Le malade berlinois

Pour les personnes moins familières avec les mécanismes moléculaires de l’infection par le VIH, nous avons consigné quelques rappels de notions de base dans l’encart ci-dessous. Ceci permettra de mieux comprendre le cas du malade berlinois et en quoi les résultats qui viennent d’être publiés apportent des éléments nouveaux pour conclure à une éventuelle guérison.

Rappels de quelques notions de base

Les cibles principales du virus. Les lymphocytes T CD4+ [2] sont les cibles principales du VIH. Leur élimination lors de la progression de l’infection à VIH conduit à la destruction progressive des réponses immunitaires dans notre corps. Les structures immunitaires particulièrement touchées sont celles situées au niveau gastro-intestinal, enrichies en lymphocytes T CD4+ et qui disparaissent alors très rapidement après infection par le VIH. La reconstitution de cette population dans ces structures est fortement compromise après la phase aiguë de l’infection, même après traitement antirétroviral [3].

Rôles et réservoirs de ces cibles. En fait, les lymphocytes T CD4+ existent sous diverses formes. La forme active est celle où la cellule est capable de défendre notre organisme contre un élément étranger – pas uniquement le VIH. Tant qu’il n’a pas reconnu cet élément, il est en réserve et appelé ‘naïf’. Quand il l’a rencontré, soit il est sous une forme active en train de combattre l’intrus, soit il est revenu au repos en attendant de le rencontrer à nouveau. Lors d’une prochaine rencontre, le lymphocyte se multiplie en gardant sa spécificité pour l’intrus, d’où l’appellation de lymphocyte ‘mémoire’. Après élimination de l’intrus, la majorité des cellules ainsi amplifiées sont éliminées aussi, mais une petite proportion retourne à l’état ‘mémoire’ au repos. Sous cette dernière forme, le lymphocyte ne peut pas être infecté par le VIH. Par contre, s’il a été infecté par le VIH sous sa forme active, le retour à la forme mémoire peut conduire à un lymphocyte infecté de façon dite latente. Un tel lymphocyte constitue un des problèmes majeurs de l’infection par le VIH, car il participe à la constitution d’un réservoir de virus insensible aux traitements antirétroviraux. Tous nos lymphocytes T CD4+ ne sont pas infectés, mais lorsque ceux qui le sont rencontrent de nouveau l’intrus qu’ils reconnaissent spécifiquement, ils seront réactivés et produiront de nouveau du virus. Ainsi peut-on expliquer pourquoi l’arrêt du traitement antirétroviral conduit à une reprise de la production de virus.

Les corécepteurs du VIH. Pour infecter les lymphocytes T exprimant le récepteur de surface CD4, le virus doit non seulement reconnaître ce récepteur, mais aussi un co-récepteur. En l’occurrence, il s’agit des molécules à la surface cellulaire appelées CCR5 et CXCR4 dont la fonction dans notre organisme, en dehors de l’infection virale, est de permettre de transmettre une cascade d’événements intracellulaires après interaction avec des facteurs solubles, des cytokines – ces dernières assurent diverses fonctions dans la réponse immunitaire. Selon la souche virale qui nous infecte, le VIH pénètre dans la cellule exprimant le CD4 exclusivement via le récepteur CCR5, via le récepteur CXCR4, ou bien via les deux – on parle alors de tropisme CCR5, CXCR4 ou CCR5/CXCR4. Il existe des mutations de ce récepteur CCR5 et une personne qui porte la mutation appelée delta 32 (D32) sera moins susceptible d’être infectée par les souches de VIH à tropisme CCR5. Les chromosomes vont par paire et chacun comporte une copie d’un gène donné  ; on parle alors d’allèles qui peuvent varier en séquence. La mutation peut n’être présente que sur une des deux copies (il s’agit alors d’hétérozygotie). Si la mutation delta 32 se présente sur les deux copies (homozygotie), le récepteur est alors inactif et la cellule devient très résistante à l’infection par un virus à tropisme CCR5 – pour autant, elle n’en est pas complètement à l’abri.

Rappel de l’historique clinique du malade de Berlin

Lors d’une rechute de sa leucémie myéloïde aiguë [4] en février 2007, un homme de 40 ans séropositif depuis plus de dix ans, traité à l’hôpital Charité – Université de Médecine de Berlin, reçoit une greffe de cellules souches hématopoïétiques, une procédure visant à reconstituer la population sanguine détruite lors du traitement anticancéreux qui n’est pas spécifique des cellules tumorales. Avant de recevoir la greffe, le malade a été conditionné par un traitement comprenant plusieurs médicaments anticancéreux spécifiques de sa forme de leucémie (chimiothérapie de type cytotoxique à base d’amsacrine, de fludarabine et de cytarabine) auxquels s’ajoutaient de la cyclophosphamide, un anticancéreux qui possède aussi des propriétés immunomodulatrices, et des globulines antithymocytes utilisées comme immunosuppresseurs pour éviter le rejet de greffe. Il faut noter que la chimiothérapie anticancéreuse vise non seulement à éliminer les cellules cancéreuses, mais aussi à préparer l’organisme pour recevoir la greffe d’une autre personne [5]. En effet, en cas d’allogreffe, il faut détruire le système immunitaire pour éviter le phénomène de rejet de greffe. Le malade a aussi été soumis à une irradiation du corps entier. Cette irradiation a aussi pour but de détruire le système immunitaire, toujours pour éviter le rejet de greffe, cette greffe devant reconstituer ce dernier avec les caractéristiques du donneur. Le jour de la greffe, le traitement antirétroviral a été arrêté. Un traitement immunosuppresseur post-greffe a aussi été administré (mycophenolate mofetil, ciclosporine). Treize mois plus tard, suite à une rechute de la leucémie, il a reçu une nouvelle greffe du même donneur – avec un traitement de conditionnement comprenant les anticancéreux spécifiques de la leucémie myéloïde aiguë, cytarabine et gemtuzumab (un anticorps monoclonal), ainsi qu’une nouvelle irradiation totale.

La particularité des greffes reçues était que le donneur avait été choisi pour porter une mutation du corécepteur CCR5 du VIH, la mutation delta 32, entraînant sa perte d’expression à la surface des cellules greffées et de leurs descendantes et constituant ainsi un obstacle majeur à l’infection des cellules correspondantes par les virus à tropisme CCR5. Le groupe de médecins et chercheurs berlinois avaient alors publié la réussite de cette transplantation début 2009 dans une revue médicale américaine, le New England Journal of Medicine. Le suivi de l’infection par le VIH au cours des 20 mois suivants démontrait une absence de virémie [6], malgré le fait que le malade ne prenait plus de traitement antirétroviral.

Comme le malade dont il est question dans cet article présentait aussi, avant transplantation, des variants du VIH à tropisme CXCR4, les cliniciens s’attendaient à ce que ceux-ci émergent de nouveau sur le long terme sans traitement, à partir des réservoirs les abritant.

Les questions soulevées

Dans leur nouvel article [7], les auteurs veulent répondre aux trois questions en suspens suivantes  :
– Est-ce qu’il y a bien eu une restauration efficace de la population des lymphocytes T CD4+ dans tout le corps ?
– Est-ce que le système immunitaire du malade contient toujours des cellules cibles du VIH ?
– Y a-t-il stabilité de la taille du réservoir à VIH lors de la phase de reconstitution immune suite à la transplantation des cellules souches hématopoïétiques à mutation delta 32 du CCR5 ?

Pour répondre à ces questions, notamment pour savoir ce qui se passe dans tout le corps, il est nécessaire d’effectuer des prélèvements. Le malade berlinois s’y est prêté, ainsi que d’autres personnes non séropositives, mais ayant reçu des greffes de cellules souches hématopoïétiques. Certains prélèvements chez le malade ont été rendus nécessaires au cours de la prise en charge clinique pour vérifier qu’il n’y avait pas rejet de greffe. L’examen à divers niveaux (côlon à 5 mois et demi, 24 et 29 mois  ; foie à 12 mois  ; liquide cérébrospinal à plusieurs reprises à partir de 17 mois et cerveau à 17 mois) a permis de lever le soupçon de rejet et d’arrêter le traitement immunosuppresseur après 38 mois. Avec l’accord du malade, des prélèvements supplémentaires ont été réalisés à des fins de recherche lors des colonoscopies. A titre de contrôles, des personnes séronégatives ayant reçu une greffe de cellules souches hématopoïétiques ont été aussi incluses dans l’étude, dont quatre ont procédé à une colonoscopie – qui n’ont pas révélé de rejet de greffe. Quinze autres personnes séronégatives en bonne santé ont aussi servi de contrôles, dont cinq ont procédé à une colonoscopie à titre préventif pour le dépistage d’un éventuel cancer du côlon.

Les nouveaux résultats

Au niveau périphérique. Les premiers travaux publiés avaient suggéré qu’après la greffe de cellules souches, les lymphocytes T du receveur avaient été complètement éliminés au niveau périphérique (dosages effectués à partir d’un échantillon de sang). Les auteurs montrent maintenant que le corps du malade berlinois se reconstitue progressivement en lymphocytes T CD4+ au niveau périphérique avec les caractéristiques du donneur. Au bout de deux ans, le niveau atteint est identique à celui d’une personne en bonne santé du même âge. En particulier, les lymphocytes T CD4+ dits ‘mémoire’ sont bien présents et dans des proportions similaires (voire supérieures pour la sous-population mémoire dite effectrice [8]) à celles présentes chez les personnes receveuses de greffe séronégatives ou chez des personnes en bonne santé. La reconstitution immune a bien eu lieu.

Au niveau gastro-intestinal. Afin d’évaluer la présence des lymphocytes T CD4+ dans leur compartiment majeur dans le corps humain, c’est-à-dire au niveau gastro-intestinal, les biopsies ont été utilisées. A partir de celles-ci, on peut isoler des populations cellulaires contenant des lymphocytes ou utiliser le tissu entier sous forme de fines tranches. Sur ces deux types de préparation, il est possible d’identifier et quantifier, à l’aide de marqueurs spécifiques et par des techniques appropriées (cytométrie de flux et immunohistochimie en l’occurrence), la présence des lymphocytes d’intérêt, à savoir les T CD4+ et, de plus, de vérifier s’ils expriment ou non le corécepteur CCR5 du VIH – l’absence de CCR5 indique qu’il s’agit de lymphocyte du donneur et non du receveur. Ainsi, les auteurs ont pu montrer que les lymphocytes T CD4+ dérivés du donneur ont bien été recrutés au niveau gastro-intestinal et qu’ils ont recolonisé le compartiment après la greffe. Côté quantitatif, la reconstitution progressive était similaire chez le malade berlinois à celle de personnes séronégatives ayant subi une greffe de cellules souches. Les auteurs ont même constaté, en comparant avec les biopsies de personnes en bonne santé, qu’il y avait plus du double de lymphocytes T CD4+ au niveau mucosal chez le malade berlinois.

Susceptibilité des lymphocytes T CD4+ récupérés à l’infection par le VIH. Les auteurs ont ensuite voulu savoir si les lymphocytes T CD4+ dérivés du donneur, qu’ils soient d’origine sanguine ou gastro-intestinale, étaient susceptibles d’être infectés par diverses souches de VIH – ceci est testé en infectant les cellules en dehors de l’organisme après prélèvement. Si les lymphocytes étaient bien résistants – comme attendu – aux virus qui utilisent le CCR5 comme corécepteur (tropisme CCR5), ils étaient toujours sensibles aux souches virales à tropisme CXCR4. La greffe ne protège donc pas contre une contamination via l’autre corécepteur.

Analyses complémentaires au niveau du côlon, du foie, du cerveau et d’autres cellules cibles du VIH. Suite à la chimiothérapie anticancéreuse et à l’irradiation, il est néanmoins possible que des cellules cibles du VIH aient échappé à ces traitements. Ainsi des lymphocytes T CD4+ retranchés dans des tissus ou des macrophages [9] [cellules dérivant des monocytes sanguins – eux-mêmes dérivés des cellules souches hématopoïétiques – ayant la capacité d’absorber et de digérer les intrus ou leurs fragments ayant pénétré dans le corps] peuvent avoir résisté et constituer un réservoir de cellules du receveur. En fait, l’étude des biopsies au niveau du foie et du cerveau (cortex et matière blanche) n’a pas révélé de cellules exprimant le CCR5, qu’il s’agisse de lymphocytes T CD4+ ou de cellules de type macrophage/Kupffer [10] 12 mois après la greffe ou de macrophage/microglie* 17 mois après la greffe. Au niveau du côlon, quelques cellules résiduelles exprimaient le CCR5 à 5 mois et demi après la greffe. Il s’agissait non pas de lymphocytes T CD4+ résiduels du receveur, mais de macrophages. Au cours des mois suivants, cette population devenait indétectable lors de la reconstitution immune due à la greffe, ce qui indiquait un remplacement progressif par les cellules du donneur. Effectivement, les macrophages récupérés à partir des biopsies du côlon réalisées à 24 et 29 mois n’exprimaient pas le corécepteur CCR5.

Signes extérieurs de VIH. Aucune séquence virale n’a été détectée dans les échantillons évalués jusqu’à 45 mois après la greffe (pas d’ARN au niveau sanguin ou dans le liquide cérébrospinal, ni d’ADN dans les cellules mononuclées du sang périphérique ou de la moelle osseuse, le cerveau ou le côlon). Côté sérologie [11], les premiers travaux avaient déjà révélé une absence d’anticorps contre la polymérase du VIH et un déclin du nombre d’anticorps contre l’enveloppe et le cœur (génome et protéines associées) du virus au cours des premiers 20 mois suivant la greffe. L’étude ultérieure confirme la chute du nombre d’anticorps avec la disparition de ceux dirigés contre le cœur du VIH (protéines p17 et p24) et la continuation du déclin de ceux dirigés contre l’enveloppe (gp41 et gp120). Les auteurs parlent de processus de sérodéconversion – seuls restent des anticorps contre l’enveloppe.

Conclusions

Guérison ou rémission  ? Deux éléments sont à mettre en avant  : d’une part, après la greffe, il y a eu retour à la normale du nombre de lymphocytes T CD4+, que ce soit au niveau circulant ou au niveau du foyer majeur de tels lymphocytes, c’est-à-dire au niveau gastro-intestinal et, d’autre part, en utilisant les techniques standards de détection de l’infection, il n’y a plus de signe manifeste de l’infection par le VIH. D’autres cellules susceptibles d’être infectées par le VIH comme les macrophages et les cellules affiliées semblent aussi avoir été remplacées par des cellules dérivées de la greffe de cellules souches. Comme l’indiquent les auteurs, il n’est pas possible de vérifier cette conversion dans tous les organes, mais le nombre limité d’observations réalisées dans quelques organes vont dans ce sens – ils notent aussi que chez l’animal, la souris en l’occurrence, où de multiples prélèvements peuvent être réalisés, une telle greffe conduit au remplacement des macrophages par des cellules de l’animal donneur.

Les résultats présentés montrent que plusieurs types cellulaires participant à la constitution de réservoirs du virus sont progressivement remplacés par des cellules résistantes à l’infection après la greffe. Il est alors légitime de conclure que la taille des réservoirs a bien diminué. Si les auteurs concluent qu’en absence de signes manifestes d’infection trois ans et demi après la greffe, le malade peut être considéré comme guéri, la prudence impose cependant d’utiliser plutôt le terme de rémission prolongée.

Et moi ? Venons-en maintenant à la question de la généralisation de cette procédure. Nous avons volontairement détaillé les traitements reçus par le malade de Berlin pour parvenir à une rémission prolongée – qui s’apparente à une guérison – afin d’éviter de faux espoirs pour le déploiement d’une telle procédure. Parce qu’il s’agit d’une allogreffe (donneur et receveur différents, mais compatibles), une chimiothérapie et une irradiation de tout le corps seront nécessaires en traitement dit de conditionnement pour éviter le rejet de greffe. Ces traitements ne sont donc pas uniquement liés à l’élimination d’une leucémie, comme dans le cas du malade berlinois. Le protocole de greffe reste très lourd et non sans risque, y compris vital. Des complications post-greffe sont possibles et multiples. De plus, quand bien même on disposerait des financements et des infrastructures pour réaliser ce type de protocole en routine, il faudrait résoudre la difficulté de trouver suffisamment de donneurs porteurs homozygotes de la mutation delta 32 (1% des personnes de type caucasien).

Quelle suite à tout cela ? Ce cas reste donc en quelque sorte anecdotique – et une très bonne nouvelle pour le malade (ex-malade  ?) en question, bien évidemment. Les auteurs et d’autres groupes cherchent néanmoins à reproduire de tels résultats chez une autre personne séropositive, comme deux des auteurs le rapportaient récemment dans la revue Aids de l’International Aids Society. On y apprend que leur institution a ainsi organisé un atelier de discussion avec les personnes en charge des registres européens de cellules souches, afin de déterminer les possibilités et les limites d’un criblage pour y répertorier les donneurs à mutation delta CCR5. En conclusion de cet atelier, les participants se sont déclarés favorables pour soutenir la réplication de la procédure de greffe de cellules souches hématopoïétiques en provenance de donneurs présentant une telle mutation chez des personnes candidates appropriées – c’est-à-dire séropositives et nécessitant un telle allogreffe (par exemple en cas de leucémie myéloïde aiguë).

Répétons-le, ce ne sera pas un protocole applicable en masse, mais cela incite fortement les chercheurs et cliniciens à continuer d’envisager sérieusement des protocoles visant à rendre le CCR5 non fonctionnel sur les cellules cibles du VIH dans tout l’organisme. D’autres pistes existent effectivement, comme nous l’avions déjà commenté à propos des stratégies d’éradication du virus de l’organisme, avec notamment l’approche qui consiste à utiliser une protéine qui irait enlever spécifiquement le gène du CCR5 dans les cellules souches prélevées chez le malade, cellules qui seront ensuite réintroduites dans le corps, le receveur étant alors aussi le donneur [12]. L’efficacité clinique n’est pas encore démontrée, loin s’en faut, et le déploiement à grande échelle n’est donc pas pour demain non plus.

Et les virus à tropisme CXCR4 ? Reste aussi l’infection via l’autre corécepteur, CXCR4. Les auteurs de l’article discuté mentionnent que des études antérieures suggéraient que la perte de CCR5 pouvait aussi rendre moins sensible à l’infection par les virus VIH à tropisme CXCR4. Le cas du malade berlinois montre que ce n’est pas le cas, du moins en dehors de son corps, puisque des cellules prélevées sur lui sont susceptibles d’être infectées par de tels virus dans des essais menés au laboratoire. Reste tout de même une interrogation pour le long terme  : les auteurs de l’article ne mentionnent pas de rebond de virémie à virus de tropisme CXCR4, alors que le malade présente des virus de ce type – en très faible proportion certes, moins de 3% pour les tropisme CXCR4 et mixte CCR/CXCR4 – potentiellement dans des réservoirs dans son corps. Espérons pour lui qu’il n’y aura pas de rebond de virémie au-delà des trois ans et demi avec un tel virus archivé. Pour l’heure, la rémission est bien au rendez-vous, sans traitement antirétroviral.

En tant que personnes vivant avec le VIH, il nous reste à remercier le malade berlinois qui a accepté de se prêter à des prélèvements supplémentaires à des fins de recherche, malgré la procédure particulièrement éprouvante déployée pour son traitement anticancéreux. En effet, comme nous l’avons déjà souligné, en plus des biopsies nécessaires pour vérifier qu’il n’y avait pas rejet local de la greffe des cellules circulantes (une procédure indispensable pour sa prise en charge), des biopsies additionnelles ont été réalisées avec son accord. C’est grâce à un tel courage et une telle abnégation que la médecine peut avancer. Plus que jamais, notre implication dans des protocoles d’essais et études cliniques reste un moteur essentiel pour lutter contre le VIH et envisager un jour d’éradiquer le VIH de son organisme.