Una ricerca che mette i “freni” all’HIV

Un nuovo studio, pubblicato su Nature Communication, frutto di sette anni di studio, potrebbe aver trovato una nuova chiave per interrompere il contagio. Non più impedendo ad HIV di entrare nella cellula, ma di uscirne. Il team di ricercatori, guidato da Tatyana Polenova e Juan Perill dell’Università del Delaware, ha capito come impedire a un virione immaturo di trasformarsi in una particella virale infettiva. E il segreto sta proprio nella formazione di quella “capsula” che avvolge i virioni in uscita dal linfocita.
Francesca Buoninconti, 06 Dicembre 2017
Micron

Sono i primissimi anni ’80. E il mondo si trova di fronte a una nuova malattia, fino ad allora sconosciuta. Una malattia che suscita paure spesso irrazionali e che riaccende la condanna sociale di comportamenti e tendenze sessuali che si era assopita negli anni ’70. È la prima epidemia letale che si verifica nella cosiddetta “era digitale”, una malattia sessualmente trasmissibile, considerata scabrosa, che attacca il sistema immunitario limitandone l’efficacia e che non risparmia vittime in base al ceto sociale. In altre parole la sindrome da immunodeficienza acquisita: l’AIDS.
Una malattia che, in quasi 40 anni, ha contagiato oltre 60 milioni di persone, strappandone alla vita oltre 35 milioni. Ma nonostante la causa dell’AIDS – il virus HIV – sia stata identificata quasi subito, non esiste ancora una vera cura che debelli l’infezione in atto. La produzione di un vaccino efficace, a causa dell’altissima variabilità del virus che muta velocemente, è ben lontana. E oggi le terapie più efficaci per proteggere le categorie a rischio o per aumentare la speranza di vita delle persone colpite sono i farmaci antiretrovirali, da utilizzare in profilassi pre-esposizione (PrEP) o post-esposizione (PEP).
Farmaci che agiscono appunto sul virus HIV, un potente retrovirus con genoma a RNA, grande poco più di 100 nm. HIV una volta entrato cerca nel sangue i linfociti T detti “helper”, a quel punto li aggancia, si fonde con essi, converte il suo genoma a RNA in DNA e migra nel nucleo della cellula. Qui si integra con il DNA umano e può restare latente per mesi o anni, senza provocare l’AIDS. Oppure può iniziare a replicarsi da subito, producendo nuovi virioni – alcuni con qualche piccola modifica del genoma, capace di fargli persino sviluppare resistenza ai farmaci in commercio. Modificati o meno, tutti questi virioni maturano ed escono dal linfocita ospitante avvolti da una specie di “capsula”, lacerano la membrana cellulare e provocano la morte del linfocita T che li ha ospitati, entrano in circolo nel sangue e continuano l’infezione. Un meccanismo che sembra perfetto, contro cui i farmaci attualmente in commercio cercano di agire a monte, arginando l’invasione dei linfociti da parte di HIV, prima che li uccida. Anche se HIV, come abbiamo detto, ha sviluppato dei ceppi resistenti.
Ma un nuovo studio, pubblicato su Nature Communication, frutto di sette anni di studio, potrebbe aver trovato una nuova chiave per interrompere il contagio. Non più impedendo ad HIV di entrare nella cellula, ma di uscirne. Il team di ricercatori, guidato da Tatyana Polenova e Juan Perill dell’Università del Delaware, ha capito come impedire a un virione immaturo di trasformarsi in una particella virale infettiva. E il segreto sta proprio nella formazione di quella “capsula” che avvolge i virioni in uscita dal linfocita.
È infatti la “capsula” del virus HIV, formata da due strati (capside e pericapside), che rende il virus capace di riconoscere i linfociti T che possono ospitarlo, di agganciarsi a loro e penetrare nella cellula. Se si impedisse dunque la formazione di questa “capsula” il virus non avrebbe modo di dare il via alla malattia che conosciamo come AIDS.
Ebbene il gruppo di scienziati ha dimostrato che per impedire che la capsula si formi correttamente e che il virione diventi contagioso, bisogna intervenire su un peptide chiave, chiamato SP1, presente in due forme e indispensabile per la maturazione e il rilascio del virione infettivo. Se l’equilibrio dinamico in cui si trova SP1 in questa fase viene alterato da un inibitore di maturazione il gioco è fatto. La capsula del virione non si formerà.
Per osservare da vicino il processo, il team ha prima misurato sperimentalmente i movimenti delle molecole che compongono il virus e poi li ha simulati in quadriliardesimi di secondo con l’aiuto di alcuni dei più grandi supercomputer. Un’operazione che ha evidenziato l’importanza fondamentale del fattore “tempo”: in ogni linfocita, le molecole e le proteine che replicano il virus HIV si muovono insieme, ma con scale temporali differenti.
Perciò, se si vuole inibire la formazione della capsula, e quindi di virioni infettivi, servono farmaci che operino con tempi e ritmi molto precisi, come hanno specificato gli autori dello studio che ha visto la collaborazione dell’Università del Delawere, con la Pittsburgh School of Medicine, l’Università dell’Illinois, il National Cancer Institute e il Vanderbilt University Medical Center.
Così, integrando la biologia, la biochimica, la virologia e tecniche all’avanguardia, tra cui la spettroscopia NMR, le simulazioni con i supercomputer e la microscopia crioelettronica (quella per cui Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson hanno ricevuto il premio Nobel assegnato all’inizio di questo autunno), il team di ricercatori è riuscito a dare una risposta a una domanda tanto antica quanto cruciale: come un virione immaturo, non infettivo, si trasforma in una particella virale infettiva. Un risultato che potrebbe aiutare a mettere la parola fine all’epidemia di AIDS, uno degli obiettivi di sviluppo sostenibile, che l’ONU si è prefissato entro il 2030.

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