Tossicità mitocondriale relativa di tenofovir alafenamide (TAF) rispetto a tenofovir disoproxil fumarato (TDF) (UCLACAREMITO)

L'aumento delle comorbilità come le malattie cardiovascolari (CVD), le malattie ossee e renali sono problemi emergenti nell'infezione da HIV, ma i meccanismi non sono chiari. Comprendere come gli antiretrovirali possono ridurre al minimo la morbilità nell'infezione da HIV trattata è una priorità della ricerca. Gli inibitori nucleosidici/nucleotidici della trascrittasi inversa (NRTI) sono inclusi in tutti i regimi di trattamento dell'HIV. Tenofovir (TFV) disoproxil fumarato (TDF) è stato associato ad un aumentato rischio di nefrotossicità e malattia ossea rispetto ad altri NRTI. Tenofovir alafenamide (TAF) è un profarmaco orale del TFV, ma è molto più stabile nel plasma rispetto al TDF e si ritiene che livelli plasmatici notevolmente inferiori di TFV portino al profilo di sicurezza favorevole del TAF. La disfunzione mitocondriale ha un ruolo chiave nella patogenesi dell'HIV e può essere il denominatore comune che guida la patogenesi di diverse comorbilità. Nonostante il migliore profilo di sicurezza dei nuovi (come il TDF) rispetto ai vecchi NRTI, permangono preoccupazioni per la potenziale tossicità a lungo termine degli attuali NRTI, soprattutto perché gli esatti effetti cellulari degli NRTI rimangono poco chiari. Non è noto se un aumento di quattro volte dei livelli di farmaco intracellulare osservato nelle cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) con TAF possa aumentare la tossicità nei mitocondri. Una migliore comprensione di questi effetti potrebbe fornire informazioni sui meccanismi della patogenesi dell'HIV e sulla selezione di NRTI che migliorano la morbilità nell'infezione cronica da HIV.

Ipotesi: nonostante i livelli intracellulari più elevati, il TAF ha una tossicità mitocondriale minima/nessuna rispetto al TDF in vivo. I ricercatori prevedono che i dati preliminari e l'approccio sperimentale proposto getteranno le basi per futuri studi su larga scala per confrontare direttamente le sottili potenziali tossicità mitocondriali dei nuovi NRTI in grandi coorti di HIV.

Obiettivo primario: questa applicazione di ricerca esplorerà la relativa tossicità mitocondriale dei nuovi NRTI (TAF, TDF) come possibile meccanismo per le tossicità differenziali correlate agli NTRI. Questi dati consentiranno la selezione di NRTI che possono migliorare la morbilità nell'infezione cronica da HIV trattata, dato il noto possibile ruolo della disfunzione mitocondriale nella patogenesi delle comorbilità correlate all'HIV. A tal fine, i ricercatori utilizzeranno un solido approccio sperimentale per studiare la disfunzione mitocondriale correlata a NRTI utilizzando nuovi metodi, linee cellulari umane e PBMC. Gli obiettivi specifici di questo progetto sono: Obiettivo 1: valutare gli effetti relativi in ​​vitro di TAF e TDF rispetto a un vecchio NRTI (ddC) su 5 misure indipendenti della funzione mitocondriale nella linea cellulare umana HepG2 e PBMC. Ipotesi: nonostante livelli intracellulari più elevati, TAF ha una tossicità mitocondriale complessiva minima/nessuna rispetto a TDF sia nella linea HepG2 che in PBMC. ddC sarà utilizzato come controllo positivo per la disfunzione mitocondriale indotta da NRTI. Obiettivo 2: Esplorare in vivo se vi è un aumento della disfunzione mitocondriale con l'uso di TAF rispetto a TDF nell'infezione cronica da HIV trattata. L'obiettivo generale di questa proposta è determinare gli effetti in vitro e in vivo di TAF sui mitocondri.

Regime di trattamento: sani non infetti da HIV> 18 anni senza comorbidità note inclusa la malattia metabolica saranno reclutati per isolamento PBMC per gli studi in vitro descritti nell'obiettivo 1 (n = 30). Per l'obiettivo 1, le cellule saranno esposte a 10 μM (e altra dose che sarà determinata dopo discussioni con Gilead) NRTI (TDF, TAF, ddC) per un massimo di 14 giorni di trattamento. Per valutare la relativa tossicità mitocondriale di TDF rispetto a TAF in vivo (Obiettivo 2), sarà condotto uno studio di passaggio in aperto in partecipanti positivi all'HIV-1 con soppressione virologica. Il regime di passaggio sarà da 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 alafenamide 10 mg; E/C/F/TAF). Per i criteri di inclusione ed esclusione vedere le rispettive sezioni.

Endpoint primario: Nel complesso, le suddette misurazioni in vitro e in vivo della funzione mitocondriale prima e dopo TAF e TDF verificheranno l'ipotesi che i nuovi NRTI abbiano una tossicità mitocondriale complessiva minima negli esseri umani. Di tutte le misure della funzione mitocondriale, il consumo cellulare di ossigeno (COC; come determinato dalla tecnologia Seahorse) sarà considerato il "gold standard" dato che è una misura della funzione mitocondriale più importante (fosforilazione ossidativa) che si riferisce all'esito clinico. Data l'incertezza di quale misura della funzione mitocondriale possa meglio prevedere la tossicità mitocondriale indotta da NRTI, il confronto dell'induzione relativa della disfunzione mitocondriale nelle PBMC rispetto alle cellule HepG2 in risposta a una concentrazione specifica di un noto induttore NRTI della disfunzione mitocondriale (ddC) essere utilizzato per guidare l'analisi. La misurazione della linea di base sarà utilizzata per controllare i fattori confondenti della disfunzione mitocondriale correlata all'NRTI (ogni persona fungerà da proprio controllo) ei risultati saranno espressi come variazione relativa rispetto alla linea di base. Inoltre, utilizzando un approccio simile, l'Obiettivo 2 esplorerà se il passaggio da TDF a un regime basato su TAF indurrà cambiamenti nelle misure della funzione mitocondriale. Questo approccio garantisce che qualsiasi cambiamento nella funzione mitocondriale a 6 e/o 12 mesi sarà secondario solo al passaggio NRTI.

Endpoint secondari: è accettato che due misure indipendenti della funzione mitocondriale possano prevedere in modo più affidabile la disfunzione mitocondriale rispetto a ciascuna delle misure separatamente. Gli investigatori definiranno la tossicità mitocondriale indotta da NRTI come un cambiamento significativo in una qualsiasi delle altre principali misure di tossicità mitocondriale [riduzione del potenziale di membrana (Δψm), aumento delle specie reattive dell'ossigeno mitocondriale (mito-ROS), diminuzione della quantità di DNA mitocondriale ( mtDNA), dinamiche mitocondriali anormali (aumento della frammentazione dei mitocondri)). Infine, altri endpoint secondari esplorativi (basati sulle risorse rimanenti disponibili) saranno la misurazione dei livelli intracellulari dei metaboliti TAF. La citometria a flusso e l'imaging di cellule vive saranno determinate secondo necessità.

Gli investigatori definiranno la tossicità mitocondriale indotta da NRTI come un cambiamento significativo in una qualsiasi delle misure di tossicità mitocondriale (COC, Δψm, mito-ROS, mtDNA, dinamica mitocondriale). La misurazione della linea di base sarà utilizzata per controllare i fattori confondenti della disfunzione mitocondriale correlata all'NRTI (ogni persona fungerà da proprio controllo) ei risultati saranno espressi come variazione relativa rispetto alla linea di base. Inoltre, utilizzando un approccio simile, l'Obiettivo 2 esplorerà se il passaggio da TDF a un regime basato su TAF indurrà cambiamenti nelle misure della funzione mitocondriale. Questo approccio garantisce che qualsiasi cambiamento nella funzione mitocondriale a 6 e/o 12 mesi sarà secondario solo al passaggio NRTI.

Poiché ogni donatore contribuirà con campioni a tutti i gruppi sperimentali (linea di base, misurazione di follow-up), il test t accoppiato, il modello di effetti misti lineari e il test non parametrico (se necessario) verranno utilizzati per confrontare le misure di espressione tra i gruppi aggiustando per gli effetti del donatore (età, sesso, razza.

I risultati di questa ricerca forniranno informazioni utili sulla disfunzione mitocondriale complessiva correlata a NRTI che possono essere ulteriormente convalidate in ampi studi con dati sugli esiti clinici.