Относительная митохондриальная токсичность тенофовира алафенамида (TAF) по сравнению с тенофовир дизопроксилфумаратом (TDF) (UCLACAREMITO)

Увеличение сопутствующих заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), заболевания костей и почек, является новой проблемой при ВИЧ-инфекции, но механизмы этого неясны. Понимание того, как антиретровирусные препараты могут минимизировать заболеваемость при лечении ВИЧ-инфекции, является приоритетом исследований. Нуклеозидные/нуклеотидные ингибиторы обратной транскриптазы (НИОТ) включены во все схемы лечения ВИЧ. Тенофовир (TFV) дизопроксилфумарат (TDF) был связан с повышенным риском нефротоксичности и заболеваний костей по сравнению с другими НИОТ. Тенофовир алафенамид (ТАФ) является пероральным пролекарством TFV, но гораздо более стабилен в плазме по сравнению с тенофовиром, и считается, что значительно более низкие уровни TFV в плазме приводят к благоприятному профилю безопасности TAF. Митохондриальная дисфункция играет ключевую роль в патогенезе ВИЧ и может быть общим знаменателем, определяющим патогенез ряда сопутствующих заболеваний. Несмотря на лучший профиль безопасности новых (таких как TDF) по сравнению с более старыми НИОТ, остаются опасения по поводу потенциальной долгосрочной токсичности современных НИОТ, особенно потому, что точные клеточные эффекты НИОТ остаются неясными. Неизвестно, может ли четырехкратное увеличение внутриклеточных уровней лекарств, наблюдаемое в мононуклеарных клетках периферической крови (PBMC) с TAF, увеличивать токсичность в митохондриях. Лучшее понимание этих эффектов может дать представление о механизмах патогенеза ВИЧ и выборе НИОТ, улучшающих заболеваемость при хронической ВИЧ-инфекции.

Гипотеза: несмотря на более высокие внутриклеточные уровни, TAF имеет минимальную или не имеет общей митохондриальной токсичности по сравнению с TDF in vivo. Исследователи ожидают, что предварительные данные и предлагаемый экспериментальный подход заложат основу для будущих крупномасштабных исследований для прямого сравнения тонкой потенциальной митохондриальной токсичности новых НИОТ в больших когортах ВИЧ.

Основная цель: это исследовательское приложение будет изучать относительную митохондриальную токсичность новых НИОТ (TAF, TDF) как возможный механизм дифференциальной токсичности, связанной с НИОТ. Эти данные позволят выбрать НИОТ, которые могут улучшить заболеваемость при хроническом лечении ВИЧ-инфекции, учитывая известную возможную роль митохондриальной дисфункции в патогенезе сопутствующих заболеваний, связанных с ВИЧ. С этой целью исследователи будут использовать надежный экспериментальный подход для изучения митохондриальной дисфункции, связанной с НИОТ, с использованием новых методов, клеточных линий человека и РВМС. Конкретными целями этого проекта являются: Цель 1: Оценить in vitro относительные эффекты TAF и TDF по сравнению с более старым НИОТ (ddC) на 5 независимых показателей митохондриальной функции в клеточной линии человека HepG2 и РВМС. Гипотеза: несмотря на более высокие внутриклеточные уровни, TAF имеет минимальную или не имеет общей митохондриальной токсичности по сравнению с TDF как в линии HepG2, так и в PBMC. ddC будет использоваться в качестве положительного контроля митохондриальной дисфункции, вызванной НИОТ. Цель 2: изучить in vivo, есть ли усиление митохондриальной дисфункции при использовании TAF по сравнению с TDF при хроническом лечении ВИЧ-инфекции. Общая цель этого предложения состоит в том, чтобы определить in vitro и in vivo эффекты TAF на митохондрии.

Схема лечения: Здоровые ВИЧ-неинфицированные лица в возрасте > 18 лет без известных сопутствующих заболеваний, включая нарушения обмена веществ, будут набраны для выделения РВМС для исследований in vitro, описанных в цели 1 (n = 30). Для Цели 1 клетки будут подвергаться воздействию 10 мкМ (и другая доза, которая будет определена после обсуждения с Gilead) НИОТ (TDF, TAF, ddC) на срок до 14 дней лечения. Для оценки относительной митохондриальной токсичности тенофовира по сравнению с тенофовиром in vivo (цель 2) будет проведено открытое исследование переключения на вирусологически подавленных ВИЧ-1-положительных участниках. Схема переключения будет со Стрибилда® (элвитегравир 150 мг/кобицистат 150 мг/эмтрицитабин 200 мг/тенофовира дизопроксилфумарат 300 мг; E/C/F/TDF) на Генвоя® (элвитегравир 150 мг/кобицистат 150 мг/эмтрицитабин 200 мг/ тенофовира алафенамид 10 мг; E/C/F/TAF). Критерии включения и исключения см. в соответствующих разделах.

Первичная конечная точка: В целом, приведенные выше измерения митохондриальной функции in vitro и in vivo до и после применения TAF и TDF позволят проверить гипотезу о том, что новые НИОТ обладают минимальной общей митохондриальной токсичностью для человека. Из всех показателей митохондриальной функции клеточное потребление кислорода (COC, определяемое с помощью технологии Seahorse) будет считаться «золотым стандартом», учитывая, что это мера наиболее важной митохондриальной функции (окислительное фосфорилирование), которая связана с клиническим исходом. Учитывая неопределенность в отношении того, какой показатель митохондриальной функции может лучше всего предсказать митохондриальную токсичность, вызванную НИОТ, сравнение относительной кратности индукции митохондриальной дисфункции в РВМС и клетках HepG2 в ответ на определенную концентрацию известного НИОТ-индуктора митохондриальной дисфункции (ddC) будет использоваться для направления анализа. Измерение исходного уровня будет использоваться для контроля вмешивающихся факторов митохондриальной дисфункции, связанной с НИОТ (каждый человек будет служить своим собственным контролем), а результаты будут выражены как относительное кратное изменение по сравнению с исходным уровнем. Кроме того, используя аналогичный подход, Цель 2 исследует, вызовет ли переход с TDF на режим на основе TAF какие-либо изменения в показателях митохондриальной функции. Такой подход гарантирует, что любые изменения в функции митохондрий через 6 и/или 12 месяцев будут вторичными только по отношению к переходу на НИОТ.

Вторичные конечные точки. Общепризнанно, что два независимых показателя митохондриальной функции могут более надежно предсказать митохондриальную дисфункцию по сравнению с каждым из показателей в отдельности. Исследователи будут определять митохондриальную токсичность, вызванную НИОТ, как значительное изменение любого из других основных показателей митохондриальной токсичности [снижение мембранного потенциала (Δψm), увеличение митохондриальных активных форм кислорода (мито-АФК), уменьшение количества митохондриальной ДНК ( мтДНК), аномальная динамика митохондрий (увеличение фрагментации митохондрий)). Наконец, другими исследовательскими вторичными конечными точками (на основе доступных оставшихся ресурсов) будет измерение внутриклеточных уровней метаболитов TAF. При необходимости будет определена проточная цитометрия и визуализация живых клеток.

Исследователи будут определять митохондриальную токсичность, вызванную НИОТ, как значительное изменение любого из показателей митохондриальной токсичности (КОК, Δψm, мито-АФК, мтДНК, митохондриальная динамика). Измерение исходного уровня будет использоваться для контроля вмешивающихся факторов митохондриальной дисфункции, связанной с НИОТ (каждый человек будет служить своим собственным контролем), а результаты будут выражены как относительное кратное изменение по сравнению с исходным уровнем. Кроме того, используя аналогичный подход, Цель 2 исследует, вызовет ли переход с TDF на режим на основе TAF какие-либо изменения в показателях митохондриальной функции. Такой подход гарантирует, что любые изменения в функции митохондрий через 6 и/или 12 месяцев будут вторичными только по отношению к переходу на НИОТ.

Поскольку каждый донор будет вносить образцы во все экспериментальные группы (исходный уровень, последующие измерения), парный t-критерий, линейная модель смешанных эффектов и непараметрический тест (при необходимости) будут использоваться для сравнения показателей экспрессии между группами с поправкой на эффекты донора (возраст, секс, раса.

Результаты этого исследования дадут полезную информацию об общей митохондриальной дисфункции, связанной с НИОТ, которая может быть дополнительно подтверждена в крупных исследованиях с данными о клинических исходах.