Infections virales appareil gnital masculin Nathalie DejucqRainsford Groupe

Infections virales & appareil génital masculin Nathalie Dejucq-Rainsford Groupe Virus & Reproduction, INSERM U 625, Rennes

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

Virus & tractus génital masculin Vésicules séminales CMV (inclusions) Sperme VIH HBV CMV Papillomavirus HSV HTLV-I HHV-8 (KS+) VHC VHG Prostate Papillomavirus (ADN) HSV (Ag) CMV (ADN + Ag) HHV-8 (VIH+ KS+) VIH EBV Testicule Oreillons VIH EBV Parvovirus B 19 HSV Adenovirus AAV Rétrovirus endogènes

Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? ü 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)

Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? ü Dissémination de maladies par voie sexuelle ü Contamination par insémination artificielle: VHB (Berry, 1987) VHC (Mc. Kee, 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

Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? ü Dissémination de maladies par voie sexuelle ü Cancers de l’appareil génital: Testicule - cancer de l’homme entre 20 et 35 ans (2 d + imp après leucémie) - augmentation de l’incidence: cause environnementale? Recherche EBV : pas d’association convaincante à ce jour- Idem pour Parvovirus B 19

Consequences d’une infection virale du tractus génital masculin ? ü Dissémination de maladies par voie sexuelle ü 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 développement d’un sous-groupe de 18 à présent 32% deset cancers + cancer? Nombre de copies HPV 16 dans 10/47 tumeurs prostate >> tissu 49 % des lésions bégnines + hyperplasique (Serth, 1999, Cancer Research) 9% des tissus normaux + 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 ? ü Dissémination de maladies par voie sexuelle ü Cancers de l’appareil génital: Prostate HSV-2 & CMV: présence dans la prostate mais pas d’association convaincante avec cancer. EBV: 7 carcinomes +/19 (Grinstein, Cancer Research, 2002) Adénocarcinome (5 -30% nx +). Prolifération pré-cancéreuse

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

Virus & Fertilité ?

HSV (type 1 ou 2) Ø 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). Ø Faible prévalence dans le sperme d’hommes fertiles à risques ou HSV+ (3 -5%) (Tabrizi, 2000; Wald, 1999) Ø nombre de cellules infectées et mobilité/nbre spermato (Kotronias & Kapranos, 1998) Ø Traitement Acyclovir/Zovirax: éradication virus - induction qq grossesses

Mode d’action? Interaction avec spermatozoïdes?

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

Spermatozoïdes Pas de particules virales détectées en microscopie électronique (Sherman, 1989) ADN HSV (1&2) détecté en hybridation in situ (Kotronias & Kapranos, 1998) 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) (De. Ture, 1976)

Adeno-associated virus Rohde, Fertlity & Sterility, 1999 Erles, Human Reproduction, 2001 ü AAV se réplique en présence d’adénovirus, de HPV ou de HSV (mais réplication indépendante montrée dans kératinocytes en différenciation) ü Prévalence : 40% de la population >20 ans ü Non pathogène ü Association avec fausses-couches précoces (Tobiasch, 1994) 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 fraction spermato (PCR) ADN dans 25% biopsies : 10/38 hommes azoospermiques et 2/8 orchidectomies « normales »

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

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

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

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

Tractus génital masculin = réservoir pour le VIH ?

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 Production locale de virus ?

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 trithérapies 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 Transmission sexuelle de variants avec des marqueurs génotypiques de résistance

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?

Fixation VIH sur spermatozoïdes? ü CD 4 non détecté à la surface mais… expression galactosylcéramide ü CXCR 4 et CCR 5 indétectables en cyto de flux (Kim et al. , 1999) mais…ARNm CCR 5, CCR 4 & CCR 1 détectés dans spermato & chimioattraction avec RANTES (Tetsuya, 2002). CX 3 CR 1 exprimé dans queue spermato (Zhang, 2004) ü Identification dans spermatozoïdes d’une protéine de 160 k. Da qui fixe gp 120 en Western-blot (Bandivdekar, 2003)

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

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

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

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

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

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?