Estudio de la toxicidad cardiovascular de abacavir en pacientes infectados por VIH e implicación del secretoma liberado por los neutrófilos

Loading...
Thumbnail Image
Publication date
2023
Reading date
22-11-2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Metrics
Export
Abstract
Abacavir (ABC) es un fármaco antirretroviral perteneciente al grupo de los inhibidores de la transcriptasa inversa análogos de nucleósido, que se emplea en el tratamiento frente a la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Durante las últimas décadas este fármaco ha sido uno de los más empleados frente al VIH, sin embargo, su uso se ha asociado con la aparición de eventos cardiovasculares y concretamente con un mayor riesgo de padecer infarto de miocardio. En este sentido, se ha descrito que ABC induce las primeras fases del proceso inflamatorio (interacciones leucocito-endotelio) y también las primeras interacciones celulares que dan lugar a la formación de trombos (interacciones plaqueta-endotelio y plaqueta-leucocito), que a su vez pueden desencadenar eventualmente en el infarto de miocardio. Además, en un modelo murino de trombosis, se demostró que ABC era capaz de inducir la formación de trombos en presencia de otro factor de riesgo. El efecto de ABC sobre estas interacciones ha sido analizado in vitro con muestras de donantes sin infección por VIH. Por lo tanto, los objetivos de este estudio fueron evaluar estas interacciones en muestras de pacientes infectados por VIH en tratamiento con ABC, y también profundizar en los mecanismos responsables de estos efectos en muestras de donantes sin infección por VIH. Por un lado, se utilizaron muestras de sangre obtenidas de pacientes en tratamiento con ABC, de las que se aislaron leucocitos y plaquetas, que se emplearon para analizar las diferentes interacciones. Las células endoteliales empleadas se obtuvieron de cordones umbilicales obtenidos de donantes sin infección por VIH. En estos pacientes se analizaron las interacciones de leucocitos y plaquetas con células endoteliales mediante una cámara de flujo, la agregación plaquetaria con un agregómetro de impedancia, y por citometría de flujo la adhesión de plaquetas sobre leucocitos y la expresión de diferentes moléculas de adhesión tanto en leucocitos como en plaquetas, con el fin de analizar la activación de estas células. Así, se observó que los pacientes en tratamiento con ABC presentaban un incremento en las interacciones leucocito-endotelio (tanto de leucocitos polimorfonucleares como mononucleares), en las interacciones plaqueta-endotelio y en las interacciones de las plaquetas tanto con los neutrófilos como con los monocitos, con respecto a otros pacientes en tratamiento con tenofovir (TFV) y con respecto a los donantes control. También se demostró, un aumento de la agregación plaquetaria en los pacientes en tratamiento con ABC en comparación con aquellos en tratamiento con TFV. En cuanto a la expresión de las moléculas de adhesión se observó un incremento de la molécula de adhesión Mac-1 en leucocitos, y GPIIbIIIa en plaquetas, en los pacientes en tratamiento con ABC en comparación con aquellos en tratamiento con TFV y con los donantes control. Por otro lado, se analizaron los mecanismos por los que ABC inducía los efectos adversos cardiovasculares, y concretamente el estudio se centró en los mecanismos responsables de la inducción de las interacciones plaqueta-neutrófilo. Se observó que el secretoma de los neutrófilos tratados con ABC era esencial para inducir estas interacciones. Además, se demostró que la adhesión de las plaquetas sobre los neutrófilos se producía por un mecanismo dependiente del receptor P2X7 en neutrófilos, la liberación de la forma soluble del receptor LOX-1 (sLOX-1) en el secretoma por la escisión producida por ADAM10 y ADAM17, la proteína HSP70, y los receptores purinérgicos P2X1, P2Y1 y P2Y12 en plaquetas. Por último, también se comprobó que este mecanismo se podía extrapolar a procesos fisiopatológicos, en particular, al agonista endógeno del receptor P2X7, la adenosina trifosfato (ATP) que reprodujo los efectos de ABC. Así, se demostró que el secretoma liberado por los neutrófilos tratados con ATP inducía la adhesión de las plaquetas sobre los neutrófilos. El mecanismo por el que ATP induce estas interacciones también es dependiente de la escisión – por parte de ADAM10 y ADAM17 – de LOX-1 y de su liberación en el secretoma. Además, en plaquetas la proteína HSP70, y los receptores P2X1, P2Y1 y P2Y12 también serían responsables de estos efectos. Todos estos resultados ponen de manifiesto el perfil cardiotóxico de ABC, y permiten esclarecer el mecanismo por el que ABC podría ejercer esta toxicidad, siendo el receptor P2X7 y sLOX-1 liberado por neutrófilos los responsables de dicha toxicidad.
Abacavir (ABC) is an antiretroviral drug belonging to the group of nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors, used in the treatment of human immunodeficiency virus (HIV) infection. Over the past decades, this drug has been one of the most widely used against HIV; however, its use has been associated with the occurrence of cardiovascular events, specifically an increased risk of myocardial infarction. In this regard, it has been described that ABC induces the early stages of the inflammatory process (leukocyte-endothelium interactions) and also the initial cellular interactions that lead to thrombus formation (platelet-endothelium and platelet-leukocyte interactions), which can eventually result in myocardial infarction. Furthermore, in a murine model of thrombosis, it was demonstrated that ABC could induce thrombus formation in the presence of another risk factor. The effect of ABC on these interactions has been analyzed in vitro using samples from donors without HIV infection. Therefore, the objectives of this study were to evaluate these interactions in samples from HIV-infected patients treated with ABC and to delve into the mechanisms responsible for these effects in samples from donors without HIV infection. On one hand, blood samples obtained from patients treated with ABC were used, from which leukocytes and platelets were isolated and used to analyze different interactions. The endothelial cells used were obtained from umbilical cords from donors without HIV infection. In these patients, leukocyte and platelet interactions with endothelial cells were analyzed using a flow chamber, platelet aggregation with an impedance aggregometer, and by flow cytometry, platelet adhesion on leukocytes, and the expression of different adhesion molecules in both leukocytes and platelets were examined to analyze the activation of these cells. Thus, it was observed that patients treated with ABC showed an increase in leukocyte-endothelium interactions (both polymorphonuclear and mononuclear leukocytes), platelet-endothelium interactions, and interactions of platelets with neutrophils, compared to other patients treated with tenofovir (TFV) and to control donors. It was also demonstrated an increase in platelet aggregation in patients treated with ABC compared to those treated with TFV. Regarding the expression of adhesion molecules, an increase in the adhesion molecule Mac-1 in leukocytes and GPIIbIIIa in platelets was observed in patients treated with ABC compared to those treated with TFV and control donors. On the other hand, the mechanisms by which ABC induced cardiovascular adverse effects were analyzed, focusing specifically on the mechanisms responsible for the induction of platelet-neutrophil interactions. It was observed that the secretome of neutrophils treated with ABC was essential for inducing these interactions. Moreover, it was demonstrated that the adhesion of platelets to neutrophils occurred through a mechanism dependent on the P2X7 receptor in neutrophils, the release of the soluble form of the LOX-1 receptor (sLOX-1) in the secretome by the cleavage produced by ADAM10 and ADAM17, the protein HSP70, and the purinergic receptors P2X1, P2Y1, and P2Y12 in platelets. Finally, it was also confirmed that this mechanism could be extrapolated to pathophysiological processes, particularly to the endogenous agonist of the P2X7 receptor, adenosine triphosphate (ATP), which reproduced the effects of ABC. Thus, it was demonstrated that the secretome released by neutrophils treated with ATP induced the adhesion of platelets to neutrophils. The mechanism by which ATP induces these interactions is also dependent on the cleavage—by ADAM10 and ADAM17—of LOX-1 and its release in the secretome. Additionally, in platelets, the protein HSP70, and the receptors P2X1, P2Y1, and P2Y12 would also be responsible for these effects. All these results highlight the cardiotoxic profile of ABC and elucidate the mechanism by which ABC could exert this toxicity, with the P2X7 receptor and sLOX-1 released by neutrophils being responsible for this toxicity.
Description
Bibliographic reference