Haplogroupes d’ADN mitochondrial et lipodystrophie liée à un traitement antirétroviral hautement actif

Contexte La combinaison de différentes mutations ponctuelles dans l’ADNmt mitochondrial, définies comme haplogroupes, peut entraîner des modifications de la fonction organelle et peut être impliquée dans plusieurs pathologies. Nous avons analysé la distribution des polymorphismes de l’ADN mitochondrial chez des patients infectés par le VIH avec une lipodystrophie. Evénement indésirable lié à un traitement antirétroviral hautement actif et corrélation avec les paramètres métaboliques et viro-immunologiquesMéthodes La fréquence des haplogroupes européens les plus courants a été étudiée chez des patients blancs atteints de lipodystrophie. Les haplogroupes ont été identifiés sur la base de méthodes classiques. avec l’utilisation de l’analyse de variance -way, l’analyse Χ et l’analyse en composantes principalesRésultats La distribution des haplogroupes ADNmt chez les patients atteints de lipodystrophie était similaire à celle de la population européenne générale. Nous n’avons trouvé aucune différence entre les patients ayant différents haplogroupes avec reg. Résultats immuno-immunologiques: charge plasmatique en VIH, nombre de lymphocytes T CD et nombre de lymphocytes T CD nadir, données glycémiques glucose, insuline, peptide C et concentrations en hémoglobine glycosylée et résistance à l’insuline, taux lipidiques de triglycérides, cholestérol total, lipoprotéines de basse densité, et apolipoprotéine A et B, paramètres d’équilibre acido-basique niveau de lactate et écart anionique, ou mesures anthropométriques poids, indice de masse corporelle et rapport taille-hanches Aucune différence n’a été observée dans les taux de graisse dans le tronc, graisse des jambes rapport qui a été déterminé par l’absorptiométrie à rayons X à double énergie, ou l’exposition à différentes classes de médicaments L’analyse des principales composantes a confirmé que la distribution spatiale des patients appartenant à un haplogroupe donné n’était pas influencée par des paramètres cliniques différents. patients atteints de lipodystrophie, les haplogroupes ADNmt ne sont pas liés à des changements métaboliques majeurs ou à des caractéristiques viro-immunologiques particulières

Les mitochondries jouent un rôle primordial dans la production d’énergie et dans plusieurs voies métaboliques telles que la biosynthèse de l’hème, du cholestérol et des phospholipides. Elles sont la plus grande source intracellulaire d’espèces réactives de l’oxygène et des médiateurs clés des événements apoptotiques. ADNmt qui sont hérités presque exclusivement par la lignée maternelle et qui sont hautement polymorphes La population humaine peut être classée sur la base d’une série de mutations ponctuelles dans l’ADN mitochondrial qui définissent une variété d’haplogroupes. En Europe, les principaux haplogroupes ADNmt ont H, T, U, V, W, X, J, I et K Il a été démontré que certains de ces haplogroupes peuvent jouer un rôle dans la longévité , dans l’apparition de maladies neuromusculaires et neurodégénératives, et Dans le cas de maladies telles que le diabète Les médicaments antirétroviraux largement utilisés pour le traitement de l’infection par le VIH, en particulier les inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse, sont connus pour causer la mitochondrie chez les enfants. En effet, les NRTI inhibent l’ADN polymérase-Γ, responsable de la réplication de l’ADNmt. En conséquence, une réduction de la teneur en ADNmt se produit dans plusieurs cellules et organes, accompagnée de changements de la teneur en différents ARNmt , conduisant à l’organite dysfonctionnements Ces dysfonctionnements organites sont les principales causes d’événements indésirables tels que l’acidose lactique, la stéatose hépatique, la myopathie, la cardiomyopathie, la neuropathie périphérique et la pancréatite En outre, la lipodystrophie LD peut être une conséquence à long terme de l’exposition aux INTI. en particulier, une conséquence du potentiel d’utilisation de NRTI pour provoquer une toxicité mitochondriale LD est caractérisée par des changements majeurs chez le patient, tels que lipoatrophie périphérique, lipohypertrophie d’accumulation de graisse centrale, apparition d’un profil métabolique défavorable constitué de dyslipidémie, à savoir triglycéride élevé, cholestérol total, et les niveaux de cholestérol des lipoprotéines de basse densité et un taux réduit de cholestérol des lipoprotéines de haute densité, et altération du tolérance de cose avec résistance à l’insuline Chez les patients infectés par le VIH qui reçoivent HAART, la redistribution des graisses est sensiblement similaire à la lipomatose multiple symétrique, un syndrome causé par une mutation ponctuelle mtADN au nucléotide ou par des délétions multiples ou simples de l’ADNmt peut être intéressant de comprendre si le contexte génétique de l’organelle est impliqué dans la pathogenèse de la DL et s’il pourrait être lié à la variation phénotypique chez les patients recevant un TARV. Pour cette raison, nous avons étudié la relation entre les haplogroupes ADNmt et une variété de paramètres de laboratoire associés à la maladie dans une grande cohorte de patients infectés par le VIH avec LD

Méthodes

Sujets Nous avons sélectionné des sujets dont l’adhésion au traitement antirétroviral a été jugée adéquate, c’est-à-dire% conformité avec la thérapie LD si le patient et le médecin étaient d’accord sur la présence de lipoatrophie faciale ou des membres, avec ou sans dépôts de graisse dans l’abdomen ou le tronc. Les patients ont été observés par la Clinique métabolique du Département des maladies infectieuses et tropicales de l’Université de Modène et de Reggio Emilia; Modène, Italie Le consentement éclairé écrit a été obtenu de chaque patient avant l’entrée dans l’étude; les directives d’expérimentation des institutions des auteurs ont été suivies, conformément aux lois italiennes. Le tableau présente les caractéristiques des patients sexe, origine ethnique, âge, consommation d’alcool et habitudes tabagiques actuelles

Chaque patient est représenté par un symbole qui caractérise la présence dans un haplogroupe donné. Voir Méthodes pour plus de détailsPendant leur première visite à la Clinique métabolique, la plupart des patients ont déclaré que leur traitement était basé sur des D-médicaments. Par exemple, la stavudine, la didanosine ou les deux, qu’ils ont reçu pendant une longue période. La plupart des changements ont consisté à passer à un régime contenant du ténofovir ou à l’indinavir. Études de laboratoire Pour chaque patient, les paramètres suivants ont été analysés : études viro-immunologiques, c.-à-d., détermination du nombre de lymphocytes T CD, charge virale plasmatique et numération des lymphocytes T nadir CD, définie comme la numération la plus faible dans l’histoire clinique du patient, études de glucose, dosage du glucose, insuline, -peptide, et les concentrations d’hémoglobine glycosylée et la présence de résistance à l’insuline, qui a été calculée en utilisant le ratio d’évaluation de l’homéostasie méthode sur la base des concentrations de glucose et d’insuline à jeun, études lipidiques, détermination des triglycérides, du cholestérol, des lipoprotéines de haute densité, des lipoprotéines de basse densité, de l’apolipoprotéine A et des apolipoprotéines B et des études d’équilibre acido-basique niveau et écart d’anions, qui a été mesurée comme la différence entre la somme des cations et des anions dans les échantillons de plasma ou de sérum et qui est utile pour distinguer les principaux types d’acidose métabolique Toutes les études de laboratoire sont effectuées régulièrement avec des méthodologies standardNous avons également collecté les données anthropométriques suivantes: poids, indice de masse corporelle calculé en poids en kilogrammes divisé par le carré de la taille en mètres, et rapport taille-hanches, mesuré en tant que rapport de la circonférence de la taille à celle de la hanche. absorptiométrie à rayons X à double énergie pour une quantification précise des compartiments maigres et adipeux; Cette méthode permet une analyse régionale de la distribution des graisses entre les membres et le tronc. Nous avons évalué le taux de graisse dans le tronc et le rapport jambe-graisse comme le rapport entre le pourcentage de graisse des jambes et la somme des pourcentages. Nous avons calculé la durée d’exposition en mois aux INTI, aux INNTI non-INTI et aux inhibiteurs de la protéase. Polymorphismes de l’ADN mitochondrial L’analyse des polymorphismes de l’ADNmt «haplogroupe» a été réalisée avec des échantillons de sang périphérique. Qiagen conformément aux instructions fournies par le fabricant Neuf haplogroupes de l’ADNmt européen H, I, J, K, T, U, V, W et X ont été catégorisés sur la base de la présence ou l’absence des sites de reconnaissance de restriction-enzyme bien définis, tel que déterminé par l’analyse de polymorphisme de longueur de fragment de restriction à haute résolution Nous avons utilisé une méthode bien établie pour amplifier différentes régions de l’ADNmt qui contiennent des sites polymorphes et endonucléases de restriction pour la digestion des produits de PCR utilisant les enzymes de restriction produites par Fermentas International et New England Biolabs Nous avons criblé tous les échantillons pour l’haplogroupe européen le plus représentatif H Les haplogroupes H , T, U et K et ensuite pour les haplogroupes les plus rares X, V, I et W, comme décrit ailleurs Analyse statistique Comparer les variables catégorielles et évaluer si la fréquence des haplogroupes observée chez les patients infectés par le VIH était similaire à celle rapportée dans des études antérieures de sujets européens en bonne santé, nous avons utilisé le test One Une analyse de variance à un facteur a été réalisée avec le test de Kruskal-Wallis pour comparer les variables continues, telles que les paramètres cliniques chez les sujets ayant différents haplogroupes. effectué en utilisant Prism logiciel Graph Pad P valeurs P & lt; Pour déterminer si un haplogroupe donné pouvait influer sur la progression du LD ou influencer les paramètres cliniques et métaboliques, nous avons utilisé la fonction d’analyse en composantes principales du logiciel MatLab, la version The MathWorks , une méthode de réduction de dimension qui retient caractéristiques d’un ensemble de données qui contribuent le plus à sa variance en conservant les composantes principales d’ordre inférieur et en ignorant les autres. L’analyse des composantes principales a été effectuée sur une matrice × En effet, notre ensemble de données comprend des paramètres – les variables les patients; les INTI, les INNTI et les inhibiteurs de la protéase, la charge virale, le nombre de lymphocytes T CD, le nombre de lymphocytes T CD nadir, le taux de triglycérides, le taux de lipoprotéines de haute densité, le niveau d’insuline, le taux de lactate, Nous avons construit un modèle d’analyse en composantes principales avec les composantes principales% de la variance cumulative sur les données à échelle automatique. Les résultats de l’analyse des composantes principales sont discutés en termes de scores et chargements

Résultats

La distribution des haplogroupes parmi les patients atteints de TA est la suivante: haplogroupe H,%; haplogroupe U,%; haplogroupe T,%; haplogroupe J,%; haplogroupe K,%; haplogroupe X,%; haplogroupe V,%; haplogroupe I,%; et haplogroupe W,%; % des patients n’appartiennent pas à l’un de ces groupes et ont donc été classés comme «autres» haplogroupes. Ces pourcentages sont en accord avec des études antérieures réalisées dans des populations européennes et italiennes et ne diffèrent pas de ceux obtenus pour une population les patients infectés par le VIH traités sans données datables non publiées par les auteurs de LD montrent les données cliniques pour les patients atteints de LD, selon haplogroupe Nous avons utilisé l’analyse de variance pour déterminer si les patients avec différents haplogroupes présentaient des différences dans les paramètres cliniques principaux Patients ayant appartenu aux haplogroupes I, V, ou W ont été exclus de l’analyse en raison du petit nombre de sujets par groupe Nous n’avons trouvé aucune différence entre les différents haplogroupes pour tous les paramètres

Figure Vue largeDownload slidePrincipal-components PC analysis plot de chargement La distribution spatiale des paramètres cliniques les plus pertinents est basée sur le premier indice de masse corporelle (IMC) des PC; HDL / LDL-R, rapport de lipoprotéine de haute densité à faible densité; LEG FAT-R, rapport jambe-graisse; INNTI, inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse; Les INTI, les inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse; IP, inhibiteurs de protéase; WHR, rapport taille-hanchesFigure View largeTélécharger la lamePrincipal-components PC analysis plot de chargement La répartition spatiale des paramètres cliniques les plus pertinents est basée sur le premier indice de masse corporelle (IMC) des PC; HDL / LDL-R, rapport de lipoprotéine de haute densité à faible densité; LEG FAT-R, rapport jambe-graisse; INNTI, inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse; Les INTI, les inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse; IP, inhibiteurs de protéase; Pour confirmer ces résultats, nous avons utilisé l’analyse en composantes principales pour déterminer si un haplogroupe pouvait être lié à des changements dans les valeurs normales. En figure, nous présentons le diagramme de score -dimensional de l’analyse des composantes principales dans laquelle nous considéré comme le premier des composantes principales calculées, car toutes les composantes principales présentaient une variance similaire en raison de l’uniformité de la distribution de l’information. Chaque patient est indiqué par rapport aux différents haplogroupes considérés comme variables qualitatives. La distribution spatiale des scores est uniforme et ne révèle aucune grappe. La figure présente le graphique de chargement relatif, qui considère les paramètres cliniques comme des variables Les positions proches dans le graphique ont un haut degré de commutation, tandis que les positions éloignées ont un degré de commutation faible ou négatif coagulation. corrélation directe entre certaines variables logiquement liées, comme entre le niveau de triglycérides et rapport entre la lipoprotéine de haute densité et la lipoprotéine de basse densité ou entre le trou d’anion et le niveau de lactate, confirme la force du modèle

Discussion

modifie le potentiel de la membrane mitochondriale et, par conséquent, peut déclencher la mort cellulaire programmée Au niveau clinique, de telles altérations sont particulièrement évidentes si les adipocytes sont impliqués ; de plus, si des modifications de plusieurs paramètres métaboliques surviennent également, ces altérations peuvent conduire à la redistribution de la graisse corporelle. Des modifications quantitatives de l’ADN mitochondrial ont été observées chez des patients infectés par le VIH traités par HAART, ainsi que chez des patients infectés par le VIH , mais peu d’études ont étudié l’importance du patrimoine génétique des mitochondries. Des études récentes soulignent le rôle clé de la génétique de l’hôte non seulement dans la susceptibilité à l’infection et dans la progression de la maladie, mais aussi dans la réponse à la En conséquence, le but de notre étude était d’étudier – à notre connaissance, pour la première fois – l’influence des haplotypes de l’ADN mitochondrial sur une variété de paramètres métaboliques et viro-immunologiques chez des patients infectés par le VIH avec un TA lié au traitement HAART. , nous avons étudié une grande cohorte de patients blancs infectés par le VIH avec LD et observé que les haplogroupes ADNmt ne sont pas liés à des altérations métaboliques majeures ou des facteurs viro-immunologiques À notre connaissance, t Il s’agit de la première étude à analyser les corrélations possibles entre les haplogroupes ADNmt et l’ADN du syndromemt LD hérité de la mère et évoluant ~ fois plus vite que l’ADN nucléaire ; certaines mutations ont atteint des fréquences de polymorphisme et ont été assignées à de grands haplogroupes ancestraux sur la base d’analyses phylogénétiques. Pour la plupart, ces haplogroupes ont été étudiés pour comprendre les migrations humaines et les différences génétiques entre les populations. dans les contributions possibles des mutations haplogroupes à la fonctionnalité mitochondriale Il a été observé que ces mutations peuvent avoir une influence significative sur la longévité ou sur la tendance à développer diverses maladies telles que le diabète ou la maladie de Parkinson. ont rapporté que l’haplogroupe J mitochondrial est surreprésenté chez les centenaires et que la maladie de Parkinson est moins fréquente chez les haplogroupes J ou K Les différents haplogroupes pourraient avoir différentes sensibilités aux dommages causés par la production d’espèces réactives de l’oxygène pendant la respiration, et une sensibilité accrue pourrait contribuer à l’apparition d’une variété de dis Il est intéressant de noter que plusieurs médicaments utilisés dans les régimes HAART augmentent la production d’espèces réactives de l’oxygène et pourraient ainsi agir sur les mitochondries par des mécanismes autres que l’inhibition de la polymérase. Il y a eu très peu d’études l’association entre les haplogroupes mitochondriaux, HAART, et les maladies liées aux mitochondries Certains auteurs ont rapporté que des patients infectés par le VIH avec des mutations liées à la neuropathie optique héréditaire de Leber ont développé une perte visuelle atypique tardive lors du traitement par INTI Il a également été rapporté que l’haplogroupe T est surreprésentée chez les patients atteints de neuropathie associée au HAART Ces données suggèrent que l’exposition aux médicaments – et aux INTI en particulier – peut précipiter la dysfonction mitochondriale clinique chez les individus génétiquement prédisposés. Nous avons d’abord constaté que la distribution des haplogroupes dans la cohorte de patients celle de la population européenne Ensuite, lorsque nous avons considéré les paramètres viro-immunologiques, Nous avons trouvé aucune influence d’un haplogroupe particulier. Pour trouver des relations possibles entre LD et le fond génétique mitochondrial, nous avons utilisé l’analyse en composantes principales, qui a été utilisée dans un Une grande variété d’études biomédicales La distribution unimodale des valeurs dans les parcelles les plus informatives -dimensionnelles suggère que les patients ne tombent pas dans des groupes bien définis; ils sont répartis dans cet espace, indiquant que les haplogroupes n’influencent pas les paramètres utiles pour évaluer les troubles métaboliques chez les patients atteints de LD L’analyse des composantes principales a confirmé les résultats obtenus par l’analyse de variance -way, montrant que presque toutes les variables sont situées près du centre de Le graphique Parce que certaines variables sont situées loin du centre du graphique, il n’a pas été possible de regrouper les patients en différents groupes. Le LLD comprend plusieurs conditions qui peuvent se produire ensemble ou indépendamment, suggérant la présence de causes multifactorielles complexes. réalisée sur une cohorte de patients ayant reçu un traitement HAART pendant plusieurs années et ayant déjà développé une DL dans la plupart des cas, sous une forme cliniquement pertinente, nous avons montré que le fond génétique mitochondrial n’est pas associé à des altérations métaboliques ou des différences haplogroupes parce que nous avons analysé des individus chez qui LD a été pleinement établie, es sont essentiels pour déterminer si, chez les patients qui commencent un traitement antirétroviral, l’ADN mitochondrial peut influencer la rapidité de l’apparition de tels effets indésirables de la multithérapie antirétrovirale.

Remerciements

Nous remercions le Prof. Antonio Torroni de l’Université de Pavie pour ses suggestions précieuses. Soutien financier VI Programme national de recherche pour l’éducation et la formation continue (ISTituto Superiore di Sanità); Rome, Italie; G et G aux conflits d’intérêts potentiels ACP Tous les auteurs: pas de conflits