Determinación del papel de los microRNAs en el desarrollo de daño hepático en pacientes infectados con el virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1

Abstract

Actualment hi ha múltiples marcadors no invasius útils en la predicció de fibrosi hepàtica. Amb la infecció pel VIH-1 la presència de dany hepàtic es veu agreujada per la coinfecció per VHC, el consum d’alcohol i la pròpia teràpia antiretroviral. Diversos estudis han demostrat que la infecció pel VIH-1/VHC i la replicació activa del VHC acceleren l’evolució a cirrosi i augmenten la mortalitat. En els pacients coinfectats amb el VIH1/VHC, d’una banda, destaca l’elevada freqüència d’esteatosi hepàtica no alcohòlica i el risc consegüent de progressió a cirrosi i, d’altra banda, s’associa la incertesa que l’eliminació del VHC amb els agents antivirals directes (AADs) elimina el risc de complicacions hepàtiques. Aquests antecedents posen de manifest la necessitat de tenir millors eines diagnòstiques de progressió d’hepatopatia. Diversos microRNAs (miRNAs) han estat associats al desenvolupament de fibrosi hepàtica, cirrosi i hepatocarcinoma, tant en models animals com en humans. La importància de la funció i la distribució dels miRNAs en diferents processos cel·lulars i les evidències del paper que exerceixen en la comunicació intercel·lular ens fa hipotetitzar que els miRNAs circulants són potencials biomarcadors de progressió d’hepatopatia. La possible implicació directa d’aquests miRNAs en processos patològics també els converteix en dianes terapèutiques potencials. L´objectiu d´aquesta Tesi Doctoral ha estat conèixer l´associació de determinats miRNAs en pacients infectats pel VIH-1 amb coinfecció o sense pel VHC, així com establir-ne el paper pronòstic a la hepatopatia. Es tracta d’un estudi retrospectiu de cohort de pacients VIH-1 amb o sense infecció pel VHC, una població de monoinfectats pel VHC i un grup control dindividus sans. S’han analitzat variables clíniques, analítiques i anatomopatològiques i s’ha determinat la presència qualitativa i quantitativa de miRNA mitjançant tècniques de seqüenciació massiva. Els resultats obtinguts han estat analitzats mitjançant tècniques estadístiques uni i multivariades. Els nostres resultats revelen que la monoinfecció pel VIH-1 està associada amb una modificació del metabolisme hepàtic dels miRNAs circulants, havent-se detectat una sobre expressió de miRNAs associats prèviament a dany hepàtic. En particular, miR-193-5p, miR-125b-1-3p, miR-100-5p, miR-192-5p, miR-99a-5p i miR-122-3p, que es correlacionen significativament amb els nivells sèrics de transaminases i l’estadi de fibrosi hepàtica. El 91% dels pacients monoinfectats pel VIH-1 estava rebent teràpia antiretroviral de gran activitat (TARGA), fet que impedeix discriminar els efectes hepatotòxics produïts pel TARGA, encara que observem diferències entre pacients VIH-1 positius amb nivells elevats i normals de transaminases. En els pacients coinfectats pel VIH-1/VHC s’han detectat set miRNAs associats amb un risc elevat de fibrosi hepàtica. En particular, els miRNAs 100-5p i 192-5p podrien ser últils per elaborar algorismes clínics/biològics pronòstics de progressió d’hepatopatia en pacients monoinfectats amb VIH-1 o coinfectats amb VIH-1/VHC. En conclusió, la determinació de miRNA relacionades amb dany hepàtic en pacients infectats pel VIH1 sense coinfecció pel virus hepatotrops suggereix un impacte directe del VIH-1 sobre el metabolisme hepàtic. S’ha trobat una sobre expressió dels miRNAs 122-3p i 193b-5b en pacients monoinfectats amb el VHC i en els monoinfectats amb el VIH-1 amb ALT elevades o amb hiperplàsia nodular regenerativa. Ambdós miRNAs estan associats amb el grau d’elevació de les transaminases i la gravetat de la fibrosi hepàtica. A la coinfecció pel VIH-1/VHC els miRNAs 122-3p i 193b-5b han mostrat una sensibilitat i especificitat superior al 85% a la predicció de progressió hepàtica. Els nostres resultats ressalten el potencial de els miRNAs circulants com a bimarcadors de dany hepàtic en pacients infectats pel VIH-1 amb o sense coinfecció pel VHC.

Nuestros resultados revelan que la monoinfección por VIH-1 está asociada con una modificación del metabolismo hepático de los miRNAs circulantes, habiéndose detectado una sobre expresión de miRNAs asociados previamente a daño hepático. En particular, miR-193-5p, miR-125b-1-3p, miR-100-5p, miR-192-5p, miR-99a-5p y miR-122-3p, que se correlacionan significativamente con los niveles séricos de transaminasas y el estadio de fibrosis hepática. El 91% de los pacientes monoinfectados por VIH-1 estaba recibiendo terapia antirretroviral de gran actividad (TARGA), hecho que impide discriminar los efectos hepatotóxicos producidos por el TARGA, aunque observamos diferencias entre pacientes VIH-1 positivos con niveles elevados y normales de transaminasas. En los pacientes coinfectados por VIH-1/VHC se han detectado siete miRNAs asociados con un riesgo elevado de fibrosis hepática. En particular, los miRNAs 100-5p y 192-5p podrían ser últiles para elaborar algoritmos clínicos/biológicos pronósticos de progresión de hepatopatía en pacientes monoinfectados con VIH-1 o coinfectados con VIH-1/VHC. En conclusión, la determinación de miRNAs relacionados con daño hepático en pacientes infectados por el VIH1 sin coinfección por virus hepatotropos sugiere un impacto directo del VIH-1 sobre el metabolismo hepático. Se ha encontrado una sobre expresión de los miRNAs 122-3p y 193b-5b en pacientes monoinfectados con el VHC y en los monoinfectados con el VIH-1 con ALT elevadas o con hiperplasia nodular regenerativa. Ambos miRNAs están asociados con el grado de elevación de las transaminasas y la gravedad de la fibrosis hepática. En la coinfección por VIH-1/VHC los miRNAs 122-3p y 193b-5b han mostrado una sensibilidad y especificidad superior al 85% en la predicción de progresión hepática. Nuestros resultados resaltan el potencial de los miRNAs circulantes como bimarcadores de daño hepático en pacientes infectados por el VIH-1 con o sin coinfección por el VHC. Nuestros resultados revelan que la monoinfección por VIH-1 está asociada con una modificación del metabolismo hepático de los miRNAs circulantes, habiéndose detectado una sobre expresión de miRNAs asociados previamente a daño hepático. En particular, miR-193-5p, miR-125b-1-3p, miR-100-5p, miR-192-5p, miR-99a-5p y miR-122-3p, que se correlacionan significativamente con los niveles séricos de transaminasas y el estadio de fibrosis hepática. El 91% de los pacientes monoinfectados por VIH-1 estaba recibiendo terapia antirretroviral de gran actividad (TARGA), hecho que impide discriminar los efectos hepatotóxicos producidos por el TARGA, aunque observamos diferencias entre pacientes VIH-1 positivos con niveles elevados y normales de transaminasas. En los pacientes coinfectados por VIH-1/VHC se han detectado siete miRNAs asociados con un riesgo elevado de fibrosis hepática. En particular, los miRNAs 100-5p y 192-5p podrían ser últiles para elaborar algoritmos clínicos/biológicos pronósticos de progresión de hepatopatía en pacientes monoinfectados con VIH-1 o coinfectados con VIH-1/VHC. En conclusión, la determinación de miRNAs relacionados con daño hepático en pacientes infectados por el VIH1 sin coinfección por virus hepatotropos sugiere un impacto directo del VIH-1 sobre el metabolismo hepático. Se ha encontrado una sobre expresión de los miRNAs 122-3p y 193b-5b en pacientes monoinfectados con el VHC y en los monoinfectados con el VIH-1 con ALT elevadas o con hiperplasia nodular regenerativa. Ambos miRNAs están asociados con el grado de elevación de las transaminasas y la gravedad de la fibrosis hepática. En la coinfección por VIH-1/VHC los miRNAs 122-3p y 193b-5b han mostrado una sensibilidad y especificidad superior al 85% en la predicción de progresión hepática. Nuestros resultados resaltan el potencial de los miRNAs circulantes como bimarcadores de daño hepático en pacientes infectados por el VIH-1 con o sin coinfección por el VHC.

Multiple non-invasive markers of liver fibrosis have shown their utility in predicting liver disease. In HIV-1 infected patients, the presence of liver damage is aggravated by HCV coinfection, alcohol abuse, and antiretroviral therapy. Several studies showed that in coinfected HIV-1/HCV patients with active HCV replication, hepatopathy progress rapidly to cirrhosis, leading to higher mortality. In coinfected HIV-1/HCV patients, on the one hand coexist a high frequency of non-alcoholic hepatic steatosis, and the consequent risk of progression to cirrhosis and liver damage and, on the other hand, the eradication of HCV infection, with direct antiviral agents (DAAs), not necessary results in the risk elimination of liver complications. According to these facts, we need to find better diagnostic tools for the progression of liver damage. MicroRNAs (miRNAs) have been associated with liver fibrosis, cirrhosis and hepatocarcinoma, both in animal models and in human studies. The miRNAs functions and its implication in different cellular processes, with the recent evidence of their role in cells communication, make us hypothesize that circulating miRNAs are potential biomarkers of progression liver disease. The possible direct role of these miRNAs in pathological processes also show their potential as therapeutic targets. The main purpose of this study has been to know the prognostic role of certain miRNAs to determine liver complications in HIV-1 infected patients with or without HCV coinfection. We have performed a retrospective study in a cohort of HIV-1 patients with or without HCV infection, a population of HCV monoinfected patients, and a control group of healthy individuals. Clinical, analytical and pathological variables have been analyzed and the quantitative and qualitative presence of miRNAs has been determined, using NGS sequencing techniques. Results have been analyzed using univariate and multivariate statistical techniques. Our data reveals a plasmatic overexpression of miRNAs previously associated with liver damage in HIV1 monoinfected patients. Particularly, miR-193-5p, miR-125b-1-3p, miR-100-5p, miR-192-5p, miR-99a-5p and miR-122-3p were overexpressed. All these are significantly correlated with serum levels of transaminases and the stage of liver fibrosis. The main limitation of our study is given by the fact that 91% of the HIV1 monoinfected patients were receiving highly active antiretroviral therapy (HAART), a fact that does not allow to discriminate HAART hepatotoxic effects, although we observed differences between HIV-1 patients with elevated and normal levels of transaminase. In HIV-1/HCV coinfected patients, a genetic signature of seven miRNAs associated with an elevated liver fibrosis risk has been found. Specifically, miRNAs 100-5p and 192-5p could be candidates for new clinical/biological algorithms to predict liver progression in relevant populations as HIV1 monoinfected or HIV-1/HCV coinfected patients. In conclusion, the determination of circulating miRNAs related to liver damage in patients with HIV-1 infection and without hepatotropic virus coinfection suggests a direct impact of HIV-1 on liver metabolism. Mainly, an overexpression of miRNAs 122-3p and 193b-5b has been found in HCV monoinfected patients and in HIV1 monoinfected patients with elevated ALT or regenerative nodular hyperplasia. Both miRNAs are associated with the degree of transaminases elevation and liver fibrosis severity. In a cohort of HIV-1/HCV co-infected patients, miRNAs 122-3p and 193b-5b have shown a sensitivity and specificity greater than 85% in predicting liver progression. Our results highlight the potential of some circulating miRNAs as biomarkers of liver damage in HIV-1 infected patients with or without HCV coinfection.