Метаболические последствия ВИЧ/ТБ

Feb 03, 2024

BMC Инфекционные болезни, том 23, Номер статьи: 536 (2023 г.) Цитировать эту статью

398 Доступов

17 Альтметрика

Подробности о метриках

Хорошо известен синергизм между вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) и микобактерией туберкулеза при коинфекции хозяина. Хотя известно, что эта синергия обусловлена ​​иммунологическим ухудшением, метаболические механизмы, которые способствуют сопутствующему бремени заболеваний, возникающему при коинфекции ВИЧ/туберкулеза (ТБ), остаются плохо изученными. Кроме того, хотя лечение против ВИЧ подавляет репликацию вируса, эти методы лечения вызывают метаболические нарушения и адаптации хозяина, выходящие за рамки тех, которые вызываются только инфекцией или заболеванием.

В этом исследовании метаболические профили сыворотки здоровых людей из контрольной группы, нелеченных ВИЧ-отрицательных пациентов с туберкулезом, нелеченных пациентов с коинфекцией ВИЧ/ТБ и пациентов с коинфекцией ВИЧ/ТБ, получающих антиретровирусную терапию (АРТ), измерялись с использованием двухмерного метода. размерная газовая хроматография, времяпролетная масс-спектрометрия. Поскольку на сегодняшний день не опубликовано глобального метаболического профиля сочетанной инфекции ВИЧ/ТБ и эффекта АРТ, целью данного пилотного исследования было выяснение общих областей метаболизма, на которые влияют такие состояния.

Коинфекция ВИЧ/ТБ вызвала значительные изменения в липидном и белковом обмене хозяина с дополнительной транслокацией микробных продуктов из кишечника в кровь. Результаты показывают, что ВИЧ синергически усиливает туберкулез, по крайней мере частично, способствуя усилению воспаления, окислительному стрессу, индуцированному АРТ повреждению митохондрий и его пагубному воздействию на здоровье кишечника, что, в свою очередь, влияет на доступность энергии. АРТ в некоторой степени меняет эти тенденции у пациентов с коинфекцией ВИЧ/ТБ, но не у здоровых людей из контрольной группы.

Это исследование породило несколько новых гипотез, которые могли бы направить будущие метаболические исследования, которые можно было бы объединить с другими исследовательскими методами или методологиями для дальнейшего выяснения основных механизмов этих изменений.

Отчеты экспертной оценки

Люди, живущие с вирусом иммунодефицита человека/синдромом приобретенного иммунодефицита (ЛЖВС), имеют в 26–31 раз больший риск развития активного туберкулеза (ТБ) по сравнению с лицами, не инфицированными вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) [1] из-за иммуносупрессивного действия ВИЧ. на хосте. Туберкулез является наиболее распространенным вторичным заболеванием среди ЛЖВС, обуславливая глобальное бремя сочетанной инфекции ВИЧ/ТБ, которое усугубляется ограничением доступа к медицинским учреждениям во время пандемии коронавирусного заболевания 2019 года (COVID-19). Это привело к плохой диагностике, отчетности и началу лечения случаев ВИЧ и туберкулеза, что привело к увеличению смертности от туберкулеза в этот период [2,3,4]. Примерно 12% из 1,6 миллиона смертей, связанных с туберкулезом в мире в 2021 году, пришлось на ЛЖВС [5].

ВИЧ (все ссылки на «ВИЧ» подразумевают ВИЧ-1) и Mycobacterium Tuberculosis (Mtb) действуют синергически при коинфекции хозяина, усугубляя бремя болезни. Эта синергия сосредоточена на иммунологическом ухудшении [6, 7], которое является результатом повышенного уровня иммунной активации [8] и окислительного стресса (ОС) [9]. Иммунная и метаболическая системы тесно связаны, и изменения в одной отражаются на другой. В то время как хозяин претерпевает метаболические изменения в рамках иммунных процессов, патоген модулирует и/или перепрограммирует метаболизм хозяина в соответствии со своими потребностями, например, размножением и уклонением от иммунитета или персистенцией [10]. Это приводит к метаболической дисфункции у хозяина, состоянию, которое становится особенно заметным, если иммунный ответ не способен устранить возбудитель и инфекция становится хронической. Это результат постоянно активного иммунного ответа, заставляющего хозяина адаптироваться к длительным периодам повышенных энергетических и биосинтетических потребностей [11].

Метаболические изменения при коинфекции недостаточно изучены. Однако традиционные методы, основанные на малопроизводительных и трудоемких биохимических анализах [12], показали нарушение чистого белкового баланса [13] и гипоальбуминемию [14], а также аналогичные изменения состава тела [15] у лиц с коинфекцией по сравнению с лицами с ВИЧ-инфекция или только туберкулез. Поскольку эти методы не дают полной картины метаболического состояния, подходы метаболомики могут внести значительный вклад в существующие знания в этой области [12]. Хотя метаболомика использовалась для лучшего понимания конкретных аспектов метаболизма хозяина во время коинфекции, таких как метаболизм триптофана [16,17,18], исследовательский подход для характеристики метаболических изменений, сопровождающих коинфекцию ВИЧ/ТБ, не использовался. . Нецелевая метаболомика направлена ​​на целостную характеристику метаболома путем идентификации и количественного определения как можно большего количества метаболитов в образце. Он также считается исследовательским подходом, генерирующим гипотезы [19], который впоследствии направляет более целенаправленные или целенаправленные исследования. Таким образом, нецелевая метаболомика идеально подходит для предварительного обзора измененного метаболизма хозяина во время коинфекции ВИЧ/ТБ. Исходя из этого, можно определить возможные метаболические механизмы, связанные с синергией ВИЧ/ТБ, что высветит области, представляющие интерес для будущих исследований.