The effects of opioid use on HIV-1 reservoir dynamics
阿片类药物的使用对 HIV-1 病毒库动态的影响
基本信息
- 批准号:10673865
- 负责人:
- 金额:$ 88.36万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-15 至 2024-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressBiological MarkersBloodBuprenorphineCell SeparationCellsCross-Sectional StudiesDNADataDiseaseDisease OutbreaksExposure toFutureGenetic TranscriptionGenomicsHIVHIV InfectionsHIV-1HeroinHistone Deacetylase InhibitorHuman immunodeficiency virus testImmuneIncubatedIndividualInfectionInterleukin-2KnowledgeMagnetismMaintenanceMeasuresMediatingMedicalMessenger RNAMethadoneMethodsMonitorMorphineOpioidOpioid AntagonistOpioid ReceptorOpioid agonistParticipantPatientsPeripheral Blood Mononuclear CellPersonsPharmaceutical PreparationsPhasePlasmaProductionProliferatingProtein BiosynthesisProteinsProvirusesRNARNA chemical synthesisRelapseResearchResidual stateRibosomesRiskSamplingT-Cell ActivationT-LymphocyteTechniquesTranscriptTranscription Factor AP-1Transcription InitiationTranslationsViral Cytopathogenic EffectViral GenomeViremiaVirionVirusWorkantiretroviral therapybuprenorphine treatmentchronic painchronic pain managementcomorbiditydeep sequencingdesignexperimental studygenome-wideimmune system functionimprovedin vivoinnovative technologieskappa opioid receptorsmRNA sequencingmemory CD4 T lymphocytemethadone treatmentnext generationnovelnuclear factors of activated T-cellsnucleaseopioid epidemicopioid exposureopioid injectionopioid useopioid use disorderopioid useroverdose riskpatient populationpatients who use opioidsprescription opioidprimary endpointreceptor expressionrecruitribosome profilingsubstance usetranscription factor
项目摘要
Abstract
HIV-1 persists in memory CD4+ T cells during suppressive antiretroviral therapy (ART) and is the major
barrier to virus cure. Ultimately, a successful HIV eradication approach will need to work equally well regardless
of disease stage, underlying immune system function, or medical comorbidities.
People with HIV are commonly exposed to opioids, whether prescribed for chronic pain,
prescribed for opioid use disorder, or injected as heroin. Opioid exposure has demonstrated immune modulatory
effects but the impact of opioids on HIV-1 reservoir dynamics has not been studied and thus there is an urgent
need for focused, mechanistic studies to address this critical knowledge gap. The purpose of this proposal is to
apply cutting-edge experimental approaches to understand precisely how opioids and opioid use disorders
impact HIV-1 reservoir dynamics and latency reversal and transform our ability to study and test HIV-1
eradication approaches in this important patient population. The scientific premise of this proposal is that opioids
limit HIV-1 transcriptional and translational reactivation due to a previously unrecognized block in RNA and
protein synthesis.
While the HIV eradication field has focused on transcriptional biomarkers of latency reversal, our
preliminary ribosome profiling data reveals that translation, not transcription, is the rate-limiting step in HIV-1
reactivation. Ribosome profiling is a novel technique that uses deep sequencing to characterize the nuclease-
protected footprints of ribosomes on mRNA transcripts in vivo. Protein synthesis can be monitored genome-wide
and when combined with mRNA sequencing (mRNA-seq) provides a quantitative measure of translation
efficiency. We propose to leverage HIV and host genomic information and investigate the mechanisms that
control HIV-1 latency reversal in patients using opioids. We hypothesize that opioid use will limit HIV-1 latency
reversal and lower HIV-1 translation efficiencies, when compared to HIV-1 latency reversal in the absence of
opioid exposure. To define the effects of opioids on traditional HIV-1 persistence markers in vivo, we will perform
a cross-sectional analysis among HIV-infected treated suppressed participants and quantify and compare
traditional HIV-1 persistence markers from 5 groups: individuals who are 1) actively injecting opioids (n=20), 2)
on methadone maintenance (n=20), 3) on buprenorphine maintenance (n=20), 4) on prescribed opioids for
chronic pain treatment (n=20), and 5) on no opioids (n=40). We will perform ex vivo reactivation experiments
with participants' PBMC and a panel of LRA. LRA-induced levels of HIV-1 caRNA and supernatant virion
production will be compared across opioid use groups. To accurately measure genome-wide host and HIV-1
translation in PBMC isolated from patients who use opioids, parallel mRNA-seq and ribosome profiling will be
performed. Finally, we will assess longitudinal HIV-1 reservoir dynamics in a group of 40 participants during the
transition from active injection opioid use to buprenorphine for opioid use disorder.
抽象的
HIV-1 在抑制性抗逆转录病毒治疗 (ART) 期间持续存在于记忆 CD4+ T 细胞中,是主要的
病毒治愈的障碍。最终,成功的艾滋病毒根除方法需要同样有效,无论
疾病阶段、潜在的免疫系统功能或医疗合并症。
艾滋病毒感染者通常会接触阿片类药物,无论是用于治疗慢性疼痛、
用于治疗阿片类药物使用障碍,或作为海洛因注射。阿片类药物暴露已被证明具有免疫调节作用
但阿片类药物对 HIV-1 病毒库动态的影响尚未研究,因此迫切需要
需要进行有针对性的机制研究来解决这一关键的知识差距。该提案的目的是
应用尖端的实验方法来准确了解阿片类药物和阿片类药物使用障碍的情况
影响 HIV-1 储存库动态和潜伏期逆转,并改变我们研究和测试 HIV-1 的能力
这一重要患者群体的根除方法。该提案的科学前提是阿片类药物
由于 RNA 中先前未被识别的阻断而限制 HIV-1 转录和翻译再激活
蛋白质合成。
虽然艾滋病毒根除领域的重点是潜伏期逆转的转录生物标志物,但我们的
初步核糖体分析数据表明,翻译(而非转录)是 HIV-1 的限速步骤
重新激活。核糖体分析是一种新技术,它使用深度测序来表征核酸酶
体内 mRNA 转录物上核糖体的受保护足迹。可以在全基因组范围内监测蛋白质合成
当与 mRNA 测序 (mRNA-seq) 结合使用时,可提供翻译的定量测量
效率。我们建议利用艾滋病毒和宿主基因组信息并研究其机制
使用阿片类药物的患者控制 HIV-1 潜伏期逆转。我们假设阿片类药物的使用将限制 HIV-1 潜伏期
与没有 HIV-1 潜伏逆转的情况相比,HIV-1 潜伏期逆转和较低的 HIV-1 翻译效率
阿片类药物暴露。为了确定阿片类药物对传统 HIV-1 体内持久性标记物的影响,我们将进行
对艾滋病毒感染者接受治疗的抑制参与者进行横断面分析,并进行量化和比较
来自 5 组的传统 HIV-1 持久性标记:1) 积极注射阿片类药物 (n=20)、2) 的个体
美沙酮维持治疗 (n=20), 3) 丁丙诺啡维持治疗 (n=20), 4) 服用处方阿片类药物
慢性疼痛治疗 (n=20),以及 5) 不使用阿片类药物 (n=40)。我们将进行离体再激活实验
与参与者的 PBMC 和 LRA 小组一起。 LRA 诱导的 HIV-1 caRNA 和上清病毒颗粒水平
将比较阿片类药物使用组的产量。准确测量全基因组宿主和 HIV-1
从使用阿片类药物的患者中分离出的 PBMC 的翻译、平行 mRNA-seq 和核糖体分析将
执行。最后,我们将评估 40 名参与者的纵向 HIV-1 储存库动态。
从主动注射阿片类药物使用过渡到丁丙诺啡治疗阿片类药物使用障碍。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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HIV-1 前病毒景观特征因管道分析而异。
- DOI:10.1002/jia2.25725
- 发表时间:2021-07
- 期刊:
- 影响因子:6
- 作者:Ferreira FA;He Q;Banning S;Roberts-Sano O;Wilkins O;Kuritzkes DR;Tsibris A
- 通讯作者:Tsibris A
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