Decreased Apoptosis Despite Severe CD4 Depletion in the Thymus of a Human Immunodeficiency Virus-1 Infected Child

Abstract

Thymic epithelial space (TES), where thymopoiesis is located, and thymic perivascular space (PVS), where T lymphocytes are pooled, appear differentially involved in human immunodeficiency virus 1 (HIV-1)-infected children. The decline of CD4 + T cells during HIV-1 infection is probably due to a relative predominance of CD4 + T cell destruction on cell proliferation. Antiretroviral therapy (ART) typically increases circulat­ing CD4 + T cell counts, but it is debated whether ART reduces the destruction of existing CD4 + T cells or enhances the production of new cells. We report on postmortem flow-cytometry, immunohistochemistry, and terminal deoxynucleotide transferase (TdT)-mediated dUTP nick-end labeling (TUNEL) studies performed on thymus of an 11-year-old vertically HIV-1 infected child receiving ART. Thymus tissue sections showed that CD4 + and CD8 + cells were more numerous in PVS than in TES (p = 0.0334 for CD4 + cells, p < 0.0001 for CD8 + cells). Thymus cell suspension showed that CD4 + CD8 + cells (immature thymocytes) were 15.4% (age-related control: 80.5 %). Very few apoptotic CD4 + cells were seen in TES. Very low to absent proliferation activity was demonstrated in both TES and PVS. We suggest that 1) lymphocyte depletion in HIV-1 infection is more pronounced in TES than in PVS, 2) immature thymocytes are not enhanced, and 3) an anti-apoptotic effect in the thymus seems to be a potential ART mechanism to explain the CD4+ pool increase.

Zusammenfassung

Der Thymus ist mit mehreren Regionen [thymic epithelial space (TES) als Ort der Thymopoese und thymic perivascular space (PVS) als Ort der gepoolten T-Lymphozyten] in die kindliche HIV-1-(human immunodeficiency virus 1)Infektion in­volviert. Die Abnahme von CD4 +-T-Zellen wÀhrend der HIV-1-Infektion beruht möglicherweise auf einer Prädominanz des Untergangs von CD4 +-T-Zellen. Antiretrovirale Therapie (ART) fÃŒhrt zu einem Anstieg von zirkulierenden CD4 +-T-Zellen. Unklar ist, ob die ART die Destruktion von CD4 +-T-Zellen reduziert. Im Folgenden wird über einen 11 Jahre alten Jungen mit vertikaler HIV-1-Infektion und durchgeführter ART berichtet. Post mortem wurden bei dem Patienten durchflusszytometrische, immunohistochemische und Tide-transferase-(TdT)mediated-dUTP-nick-end-labeling-(TUNEL) Untersuchungen am Thymus durchgeführt. Gewebeschnitte des Thymus zeigten eine größere Anzahl von CD4 +- und CD8 +-Zellen in PVS im Vergleich zu TES (p =  0,0334 für CD4 +-Zellen, p < 0.0001 für CD8 +-Zellen). Thymus-Zell-Suspensionen zeigten reduzierte CD4 +-CD8 +-Zellen (immature Thymozyten) von 15,4 % (altersangepasste Kontrolle: 80,5 %). Sehr wenige apoptotische CD4 + waren im TES. Möglicherweise ist die Lymphozytendepletion bei HIV-1-Infektion im TES stärker ausgeprägt als im PVS. Ein durch ART hervorgerufener antiapoptotischer Effekt könnte den Anstieg von CD4 +-Zellen erklären.

Key words

HIV - thymus - T cell - apoptosis

Schlüsselwörter

HIV - Thymus - T-Zelle - Apoptose

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