Toxicidade Mitocondrial Relativa de Tenofovir Alafenamida (TAF) vs. Fumarato de Tenofovir Disoproxil (TDF) (UCLACAREMITO)

O aumento de comorbidades, como doenças cardiovasculares (DCV), doenças ósseas e renais, são problemas emergentes na infecção pelo HIV, mas os mecanismos não são claros. Compreender como os antirretrovirais podem minimizar a morbidade na infecção pelo HIV tratada é uma prioridade de pesquisa. Inibidores nucleosídeos/nucleotídeos da transcriptase reversa (NRTIs) estão incluídos em todos os regimes de tratamento do HIV. O tenofovir (TFV) disoproxil fumarato (TDF) foi associado a um risco aumentado de nefrotoxicidade e doença óssea em comparação com outros NRTIs. O tenofovir alafenamida (TAF) é um pró-fármaco oral do TFV, mas é muito mais estável no plasma em comparação com o TDF e acredita-se que níveis plasmáticos marcadamente mais baixos de TFV levem ao perfil de segurança favorável do TAF. A disfunção mitocondrial tem um papel fundamental na patogênese do HIV e pode ser o denominador comum que impulsiona a patogênese de várias comorbidades. Apesar do melhor perfil de segurança dos NRTIs mais recentes (como o TDF) em comparação com os NRTIs mais antigos, ainda existem preocupações quanto ao potencial de toxicidade a longo prazo dos NRTIs atuais, especialmente porque os efeitos celulares exatos dos NRTIs ainda não estão claros. Não se sabe se um aumento de quatro vezes nos níveis intracelulares de drogas observados em células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) com TAF pode aumentar a toxicidade nas mitocôndrias. Uma melhor compreensão desses efeitos pode fornecer informações sobre os mecanismos da patogênese do HIV e a seleção de NRTIs que melhoram a morbidade na infecção crônica pelo HIV.

Hipótese: Apesar dos níveis intracelulares mais elevados, TAF tem toxicidade mitocondrial global mínima/nenhuma em comparação com TDF in vivo. Os investigadores antecipam que os dados preliminares e a abordagem experimental proposta estabelecerão a base para futuros estudos em grande escala para comparar diretamente potenciais toxicidades mitocondriais sutis de NRTIs mais recentes em grandes coortes de HIV.

Objetivo principal: Este aplicativo de pesquisa explorará a toxicidade mitocondrial relativa dos NRTIs mais recentes (TAF, TDF) como um possível mecanismo para toxicidades diferenciais relacionadas ao NTRI. Esses dados permitirão a seleção de NRTIs que podem melhorar a morbidade na infecção crônica pelo HIV tratada, dado o possível papel conhecido da disfunção mitocondrial na patogênese das comorbidades relacionadas ao HIV. Com esse objetivo, os pesquisadores usarão uma abordagem experimental robusta para estudar a disfunção mitocondrial relacionada aos NRTI usando novos métodos, linhas de células humanas e PBMC. Os objetivos específicos deste projeto são: Objetivo 1: Avaliar os efeitos in vitro relativos de TAF e TDF em comparação com um NRTI mais antigo (ddC) em 5 medidas independentes da função mitocondrial na linha celular humana HepG2 e PBMC. Hipótese: Apesar dos níveis intracelulares mais elevados, o TAF tem toxicidade mitocondrial mínima/nenhuma em comparação com o TDF tanto na linhagem HepG2 quanto na PBMC. O ddC será usado como controle positivo para disfunção mitocondrial induzida por NRTI. Objetivo 2: Explorar in vivo se há aumento da disfunção mitocondrial com o uso de TAF versus TDF na infecção crônica por HIV tratada. O objetivo geral desta proposta é determinar os efeitos in vitro e in vivo do TAF nas mitocôndrias.

Esquema de tratamento: Pessoas saudáveis ​​não infectadas pelo HIV > 18 anos sem comorbidades conhecidas, incluindo doença metabólica, serão recrutadas para isolamento de PBMC para os estudos in vitro descritos no Objetivo 1 (n=30). Para o Objetivo 1, as células serão expostas a 10 μM (e outra dose que será determinada após discussões com a Gilead) NRTIs (TDF, TAF, ddC) por até 14 dias de tratamento. Para avaliar a toxicidade mitocondrial relativa de TDF vs. TAF in vivo (objetivo 2), um estudo de troca aberto será conduzido em participantes HIV-1 positivos com supressão virológica. O esquema de troca será Stribild® (elvitegravir 150 mg/cobicistat 150 mg/emtricitabina 200 mg/tenofovir disoproxil fumarato 300 mg; E/C/F/TDF) para Genvoya® (elvitegravir 150 mg/cobicistat 150 mg/emtricitabina 200 mg/ tenofovir alafenamida 10 mg; E/C/F/TAF). Para critérios de inclusão e exclusão, consulte as respectivas seções.

Ponto final primário: No geral, as medições in vitro e in vivo acima da função mitocondrial antes e depois de TAF e TDF testarão as hipóteses de que os NRTIs mais recentes têm toxicidade mitocondrial geral mínima em humanos. De todas as medidas da função mitocondrial, o consumo de oxigênio celular (COC; conforme determinado pela tecnologia Seahorse) será considerado o "padrão ouro", pois é uma medida da função mitocondrial mais importante (fosforilação oxidativa) relacionada ao resultado clínico. Dada a incerteza de qual medida da função mitocondrial pode prever melhor a toxicidade mitocondrial induzida por NRTI, a comparação da indução relativa da disfunção mitocondrial em células PBMC versus células HepG2 em resposta a uma concentração específica de um conhecido indutor NRTI de disfunção mitocondrial (ddC) irá ser usado para guiar a análise. A medição da linha de base será usada para controlar os fatores de confusão da disfunção mitocondrial relacionada aos NRTI (cada pessoa servirá como seu próprio controle) e os resultados serão expressos como alteração de vezes relativa em comparação com a linha de base. Além disso, usando uma abordagem semelhante, o Objetivo 2 explorará se a mudança de TDF para um regime baseado em TAF induzirá alterações nas medidas da função mitocondrial. Esta abordagem garante que quaisquer alterações na função mitocondrial aos 6 e/ou 12 meses serão secundárias apenas à mudança de NRTI.

Pontos finais secundários: Aceita-se que duas medidas independentes da função mitocondrial podem prever com mais segurança a disfunção mitocondrial em comparação com cada uma das medidas separadamente. Os investigadores definirão a toxicidade mitocondrial induzida por NRTI como uma alteração significativa em qualquer uma das outras principais medidas de toxicidade mitocondrial [redução no potencial de membrana (Δψm), aumento nas espécies reativas de oxigênio mitocondrial (mito-ROS), diminuição na quantidade de DNA mitocondrial ( mtDNA), dinâmica mitocondrial anormal (aumento da fragmentação das mitocôndrias)). Finalmente, outros desfechos secundários exploratórios (com base nos recursos restantes disponíveis) serão a medição dos níveis intracelulares de metabólitos TAF. Citometria de fluxo e imagens de células vivas serão determinadas conforme necessário.

Os investigadores definirão a toxicidade mitocondrial induzida por NRTI como alteração significativa em qualquer uma das medidas de toxicidade mitocondrial (COC, Δψm, mito-ROS, mtDNA, dinâmica mitocondrial). A medição da linha de base será usada para controlar os fatores de confusão da disfunção mitocondrial relacionada aos NRTI (cada pessoa servirá como seu próprio controle) e os resultados serão expressos como alteração de vezes relativa em comparação com a linha de base. Além disso, usando uma abordagem semelhante, o Objetivo 2 explorará se a mudança de TDF para um regime baseado em TAF induzirá alterações nas medidas da função mitocondrial. Esta abordagem garante que quaisquer alterações na função mitocondrial aos 6 e/ou 12 meses serão secundárias apenas à mudança de NRTI.

Uma vez que cada doador contribuirá com amostras para todos os grupos experimentais (linha de base, medição de acompanhamento), teste t pareado, modelo linear de efeitos mistos e teste não paramétrico (conforme necessário) serão usados ​​para comparar medidas de expressão entre grupos ajustando para efeitos do doador (idade, sexo, raça.

Os resultados desta pesquisa fornecerão informações úteis sobre a disfunção mitocondrial geral relacionada aos NRTI, que podem ser validadas posteriormente em grandes estudos com dados sobre resultados clínicos.