Abstract Children living with HIV have a higher risk of developing tuberculosis (TB), a disease caused by the bacterium Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Gamma delta (γδ) T cells in the context of HIV/Mtb coinfection have been understudied in children, despite in vitro evidence suggesting γδ T cells assist with Mtb control. We investigated whether boosting a specific subset of γδ T cells, phosphoantigen-reactive Vγ9+Vδ2+ cells, could improve TB outcome using a nonhuman primate model of pediatric HIV/Mtb coinfection. Juvenile Mauritian cynomolgus macaques (MCM), equivalent to 4–8-year-old children, were infected intravenously (i.v.) with SIV. After 6 months, MCM were coinfected with a low dose of Mtb and then randomized to receive zoledronate (ZOL), a drug that increases phosphoantigen levels, (n=5; i.v.) at 3- and 17-days after Mtb accompanied by recombinant human IL-2 (s.c.) for 5 days following each ZOL injection. A similarly coinfected MCM group (n=5) was injected with saline as a control. Vγ9+Vδ2+ γδ T cell frequencies spiked in the blood, but not airways, of ZOL+IL-2-treated MCM following the first dose, however, were refractory to the second dose. At necropsy eight weeks after Mtb, ZOL+IL-2 treatment did not reduce pathology or bacterial burden. γδ T cell subset frequencies in granulomas did not differ between treatment groups. These data show that transiently boosting peripheral γδ T cells with ZOL+IL-2 soon after Mtb coinfection of SIV-infected MCM did not improve Mtb host defense.

Abstract Tuberculosis (TB), caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb), is one of the leading causes of death due to an infectious agent. Coinfection with HIV exacerbates Mtb infection outcomes in people living with HIV (PLWH). Bacillus Calmette-Guérin (BCG), the only approved TB vaccine, is effective in infants, but its efficacy in adolescents and adults is limited. Here, we investigated the immune responses elicited by BCG administered via intravenous (IV) or intradermal (ID) routes in Simian Immunodeficiency Virus (SIV)-infected Mauritian cynomolgus macaques (MCM) without the confounding effects of Mtb challenge. We assessed the impact of vaccination on T cell responses in the airway, blood, and tissues (lung, thoracic lymph nodes, and spleen), as well as the expression of cytokines, cytotoxic molecules, and key transcription factors. Our results showed that IV BCG induces a robust and sustained immune response, including tissue-resident memory T (T RM ) cells in lungs, polyfunctional CD4+ and CD8αβ+ T cells expressing multiple cytokines, and CD8αβ+ T cells and NK cells expressing cytotoxic effectors in airways. We also detected higher levels of mycobacteria-specific IgG and IgM in the airways of IV BCG-vaccinated MCM. Although IV BCG vaccination resulted in an influx of T RM cells in lungs of MCM with controlled SIV replication, MCM with high plasma SIV RNA (>10 5 copies/mL) typically displayed reduced T cell responses, suggesting that uncontrolled SIV or HIV replication would have a detrimental effect on IV BCG-induced protection against Mtb.

Abstract Pre-existing HIV infection increases tuberculosis (TB) risk in children. Antiretroviral therapy (ART) reduces, but does not abolish, this risk in children with HIV. The immunologic mechanisms involved in TB progression in both HIV-naïve and HIV-infected children have not been explored. Much of our current understanding is based on human studies in adults and adult animal models. In this study, we sought to model childhood HIV/ Mycobacterium tuberculosis (Mtb) coinfection in the setting of ART and characterize T cells during TB progression. Macaques equivalent to 4-8 year-old children were intravenously infected with SIVmac239M, treated with ART three months later, and coinfected with Mtb three months after initiating ART. SIV-naïve macaques were similarly infected with Mtb alone. TB pathology and total Mtb burden did not differ between SIV-infected, ART-treated and SIV-naïve macaques, although lung Mtb burden was lower in SIV-infected, ART-treated macaques. No major differences in frequencies of CD4+ and CD8+ T cells and unconventional T cell subsets (Vγ9+ γδ T cells, MAIT cells, and NKT cells) in airways were observed between SIV-infected, ART-treated and SIV-naïve macaques over the course of Mtb infection, with the exception of CCR5+ CD4+ and CD8+ T cells which were slightly lower. CD4+ and CD8+ T cell frequencies did not differ in the lung granulomas obtained at necropsy, nor did they differ in the frequency of immune checkpoint and proliferative markers. Thus, ART treatment of juvenile macaques, three months after SIV infection, resulted in similar progression of Mtb and T cell responses compared to Mtb in SIV-naïve macaques.