Toxicité mitochondriale relative du ténofovir alafénamide (TAF) par rapport au fumarate de ténofovir disoproxil (TDF) (UCLACAREMITO)

L'augmentation des comorbidités telles que les maladies cardiovasculaires (MCV), les maladies osseuses et rénales sont des problèmes émergents dans l'infection par le VIH, mais les mécanismes ne sont pas clairs. Comprendre comment les antirétroviraux peuvent minimiser la morbidité dans l'infection à VIH traitée est une priorité de recherche. Les inhibiteurs nucléosidiques/nucléotidiques de la transcriptase inverse (INTI) sont inclus dans tous les régimes de traitement du VIH. Le fumarate de disoproxil (TDF) de ténofovir (TFV) a été associé à un risque accru de néphrotoxicité et de maladie osseuse par rapport aux autres INTI. Le ténofovir alafénamide (TAF) est une prodrogue orale du TFV, mais il est beaucoup plus stable dans le plasma que le TDF et on pense que des taux plasmatiques nettement inférieurs de TFV conduisent au profil d'innocuité favorable du TAF. Le dysfonctionnement mitochondrial joue un rôle clé dans la pathogenèse du VIH et peut être le dénominateur commun qui détermine la pathogenèse de plusieurs comorbidités. Malgré le meilleur profil d'innocuité des nouveaux INTI (tels que le TDF) par rapport aux anciens INTI, des inquiétudes subsistent quant au potentiel de toxicité à plus long terme des INTI actuels, d'autant plus que les effets cellulaires exacts des INTI restent flous. On ne sait pas si une multiplication par quatre des taux intracellulaires de médicament observée dans les cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC) avec TAF peut augmenter la toxicité dans les mitochondries. Une meilleure compréhension de ces effets pourrait donner un aperçu des mécanismes de la pathogenèse du VIH et de la sélection des INTI qui améliorent la morbidité dans l'infection chronique par le VIH.

Hypothèse : Malgré des niveaux intracellulaires plus élevés, le TAF a une toxicité mitochondriale globale minimale ou nulle par rapport au TDF in vivo. Les chercheurs prévoient que les données préliminaires et l'approche expérimentale proposée serviront de base à de futures études à grande échelle pour comparer directement les toxicités mitochondriales potentielles subtiles des nouveaux INTI dans de grandes cohortes de VIH.

Objectif principal : Cette application de recherche explorera la toxicité mitochondriale relative des nouveaux NRTI (TAF, TDF) en tant que mécanisme possible des toxicités différentielles liées aux NTRI. Ces données permettront de sélectionner des INTI susceptibles d'améliorer la morbidité dans l'infection chronique par le VIH traitée, compte tenu du rôle possible connu du dysfonctionnement mitochondrial dans la pathogenèse des comorbidités liées au VIH. Dans ce but, les chercheurs utiliseront une approche expérimentale robuste pour étudier le dysfonctionnement mitochondrial lié aux NRTI en utilisant de nouvelles méthodes, des lignées cellulaires humaines et des PBMC. Les objectifs spécifiques de ce projet sont : Objectif 1 : Évaluer les effets in vitro relatifs du TAF et du TDF par rapport à un ancien NRTI (ddC) sur 5 mesures indépendantes de la fonction mitochondriale dans la lignée cellulaire humaine HepG2 et PBMC. Hypothèse : Malgré des niveaux intracellulaires plus élevés, le TAF a une toxicité mitochondriale globale minimale ou nulle par rapport au TDF à la fois dans la lignée HepG2 et dans les PBMC. ddC sera utilisé comme contrôle positif pour le dysfonctionnement mitochondrial induit par les NRTI. Objectif 2 : Explorer in vivo s'il existe un dysfonctionnement mitochondrial accru avec l'utilisation du TAF par rapport au TDF dans l'infection chronique par le VIH traitée. L'objectif global de cette proposition est de déterminer les effets in vitro et in vivo du TAF sur les mitochondries.

Régime de traitement : les personnes de plus de 18 ans en bonne santé, non infectées par le VIH et sans comorbidités connues, y compris les maladies métaboliques, seront recrutées pour l'isolement des PBMC dans le cadre des études in vitro décrites dans l'objectif 1 (n = 30). Pour l'objectif 1, les cellules seront exposées à 10 μM (et à une autre dose qui sera déterminée après discussion avec Gilead) d'INTI (TDF, TAF, ddC) pendant jusqu'à 14 jours de traitement. Pour évaluer la toxicité mitochondriale relative du TDF par rapport au TAF in vivo (Objectif 2), une étude de commutation en ouvert sera menée chez des participants séropositifs au VIH-1 virologiquement supprimés. Le régime de remplacement sera Stribild® (elvitégravir 150 mg/cobicistat 150 mg/emtricitabine 200 mg/fumarate de ténofovir disoproxil 300 mg ; E/C/F/TDF) à Genvoya® (elvitégravir 150 mg/cobicistat 150 mg/emtricitabine 200 mg/ ténofovir alafénamide 10 mg ; E/C/F/TAF). Pour les critères d'inclusion et d'exclusion, voir les sections respectives.

Critère d'évaluation principal : Dans l'ensemble, les mesures in vitro et in vivo ci-dessus de la fonction mitochondriale avant et après le TAF et le TDF permettront de tester les hypothèses selon lesquelles les nouveaux INTI ont une toxicité mitochondriale globale minimale chez l'homme. Parmi toutes les mesures de la fonction mitochondriale, la consommation d'oxygène cellulaire (COC ; telle que déterminée par la technologie Seahorse) sera considérée comme l'"étalon-or" étant donné qu'il s'agit d'une mesure de la fonction mitochondriale la plus importante (phosphorylation oxydative) liée au résultat clinique. Compte tenu de l'incertitude quant à la mesure de la fonction mitochondriale qui peut le mieux prédire la toxicité mitochondriale induite par les NRTI, la comparaison de l'induction relative du dysfonctionnement mitochondrial dans les PBMC par rapport aux cellules HepG2 en réponse à une concentration spécifique d'un inducteur NRTI connu du dysfonctionnement mitochondrial (ddC) servir à guider l'analyse. La mesure de base sera utilisée pour contrôler les facteurs de confusion du dysfonctionnement mitochondrial lié aux NRTI (chaque personne servira de son propre contrôle) et les résultats seront exprimés en tant que variation relative par rapport à la ligne de base. De plus, en utilisant une approche similaire, l'objectif 2 explorera si le passage du TDF à un régime à base de TAF induira des changements dans les mesures de la fonction mitochondriale. Cette approche garantit que tout changement dans la fonction mitochondriale à 6 et/ou 12 mois sera secondaire uniquement au changement d'INTI.

Critères d'évaluation secondaires : Il est admis que deux mesures indépendantes de la fonction mitochondriale peuvent prédire de manière plus fiable le dysfonctionnement mitochondrial par rapport à chacune des mesures séparément. Les chercheurs définiront la toxicité mitochondriale induite par les NRTI comme un changement significatif dans l'une des autres mesures majeures de la toxicité mitochondriale [réduction du potentiel de membrane (Δψm), augmentation des espèces réactives de l'oxygène mitochondrial (mito-ROS), diminution de la quantité d'ADN mitochondrial ( ADNmt), dynamique mitochondriale anormale (augmentation de la fragmentation des mitochondries)). Enfin, d'autres critères d'évaluation secondaires exploratoires (basés sur les ressources restantes disponibles) seront la mesure des niveaux intracellulaires des métabolites du TAF. La cytométrie en flux et l'imagerie des cellules vivantes seront déterminées au besoin.

Les chercheurs définiront la toxicité mitochondriale induite par les NRTI comme un changement significatif dans l'une des mesures de la toxicité mitochondriale (COC, Δψm, mito-ROS, ADNmt, dynamique mitochondriale). La mesure de base sera utilisée pour contrôler les facteurs de confusion du dysfonctionnement mitochondrial lié aux NRTI (chaque personne servira de son propre contrôle) et les résultats seront exprimés en tant que variation relative par rapport à la ligne de base. De plus, en utilisant une approche similaire, l'objectif 2 explorera si le passage du TDF à un régime à base de TAF induira des changements dans les mesures de la fonction mitochondriale. Cette approche garantit que tout changement dans la fonction mitochondriale à 6 et/ou 12 mois sera secondaire uniquement au changement d'INTI.

Étant donné que chaque donneur fournira des échantillons à tous les groupes expérimentaux (ligne de base, mesure de suivi), un test t apparié, un modèle linéaire à effets mixtes et un test non paramétrique (au besoin) seront utilisés pour comparer les mesures d'expression entre les groupes en ajustant les effets du donneur (âge, sexe, race.

Les résultats de cette recherche fourniront des informations utiles sur le dysfonctionnement mitochondrial global lié aux INTI qui pourront ensuite être validées dans de grandes études avec des données sur les résultats cliniques.