Tenofoviirialafenamidin (TAF) suhteellinen mitokondriotoksisuus vs. tenofoviiridisoproksiilifumaraatti (TDF) (UCLACAREMITO)

Lisääntyvät samanaikaiset sairaudet, kuten sydän- ja verisuonisairaudet (CVD), luu- ja munuaissairaudet, ovat nousevia ongelmia HIV-infektiossa, mutta mekanismit ovat epäselviä. Sen ymmärtäminen, kuinka antiretroviraaliset lääkkeet voivat minimoida sairastuvuuden hoidetuissa HIV-infektioissa, on tutkimuksen prioriteetti. Nukleosidi/nukleotidi-käänteiskopioijaentsyymin estäjät (NRTI:t) sisältyvät kaikkiin HIV-hoito-ohjelmiin. Tenofoviiri (TFV) disoproksiilifumaraatti (TDF) on yhdistetty lisääntyneeseen munuaistoksisuuden ja luusairauksien riskiin verrattuna muihin NRTI-lääkkeisiin. Tenofoviirialafenamidi (TAF) on TFV:n oraalinen aihiolääke, mutta se on paljon vakaampi plasmassa kuin TDF, ja huomattavasti alhaisempien plasman TFV-tasojen uskotaan johtavan TAF:n suotuisaan turvallisuusprofiiliin. Mitokondrioiden toimintahäiriöllä on keskeinen rooli HIV:n patogeneesissä, ja se voi olla yhteinen nimittäjä, joka ohjaa useiden samanaikaisten sairauksien patogeneesiä. Huolimatta uusien (kuten TDF) paremmasta turvallisuusprofiilista verrattuna vanhempiin NRTI-lääkkeisiin, nykyisten NRTI-lääkkeiden mahdollisesta pitkäaikaisesta toksisuudesta on edelleen huolta, varsinkin kun NRTI-lääkkeiden tarkat vaikutukset soluihin ovat edelleen epäselviä. Ei tiedetä, voiko TAF:a sisältävissä perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa (PBMC) havaittu nelinkertainen lisääntyminen solunsisäisissä lääkeainetasoissa lisätä toksisuutta mitokondrioissa. Näiden vaikutusten parempi ymmärtäminen voisi antaa oivalluksia HIV-patogeneesin mekanismeista ja sellaisten NRTI-lääkkeiden valinnasta, jotka parantavat kroonisen HIV-infektion sairastuvuutta.

Hypoteesi: Huolimatta korkeammista solunsisäisistä tasoista, TAF:lla on minimaalinen/ei lainkaan yleistä mitokondriotoksisuutta verrattuna TDF:ään in vivo. Tutkijat odottavat, että alustavat tiedot ja ehdotettu kokeellinen lähestymistapa muodostavat perustan tuleville laajamittaisille tutkimuksille, joilla verrataan suoraan uusien NRTI-lääkkeiden hienovaraisia ​​mahdollisia mitokondriotoksisia vaikutuksia suurissa HIV-kohorteissa.

Ensisijainen tavoite: Tämä tutkimussovellus tutkii uudempien NRTI-lääkkeiden (TAF, TDF) suhteellista mitokondriotoksisuutta mahdollisena mekanismina NTRI:hen liittyville toksisuuksille. Nämä tiedot mahdollistavat sellaisten NRTI-lääkkeiden valinnan, jotka voivat parantaa kroonisen hoidetun HIV-infektion sairastuvuutta, kun otetaan huomioon mitokondrioiden toimintahäiriön tiedossa oleva mahdollinen rooli HIV:hen liittyvien liitännäissairauksien patogeneesissä. Tätä tavoitetta kohti tutkijat käyttävät vankkaa kokeellista lähestymistapaa NRTI:hen liittyvien mitokondrioiden toimintahäiriöiden tutkimiseen uusilla menetelmillä, ihmissolulinjoilla ja PBMC:llä. Tämän projektin erityistavoitteet ovat: Tavoite 1: Arvioida TAF:n ja TDF:n suhteellisia in vitro -vaikutuksia verrattuna vanhempaan NRTI:hen (ddC) viiteen riippumattomaan mitokondrioiden toiminnan mittaan ihmisen solulinjassa HepG2 ja PBMC. Hypoteesi: Huolimatta korkeammista solunsisäisistä tasoista, TAF:lla on minimaalista/ei lainkaan yleistä mitokondriotoksisuutta verrattuna TDF:ään sekä HepG2-linjassa että PBMC:ssä. ddC:tä käytetään positiivisena kontrollina NRTI-indusoidussa mitokondrioiden toimintahäiriössä. Tavoite 2: Tutkia in vivo, onko TAF:n ja TDF:n käytössä lisääntynyt mitokondrioiden toimintahäiriö kroonisessa hoidetussa HIV-infektiossa. Tämän ehdotuksen yleisenä tavoitteena on määrittää TAF:n vaikutukset mitokondrioihin in vitro ja in vivo.

Hoito-ohjelma: Terveet HIV-tartunnan saamattomat > 18-vuotiaat, joilla ei ole tunnettuja liitännäissairauksia, mukaan lukien aineenvaihduntasairaus, rekrytoidaan PBMC-eristykseen tavoitteessa 1 kuvattuihin in vitro -tutkimuksiin (n=30). Tavoitteessa 1 solut altistetaan 10 μM:lle (ja muulle annokselle, joka määritetään Gileadin kanssa käytyjen keskustelujen jälkeen) NRTI:ille (TDF, TAF, ddC) 14 päivän ajan hoidon ajan. TDF:n ja TAF:n suhteellisen mitokondriotoksisuuden arvioimiseksi in vivo (tavoite 2) suoritetaan avoin vaihtotutkimus virologisesti suppressoiduilla HIV-1-positiivisilla osallistujilla. Vaihto-ohjelma on Stribild® (elvitegraviiri 150 mg/kobisistaatti 150 mg/emtrisitabiini 200 mg/tenofoviiridisoproksiilifumaraatti 300 mg; E/C/F/TDF) Genvoya®:ksi (elvitegraviiri 150 mg/kobisistaatti 0 mg/2emtritabiini 0 mg/0 mg tenofoviirialafenamidi 10 mg; E/C/F/TAF). Katso sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerit vastaavista osista.

Ensisijainen päätepiste: Kaiken kaikkiaan edellä mainitut mitokondrioiden toiminnan in vitro ja in vivo -mittaukset ennen ja jälkeen TAF:n ja TDF:n testaavat hypoteeseja, joiden mukaan uudemmilla NRTI-lääkkeillä on minimaalinen yleinen mitokondriotoksisuus ihmisillä. Kaikista mitokondrioiden toiminnan mittareista solun hapenkulutusta (COC; määritetty Seahorse-teknologialla) pidetään "kultastandardina", koska se on mitokondrioiden tärkeimmän toiminnan (hapettava fosforylaatio) mitta, joka liittyy kliiniseen lopputulokseen. Ottaen huomioon epävarmuus siitä, millä mitokondrioiden toiminnalla voidaan parhaiten ennustaa NRTI-indusoitua mitokondriotoksisuutta, mitokondrioiden toimintahäiriön suhteellisen kertaisen induktion vertailu PBMC- ja HepG2-soluissa vasteena tunnetun mitokondrioiden toimintahäiriön indusoijan (ddC) tiettyyn pitoisuuteen käyttää analyysin ohjaamiseen. Perustason mittausta käytetään NRTI:hen liittyvien mitokondrioiden toimintahäiriöiden tekijöiden hallintaan (jokainen henkilö toimii omana kontrollinaan), ja tulokset ilmaistaan ​​suhteellisena kertamuutoksena lähtötasoon verrattuna. Lisäksi, käyttämällä samanlaista lähestymistapaa, tavoite 2 tutkii, aiheuttaako siirtyminen TDF:stä TAF-pohjaiseen hoitoon muutoksia mitokondrioiden toiminnan mittauksissa. Tämä lähestymistapa varmistaa, että mitokondrioiden toiminnan muutokset 6 ja/tai 12 kuukauden kohdalla ovat toissijaisia ​​vain NRTI-vaihdon kannalta.

Toissijaiset päätepisteet: On hyväksytty, että kaksi riippumatonta mitokondrioiden toiminnan mittaa voivat luotettavammin ennustaa mitokondrioiden toimintahäiriöitä verrattuna kumpaankin mittaukseen erikseen. Tutkijat määrittelevät NRTI-indusoidun mitokondriotoksisuuden merkittäväksi muutokseksi missä tahansa muussa mitokondriotoksisuuden tärkeissä mittareissa [kalvopotentiaalin (Δψm) väheneminen, mitokondrioiden reaktiivisten happilajien (mito-ROS) lisääntyminen, mitokondrioiden DNA:n määrän väheneminen ( mtDNA), epänormaali mitokondriodynamiikka (lisää mitokondrioiden fragmentoitumista)). Lopuksi muita tutkivia toissijaisia ​​päätepisteitä (käytettävissä oleviin jäljellä oleviin resursseihin perustuen) ovat TAF-metaboliittien solunsisäisten tasojen mittaus. Virtaussytometria ja elävien solujen kuvantaminen määritetään tarpeen mukaan.

Tutkijat määrittelevät NRTI-indusoidun mitokondriotoksisuuden merkittäväksi muutokseksi missä tahansa mitokondriotoksisuuden mittareissa (COC, Δψm, mito-ROS, mtDNA, mitokondrioiden dynamiikka). Perustason mittausta käytetään NRTI:hen liittyvien mitokondrioiden toimintahäiriöiden tekijöiden hallintaan (jokainen henkilö toimii omana kontrollinaan), ja tulokset ilmaistaan ​​suhteellisena kertamuutoksena lähtötasoon verrattuna. Lisäksi, käyttämällä samanlaista lähestymistapaa, tavoite 2 tutkii, aiheuttaako siirtyminen TDF:stä TAF-pohjaiseen hoitoon muutoksia mitokondrioiden toiminnan mittauksissa. Tämä lähestymistapa varmistaa, että mitokondrioiden toiminnan muutokset 6 ja/tai 12 kuukauden kohdalla ovat toissijaisia ​​vain NRTI-vaihdon kannalta.

Koska jokainen luovuttaja jakaa näytteitä kaikkiin koeryhmiin (perustaso, seurantamittaus), parillista t-testiä, lineaarista sekavaikutusmallia ja ei-parametrista testiä (tarvittaessa) käytetään vertailemaan ilmentymismittauksia ryhmien välillä luovuttajan vaikutusten (ikä, seksi, rotu.

Tämän tutkimuksen tulokset antavat hyödyllistä tietoa NRTI:hen liittyvistä yleisistä mitokondrioiden toimintahäiriöistä, joita voidaan edelleen validoida laajoissa tutkimuksissa, joissa on tietoa kliinisistä tuloksista.