Avantages et limites des modèles utilisés

Les biopsies de patients nous ont permis de comparer deux localisations : TASC et TAV. En effet, l’étude phénotypique du TAV de patients infectés sous ARV a été réalisée dans peu d’études (Hadigan et al. 2006, Gallego-Escuredo et al. 2013, Walker et al. 2014). Cela a été réalisable grâce à la chirurgie bariatrique de sujets obèses. Cependant, l’obésité peut induire un biais car elle est associée à des atteintes spécifiques du TA (Sun et al. 2011, Sun et al. 2013). Dans l’article 1 (AIDS), les patients infectés sont sous ARV. En effet, les recommandations actuelles indiquent une prise d’ARV incluant un INI suite au diagnostic de séropositivité (WHO 2018). Il est donc aujourd’hui plus difficile d’avoir accès à du TA de patients infectés non traités. Une autre limite est l’hétérogénéité des patients concernant la durée d’infection et l’historique des traitements ARV.

En complément des études sur les patients, nous avons eu l’opportunité de récupérer des prélèvements de TASC et de TAV dans des protocoles déjà établis chez le macaque. Il est important de noter que les biopsies de TA de macaques auxquelles nous avons eu accès font parties de différents protocoles de recherche sur l’infection VIH et les ARV (cohorte SIVART) et pour un même macaque plusieurs projets de recherche y ont été associés afin de limiter l’expérimentation animale. Ces protocoles représentent des modèles uniques d’infection chronique in vivo de macaque cynomolgus infecté par le VIS ou non infecté traité sous ARV. Ces animaux nous ont permis d’évaluer les effets respectifs du virus et des INI. Une étude similaire aurait été difficilement réalisable chez l’homme éthiquement car elle impliquerait de prélever une biopsie de TA chez des volontaires sains sous ARV. Contrairement aux patients, les macaques n’étaient pas obèses. L’autre avantage du macaque est d’obtenir des groupes homogènes avec des durées d’infection et de traitements similaires. Le macaque est un modèle préclinique pertinent pour l’étude de l’infection VIH/VIS et des ARV avec une physiologie et sa physiopathologie du TA proches de l’homme (Hotta et al. 2001, Chen et al. 2002). Il permet l’étude : des réservoirs viraux, de la cinétique de l’infection et de la réponse immunitaire, de caractériser les cellules immunitaires et d’évaluer leurs activations et leurs capacités fonctionnelles, de tester de nouvelles thérapeutiques afin de contrôler la réplication du virus, de limiter la contamination ou de diminuer la taille des réservoirs et potentiellement guérir de la pathologie virale comme l’élaboration d’un vaccin ou d’autres traitements en compléments des ARV classiques (Reimann et al. 2005, Bernard-Stoecklin et al. 2013, Echebli et al. 2018, Hovanessian et al. 2018, Parsons et al. 2018). Ce modèle a par ailleurs été utilisé récemment pour réaliser une étude d’un traitement thérapeutique contre l’infection au SARS-CoV-2 (Severe

acute respiratory syndrome coronavirus 2) (Maisonnasse et al. 2020). La quantité de TA

prélevé, les différentes localisations et les études in vivo et ex vivo sont d’autres arguments en faveur de l’utilisation de ce modèle. Les limites du modèle macaque résident entre autres dans le virus utilisé, le VIS très similaire au VIH mais qui diffère par la protéine Vpx, et le temps de progression au stade SIDA, plus rapide que chez l’homme (2 ans en moyenne chez le macaque cynomolgus).

Pour aller plus loin dans les études mécanistiques, nous avons utilisé des modèles in vitro d’ASC et d’adipocytes. Les ASC sont isolées à partir de TASC abdominal de femmes ne présentant pas de pathologie. Ce modèle permet également d’évaluer l’impact individuel des protéines du VIH et des ARV testés sur les cellules. Les concentrations des INI et des protéines du VIH utilisées est une des limites de l’utilisation du modèle in vitro.

Nous avons choisi d’utiliser la Cmax pour les INI qui est la concentration plasmatique maximale entre 2 prises. Cependant, la concentration peut différer entre le plasma et in situ dans le TA du fait de leurs propriétés pharmacocinétiques. D’une part, les INI sont des ARV qui se lient fortement aux protéines dans le sang ce qui pourraient diminuer leur biodistribution mais aussi leur concentration intra-tissulaire. Nous utilisons 10% de sérum de veau fœtal dans le milieu de culture cellulaire avec une concentration protéique entre 40-50 g/L suggèrent une concentration de drogue active supérieure à celle dans le plasma des patients. Cependant, les ARV utilisés in vitro ont un temps de demi-vie plus court qu’in vivo. De plus, nous avons réalisé des expériences dose-réponse des INI et nous observé un effet augmenté entre ½ Cmax et 1 Cmax mais pas de différence significative entre 1 Cmax et 2 Cmax suggérant l’atteinte d’un plateau (Article 2, Clin. Infect. Dis.).

D’autre part, les INI sont lipophiles et peuvent s’accumuler dans les adipocytes et les cellules de la FSV (Couturier et al. 2018). Cette observation conforte la pertinence de notre modèle mais peut également introduire un biais dans la concentration des INI car notre modèle de culture primaire ne récapitule pas la complexité du tissu et du dialogue entre les différents types cellulaires. En effet, la culture primaire ne permet pas de prendre en compte tous les paramètres intrinsèques au tissu : la biodistribution des ARV liées à leurs caractéristiques physico-chimiques et leur biodistribution selon la vascularisation du tissu, le nombre de cellules infectées qui sécrètent des protéines du VIH ce qui peut être modulé par l’action des ARV.

Concernant les protéines du VIH, nous avons choisi la concentration plasmatique de Tat et Nef de patients infectés par le VIH (Gougeon 2003, Boya et al. 2004, Raymond et al. 2011) et nous avons aussi émis l’hypothèse que les cellules infectées au sein du TA sécrètent Tat et Nef, et ont des impacts sur les cellules avoisinantes du TA (ASC et adipocytes) car aucune étude n’a mesuré leurs concentrations dans le TA. Néanmoins, Tat et Nef ont été mesurées dans différents tissus et dans le sang de patients infectés et contrôlés (Raymond et al. 2011, Tugizov et al. 2013, Gupta et al. 2017, Ferdin et al. 2018). Tat a été détecté dans l’épithélium intestinal (Tugizov et al. 2013), mais aussi dans les microglies et les astrocytes au niveau du système nerveux central tandis que Nef a été mesuré dans les PBMC (Wang et al. 2015), le tissu rectal (Telwatte et al. 2018) et les poumons de patients avirémiques (Chelvanambi et al. 2019). De façon intéressante, une étude récente démontre que la production de provirus défectueux est aussi associée au relargage de protéines virales (Imamichi et al. 2020). Nef a été quantifié également dans les cardiomyocytes des patients infectés sous ARV mais aussi dans un modèle de macaque cynomolgus infectés par le VIS et traités ou non par tenofovir/entricitabine (Gupta et al. 2017). Par ailleurs, le TA étant un réservoir du virus y compris sous ARV suppressifs suggérant que la concentration locale des

protéines du VIH pourrait être supérieure à celle mesurée dans le plasma avec une distribution perturbée des ARV dans les réservoirs qui favorise la persistance virale et la production de virions et de protéines virales (Dupin et al. 2002, Damouche et al. 2015, Couturier et al. 2018). Dans les différentes protocoles (cohorte SIVART et cohorte de patients), des équipes de pharmacologies vont mesurer la concentration des INI dans le TA.

B. Quels sont les mécanismes à l’origine de la fibrose et du