Spectroscopic evaluation of the impact of non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors on endothelial cells

Nienukleozydowe inhibitory odwrotnej transkryptazy (ang. non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors – NNRTI) to grupa leków stosowana stosowany w leczeniu ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV). Pomimo wysokiej skuteczności tej grupy leków w hamowaniu namnażania się retrowirusa, farmakoterapia antyretrowirusowa może prowadzić do powstania skutków ubocznych w układzie sercowo-naczyniowym, co często wiąże się m.in z zaburzeniem prawidłowego funkcjonowania komórek śródbłonka naczyniowego, a w konsekwencji do rozwoju chorób sercowo-naczyniowych.Komórki śródbłonka naczyniowego stanowią pojedynczą warstwę wyścielającą wewnętrzną część naczyń krwionośnych (śródbłonek). Obecne we krwi substancje, w tym leki, mogą prowadzić do zaburzeń w prawidłowym funkcjonowaniu śródbłonka w trakcie farmakoterapii. Terapia antyretrowirusowa poprzez utrzymywaną na stałym poziomie zawartość leków w osoczu może powodować wystąpienie takich działań niepożądanych, jak np. zaburzenia gospodarki lipidowej i węglowodanowej czy lipodystrofię. Zaburzenia te, jeżeli nie są odpowiednio leczone mogą prowadzić do rozwoju chorób układu krążenia takich jak np. przewlekły stan zapalny ścian naczyń krwionośnych czy miażdżyca tętnic.W prezentowanych badaniach wykorzystano konfokalną mikroskopię ramanowską (WITec alpha 300R, Ulm, Niemcy) do oceny wpływu wybranych NNRTI na stan biochemiczny ludzkich aortalnych komórek śródbłonka (HAEC). Obrazowanie ramanowskie oraz zastosowane metody chemometryczne umożliwiły identyfikację zmian biochemicznych oraz metabolicznych wywołanych działaniem etrawiryny (ETV), efawirenzu (EFZ) oraz azydotymidyny (AZT) będącej przykładem leku z grupy nukleozydowych inhibitorów odwrotnej transkryptazy, który znany jest z toksyczności mitochondrialnej. Otrzymane wyniki wskazują, m.in, że kontakt śródbłonka z NNRTI poprzez zdolność komórek do wychwytu i akumulacji leku ETV może przyczyniać się do rozwoju dysfunkcji śródbłonka naczyniowego w trakcie farmakoterapii, co w konsekwencji może prowadzić do indukowanej lekiem kardiotoksyczności. Zastosowane wielowymiarowe metody analizy danych wskazały zmiany w profilu biochemicznym komórek wywołane działem ETV, EFZ oraz AZT.

Non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs) are a group of drugs used to treat human immunodeficiency virus (HIV). Despite the high efficacy of this group of drugs in suppressing the proliferation of the retrovirus, antiretroviral pharmacotherapy can lead to the development of side effects in the cardiovascular system, which often involves, among others, the disruption of the normal functioning of vascular endothelial cells.Vascular endothelial cells are a single layer lining the inner part of blood vessels (endothelium). Substances present in the bloodstream, including drugs, can lead to disruption of normal endothelial function during pharmacotherapy. Antiretroviral therapy, by keeping the plasma drug concentration at a constant level, can trigger adverse effects such as lipid and carbohydrate disorders and lipodystrophy. These disorders, if not properly treated, can lead in turn to the development of cardiovascular diseases such as chronic inflammation of blood vessel walls or arteriosclerosis. In the present study, we used confocal Raman microscopy (WITec alpha 300R, Ulm, Germany) to evaluate the impact of selected NNRTIs on the biochemical profile of human aortic endothelial cells (HAEC). Raman imaging and the chemometric methods applied made it possible to identify biochemical and metabolic alterations induced by etravirine (ETV), efavirenz (EFZ) and azidothymidine (AZT) iun single cells. AZT is an example of a drug from the nucleoside reverse transcriptase inhibitor group known for its mitochondrial toxicity. The obtained results indicate, among other things, that endothelial interaction with NNRTIs through the ability of cells to uptake and accumulate the drug (ETV) may contribute to the development of vascular endothelial dysfunction during pharmacotherapy, resulting in drug-induced cardiotoxicity. The multivariate data analysis methods used indicated changes in the protein-lipid profile of cells induced by the activity of ETV, EFZ and AZT.