Ost genetic factors involved in dyslipidemia and body fat changes in hiv-infected individuals starting antiretroviral therapya pharmacogenetic approach

Resumen

Tras tres décadas de intensa investigación, el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) sigue siendo una importante amenaza global. A pesar de los esfuerzos, todavía no se ha conseguido una estrategia eficaz para su erradicación. Sin embargo, los avances respecto al tratamiento antirretroviral (TAR) han hecho que el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) se reconozca comúnmente como una enfermedad crónica que se puede gestionar con éxito a largo plazo. Desde la introducción del TAR en la práctica clínica, la morbilidad y la mortalidad de los pacientes infectados por VIH ha disminuido notablemente. A pesar de los beneficios clínicos que supone, la adherencia del tratamiento a largo plazo se asocia con la aparición de múltiples alteraciones metabólicas incluyendo anormalidades en los niveles lipídicos y una redistribución de la grasa corporal, que contribuyen a un elevado riesgo cardiovascular. Las alteraciones en los niveles de lípidos, también denominadas dislipemia, se han descrito desde los primeros años de la epidemia y se han observado en un porcentaje elevado tanto de individuos infectados no tratados como de pacientes en tratamiento. Varios estudios longitudinales de pacientes infectados por VIH sugieren que durante el transcurso de la infección en ausencia de TAR los niveles de colesterol total (T-Chol), lipoproteína de baja densidad (LDL-C) y lipoproteína de alta densidad (HDL-C) disminuyen mientras que los niveles de triglicéridos (TG) aumentan. Con el inicio del TAR, los niveles de T-Chol y LDL-C aumentan pero persisten bajos niveles de HDL-C. Respecto a los niveles de TG, aumentan aún más que en el momento previo al inicio del TAR. La patogénesis de la dislipemia en la población infectada por VIH es compleja y además de los factores tradicionales de riesgo, la propia infección por VIH y los fármacos antirretrovirales contribuyen a la aparición de anormalidades en los niveles de lípidos. Es más, poco después de la introducción de los inhibidores de proteasa (IP) de primera generación, se comenzaron a detectar alteraciones en la distribución de la grasa corporal, también conocidas como lipodistrofia, generalmente asociadas al síndrome metabólico tales como la dislipidemia y la resistencia a la insulina. Inicialmente, la lipodistrofia se atribuyó a los IP de primera generación pero los inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de timidina (ITIAN), especialmente la estavudina (d4T) y en menor medida la zidovudina (AZT), se han relacionado con cambios morfológicos, en particular con la pérdida de grasa en las extremidades. En el 20-50% (dependiendo del estudio) de los pacientes tratados con IPs, en combinación con ITIAN, se observa una redistribución anormal de la grasas corporal. Las manifestaciones más comunes de la lipodistrofia incluyen pérdida de grasa periférica (brazos, piernas, cara y nalgas), la acumulación de grasa central (área dorsocervical y abdomen), o ambas. La lipodistrofia asociada al VIH es un tipo de lipodistrofia adquirida que presenta una patogénesis compleja que implica importantes mecanismos fisiopatológicos tales como toxicidad mitocondrial, disfunción celular, inflamación y alteraciones en la expresión de genes de tejido adiposo. El momento de aparición y la severidad de la toxicidad asociada al TAR varía de acuerdo con el régimen antirretroviral utilizado; algunos efectos adversos son comunes a toda la clase, aunque existen diferencias importantes entre los fármacos pertenecientes a cada clase. Aunque el genotipado viral y los datos farmacocinéticos puedan orientar la elección de un tratamiento óptimo, los clínicos se enfrentan a la decisión de escoger la terapia más eficaz y menos tóxica. Además del TAR, múltiples factores como los datos demográficos del paciente, el estado nutricional y la actividad física, las enfermedades subyacentes, fármacos adicionales, la adherencia al tratamiento y el estadio de la enfermedad contribuyen a la aparición de complicaciones metabólicas y además, existe una marcada variabilidad interindividual en la respuesta a un fármaco o terapia. No obstante, estos efectos adversos no se desarrollan en todos los pacientes a pesar de una exposición a un TAR similar y unas características sociodemográficas, inmunológicas y virológicas comparables. La base conceptual de la farmacogenética se basa en el hecho de que esta discrepancia en relación a la respuesta a un determinado fármaco puede ser, al menos en parte, debida a los factores genéticos del huésped que influyen en los efectos favorables o adversos de un determinado tratamiento. Las variaciones genéticas en los transportadores, las enzimas o las proteínas implicadas en los procesos metabólicos pueden ser una posible explicación de la susceptibilidad individual a la respuesta al tratamiento y pueden ser un factor determinante en la eficacia del tratamiento. La investigación de los factores genéticos del huésped que contribuyen a la eficacia o a la toxicidad de la terapia antirretroviral podría ayudar en la selección individualizada del tratamiento más adecuado para cada paciente. Teniendo en cuenta estas observaciones, el objetivo general de este trabajo ha sido evaluar la influencia de los factores genéticos del huésped en el desarrollo de dislipemia y los cambios de grasa corporal en individuos infectados por VIH que comienzan tratamiento antirretroviral. Para ello, se llevaron a cabo tres objetivos específicos que se detallan a continuación. En primer lugar, se evaluó la influencia de factores genéticos del huésped (polimorfismos de un solo nucleótido; SNPs) asociados al desarrollo de dislipemia en pacientes infectados por VIH que comienzan tratamiento antirretroviral con un inhibidor de la proteasa potenciado con ritonavir (IP) o con un inhibidor de la transcriptasa inversa no análogo de nucleósido (ITINAN). Respecto a las variables no genéticas, el modelo multivariado mostró que el riesgo de hipercolesterolemia aumentaba con la edad y disminuía en la presencia de la coinfección por el virus de la hepatitis C (VHC) (p<0.01). Una pauta de inicio de tratamiento con un IP mostró una asociación desfavorable con los niveles de T-Chol (p<0.009) y TG (p=7.4E-4). En cambio, una pauta inicial con un ITINAN se asoció favorablemente con los niveles de HDL-C (p<0.009). Tras la corrección para el test múltiple, la regresión logística mostró asociaciones significativas de 7 SNPs con niveles anormales de lípidos. Un SNP en APOB se asoció con un incremento del LDL-C [rs10495712 (p=3.18E-4)] y seis SNPs en tres genes mostraron una asociación favorable sobre los niveles de HDL-C cuando la primera pauta de tratamiento incluye un ITINAN: ABCA1 (rs4149313, p=2.97E-4), LIPC (rs1800588, p=2.13E-3; rs473224, p=3.06E-4; rs261336, p=2.23E-3) y CETP (rs173539, p=2.96E-3; rs3764261, p=1.52E-3). Además sé observó un haplotipo en los SNPs rs173539 y rs3764261 en CETP, cuya combinación se asoció con los niveles de HDL-C con una significación aún mayor que cuando se analizaban como marcadores individuales (p=0.0001). En resumen, nuestros resultados muestran evidencia estadística de polimorfismos específicos, así como de variables no genéticas, asociadas con un efecto sobre los niveles de los lípidos plasmáticos en función de la pauta de tratamiento inicial. En segundo lugar, se determinó la contribución de los factores genéticos del huésped a los cambios de grasa en extremidades y en tronco en pacientes que no habían sido tratados previamente y seguidos de forma prospectiva de acuerdo con la iniciación y el tipo de TAR. Nuestros resultados sugieren que la disminución de grasa en extremidades y la ganancia de grasa en tronco son los perfiles de cambios de grasa en pacientes que no han comenzado TAR independientemente del inicio y del tipo de TAR. Además, no comenzar TAR condujo a una mayor disminución de grasa en extremidades en el mes 12 que estar tratado. El modelo multivariado mostró asociaciones del SNP rs1801278 en IRS1 (p=0,029; OR=0,13) , la carga viral basal (p=0,006; OR=4,453) y los niveles basales de glucosa (p=0,008; OR=0,926) con la pérdida de grasa en las extremidades. Por otro lado, el SNP rs2228671 en LDLR (p=0,012; OR=0,108), rs405509 en APOE (p=0,048, OR=0,205), la carga viral basal (p=0,005; OR=0,186) y los niveles basales de células T-CD4+ (p=0,01; OR=1,008) se asociaron con un aumento de la grasa del tronco. En resumen, este estudio demostró evidencia estadística de polimorfismos específicos en IRS1, LDLR y APOE como marcadores independientes de cambios de grasa. Debido a que la propia infección por VIH y el TAR ejercen un papel sobre las anormalidades metabólicas, el manejo de la dislipemia y las alteraciones de la grasa corporal en pacientes infectados por VIH requiere prestar atención respecto a la influencia del virus y los fármacos antirretrovirales en los efectos secundarios. Los resultados obtenidos en esta tesis mediante los dos primeros objetivos mencionados, sugieren que el fondo genético del individuo infectado también tiene que tenerse en cuenta al considerar los efectos adversos del tratamiento antirretroviral. Los estudios de expresión génica en tejido adiposo subcutáneo podrían ayudar a comprender mejor los mecanismos moleculares implicados los cambios de grasa corporal en pacientes infectados por VIH que inician tratamiento antirretroviral. Finalmente, este trabajo evaluó el patrón de expresión génica en tejido adiposo subcutáneo de pacientes infectados por VIH que inician tratamiento antirretroviral con efavirenz (EFV) o lopinavir/ritonavir (LPV/r), en combinación con emtricitabina/tenofovir. En general, ambas ramas mostraron un aumento de grasa total, grasa en extremidades y grasa en tronco tanto en semana 16 como en semana 48 respecto a la semana basal. Una gran parte del aumento de grasa en semana 48 ya era aparente en la semana 16. La grasa aumentó más en tronco en la rama de EFV y en extremidades en LPV/r (p<0.05). Los niveles de RNA mensajeros (mRNA) de los genes examinados tendieron a ser preferentemente subexpresados en la rama de EFV y sobrexpresados en LPV/r. Después de 16 semanas de exposición al tratamiento antiretroviral, los niveles de CEBP/A, ADIPOQ, GLUT4, LPL y COXIV estaban significativamente subexpresados en la rama de EFV en comparación con la rama de LPV/r (p<0.05). Se observaron correlaciones significativas entre los cambios de niveles de LPL con los cambios de grasa del tronco en la semana 16 en ambas ramas de estudio (EFV, p=0.02; LPV/r, p=0.019). Por el contrario, los cambios de niveles de CEBP/A (p=0.04) o COXIV (p=0.005) mostraron correlaciones significativas con los cambios de grasa en tronco en la semana 16 solamente en la rama de EFV. En resumen, el conjunto de resultados obtenidos a partir de estos estudios longitudinales que incluían pacientes infectados por VIH que comienzan TAR demuestran evidencia estadística de polimorfismos específicos asociados con los niveles de HDL-C y LDL- C en función de una pauta inicial de tratamiento que incluya un IP potenciado con ritonavir o un ITINAN y con cambios de grasa corporal, independientemente de la iniciación y el tipo de TAR. Mediante este trabajo, se han validado asociaciones previas y se han descrito nuevos polimorfismos. Además, se confirma la influencia de variables no genéticas sobre estas alteraciones metabólicas. Por otra parte, pautas antirretrovirales que contienen EFV o LPV/r, en combinación con emtricitabina/tenofovir, afectan de manera diferencial el patrón in vivo de expresión génica del tejido adiposo subcutáneo en términos de adipogénesis y el metabolismo mitocondrial. Además, los cambios de mRNA observados se correlacionan con los cambios de grasa en tronco en la pauta de EFV. Los factores genéticos identificados en este trabajo, en caso de confirmarse en estudios independientes, podrían ser utilizados como biomarcadores en la práctica de la medicina personalizada para la identificación de pacientes infectados por VIH con mayor riesgo de desarrollar dislipidemia y/o cambios de grasa corporal y la selección de un TAR óptimo. Además, estas observaciones podrían ayudar a comprender el mecanismo biológico de ciertas proteínas implicadas en el síndrome metabólico con el fin de diseñar y desarrollar nuevos fármacos con menor toxicidad metabólica.