de Cladosporium, Gibberella, Rhodotorula et Saccharomyces. Des proportions plus élevées de Microsporum et des proportions plus faibles de Cystobasidium et Rhodotorula ont été trouvées chez les participants VIH+.
En comparant les taxons bactériens et fongiques intestinaux spécifiques entre les participants VIH+ et VIH-, cinq taxons bactériens du phylum Fusobacteria ont été identifiés chez les participants VIH+, tandis que 17 taxons des Firmicutes et Bacteroidetes ont été identifiés chez les participants VIH-. L’épuisement des bactéries potentiellement bénéfiques comme les Bacteroidaceae et les Ruminococcaceae chez les participants VIH+ pourrait être lié à la perte des cellules T CD4+, qui sont spécifiquement ciblées par le VIH. Pour les taxons fongiques, quatre taxons des Ascomycota et 16 taxons des Basidiomycota ont été différenciés entre les deux groupes. La dysbiose fongique intestinale dans l’infection par le VIH était caractérisée par une biodiversité et des compositions fongiques altérées, ce qui pourrait jouer un rôle important dans la pathogenèse du VIH.
Des modèles distincts de corrélation bactéries-champignons ont été observés entre les participants VIH+ et VIH-. Chez les participants VIH-, Candida était significativement lié à neuf bactéries, incluant des associations positives avec Escherichia Shigella et Ruminococcus gnavus group, et des corrélations négatives avec Bacteroides et Alistipes. Chez les participants VIH+, Candida n’était associé qu’à deux bactéries : Bacteroides (négatif) et Ruminococcaceae UCG-005 (positif). Gibberella présentait des corrélations positives avec sept bactéries chez les participants VIH-, mais aucune corrélation n’a été trouvée chez les participants VIH+. Rhodotorula montrait des corrélations significatives avec quatre bactéries chez les participants VIH-, incluant des associations positives avec Christensenellaceae R7 group, Ruminiclostridium 6 et Ruminococcaceae UCG-014, et une association négative avec Bacteroides. Ces interactions pourraient contribuer à des dommages tissulaires en produisant des enzymes extracellulaires, en augmentant la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires et en conduisant à des dommages oxydatifs et à la mort cellulaire par apoptose.
Les associations entre les biomarqueurs immunitaires et les bactéries et champignons intestinaux ont également été analysées. Chez les participants VIH+, Dialister présentait des corrélations positives avec deux marqueurs de translocation microbienne (sCD14 et MBP/MBL) et cinq cytokines inflammatoires (IL-6, IL-17, IL-1β, IL-22 et IL-10), suggérant un double rôle de pro-inflammation et d’anti-inflammation. Fournierella était positivement associé à trois marqueurs de translocation microbienne (LPS, LBP et MBP/MBL) et à quatre cytokines inflammatoires (IL-17, TNF-α, IL-22 et IL-10). Une corrélation négative a été trouvée entre Fusobacterium et LPS, sCD14, IL-6, IL-1β et MBP/MBL. Chez les participants VIH-, une abondance accrue de Ruminococcaceae UCG-014 était associée à des niveaux élevés de LBP, sCD14 et MBP/MBL. Ces résultats mettent en évidence la complexité des interactions entre les microbes intestinaux et le système immunitaire de l’hôte, bien que des preuves expérimentales supplémentaires soient nécessaires pour confirmer ces relations.
L’étude présente plusieurs limites, incluant une petite taille d’échantillon et un manque de preuves expérimentales. Les recherches futures devraient inclure des échantillons plus importants et utiliser des outils de métagénomique et de métabolomique pour confirmer les microorganismes clés et étudier leurs fonctions dans la dysbiose intestinale et l’état immunitaire dans l’infection par le VIH.
En conclusion, cette étude fournit une compréhension complète des altérations du microbiome bactérien et fongique intestinal associées à l’infection par le VIH. Les résultats contribuent à une meilleure compréhension des rôles de la dysbiose intestinale dans l’activation immunitaire systémique chronique observée dans l’infection par le VIH, offrant des perspectives sur des cibles thérapeutiques potentielles pour la gestion des complications liées au VIH.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002194