Studies on IL-18 in HIV infection : effects of the cytokine on intestinal integrity, and platelets as a new source of the cytokine

L'interleukine IL-18 (IL-18), un membre de la famille de l’IL-1, est une cytokine pro-inflammatoire multifonctionnelle. Elle est produite par les monocytes, les macrophages, les cellules dendritiques, les cellules epitheliales, les keratinocytes et le cortex surrenal dans le corps humain. Cette cytokine est d'abord produite comme une proteine precurseure inactive, qui est par la suite clivee en une forme mature par la caspase-1 activee. La caspase, en elle-meme, existe comme precurseur inactif dans les cellules humaines et requiert l'assemblage d'inflammasomes pour son activation. L'IL-18 pour joue un role cle dans la mediation des conditions inflammatoires. Notre laboratoire et d'autres ont montre que l'infection par le VIH est accompagnee d'une augmentation des taux circulants d'IL-18 avec une diminution des niveaux de son antagoniste, l'interleukine-18 binding protein (IL-18BP). Dans cette these, nous demontrons pour que l'IL-18 est egalement produite et secretee par les plaquettes humaines lors de leur activation. Les plaquettes contiennent des composants de l'inflammasome. Ils assemblent et activent la caspase-1, qui ensuite traite le precurseur de l'IL-18 dans sa forme mature au cours du processus d'activation des plaquettes. La cytokine est synthetisee de novo lors de l'activation des plaquettes. Contrairement a l'IL-18, les plaquettes expriment constitutivement l’IL-18BP, et la liberent de maniere constitutive, ainsi que lors de l'activation. L'IL-18 et l'IL-18BP sont colocalises avec CD63, un marqueur pour les granules α des plaquettes. L'IL-18 libere des plaquettes constitue la source principale de cette cytokine dans la circulation humaine chez les individus sains. Nous avons identifie des concentrations faibles de cette cytokine dans les lysats de plaquettes chez les individus infectes par le VIH par rapport a ceux en sante. D'autre part, les concentrations ont ete augmentees dans le serum et le plasma pauvre en plaquettes chez les individus infectes. Des resultats similaires ont ete obtenus avec l'IL-18BP dans les lysats de plaquettes d'individus sains et infectes par le VIH. Cependant, des quantites plus faibles de cet antagoniste ont ete trouvees dans le serum et le plasma pauvre en plaquettes d'individus infectes par le VIH par rapport a ceux en sante. Nos resultats ont des implications importantes pour les maladies inflammatoires chroniques dans laquelle une activite accrue de l'IL-18 joue un role pathogene. Le VIH est egalement accompagne par une inflammation intestinale et une diminution de l'integrite intestinale, mesuree par la reparation de la muqueuse, la regeneration et la permeabilite. Cependant, on en sait peu sur la relation entre le niveau eleve de l'IL-18 associe a l'infection au VIH et la permeabilite intestinale: ceci n'a jamais ete etudie. Dans cette these, nous demontrons le role du virus et sa proteine Tat a augmenter la production d'IL-18 chez deux lignees de cellules epitheliales intestinales (HT29 et Caco2) ainsi qu'une diminution de l'IL-18BP. L'IL-18 induit une hyperpermeabilite de la barriere epitheliale en perturbant a la fois les jonctions serrees et adherentes, et ce, en modulant l'expression et la distribution de l'occludine, de claudine-2 et de la beta-catenine. Une desorganisation de l'actine F a egalement ete observee dans les cellules lors de l'incubation avec l'IL-18. Les memes observations ont ete faites avec la proteine Tat du VIH-1. Apres une incubation prolongee, l'IL-18 a cause la mort des cellules intestinales et induit l'apoptose par l'activation de la caspase-1 et la caspase-3. Fait interessant, les taux plasmatiques de lipopolysaccharides chez trois categories differentes de patients au VIH (ART-naif, ART-traitee et controleurs elite) sont en correlation avec les niveaux plasmatiques de l'IL-18. Enfin, nous avons etudie la voie de signalisation a travers laquelle l'IL-18 induit une permeabilite intestinale accrue. En bref, nos etudes identifient les plaquettes comme une source importante d'IL-18, et leur activation lors d'une infection a VIH contribue a des concentrations accrues de cette cytokine. Le virus entraine egalement l'augmentation de la production de cytokines par les cellules epitheliales intestinales. L'activite biologique accrue de ces cytokines contribue a la pathogenese du sida en augmentant la permeabilite intestinale et en causant la mort des cellules intestinales. L'IL-18 pourrait servir de cible moleculaire pour retarder la progression du sida et reduire l'inflammation chronique dans un stade precoce d'une infection a VIH.