Effetto sui farmaci per l'HIV sulle cellule EPC

Le perturbazioni metaboliche ed endocrine tra cui insulino-resistenza, diabete e dislipidemia sono state fonte di notevole preoccupazione negli individui con infezione da virus dell'immunodeficienza umana (HIV). Gli individui con infezione da HIV possono essere a rischio di malattia cardiovascolare aterosclerotica accelerata (CVD) e sindrome metabolica. La stessa infezione da HIV e le terapie antiretrovirali di prima generazione (ART) sono state associate a alterazioni del tessuto adiposo/lipodistrofico e disturbi del metabolismo glucidico e lipidico. Dati più recenti suggeriscono che l'attivazione immunitaria e l'infiammazione da infezione cronica da HIV possono svolgere un ruolo importante nella disfunzione metabolica associata all'HIV. Dati i recenti progressi nell'ART, un numero crescente di individui con infezione da HIV è controllato virologicamente e vive più a lungo; in quanto tale, la traiettoria della morbilità associata all'HIV si è spostata da una di infezioni opportunistiche principalmente acute e deficienza / disfunzione immunitaria a una che include complicanze metaboliche croniche come la CVD. È quindi importante discernere l'effetto degli attuali farmaci per l'HIV sulla disfunzione endoteliale e sulla salute cardio-metabolica.

Le cellule progenitrici endoteliali (EPC) sono un biomarcatore consolidato per le misure di esito del rischio cardiovascolare. Le EPC sono state definite come cellule CD34+ identificando così una popolazione omogenea definita da cellule mononucleate eterogenee derivate dal sangue periferico. Noi e altri abbiamo precedentemente dimostrato che le EPC possono agire come biomarcatori cellulari più affidabili dei marcatori basati sul plasma per la stima del rischio CVD. Sebbene questi studi non fossero specificamente diretti alla popolazione sieropositiva, si può postulare che le cellule CD34+ agiranno come un biomarcatore efficiente per la funzione endoteliale in questa popolazione di interesse.

Per quanto riguarda i regimi terapeutici per l'HIV, in generale, il regime iniziale per gli individui con infezione da HIV di solito include due NRTI più un INSTI, un NNRTI o un PI potenziato con cobicistat o ritonavir. In precedenza, gli inibitori della proteasi come l'indinavir e gli inibitori della trascrittasi inversa come AZT o d4t, sono stati implicati nella disfunzione mitocondriale e nello stress ossidativo, nell'adipogenesi e nella differenziazione alterate e nell'omeostasi glicemica e lipidica compromessa. È stato suggerito che gli agenti ART più recenti abbiano un impatto minore sui parametri metabolici. Tuttavia, questi nuovi agenti possono innescare processi poco conosciuti che possono avere un impatto negativo sull'endotelio e su numerose vie metaboliche.

Sulla base degli attuali regimi comunemente usati (linee guida ART 2017-2018), i nostri gruppi includeranno NRTI come TAF (tenofovir alafenamide) o TDF (tenofovir disoproxil fumarato) più uno dei seguenti:

1: un NNRTI (inibitore non nucleosidico della trascrittasi inversa, Rilpivirine (Gruppo A) 2. un inibitore della proteasi potenziato: Prezcobix- [combinazione darunavir+cobicistat] (Gruppo B) e 3: un inibitore dell'integrasi (dolutegravir) (Gruppo C) Stiamo includendo un inibitore dell'integrasi perché questi agenti sono diventati il ​​regime iniziale più popolare per le persone con nuova infezione da HIV. Per evitare l'effetto del farmaco all'interno dei tre gruppi, abbiamo identificato farmaci specifici all'interno di ciascuna classe.

Significato: sebbene l'eziologia delle complicanze metaboliche/endocrine negli individui con infezione da HIV nonostante il controllo viremico sia poco conosciuta, è molto probabilmente correlata all'interazione di fattori ospite, virale e ART e alle complesse interazioni tra le conseguenze a lungo termine dell'infezione , ART cronica e il processo infiammatorio sottostante. Come accennato in precedenza, alcune ART hanno sollevato preoccupazioni sulla disfunzione metabolica come i PI ed è importante determinare se altri farmaci combinati promuovono o riducono le possibilità di disregolazione endoteliale e metabolica.

In attesa di una cura o di un vaccino per prevenire l'HIV, esiste un forte bisogno di ridurre la morbilità a lungo termine negli individui con infezione da HIV sia ottenendo la soppressione virale sia limitando le complicanze correlate all'HIV e/o all'ART, in particolare poiché le attuali linee guida dell'Organizzazione Mondiale della Sanità raccomandano trattare tutti gli individui con infezione da HIV con ART. ) Per discernere la funzione endoteliale, lo studio EPC derivato da cellule mononucleari del sangue intero è molto appropriato. Lo sperimentatore ha dimostrato che l'espressione genica nelle EPC cambia entro due settimane da un intervento come l'esercizio aerobico. D'altra parte, i biomarcatori sierici di solito impiegano molto più tempo a cambiare in seguito a un intervento. L'effetto paracrino dell'endotelio danneggiato è secondario ai cambiamenti dell'espressione genica che sono stati alterati nelle cellule progenitrici diversi mesi prima dei cambiamenti distinguibili nei biomarcatori basati sul siero come i marcatori infiammatori basati sull'endotelio. Quando i marcatori sierici di infiammazione sono elevati, ciò suggerisce che l'endotelio è già danneggiato/infiammato, possibilmente in modo irreversibile.

Le EPC sono l'endotelio del futuro, pertanto lo studio delle EPC aiuta gli investigatori a prevedere l'effetto di un intervento (come un farmaco o un esercizio) sul futuro dell'endotelio e della funzione endoteliale. La loro funzione principale è quella di migrare in risposta a un fattore chemiotattico come SDF1 alfa, al fine di riparare l'endotelio danneggiato o disfunzionale. Nel normale corso degli eventi, le EPC passano all'endotelio maturo e sostituiscono le cellule endoteliali dopo il normale ciclo di morte cellulare o l'apoptosi programmata. Sfortunatamente, l'obesità e l'HIV, essendo entrambi processi patologici pro-infiammatori e ad alto contenuto di specie reattive dell'ossigeno (ROS), impoveriscono cronicamente la popolazione EPC regolando le vie apoptotiche mediate da p53.

Per comprendere il/i meccanismo/i cellulare/i della disfunzione metabolica cronica e della disfunzione endoteliale associata che porta al rischio di malattie cardiovascolari, nei pazienti con HIV, sarà utile studiare le cellule progenitrici endoteliali derivate dal sangue periferico (EPC, cellule CD34+) insieme a biochimica, su tre diversi regimi terapeutici e stabilire i loro effetti sull'endotelio.

Gli investigatori ritengono che questo disegno dello studio consenta di discernere se i regimi terapeutici hanno un effetto sull'endotelio e sui parametri biochimici come l'insulina, il glucosio, l'HbA1c, il profilo lipidico a digiuno e anche gli ormoni che controllano l'appetito. Quest'ultimo è stato particolarmente messo a fuoco ultimamente con diversi farmaci per il diabete, come le incretine che modificano il percorso di gestione dell'appetito per trattare l'obesità, la sindrome metabolica, il diabete e ridurre il rischio di malattie cardiovascolari.

La misura della rigidità arteriosa è una procedura non invasiva che fornisce agli investigatori dati importanti sulla funzione endoteliale e sulla salute vascolare. L'aumento della rigidità arteriosa indica la presenza di una maggiore resistenza periferica e predice lo sviluppo di ipertensione sistolica e diastolica conclamata.

Si prevede che gli studi sulla funzione delle EPC presentino una correlazione negativa con la biochimica e la rigidità arteriosa, come dimostrato in altri studi clinici. I dati di biochimica e rigidità arteriosa come misura di esito secondario aiuterebbero a convalidare i risultati e le conclusioni ottenute dalle misure di esito primarie.

Tutti insieme gli investigatori hanno progettato uno studio sui farmaci per l'HIV esaminando il loro effetto sulla funzione endoteliale che è in gran parte non invasivo ma che fornisce preziose informazioni sulla salute endoteliale, sui parametri metabolici e sulla rigidità arteriosa. La popolazione in studio è costituita da pazienti HIV positivi, 40-70 anni, solo soggetti di sesso maschile (per evitare differenze di genere durante l'analisi basata su EPC), con un HbA1C inferiore al 6,5% (soggetti senza storia nota di diabete). Il team dello studio arruolerà 10 soggetti di ciascun gruppo (A, B, C) che hanno seguito un regime HIV stabile per almeno un anno. Totale arruolamento: 30 pazienti.

Innovazione: questo è uno studio innovativo che esamina i diversi componenti della malattia cardio-metabolica nei soggetti affetti da HIV e il ruolo svolto dai regimi terapeutici per l'HIV. Il NIH è interessato a questo argomento e ha un RFA in corso su questo argomento che indica mancanza di informazioni. Il disegno del nostro studio è unico in quanto combina componenti cellulari, biochimici e biofisici come misure di esito.

IPOTESI DI RICERCA Gli investigatori ipotizzano che tra questi regimi HIV (A, B o C) ci saranno differenze nel grado di squilibrio metabolico e disfunzione endoteliale. Il team prevede di intraprendere uno studio trasversale su soggetti HIV in regime A, B o C per almeno un anno, senza diabete, con predisposizione nota a malattie cardio-metaboliche come sovrappeso e obesità da lieve a moderata (BMI 25,0-39,9), ma senza evento coronarico o cerebrovascolare accertato