Toxicidad mitocondrial relativa de tenofovir alafenamida (TAF) frente a tenofovir disoproxil fumarato (TDF) (UCLACAREMITO)

El aumento de las comorbilidades, como las enfermedades cardiovasculares (CVD), las enfermedades óseas y renales, son problemas emergentes en la infección por el VIH, pero los mecanismos no están claros. Comprender cómo los antirretrovirales pueden minimizar la morbilidad en la infección por VIH tratada es una prioridad de investigación. Los inhibidores de la transcriptasa inversa nucleósidos/nucleótidos (INTI) se incluyen en todos los regímenes de tratamiento del VIH. Tenofovir (TFV) disoproxil fumarato (TDF) se ha asociado con un mayor riesgo de nefrotoxicidad y enfermedad ósea en comparación con otros NRTI. Tenofovir alafenamida (TAF) es un profármaco oral de TFV, pero es mucho más estable en plasma en comparación con TDF y se cree que los niveles plasmáticos de TFV notablemente más bajos conducen al perfil de seguridad favorable de TAF. La disfunción mitocondrial tiene un papel clave en la patogénesis del VIH y puede ser el denominador común que impulsa la patogénesis de varias comorbilidades. A pesar del mejor perfil de seguridad de los NRTI más nuevos (como el TDF) en comparación con los NRTI más antiguos, sigue existiendo preocupación por el potencial de toxicidad a largo plazo de los NRTI actuales, especialmente porque los efectos celulares exactos de los NRTI siguen sin estar claros. Se desconoce si un aumento de cuatro veces en los niveles intracelulares del fármaco observado en las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) con TAF puede aumentar la toxicidad en las mitocondrias. Una mejor comprensión de estos efectos podría proporcionar información sobre los mecanismos de la patogénesis del VIH y la selección de NRTI que mejoran la morbilidad en la infección crónica por VIH.

Hipótesis: a pesar de los niveles intracelulares más altos, TAF tiene una toxicidad mitocondrial general mínima o nula en comparación con TDF in vivo. Los investigadores anticipan que los datos preliminares y el enfoque experimental propuesto sentarán las bases para futuros estudios a gran escala para comparar directamente las toxicidades mitocondriales potenciales sutiles de los NRTI más nuevos en grandes cohortes de VIH.

Objetivo principal: esta aplicación de investigación explorará la toxicidad mitocondrial relativa de los NRTI más nuevos (TAF, TDF) como un posible mecanismo para las toxicidades diferenciales relacionadas con los NTRI. Estos datos permitirán la selección de NRTI que pueden mejorar la morbilidad en la infección crónica por VIH tratada, dado el posible papel conocido de la disfunción mitocondrial en la patogénesis de las comorbilidades relacionadas con el VIH. Con este objetivo, los investigadores utilizarán un enfoque experimental sólido para estudiar la disfunción mitocondrial relacionada con NRTI utilizando métodos novedosos, líneas celulares humanas y PBMC. Los objetivos específicos de este proyecto son: Objetivo 1: Evaluar los efectos in vitro relativos de TAF y TDF en comparación con un NRTI más antiguo (ddC) en 5 medidas independientes de la función mitocondrial en la línea celular humana HepG2 y PBMC. Hipótesis: a pesar de los niveles intracelulares más altos, TAF tiene una toxicidad mitocondrial mínima o nula en general en comparación con TDF tanto en la línea HepG2 como en PBMC. ddC se utilizará como control positivo para la disfunción mitocondrial inducida por NRTI. Objetivo 2: Explorar in vivo si existe un aumento de la disfunción mitocondrial con el uso de TAF frente a TDF en la infección crónica por VIH tratada. El objetivo general de esta propuesta es determinar los efectos in vitro e in vivo de TAF en las mitocondrias.

Régimen de tratamiento: Se reclutarán personas sanas mayores de 18 años no infectadas por el VIH y sin comorbilidades conocidas, incluida la enfermedad metabólica, para el aislamiento de PBMC para los estudios in vitro descritos en el Objetivo 1 (n=30). Para el objetivo 1, las células se expondrán a NRTI (TDF, TAF, ddC) de 10 μM (y otra dosis que se determinará después de hablar con Gilead) durante un máximo de 14 días de tratamiento. Para evaluar la toxicidad mitocondrial relativa de TDF frente a TAF in vivo (Objetivo 2), se llevará a cabo un estudio de cambio de etiqueta abierta en participantes VIH-1 positivos con supresión virológica. El régimen de cambio será Stribild® (elvitegravir 150 mg/cobicistat 150 mg/emtricitabina 200 mg/tenofovir disoproxil fumarato 300 mg; E/C/F/TDF) a Genvoya® (elvitegravir 150 mg/cobicistat 150 mg/emtricitabina 200 mg/ tenofovir alafenamida 10 mg; E/C/F/TAF). Para los criterios de inclusión y exclusión ver las secciones respectivas.

Criterio de valoración principal: En general, las mediciones anteriores in vitro e in vivo de la función mitocondrial antes y después de TAF y TDF pondrán a prueba las hipótesis de que los NRTI más nuevos tienen una toxicidad mitocondrial general mínima en humanos. De todas las medidas de la función mitocondrial, el consumo de oxígeno celular (COC; según lo determinado por la tecnología Seahorse) se considerará el "estándar de oro" dado que es una medida de la función mitocondrial más importante (fosforilación oxidativa) que se relaciona con el resultado clínico. Dada la incertidumbre de qué medida de la función mitocondrial puede predecir mejor la toxicidad mitocondrial inducida por NRTI, la comparación de la inducción relativa de la disfunción mitocondrial en PBMC frente a las células HepG2 en respuesta a una concentración específica de un inductor de disfunción mitocondrial (ddC) NRTI conocido utilizarse para guiar el análisis. La medición inicial se usará para controlar los factores de confusión de la disfunción mitocondrial relacionada con los NRTI (cada persona servirá como su propio control) y los resultados se expresarán como cambio relativo en pliegues en comparación con la línea base. Además, utilizando un enfoque similar, el Objetivo 2 explorará si el cambio de TDF a un régimen basado en TAF inducirá algún cambio en las medidas de la función mitocondrial. Este enfoque asegura que cualquier cambio en la función mitocondrial a los 6 y/o 12 meses será secundario solo al cambio de NRTI.

Criterios de valoración secundarios: se acepta que dos medidas independientes de la función mitocondrial pueden predecir con mayor fiabilidad la disfunción mitocondrial en comparación con cada una de las medidas por separado. Los investigadores definirán la toxicidad mitocondrial inducida por NRTI como un cambio significativo en cualquiera de las otras medidas importantes de toxicidad mitocondrial [reducción en el potencial de membrana (Δψm), aumento en las especies de oxígeno reactivo mitocondrial (mito-ROS), disminución en la cantidad de ADN mitocondrial ( mtDNA), dinámica mitocondrial anormal (aumento de la fragmentación de las mitocondrias)). Finalmente, otros criterios de valoración secundarios exploratorios (basados ​​en los recursos sobrantes disponibles) serán la medición de los niveles intracelulares de metabolitos TAF. La citometría de flujo y las imágenes de células vivas se determinarán según sea necesario.

Los investigadores definirán la toxicidad mitocondrial inducida por NRTI como un cambio significativo en cualquiera de las medidas de toxicidad mitocondrial (COC, Δψm, mito-ROS, mtDNA, dinámica mitocondrial). La medición inicial se usará para controlar los factores de confusión de la disfunción mitocondrial relacionada con los NRTI (cada persona servirá como su propio control) y los resultados se expresarán como cambio relativo en pliegues en comparación con la línea base. Además, utilizando un enfoque similar, el Objetivo 2 explorará si el cambio de TDF a un régimen basado en TAF inducirá algún cambio en las medidas de la función mitocondrial. Este enfoque asegura que cualquier cambio en la función mitocondrial a los 6 y/o 12 meses será secundario solo al cambio de NRTI.

Dado que cada donante contribuirá con muestras a todos los grupos experimentales (línea de base, medición de seguimiento), se usará la prueba t pareada, el modelo de efectos mixtos lineales y la prueba no paramétrica (según sea necesario) para comparar las medidas de expresión entre grupos ajustando los efectos del donante (edad, sexo, raza.

Los resultados de esta investigación arrojarán información útil sobre la disfunción mitocondrial general relacionada con los NRTI que se puede validar aún más en grandes estudios con datos sobre resultados clínicos.