Tenofovir Alafenamide(TAF) 대 Tenofovir Disoproxil Fumarate(TDF)의 상대 미토콘드리아 독성 (UCLACAREMITO)

심혈관 질환(CVD), 뼈 및 신장 질환과 같은 동반 질환 증가는 HIV 감염에서 새로운 문제가 되고 있지만 메커니즘은 명확하지 않습니다. 항레트로바이러스제가 치료된 HIV 감염에서 이환율을 최소화할 수 있는 방법을 이해하는 것이 연구 우선 순위입니다. 뉴클레오사이드/뉴클레오타이드 역전사효소 억제제(NRTI)는 모든 HIV 치료 요법에 포함됩니다. 테노포비르(TFV) 디소프록실 푸마레이트(TDF)는 다른 NRTI에 비해 신독성 및 뼈 질환의 위험 증가와 관련이 있습니다. 테노포비르 알라페나미드(TAF)는 TFV의 경구 프로드러그이지만 TDF와 비교할 때 혈장에서 훨씬 더 안정적이며 TFV의 현저하게 낮은 혈장 수준은 TAF의 유리한 안전성 프로필로 이어지는 것으로 생각됩니다. 미토콘드리아 기능 장애는 HIV 병인에서 중요한 역할을 하며 여러 합병증의 병인을 유발하는 공통 분모일 수 있습니다. 이전 NRTI에 비해 최신(예: TDF)의 더 나은 안전성 프로파일에도 불구하고 특히 NRTI의 정확한 세포 효과가 불분명하기 때문에 현재 NRTI의 장기 독성 가능성에 대한 우려가 남아 있습니다. TAF가 있는 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)에서 볼 수 있는 세포내 약물 수준의 4배 증가가 미토콘드리아의 독성을 증가시킬 수 있는지 여부는 알려지지 않았습니다. 이러한 효과에 대한 더 나은 이해는 HIV 병인의 메커니즘과 만성 HIV 감염의 이환율을 개선하는 NRTI 선택에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

가설: 더 높은 세포내 수준에도 불구하고 TAF는 생체 내 TDF에 비해 전체 미토콘드리아 독성이 최소이거나 전혀 없습니다. 연구자들은 예비 데이터와 제안된 실험적 접근법이 대규모 HIV 코호트에서 새로운 NRTI의 미묘하고 잠재적인 미토콘드리아 독성을 직접 비교하기 위한 향후 대규모 연구의 기초를 설정할 것으로 예상합니다.

1차 목적: 이 연구 응용 프로그램은 새로운 NRTI(TAF, TDF)의 상대적인 미토콘드리아 독성을 차등 NTRI 관련 독성에 대한 가능한 메커니즘으로 탐색합니다. 이러한 데이터는 HIV 관련 동반이환의 발병기전에서 미토콘드리아 기능장애의 알려진 가능한 역할을 고려할 때 만성 치료 HIV 감염의 이환율을 개선할 수 있는 NRTI를 선택할 수 있게 합니다. 이 목표를 위해 연구자들은 새로운 방법, 인간 세포주 및 PBMC를 사용하여 NRTI 관련 미토콘드리아 기능 장애를 연구하기 위해 강력한 실험적 접근 방식을 사용할 것입니다. 이 프로젝트의 구체적인 목표는 다음과 같습니다. 목표 1: 인간 세포주 HepG2 및 PBMC에서 미토콘드리아 기능의 5가지 독립적인 측정에 대한 이전 NRTI(ddC)와 비교하여 TAF 및 TDF의 상대적 시험관 내 효과를 평가합니다. 가설: 더 높은 세포내 수준에도 불구하고 TAF는 HepG2 라인과 PBMC 모두에서 TDF에 비해 전체 미토콘드리아 독성이 최소이거나 전혀 없습니다. ddC는 NRTI 유발 미토콘드리아 기능 장애에 대한 양성 대조군으로 사용됩니다. 목표 2: 만성 치료 HIV 감염에서 TAF 대 TDF를 사용하여 증가된 미토콘드리아 기능 장애가 있는지 생체 내에서 탐색합니다. 이 제안의 전반적인 목표는 미토콘드리아에 대한 TAF의 시험관 내 및 생체 내 효과를 결정하는 것입니다.

치료 요법: 대사 질환을 포함하여 알려진 동반이환이 없는 18세 이상의 건강한 HIV에 감염되지 않은 사람을 목표 1에 설명된 시험관 내 연구를 위한 PBMC 격리를 위해 모집합니다(n=30). 목표 1의 경우, 최대 14일 동안 세포를 10μM(및 Gilead와 논의 후 결정될 기타 용량) NRTI(TDF, TAF, ddC)에 노출시킵니다. 생체 내에서 TDF 대 TAF의 상대적인 미토콘드리아 독성을 평가하기 위해(목표 2) 바이러스가 억제된 HIV-1 양성 참가자를 대상으로 오픈 라벨 스위치 연구를 수행할 것입니다. 전환 요법은 Stribild®(엘비테그라비르 150mg/코비시스타트 150mg/엠트리시타빈 200mg/테노포비르 디소프록실 푸마르산염 300mg; E/C/F/TDF)에서 Genvoya®(엘비테그라비르 150mg/코비시스타트 150mg/엠트리시타빈 200mg/ 테노포비르 알라페나미드 10mg, E/C/F/TAF). 포함 및 제외 기준은 해당 섹션을 참조하십시오.

1차 종점: 전반적으로, TAF 및 TDF 전후의 미토콘드리아 기능에 대한 위의 체외 및 생체 내 측정은 새로운 NRTI가 인간에서 최소한의 전체 미토콘드리아 독성을 갖는다는 가설을 테스트할 것입니다. 미토콘드리아 기능의 모든 측정에서 임상 결과와 관련된 가장 중요한 미토콘드리아 기능(산화적 인산화)의 측정이므로 세포 산소 소비(COC; Seahorse 기술에 의해 결정됨)는 "황금 표준"으로 간주됩니다. 미토콘드리아 기능의 어떤 척도가 NRTI 유발 미토콘드리아 독성을 가장 잘 예측할 수 있는지에 대한 불확실성을 감안할 때, 미토콘드리아 기능 장애(ddC)의 알려진 NRTI 유도제의 특정 농도에 대한 반응으로 PBMC 대 HepG2 세포에서 미토콘드리아 기능 장애의 상대적 배수 유도를 비교하면 분석을 안내하는 데 사용됩니다. 기준선 측정은 NRTI 관련 미토콘드리아 기능 장애의 교란자를 제어하는 ​​데 사용되며(각 사람은 자신의 통제 역할을 함) 결과는 기준선과 비교하여 상대적 배수 변화로 표현됩니다. 또한 유사한 접근 방식을 사용하여 목표 2는 TDF에서 TAF 기반 요법으로의 전환이 미토콘드리아 기능 측정의 변화를 유도하는지 여부를 탐색합니다. 이 접근법은 6개월 및/또는 12개월에 미토콘드리아 기능의 모든 변화가 NRTI 스위치에 이차적으로 발생하도록 합니다.

2차 종점: 미토콘드리아 기능의 두 가지 독립적인 측정이 각각의 개별 측정에 비해 미토콘드리아 기능 장애를 더 안정적으로 예측할 수 있다는 것이 인정됩니다. 연구자들은 NRTI 유발 미토콘드리아 독성을 미토콘드리아 독성의 다른 주요 척도에서 중요한 변화[막 전위(Δψm) 감소, 미토콘드리아 반응성 산소 종(mito-ROS) 증가, 미토콘드리아 DNA 양 감소( mtDNA), 비정상적인 미토콘드리아 역학(미토콘드리아의 단편화 증가)). 마지막으로, 다른 탐색적 2차 종점(가용한 남은 자원을 기반으로 함)은 TAF 대사산물의 세포내 수준을 측정하는 것입니다. 유세포 분석 및 생세포 이미징은 필요에 따라 결정됩니다.

연구자들은 NRTI 유도 미토콘드리아 독성을 미토콘드리아 독성(COC, Δψm, mito-ROS, mtDNA, 미토콘드리아 역학)의 측정에서 중요한 변화로 정의할 것입니다. 기준선 측정은 NRTI 관련 미토콘드리아 기능 장애의 교란자를 제어하는 ​​데 사용되며(각 사람은 자신의 통제 역할을 함) 결과는 기준선과 비교하여 상대적 배수 변화로 표현됩니다. 또한 유사한 접근 방식을 사용하여 목표 2는 TDF에서 TAF 기반 요법으로의 전환이 미토콘드리아 기능 측정의 변화를 유도하는지 여부를 탐색합니다. 이 접근법은 6개월 및/또는 12개월에 미토콘드리아 기능의 모든 변화가 NRTI 스위치에 이차적으로 발생하도록 합니다.

각 공여자는 모든 실험 그룹(기준선, 추적 측정)에 샘플을 제공할 것이므로 대응 t-테스트, 선형 혼합 효과 모델 및 비모수 테스트(필요한 경우)를 사용하여 공여자 효과(연령, 섹스, 인종.

이 연구의 결과는 임상 결과에 대한 데이터가 있는 대규모 연구에서 추가로 검증될 수 있는 NRTI 관련 전반적인 미토콘드리아 기능 장애에 대한 유용한 정보를 제공할 것입니다.