Durante las últimas décadas, la utilización de terapias antirretrovirales combinadas para combatir la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) ha convertido esta enfermedad en una patología crónica. Por ello, en la actualidad, la morbimortalidad asociada a los pacientes infectados por VIH está fundamentalmente relacionada con el envejecimiento, ciertamente acelerado en comparación con la población general, y con el efecto tóxico crónico tanto de la propia infección vírica como de la terapia antiviral. Así pues, el principal criterio clínico para la elección de unos fármacos antirretrovirales u otros es su seguridad en terapias administradas de por vida. En la presente tesis doctoral se estudió la implicación de ciertos fármacos anti- VIH en la evolución de la enfermedad hepática aguda y crónica, así como los mecanismos celulares y moleculares responsables. En primer lugar, se estudiaron, a través de modelos in vitro, los mecanismos moleculares subyacentes a la toxicidad mitocondrial que presentan diversos fármacos de la familia de inhibidores de transcriptasa inversa análogos de nucleósidos (ITIAN), especialmente Abacavir (ABC) y Didanosina (ddI), en hepatocitos. De esta manera, describimos por primera vez como estos fármacos, a dosis clínicas, son capaces de reducir la actividad de los complejos I y III de la cadena de transporte de electrones mitocondrial y el consumo de oxígeno celular sin llegar a alterar significativamente su viabilidad. Sin embargo, cuando ABC y ddI se administraron en combinación con dosis clínicas de paracetamol, otro conocido fármaco hepatotóxico cuyo mecanismo también implica afectación mitocondrial, se observó una clara disminución de la viabilidad celular de los hepatocitos, con un significativo aumento de los niveles de especies reactivas de oxígeno y disminución de los niveles endógenos de glutatión. Cabe destacar que la combinación de estos ITIAN con otros fármacos cuya hepatotoxicidad no implica tan directamente a la mitocondria no produjo estos efectos citotóxicos. El objetivo principal de la segunda parte de esta tesis fue estudiar la implicación de la terapia anti-VIH en la iniciación y progresión de la enfermedad hepática crónica. Para ello, en primer lugar, se llevaron a cabo un modelo nutricional de enfermedad de hígado graso no alcohólico (EHGNA) y diversas variantes del modelo clásico de fibrosis hepática inducida por tetracloruro de carbono en ratón. Durante la duración de los distintos modelos, distintos grupos experimentales fueron tratados diariamente, por vía oral, con dosis clínicas de distintos fármacos antirretrovirales. Paralelamente a los modelos in vivo, se llevaron a cabo cultivos in vitro de hepatocitos y células estrelladas hepáticas, que fueron tratadas con nuestros fármacos a dosis clínicamente relevantes. Como resumen de los datos obtenidos, podemos afirmar que, de entre los fármacos testados, Efavirenz (EFV) y Rilpivirina (RPV), pertenecientes a la familia de los inhibidores de la transcriptasa inversa no análogos de nucleósidos, ejercieron un inesperado e intenso efecto antiadipogénico, antiinflamatorio y antifibrogénico en nuestros modelos de EHGNA. Si bien el efecto antiadipogénico no queda completamente caracterizado en este estudio, sí que observamos una clara regulación de PPARγ y LXRβ en respuesta tanto a EFV como a RPV, que se traduce en una profunda reducción de la infiltración grasa en hígado. Además, el efecto antiinflamatorio de ambos fármacos parece estar claramente mediado por una inactivación de NF- 𝜅��𝜅��B y del inflamasoma NLRP3 así como a una disminución de la infiltración hepática de neutrófilos y macrófagos, ambas células directamente implicadas en la respuesta inmune innata. El efecto ejercido por RPV se reprodujo también en diversos modelos de fibrosis hepática inducida por CCl4, en los cuales fue capaz de disminuir la progresión del daño crónico y, además, contrarrestar dicha progresión cuando se administró en animales con fibrosis ya establecida. Podemos afirmar en este punto que el efecto hepatoprotector de RPV es independiente del tipo de daño producido en el hígado y se basa, fundamentalmente, en su capacidad para inducir selectivamente apoptosis en células estrelladas hepáticas a través de la activación directa del factor de transcripción STAT1. Además, RPV induce una respuesta regenerativa en hepatocitos, mediada por la activación de STAT3 inducida por el secretoma de las células estrelladas apoptóticas en respuesta a RPV, pero no por otros estímulos proapoptóticos independientes de STAT1. Cabe destacar que el efecto de RPV in vitro desapareció al silenciar STAT1 y que, además, este efecto se reprodujo en células estrelladas hepáticas primarias humanas. Considerando la enorme incidencia de enfermedad hepática crónica en la sociedad actual y la ausencia de fármacos capaces de combatirla, defendemos, a través de este estudio, la posible utilización terapéutica de RPV como fármaco hepatoprotector y antifibrótico. Puesto que su seguridad a largo plazo viene dada por su uso clínico como antirretroviral, su posicionamiento clínico requeriría únicamente de estudios confirmatorios en pacientes con enfermedad hepática crónica. De confirmarse este efecto terapéutico, supondría no solo un gran avance clínico, sino un nuevo enfoque en el desarrollo de estrategias antifibróticas cuya aplicabilidad iría más allá de la fibrosis hepática, pudiendo extenderse su estudio a trastornos fibróticos en otros órganos como riñón, pulmón, corazón o páncreas, entre otros.

In the last decades, the use of combined antiretroviral therapies (cART) has become human immunodeficiency virus (HIV) infection in a chronic disease. Thus, current clinical criteria to select the best antiviral combinations mainly rely on the safety of each drug in for life-therapeutic regimens. In this doctoral thesis, the involvement of several antiretrovirals in the progression of both acute and chronic liver damage was studied. First of all, we assessed the mitochondrial disturbances which lead to the clinical toxicity of the nucleosideanalogue reverse transcriptase inhibitors Abacavir (ABC) and Didanosine (ddI) in hepatocytes. We described how these molecules, at clinical doses, undermined the mitochondrial function by inhibiting complexes I and III of the electron transport chain without affecting cellular viability. However, these drugs became cytotoxic in hepatocytes when they were combined with clinical doses of acetaminophen, whose hepatotoxicity also involves the mitochondria. The second part of this study was aimed to describe the implication of the anti- HIV therapy in the onset and progression of chronic liver disease. After testing several drugs in a mouse model of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), we focused on Efavirenz (EFV) and Rilpivirine (RPV), both non-nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors (NNRTI), because they exerted an unexpected and surprising anti-adipogenic, anti-inflammatory and anti-fibrogenic effect in the liver. To further analyse this effect, we performed both mouse models of CCl4- induced liver fibrosis and in vitro studies with hepatocytes and hepatic stellate cells (HSC). In this case, we were able to reproduce the RPV-induced hepatoprotective effects observed in the rest of animal models, confirming that this drug exerts a striking anti-inflammatory and anti-fibrotic role in the liver. Additionally, we described that this effect is directly mediated by a selective induction of apoptosis in HSC, which depends on the activation of the transcription factor STAT1 in these cells. At the same time, the secretome of RPV-induced apoptotic HSC activates an intense regenerative response in the liver mediated by STAT3 activation in hepatocytes. Considering that there is no cure for either NALFD or liver fibrosis, the relevance and the clinical applicability of this study is evident. We defend the utilization of RPV in all those HIV-infected patients with special susceptibility to liver disease. Furthermore, we also propose RPV as a potential anti-fibrotic drug, whose effectivity should be tested in patients with chronic liver disease in the next future. Finally, we encourage the scientific community to deeply explore the role of JAKSTAT1 and 3 in the different cell subsets within the liver, as well as in other organs, as key targets to therapeutically manage different fibrotic disorders.