Est-il possible d’éviter la cytopathie mitochondriale Pascale Leclercq CHU Grenoble

La tolérance à long terme La toxicité mitochondriale - toxicité d’organes Neuropathie, pancréatite, (cardio)myopathie, anémie, tubulopathie (syndrome de Fanconi) - acidose lactique (défaillance multi-viscérale) - lipoatrophie - NASH - Troubles mineurs : digestifs, amaigrissement, cytolyse hépatique, fatigabilité musculaire, baisse des performances, aspect de vieillissement accéléré

La toxicité mitochondriale INRT inhibent la DNA polymérase virale… mais aussi la DNA polymérase mitochondriale… d’où une dysfonction mitochondriale Hiérarchie d’effets dépend de entrée dans la cellule, de phosphorylation, de « sortie » de la chaîne de polymérisation ddC > d4T, ddI > AZT > 3(F)TC, Abacavir, Tenofovir

La mitochondrie Système producteur d’énergie Système protecteur contre l’oxygène - fission contrôlée - production de radicaux libres - sensor de l ’oxygène cellulaire Système central dans l’apoptose

Longévité et oxydation de l'ADN Mouches HA: High level of activity LA: Low level of activity Agarwal Proc Natl Acad Sci USA, 1994

NASH et mitochondries Accumulation d’acides gras libres dans le foie stéatose - soit inhibition de la b-oxydation - soit afflux AGL Si augmentation des ROS dans le même temps stéato-hépatite - peroxydation lipidique = fibrose - apoptose - cytokines = nécrose Quand altération mitochondriale - inhibition de la b-oxydation - augmentation des ROS

La lipoatrophie est fonction de la durée d’exposition aux analogues de la thymidine stavudine zidovudine P = 0.002 Time since commencement of HAART (months) %leg fat / BMI 10 20 30 40 50 60 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 ¯ 31% 56% Nolan, Antiviral Therapy, 2004

Probability of remaining free of subcutaneous fat wasting / LD L’association d’une IP aux INRT induit une progression plus rapide et plus sévère vers la lipoatrophie Probability of remaining free of subcutaneous fat wasting / LD Time (days) from dual therapy to fat wasting / LD 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 200 400 600 800 1000 2 NRTI 2 NRTI + 1PI Mallal AIDS 2000, Reiss IAS 2003

Qu’est-ce qui est anormal dans le tissu adipeux des patients lipodystrophiques ? la différenciation : blocage au niveau de entrée nucléaire de SREBP par anomalie de la lamina… site de la mutation rencontrée dans la progeria la sensibilité à l’insuline l’apoptose la sénescence ? Qu’est-ce qui attaque le tissu adipeux ? les IP les INRT les INNRT (efavirenz idem IP) les cytokines : TNF, IL-6, les adipokines (leur absence)

La diminution du taux d’ADNmt est compensée par l’augmentation de nombre de mitochondries * * * l’activité de la cytochrome c oxydase est normale Pas d’altération fonctionnelle de la chaîne respiratoire sur le plan énergétique Augmentation du stress oxydant augmentation de l’expression d’UCP2 augmentation de l’expression de CHOP-10 

Certains IP et INTI augmentent la production de dérivés réactifs de l’oxygène et modifient en parallèle l’expression et la secrétion des adipokines dans les adipocytes humains C Lagathu, 2004 et soumis

Lipodystrophie et Vieillissement Evidence clinique : Le corps des patients lipodystrophiques est celui de personnes plus âgées Arguments physio-pathologiques En biologie, la sénescence se mesure par la perte des possibilités de renouvellement (présente dans les fibroblastes des patients VIH) La piste de la lamine La piste des mitochondries conséquences cliniques : cardio-vasculaires et foie

Hypothèses sur les relations entre la lamine A/C et la différenciation adipocytaire d’après Hegele, Trends Mol Med, 2001

Laminopathies avec vieillissement accéléré alteration de la maturation de la prélamine A en lamine A Progéria de Hutchinson-Gilford Lipoatrophie, Insulino-résistance, Athérosclerose précoce et atteinte coronaire De Sandre-Giovannoli, Science, 2003 Eriksson, Nature, 2003 Autres syndromes de vieillissement prématuré mutations de l’enzyme ZMPSTE24 qui clive la prélamine A en lamine A 11-old progeria child Dans tous les cas le vieillissement prématuré est associé à une accumulation de prélamine

Quid des antirétroviraux ? Arrêter : effets rapides sur la clinique (sauf stéatose ?), la lactatémie Qui arrêter ? Attention à la ribavirine : pas avec d4T ou ddI Tous les antirétroviraux ? Tous les INRT ? Switcher ? : même famille, autre famille Réintroduire ? : pourquoi pas si première toxicité mitochondriale Modifier les doses / dosages intra-cellulaires ?

Quelle stratégie contre la lipodystrophie ? En cours d ’études : - les traitements mono-classe (par ex. pas de NRTI) - les traitements séquentiels (SMART) - les interruptions thérapeutiques prolongées (lipostop) - le devenir des patients avec maintien des ARV et thiazolidinediones : Lipiot - l’utilisation de l’uridine (fonction mitochondriale) Ces stratégies peuvent se concevoir : - en « curatif » et/ou en « préventif » - pour la lipoatrophie, l’espoir est préventif

Switch to a NNRTI + PI regimen Continue NRTI containing regimen No-nuke Lipoatrophy VL < 400 copies/ml Randomization 1:1 NRTI-sparing group Switch to a NNRTI + PI regimen NRTI group Continue NRTI containing regimen Clinical examination, hematology, biochemestry, lipid, glucose, viral load and CD4 cells count : every 3 months CT scan on thighs and abdomen (L4) : D0, W48 D0 W48 W36 W24 W12 Primary end-points

Modifications du tissu sous-cutané (no-nuke) Mean change in the peripheral fat tissue (/cm3) ITT analysis AO analysis + 34 + 42 n = 50 n = 41 n = 35 p = 0.002 p = 0.004 Epargne NRTI NRTI groupe

Mean change from baseline to week 48 (mmol/l) Mean Change in glucose Mean change from baseline to week 48 (mmol/l) 0,6 0,4 0.56 0,2 0.12 -0.01 -0,2 -0.41 -0,4 -0,6 Glycemia (H0) Glycemia (H2) ns p = 0.023 NRTI group NRTI-sparing group

Mean Change in ASAT/ALAT and CPK Mean change from baseline to week 48 (U/l) 4 +3.9 2 -1.4 -10 -2 - 4 -20 -4 -8.1 -40 -90 -6 -60 -8 -80 -10 -100 ASAT ALAT CPK p = 0.008 ns p = 0.104 NRTI group NRTI-sparing group

Lipostop Evaluation du tissu adipeux (par biopsie sous-cutanée abdominale) avant et 6 mois après une interruption thérapeutique L’arrêt des analogues de la thymidine est associé à une diminution de l’inflammation et à une amélioration du statut mitochondrial L’arrêt des IP est associé à une amélioration de la différenciation et de la production d’adipokines Pas de différence clinique

L’uridine Incorporation NRTI dans DNA mt mt DNA Chaine resp Relative NRTI excess Pyrimidine pool DHODH inhib la déplétion du pool de pyrimidine est un mécanisme central dans mort cellulaire / atteinte mitochondriale

Uridine et Lipoatrophie Etude de Sutinen Lipodystrophy Workshop 2005. Abstract 7 18 patients avec lipodystrophie recoivent pendant 3 mois soit de uridine (9) soit du placebo (9) 36 g de NucleomaxX 3 fois par jour pendant 10 jours par mois Suivi par DEXA et IRM Pas modification des ARV

Variation moyenne de graisse : M0 à M 3 (g) 1918* Uridine et Lipoatrophie Sutinen J, et al. Lipodystrophy Workshop 2005. Abstract 7. 400 800 1200 1600 2000 jambe bras totale Variation moyenne de graisse : M0 à M 3 (g) Placebo uridine -200 -100 100 200 300 intra-abdominale *P < 0,05 par rapport à l’inclusion 350* 111 534* 119 239 +205* -81

Uridine et Lipoatrophie Résultats très préliminaires !! Prise de masse grasse importante : plus de 800 g entre bras et jambes Prise de masse grasse rapide !! (3 mois) Prise de masse grasse diffuse (tronc et membres, intra et extra-abdominale) A priori pas d’interaction avec ARV Séduisant….à prouver

Est-il possible d’éviter la cytopathie mitochondriale ? OUI Diminuer temps de ART : ITP, début tardif Dépister l’atteinte mito Se passer des molécules les +toxiques Se passer des INRT grâce aux nouvelles familles Traitement préventif ou curatif vitamines, anti-oxydants, carnitine uridine NON ITP risquées, risque immuno Pas de mesure biologique Risques avec les nouvelles ? Pas si sur que juste INRT Ca se saurait si les anti-oxydants marchaient… On n ’est pas tous égaux devant les mitos Relation mitochondries et vieillissement