Études sur le rôle d’IL-18 dans l’immunopathogénèse du SIDA

Le virus de l’immunodéficience humaine ou VIH est l’agent qui cause le SIDA. Le VIH donne lieu à une dérégulation dans la production de certaines cytokines qui ont un rôle immunologique très important chez les patients infectés. L’IL-18, autrement nommé facteur inducteur d’IFN-γ, est une cytokine pro-inflammatoire qui affecte le système immunitaire de façon importante. Son activité est régulée par l’"IL-18 Binding Protein" (IL-18BP), une autre cytokine qui se lie avec l’IL-18 et inhibe son activité biologique. Des études ultérieures ont montré des niveaux élevés d’Il-18 chez les patients infectés par le VIH par rapport aux personnes saines. Cependant, aucune étude n’a été réalisée concernant la production d’IL-18BP chez ces patients. Due à sa relevance dans la régulation de l’IL-18, nous avons étudié l’effet de l’infection par le VIH sur l’équilibre entre ces deux facteurs et l’impact de cet équilibre sur l’homéostasie des cellules NK. Nous avons mesuré les taux de l’IL-18 et de l’IL-18BP circulantes dans les sérums des patients infectés par le VIH en les comparants avec le même nombre de personnes saines et séronégatives. Nous avons aussi déterminé le nombre total des différents sous-types de cellules NK et analysé l’activité des cellules NK (Natural Killer). Finalement nous avons cherché à déterminer si l’IL-18 pouvait induire l’apoptose des cellules NK en activant l’expression de Fas ligand. Nos résultats nous démontrent que les patients infectés par le VIH ont trois fois plus d’IL-18 que les donneurs sains. Cependant les niveaux d’IL-18BP sont plus bas chez les patients infectés comparés aux donneurs sains. Alors, le ratio IL-18/IL-18BP est augmenté chez les patients infectés, ce qui entraîne une grande quantité d’IL-18 libre et biologiquement active circulante dans leur organisme. Nos études démontrent que chez ces patients, les concentrations d’IL-18 sont en corrélation négative avec l’activité cytotoxique de leurs cellules NK. Nos études in vitro démontrent que le traitement des cellules NK par l’IL-18 induit de façon fratricide leur apoptose en augmentant l’expression de Fas ligand. Finalement, cette production non coordonnée de ces deux facteurs pourrait contribuer à une immunopathologie induite par l’IL-18 en entraînant une apoptose fratricide des cellules NK qui possèdent un rôle important dans la réponse antivirale. Le dérèglement de l’homéostasie des cellules NK pourrait donc contribuer à la pathogenèse induite par le VIH. HIV-1, the causative agent of AIDS, induces a deregulated production of several immunologically important cytokines in the infected persons. One of these cytokines is IL-18: a powerful proinflammatory cytokine that can regulate both innate and adaptive immune responses. In vivo, its activity is tightly regulated by IL-18 Binding Protein (IL-18BP), another cytokine that specifically binds and neutralizes IL-18 with high affinity. Previous studies have shown that IL-18 concentrations are significantly increased in the circulation of HIV-infected AIDS patients compared to those in healthy people. However, it is not yet clear how the increased levels of this cytokine affect the development of AIDS in HIV infected persons. Furthermore, little is known concerning the production of IL-18 antagonist (IL-18BP) in these patients. These issues were addressed in the studies presented in this thesis. We measured levels of IL-18 and IL-18BP in the sera of HIV-infected patients by using commercial ELISA kits and compared them with the values obtained from a similar number of healthy HIV-seronegative persons. We also determined the absolute and total number of different NK cell subsets and NK cell activity in the peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of these individuals. Finally we determined the effects of recombinant human IL-18 as well as of IL-18-rich sera from AIDS patients on cytolytic activity and survival of human NK cells. Our results show that sera from HIV- infected patients contain up to 3 fold higher levels of IL-18 compared to the sera from healthy people. However, levels of IL-18BP were lower in the infected individuals compared to the healthy ones. Consequently, IL-18/IL-18BP ratio is increased in the patients resulting in a further increase in the concentrations of biologically active IL-18 in the circulation of these patients. Our results show that the concentrations of IL-18 correlated inversely with NK cell numbers as well as with their cytolytic activity in the infected persons. These results suggested the involvement of IL-18 in the disappearance of NK cells that prompted us to determine the potential cytocidal effects of this cytokine on human NK cells. The results from our in vitro experiments show that recombinant human IL-18 and IL-18-rich sera from AIDS patients caused apoptosis in a human NK cell line as well as in primary human NK cells. Anti-FasL antagonist antibodies inhibited this cell death.  In a series of experiments, we found that IL-18 enhances expression of FasL but does not affect the expression of Fas on human NK cells. In vitro IL-18 also stimulated transcription from human FasL promoter. Furthermore, the cytokine also enhanced susceptibility of NK cells to Fas-mediated death, as it decreased the expression of an anti-apoptotic protein Bcl-XL. Our study shows that enhanced IL-18 bioactivity in HIV-infected patients may contribute to the pathogenesis of AIDS by disrupting NK cell homoeostasis.

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