Relativní mitochondriální toxicita tenofovir-alafenamidu (TAF) vs. tenofovir-disoproxil-fumarát (TDF) (UCLACAREMITO)

Zvýšené komorbidity, jako jsou kardiovaskulární onemocnění (CVD), onemocnění kostí a ledvin, se objevují jako problémy při infekci HIV, ale mechanismy jsou nejasné. Prioritou výzkumu je pochopení toho, jak mohou antiretrovirová léčiva minimalizovat morbiditu u léčené infekce HIV. Nukleosidové/nukleotidové inhibitory reverzní transkriptázy (NRTI) jsou součástí všech režimů léčby HIV. Tenofovir (TFV) disoproxyl-fumarát (TDF) je spojen se zvýšeným rizikem nefrotoxicity a onemocnění kostí ve srovnání s jinými NRTI. Tenofovir alafenamid (TAF) je perorální proléčivo TFV, ale je mnohem stabilnější v plazmě ve srovnání s TDF a předpokládá se, že výrazně nižší plazmatické hladiny TFV vedou k příznivému bezpečnostnímu profilu TAF. Mitochondriální dysfunkce má klíčovou roli v patogenezi HIV a může být společným jmenovatelem, který řídí patogenezi několika komorbidit. Navzdory lepšímu bezpečnostnímu profilu novějších (jako je TDF) ve srovnání se staršími NRTI přetrvávají obavy z možnosti dlouhodobé toxicity současných NRTI, zejména proto, že přesné buněčné účinky NRTI zůstávají nejasné. Není známo, zda čtyřnásobné zvýšení intracelulárních hladin léčiv pozorované v mononukleárních buňkách periferní krve (PBMC) s TAF může zvýšit toxicitu v mitochondriích. Lepší pochopení těchto účinků by mohlo poskytnout vhled do mechanismů patogeneze HIV a výběru NRTI, které zlepšují morbiditu u chronické infekce HIV.

Hypotéza: Navzdory vyšším intracelulárním hladinám má TAF minimální/žádnou celkovou mitochondriální toxicitu ve srovnání s TDF in vivo. Vyšetřovatelé předpokládají, že předběžné údaje a navrhovaný experimentální přístup vytvoří základ pro budoucí rozsáhlé studie k přímému srovnání jemných potenciálních mitochondriálních toxicit novějších NRTI ve velkých kohortách HIV.

Primární cíl: Tato výzkumná aplikace bude zkoumat relativní mitochondriální toxicitu novějších NRTI (TAF, TDF) jako možný mechanismus pro různé toxicity související s NTRI. Tato data umožní výběr NRTI, které mohou zlepšit morbiditu u chronicky léčené infekce HIV, vzhledem ke známé možné roli mitochondriální dysfunkce v patogenezi komorbidit souvisejících s HIV. K tomuto cíli využijí výzkumníci robustní experimentální přístup ke studiu mitochondriální dysfunkce související s NRTI pomocí nových metod, lidských buněčných linií a PBMC. Specifické cíle tohoto projektu jsou: Cíl 1: Vyhodnotit relativní in vitro účinky TAF a TDF ve srovnání se starším NRTI (ddC) na 5 nezávislých měření mitochondriální funkce v lidské buněčné linii HepG2 a PBMC. Hypotéza: Navzdory vyšším intracelulárním hladinám má TAF minimální/žádnou celkovou mitochondriální toxicitu ve srovnání s TDF jak v linii HepG2, tak v PBMC. ddC bude použit jako pozitivní kontrola pro mitochondriální dysfunkci indukovanou NRTI. Cíl 2: Prozkoumat in vivo, zda dochází ke zvýšené mitochondriální dysfunkci při použití TAF vs. TDF u chronicky léčené infekce HIV. Celkovým cílem tohoto návrhu je určit in vitro a in vivo účinky TAF na mitochondrie.

Léčebný režim: Pro izolaci PBMC pro in vitro studie popsané v cíli 1 (n=30) budou vybráni zdraví neinfikovaní HIV ve věku > 18 let bez známých komorbidit včetně metabolického onemocnění. Pro Cíl 1 budou buňky vystaveny 10 μM (a další dávce, která bude stanovena po diskusích s Gilead) NRTI (TDF, TAF, ddC) po dobu až 14 dnů léčby. K vyhodnocení relativní mitochondriální toxicity TDF vs. TAF in vivo (cíl 2) bude provedena otevřená výměnná studie na virologicky potlačených HIV-1 pozitivních účastnících. Režim přechodu bude Stribild® (elvitegravir 150 mg/kobicistat 150 mg/emtricitabin 200 mg/tenofovir-disoproxyl-fumarát 300 mg; E/C/F/TDF) na Genvoya® (elvitegravir 150 mg/kobicistat 0 mg/kobicistat 150 mg tenofovir-alafenamid 10 mg; E/C/F/TAF). Kritéria pro zařazení a vyloučení viz příslušné sekce.

Primární cílový bod: Celkově výše uvedená měření mitochondriální funkce in vitro a in vivo před a po TAF a TDF otestují hypotézy, že novější NRTI mají minimální celkovou mitochondriální toxicitu u lidí. Ze všech měření mitochondriální funkce bude spotřeba buněčného kyslíku (COC; jak je stanovena technologií Seahorse) považována za „zlatý standard“, protože jde o míru nejdůležitější mitochondriální funkce (oxidační fosforylace), která souvisí s klinickým výsledkem. Vzhledem k nejistotě, jaká míra mitochondriální funkce může nejlépe předpovědět mitochondriální toxicitu vyvolanou NRTI, bude srovnání relativního násobku indukce mitochondriální dysfunkce u PBMC vs. HepG2 buněk v reakci na specifickou koncentraci známého NRTI induktoru mitochondriální dysfunkce (ddC) použít jako vodítko pro analýzu. Základní měření bude použito ke kontrole zmatků mitochondriální dysfunkce související s NRTI (každá osoba bude sloužit jako vlastní kontrola) a výsledky budou vyjádřeny jako relativní násobek změny ve srovnání s výchozí hodnotou. Kromě toho, za použití podobného přístupu, Cíl 2 prozkoumá, zda přechod z TDF na režim založený na TAF vyvolá nějaké změny v měření mitochondriální funkce. Tento přístup zajišťuje, že jakékoli změny v mitochondriální funkci v 6. a/nebo 12. měsíci budou sekundární pouze po přepnutí NRTI.

Sekundární koncové body: Je akceptováno, že dvě nezávislá měření mitochondriální funkce mohou spolehlivěji předpovídat mitochondriální dysfunkci ve srovnání s každým z těchto měření samostatně. Vyšetřovatelé definují mitochondriální toxicitu indukovanou NRTI jako významnou změnu v jakémkoli z dalších hlavních měřítek mitochondriální toxicity [snížení membránového potenciálu (Δψm), zvýšení mitochondriálních reaktivních forem kyslíku (mito-ROS), snížení množství mitochondriální DNA ( mtDNA), abnormální mitochondriální dynamika (zvýšení fragmentace mitochondrií)). A konečně, další průzkumné sekundární koncové body (na základě dostupných zbývajících zdrojů) budou měření intracelulárních hladin metabolitů TAF. Podle potřeby bude stanovena průtoková cytometrie a zobrazování živých buněk.

Výzkumníci definují mitochondriální toxicitu indukovanou NRTI jako významnou změnu v kterémkoli z měření mitochondriální toxicity (COC, Δψm, mito-ROS, mtDNA, mitochondriální dynamika). Základní měření bude použito ke kontrole zmatků mitochondriální dysfunkce související s NRTI (každá osoba bude sloužit jako vlastní kontrola) a výsledky budou vyjádřeny jako relativní násobek změny ve srovnání s výchozí hodnotou. Kromě toho, za použití podobného přístupu, Cíl 2 prozkoumá, zda přechod z TDF na režim založený na TAF vyvolá nějaké změny v měření mitochondriální funkce. Tento přístup zajišťuje, že jakékoli změny v mitochondriální funkci v 6. a/nebo 12. měsíci budou sekundární pouze po přepnutí NRTI.

Vzhledem k tomu, že každý dárce bude přispívat vzorky do všech experimentálních skupin (základní, následné měření), párový t-test, lineární model smíšených účinků a neparametrický test (podle potřeby) budou použity k porovnání míry exprese mezi skupinami upravujícími účinky dárce (věk, věk, sex, rasa.

Výsledky tohoto výzkumu poskytnou užitečné informace o celkové mitochondriální dysfunkci související s NRTI, které lze dále ověřit ve velkých studiích s údaji o klinických výsledcích.