Estudi de l'expressió gènica en lipodistròfies congènites i associades a la infecció per HIV-1

Abstract

[cat] L'eix d'estudi principal d'aquesta tesi és la lipodistròfia adquirida anomenada síndrome de la lipodistròfia associada a l'HIV-1 i a la HAART (teràpia antiretroviral d'alta activitat). Per altra banda també s'han estudiat alteracions associades a aquesta síndrome (gepes de búfal), i altres lipodistròfies congènites que comparteixen certes característiques amb la HALS (síndrome de la lipodistròfia associada a l'HIV-1 i la HAART). Les bases etiopatogèniques de la HALS són poc conegudes, però aquesta síndrome indica que el teixit adipós és molt sensible, tant a la infecció de l'HIV-1, com als fàrmacs antiretrovirals i, possiblement, a la combinació de tots dos factors. Per tal de discernir entre la contribució relativa de fàrmacs i la infecció, es va comparar l'expressió de diferents gens marcadors. Això es va abordar des d'un punt de vista transcriptòmic a través de l'ús dels xips de DNA que representen el genoma humà complet, així com també de l'anàlisi més acurat de l'expressió de gens de la funció mitocondrial, gens de la diferenciació i el metabolisme adipocitari, gens d'adipoquines i gens dels transportadors de nucleòsids en el teixit adipós subcutani a través de Real Time PCR. Així mateix, aquest estudi es va portar a terme en els següents grups de pacients: individus sans, pacients infectats per l'HIV-1 encara no tractats, i pacients infectats per l'HIV-1 tractats amb o sense la HALS. De forma general, els resultats d'aquests experiments indiquen que les alteracions de l'expressió gènica en el teixit adipós ja serien presents en pacients infectats pel virus de l'HIV-1 que encara no han rebut tractament HAART. En un primer estadi propiciat per la infecció de l'HIV-1, es donaria el desenvolupament d'un estat inflamatori que ja desencadenaria part de les alteracions observades. A continuació i com a conseqüència del tractament HAART, es produiria una greu alteració de l'expressió dels gens relacionats amb el metabolisme oxidatiu. Finalment, el conjunt de tot aquest procés seria empitjorat en els casos d'exposició perllongada al tractament HAART incloent-hi l'activació d'apoptosi i el desenvolupament de lipoatròfia del teixit adipós perifèric. A l'igual que per a la HALS, les bases moleculars de l'aparició d'un augment progressiu del teixit adipós de la zona dorso-cervical (anomenada "gepa de búfal") i l'aparició de lipomes en pacients portadors de la mutació tRNALys, són desconegudes. L'estudi d'aquestes alteracions, d'efectes totalment oposats als de la lipoatròfia del teixit adipós subcutani, es va realitzar mitjançant l'anàlisi de l'expressió gènica de marcadors de la funció mitocondrial, diferenciació adipocitària, inflamació i proliferació cel·lular a les gepes de búfal, als lipomes dels portadors de la mutació tRNALys, i al teixit adipós subcutani de controls sans i pacients infectats per l'HIV-1 sota tractament HAART. Així doncs, la lipomatosi deguda a les mutacions de la tRNALys és associada al patró d'expressió alterat de gens clau en la regulació de l'adipogènesi. En canvi, el teixit adipós de les gepes de búfal, respecte el teixit adipós subcutani no lipomatós dels pacients HIV-1+ sota tractament HAART, sembla que presentaria alteracions específiques en l'expressió gènica dels seus marcadors. Per altra banda, l'absència d'un estat inflamatori a les gepes de búfal podria explicar part de les diferències de comportament d'aquesta regió del teixit adipós. De forma similar a la HALS, la lipodistròfia parcial adquirida o la síndrome Barraquer-Simons (APL) és una forma rara de lipodistròfia progressiva que es caracteritza per l'atròfia del teixit adipós d'aquests pacients. Malgrat la desconeixença de la seva etiopatogènesi, els resultats apunten a una alteració de l'expressió de gens relacionats amb l'adipogènesi i la mitocondriogènesi del teixit adipós no atribuïbles a un estat inflamatori ni a la funció mitocondrial.

[eng] The main study of this thesis is HIV-1 infection/HAART (Highly Active Antiretroviral Therapy) associated lipodystrophy syndrome. However, some other alterations associated to this syndrome like "Buffalo Humps" have been studied too, as well as inherited lipodistro¬phies which share similar characteristics to HALS (HIV-1/HAART Associated Lipodystro¬phy Syndrome). These inherited lipodystrophies are Barraquer-Simons (APL) and point mu¬tation tRNALys associated lipodystrophies. Despite the not well-known aetiology of HALS, this syndrome points towards the sen¬sibility of adipose tissue against HIV-1 infection and HAART drugs, and possibly, to both of them. In means to ascertain whether the drugs or HIV-1 infection play the major role, a gene expression analysis of different markers was performed. Four groups of patients were studied through a transcriptomics and Real Time PCR approach: HIV-1-uninfected healthy controls, HIV-1-infected patients naive to HAART, HIV-1-infected patients under HAART but with no signs of lipodystrophy and patients with full-blown lipodystrophy including pe¬ripheral lipoatrophy. Results indicated a sequential pattern of gene expression modifications throughout the process of development of HIV-1 lipodystrophy. Primary events would in¬volve a diffuse inflammatory status of adipose tissue elicited by HIV-1 infection. This would be followed by a deeper affectation of oxidative metabolism genes as a consequence of HAART. On the other hand, the progressive enlargement of adipose tissue in "Buffalo Humps" alteration and in tRNALys associated lipodystrophy, has also not been ex¬plained previously. Our results point that the absence of a local inflammatory status in "buffalo hump" fat may explain in part the differential behavior of this adipose region, whereas in tRNALys, it may be due to an alteration of the expression of key marker genes of regulation of adipogenesis. Finally, APL syndrome is a rare form of progressive lipodystrophy. The etiopathogene¬sis of adipose tissue atrophy in these patients is unknown. To get insight in the molecular ba¬sis of lipoatrophy in APL, we investigated gene expression in adipose tissue from a newly di¬agnosed APL patient. It is concluded that adipogenesis and mitochondriogenesis gene ex¬pression is impaired in adipose tissue from the APL patient.