Infections virales & appareil génital masculin

1. Infections virales & appareil génital masculin Nathalie Dejucq-Rainsford Groupe Virus & Reproduction, INSERM U625, Rennes

2. Virus détectés au niveau de l’appareil reproducteur chez l’homme

3. Prostate Vésicules séminales Papillomavirus (ADN) HSV (Ag) CMV(ADN + Ag) HHV-8 (VIH+ KS+) VIH EBV CMV (inclusions) Testicule Oreillons VIH EBV Parvovirus B19 HSV Adenovirus AAV Rétrovirus endogènes Virus & tractus génital masculin Sperme VIH HBV CMV Papillomavirus HSV HTLV-I HHV-8 (KS+) VHC VHG SEMEN

4. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle: • VHB 350 M de porteurs chroniques dans le monde- Transmission sexuelle majoritaire dans zones de faible endémicité (Amérique du Nord, Europe occidentale) • VIH 40 M- Transmission sexuelle majoritaire • HSV-2 Prévalence depuis 30 ans • Co-facteur infection sexuelle VIH (ulcérations génitales) • CMV 50% de la population générale- 95% des homosexuels • HPV ? 33% des sexuellement actives (USA)

5. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Contamination par insémination artificielle: • VHB (Berry, 1987) • VHC (McKee, 1996; Lesourd, 2000) • VIH (Stewart, 1985, Chiasson, 1990, Araneta, 1995, Wortley, 1998, Matz, 1998) Origine du virus? Nécessité d’éliminer la fraction contaminée si spermato eux-mêmes ne sont pas infectés

6. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Cancers de l’appareil génital: Testicule • - cancer de l’homme entre 20 et 35 ans (2d + imp après leucémie) • - augmentation de l’incidence: cause environnementale? Recherche EBV : pas d’association convaincante à ce jour- Idem pour Parvovirus B19

7. Limite des études épidémiologiques basées sur détection Ac ou ADN: Nature des cellules infectées? État d’activation du virus? Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Cancers de l’appareil génital: Prostate + grande incidence chez sujets avec forte activité sexuelle? Papillomavirus: - pas d’association convaincante sur la base épidémiologique - lien quantité de virus présent et développement d’un sous-groupe de cancer?Nombre de copies HPV 16 dans 10/47 tumeurs prostate >> tissu hyperplasique(Serth, 1999, Cancer Research) 18 à 32% des cancers + 49 % des lésions bégnines + • 9% des tissus normaux +

8. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Cancers de l’appareil génital: Prostate HSV-2 & CMV:présence dans la prostate maispas d’association convaincante avec cancer. EBV: 7 carcinomes +/19 (Grinstein, Cancer Research, 2002) Adénocarcinome (5-30% nx +). Prolifération pré-cancéreuse

9. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Cancers de l’appareil génital • Stérilité: • atteinte directe des cellules germinales ou des spermatozoïdes • atteinte indirecte de la spermatogenèse via: • - cellules de Sertoli • - cellules de Leydig: testostérone (oreillons) • - inflammation: infiltration leucocytes & réponse immunitaire anti-cellules germinales

10. Virus & Fertilité ?

11. nombre de cellules infectées et mobilité/nbre spermato (Kotronias & Kapranos, 1998) • Traitement Acyclovir/Zovirax: éradication virus - induction qq grossesses HSV (type 1 ou 2) • Présence dans le sperme significativement corrélée avec infertilité dans 3 études : 24 à 40% des hommes inféconds - ADN HSV dans 3 à 60% des cellules spermatiques (Csata & Kulcsar, 1991; El Borai, 1997, 1998; Kotronias & Kapranos, 1998). • Faible prévalence dans le sperme d’hommes fertiles à risques ou HSV+ (3-5%) (Tabrizi, 2000; Wald, 1999)

12. Mode d’action? Interaction avec spermatozoïdes?

13. HSV-2 Pallier et al, Human Reproduction, 2002 Spermatozoïdes seuls Spermatozoïdes dans liquide séminal + HSV-2 1h - 37°C Attachement Mobilité Aucun effet (Effet inhibiteur du liquide séminal également rapporté par Sherman en 1989) Attachement (& entrée?) du virus au niveau de l’épididyme ou du testicule?

14. Testicule ADN HSV-1 détecté dans testicule- Infection cellules testiculaires in vitro (Csata & Kulcsar, 1991) Isolement de particules infectieuses HSV-2 à partir de cultures d’organes prélevés sur cadavre (4/10) (DeTure, 1976) Spermatozoïdes ADN HSV (1&2) détecté en hybridation in situ (Kotronias & Kapranos, 1998) Pas de particules virales détectées en microscopie électronique (Sherman, 1989)

15. Adeno-associated virus ADN AAV détecté dans 38/100 spermes d’hommes oligo- ou asthénospermiques (détection virus dans 1/ 22 soit 4,6% des échantillons de sperme normaux). Pas d’association significative avec virus helpers. ADN dans 25% biopsies : 10/38 hommes azoospermiques et 2/8 orchidectomies « normales » ADN dans fraction spermato (PCR) Rohde, Fertlity & Sterility, 1999 Erles, Human Reproduction, 2001 • AAV se réplique en présence d’adénovirus, de HPV ou de HSV (mais réplication indépendante montrée dans kératinocytes en différenciation) • Prévalence : 40% de la population >20 ans • Non pathogène • Association avec fausses-couches précoces (Tobiasch, 1994)

16. Questions… • Infection spermato au niveau testiculaire? • Réplication dans cellules germinales en différenciation? • Réactivation infection latente par facteurs cliniques ou endocrines? • Intégration de l’ADN viral dans la lignée germinale?

17. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Cancers de l’appareil génital • Stérilité • Transmission à l’ovocyte et à l’embryon, fausses-couches, anomalies embryonnaires: Intégration ADN exogène dans spermato crée altérations chromosomiques et arrêt du développement embryonnaire pré- implantatoire chez la souris (Szczygiel, Biol Reprod, 2003)

18. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Cancers de l’appareil génital • Stérilité • Transmission à l’ovocyte et à l’embryon, avortements, anomalies embryonnaires • Incorporation génome viral dans génome cellules germinales: cas des rétrovirus endogènes

19. Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? • Dissémination de maladies par voie sexuelle • Cancers de l’appareil génital • Stérilité • Transmission à l’ovocyte et à l’embryon, avortements, anomalies embryonnaires • Incorporation génome viral dans génome cellules germinales • Réservoir viral non accessible aux anti-viraux: barrière hémato-testiculaire

20. Tractus génital masculin = réservoir pour le VIH ?

21. Production locale de virus ? VIH & tractus génital masculin : un compartiment séparé • La compartimentation entre le sang et le sperme est bien établie: • Charge virale séminale  charge virale sanguine • Séquences & phénotypes des souches sang  souches sperme

22. Transmission sexuelle de variants avec des marqueurs génotypiques de résistance VIH & tractus génital masculin : un compartiment séparé • Réponse aux polychimiothérapies (comparaison sang/sperme): •  profil d’apparition des souches résistantes aux drogues • Virus quelquefois détecté dans le sperme de patients sous tri-thérapies en limite de détection dans le sang (Zhang, New England J Medicine, 1998; Lafeuillade, HIV clinical trials, 2002) • Faible pénétration de certains inhibiteurs de protéases

23. VIH & sperme • Virus détecté au niveau de: • fraction séminale mononucléaire (lymphocytes, macrophages) • liquide séminal • spermatozoïdes?? Pas d’infection productive mais capacité à fixer le virus?

24. Fixation VIH sur spermatozoïdes? • CD4 non détecté à la surface mais… expression galactosylcéramide • CXCR4 et CCR5 indétectables en cyto de flux (Kim et al., 1999) mais…ARNm CCR5, CCR4 & CCR1 détectés dans spermato & chimioattraction avec RANTES(Tetsuya, 2002). CX3CR1 exprimé dans queue spermato (Zhang, 2004) • Identification dans spermatozoïdes d’une protéine de 160kDa qui fixe gp120 en Western-blot (Bandivdekar, 2003)

25. VIH & sperme Sous-population de virus dans le liquide séminal distincte de celle présente dans les cellules spermatiques (Paranjpe, 2002; controversé par Curran & Ball, 2002). Faible nombre de cellules infectées dans le sperme : pas toujours en adéquation avec forte concentration de particules virales pouvant être détectée

26. Origines du VIH dans le sperme Seminal Vesicles ? Prostate Cooper gland Testis + epididymis

27. ADN HIV-1 dans cellules germinales? (asymptomatiques/SIDA) TESTIS & VIH-1 Protéines virales (SIDA): macrophages & lymphocytes? Sertoli? cellules germinales? TESTICULE = RESERVOIR VIRAL? “Sertoli cell only” /dégéneration cellules germinales (SIDA) Orchite / hypogonadisme Diminution testosteronémie (SIDA) Augmentation testostérone (début infection)

28. Human Leydig cells are productively infected by some HIV-2 and SIV strains but not by HIV-1 S. Willey, V. Roulet, J.D. Reeves, M-L. Kergadallan, E. Thomas, A. Mc Knight, B. Jégou, N. Dejucq-Rainsford AIDS, 2003, 17:183-188 En cours: - infection in vitro d’explants de testicule, prostate et épididyme humains - analyse des organes génitaux de macaques infectés SIV/SHIV +/- polychimiothérapie

29. Infections virales & conséquences sur l’appareil reproducteur masculin… Peu d’études = peu de certitudes…

30. Questions clés Origine des virus dans le sperme? Nature exacte des cellules infectées? Conséquences d’une infection virale sur la fertilité? Risques liés à la PMA chez couples séro-discordant? Tractus génital masculin = réservoir viral?