テノホビル アラフェナミド (TAF) とテノホビル ジソプロキシル フマル酸塩 (TDF) の相対的ミトコンドリア毒性 (UCLACAREMITO)

心血管疾患 (CVD)、骨および腎臓疾患などの合併症の増加は、HIV 感染における新たな問題ですが、そのメカニズムは不明です。 治療された HIV 感染症の罹患率を抗レトロウイルス薬がどのように最小限に抑えることができるかを理解することは、研究の優先事項です。 ヌクレオシド/ヌクレオチド逆転写酵素阻害剤 (NRTI) は、すべての HIV 治療レジメンに含まれています。 テノホビル (TFV) ジソプロキシル フマル酸塩 (TDF) は、他の NRTI と比較して、腎毒性および骨疾患のリスク増加と関連しています。 テノホビル アラフェナミド (TAF) は TFV の経口プロドラッグですが、TDF と比較して血漿中ではるかに安定しており、TFV の血漿中濃度が著しく低いことが TAF の良好な安全性プロファイルにつながると考えられています。 ミトコンドリアの機能障害は、HIV の病因において重要な役割を果たしており、いくつかの併存疾患の病因を促進する共通点である可能性があります。 古い NRTI と比較して新しいもの (TDF など) の安全性プロファイルは優れていますが、特に NRTI の正確な細胞への影響は不明であるため、現在の NRTI の長期毒性の可能性についての懸念が残っています。 TAF による末梢血単核細胞 (PBMC) で見られる細胞内薬物レベルの 4 倍の増加が、ミトコンドリアの毒性を増加させるかどうかは不明です。 これらの影響をよりよく理解することで、HIV 病因のメカニズムと、慢性 HIV 感染症の罹患率を改善する NRTI の選択についての洞察が得られる可能性があります。

仮説: 細胞内レベルが高いにもかかわらず、TAF は in vivo での TDF と比較してミトコンドリア全体の毒性が最小限である/まったくない. 研究者らは、予備データと提案された実験的アプローチが、大規模な HIV コホートにおける新しい NRTI の潜在的なミトコンドリア毒性を直接比較するための将来の大規模研究の基礎を築くと予想しています。

主な目的: この研究アプリケーションは、異なる NTRI 関連毒性の可能なメカニズムとして、新しい NRTI (TAF、TDF) の相対的なミトコンドリア毒性を調査します。 これらのデータは、HIV 関連併存症の病因におけるミトコンドリア機能障害の既知の役割を考えると、慢性治療 HIV 感染症の罹患率を改善する可能性のある NRTI の選択を可能にします。 この目的に向けて、研究者は堅牢な実験的アプローチを使用して、新しい方法、ヒト細胞株、および PBMC を使用して NRTI 関連のミトコンドリア機能障害を研究します。 このプロジェクトの具体的な目的は次のとおりです。 目的 1: ヒト細胞株 HepG2 および PBMC におけるミトコンドリア機能の 5 つの独立した測定値に対する、古い NRTI (ddC) と比較した TAF および TDF の相対的な in vitro 効果を評価すること。 仮説: 細胞内レベルが高いにもかかわらず、TAF は、HepG2 系統と PBMC の両方で、TDF と比較してミトコンドリア全体の毒性が最小限である/まったくない. ddC は、NRTI によるミトコンドリア機能障害のポジティブ コントロールとして使用されます。 目的 2: 慢性治療 HIV 感染症において TDF と比較して TAF を使用した場合にミトコンドリア機能不全が増加するかどうかを in vivo で調査すること。 この提案の全体的な目標は、ミトコンドリアに対する TAF の in vitro および in vivo 効果を決定することです。

治療計画：代謝性疾患を含む既知の併存​​疾患のない18歳以上の健康なHIV感染者は、目的1で説明されているin vitro研究のためのPBMC分離のために募集されます（n = 30）。 目的 1 では、細胞を 10 μM (およびギリアド社との協議後に決定されるその他の用量) の NRTI (TDF、TAF、ddC) に最大 14 日間曝露します。 in vivo での TDF と TAF の相対的なミトコンドリア毒性を評価するため (目的 2)、ウイルス学的に抑制された HIV-1 陽性の参加者を対象に非盲検切り替え試験を実施します。 切り替えレジメンは、Stribild® (エルビテグラビル 150 mg/コビシスタット 150 mg/エムトリシタビン 200 mg/テノホビル ジソプロキシル フマル酸塩 300 mg; E/C/F/TDF) から Genvoya® (エルビテグラビル 150 mg/コビシスタット 150 mg/エムトリシタビン 200 mg/テノホビル アラフェナミド 10 mg; E/C/F/TAF)。 包含および除外基準については、それぞれのセクションを参照してください。

主要評価項目: 全体として、TAF および TDF 前後のミトコンドリア機能の上記の in vitro および in vivo 測定は、新しい NRTI がヒトにおける全体的なミトコンドリア毒性を最小限に抑えるという仮説を検証します。 ミトコンドリア機能のすべての測定値から、細胞の酸素消費量 (COC; Seahorse 技術によって決定される) は、臨床転帰に関連する最も重要なミトコンドリア機能 (酸化的リン酸化) の測定値であることを考えると、「ゴールド スタンダード」と見なされます。 ミトコンドリア機能のどの尺度が NRTI 誘発性ミトコンドリア毒性を最もよく予測できるかの不確実性を考えると、ミトコンドリア機能障害の既知の NRTI 誘導因子 (ddC) の特定の濃度に応答した PBMC 細胞と HepG2 細胞におけるミトコンドリア機能障害の相対的誘導倍数の比較は、分析を導くために使用されます。 ベースライン測定値は、NRTI 関連のミトコンドリア機能不全の交絡因子を制御するために使用され (各人が自分のコントロールとして機能します)、結果はベースラインと比較した相対倍数変化として表されます。 さらに、同様のアプローチを使用して、目的 2 では、TDF から TAF ベースのレジメンへの切り替えがミトコンドリア機能の測定値に何らかの変化を引き起こすかどうかを調査します。 このアプローチにより、生後 6 か月および/または 12 か月でのミトコンドリア機能の変化は、NRTI 切り替えの二次的なものになります。

副次的評価項目: ミトコンドリア機能の 2 つの独立した測定は、それぞれの測定を個別に行う場合と比較して、ミトコンドリア機能障害をより確実に予測できることが認められています。 研究者は、NRTI 誘発性ミトコンドリア毒性を、ミトコンドリア毒性の他の主要な尺度のいずれかにおける有意な変化 [膜電位の低下 (Δψm)、ミトコンドリア活性酸素種 (mito-ROS) の増加、ミトコンドリア DNA 量の減少 ( mtDNA)、異常なミトコンドリアダイナミクス (ミトコンドリアの断片化の増加))。 最後に、その他の探索的副次評価項目 (利用可能な残りのリソースに基づく) は、TAF 代謝産物の細胞内レベルの測定です。 必要に応じて、フローサイトメトリーと生細胞イメージングが決定されます。

研究者は、NRTI 誘発性ミトコンドリア毒性を、ミトコンドリア毒性の測定値 (COC、Δψm、mito-ROS、mtDNA、ミトコンドリア ダイナミクス) のいずれかにおける有意な変化として定義します。 ベースライン測定値は、NRTI 関連のミトコンドリア機能不全の交絡因子を制御するために使用され (各人が自分のコントロールとして機能します)、結果はベースラインと比較した相対倍数変化として表されます。 さらに、同様のアプローチを使用して、目的 2 では、TDF から TAF ベースのレジメンへの切り替えがミトコンドリア機能の測定値に何らかの変化を引き起こすかどうかを調査します。 このアプローチにより、生後 6 か月および/または 12 か月でのミトコンドリア機能の変化は、NRTI 切り替えの二次的なものになります。

各ドナーはすべての実験グループにサンプルを提供するため (ベースライン、追跡測定)、対応のある t 検定、線形混合効果モデル、およびノンパラメトリック検定 (必要に応じて) を使用して、ドナー効果 (年齢、性別、人種。

この研究の結果は、NRTI 関連の全体的なミトコンドリア機能障害に関する有用な情報をもたらし、臨床転帰に関するデータを含む大規模な研究でさらに検証することができます。