HIV: Due Nuove Armi per Bloccare e ‘Addormentare’ il Virus per Sempre!

Ciao a tutti, appassionati di scienza e curiosi! Oggi voglio parlarvi di una battaglia che l’umanità combatte da decenni: quella contro l’HIV. Nonostante i passi da gigante fatti con le terapie antiretrovirali (la famosa cART), che hanno trasformato l’HIV da una condanna a morte a una condizione cronica gestibile, c’è un “nemico nascosto” che ci impedisce di cantare vittoria: il serbatoio latente di HIV-1. Immaginatevelo come un esercito di virus dormienti, rintanati nelle nostre cellule immunitarie più longeve, pronti a risvegliarsi se si interrompe la terapia. Ecco perché chi vive con l’HIV deve assumere farmaci per tutta la vita, con tutto ciò che ne consegue in termini di effetti collaterali e infiammazione cronica.

Ma noi ricercatori non ci arrendiamo facilmente! Da tempo si esplorano strategie per eliminare questo serbatoio o, in alternativa, per “addormentarlo” profondamente e permanentemente. Una delle strategie più promettenti è quella del “block-and-lock“, ovvero “blocca e chiudi a chiave”. L’idea è usare agenti che promuovono la latenza (LPAs) per silenziare il provirus dell’HIV in modo così efficace da renderlo innocuo, idealmente con trattamenti limitati nel tempo, o addirittura una tantum. Sarebbe un sogno, vero?

Vecchi e Nuovi Giocatori nella Lotta alla Latenza

Tra gli LPAs già noti ci sono i LEDGINs. Queste molecole sono affascinanti: agiscono sull’integrasi virale, un enzima che l’HIV usa per inserire il proprio materiale genetico nel nostro DNA. I LEDGINs non solo riducono l’integrazione, ma la “deviano” verso zone del nostro genoma che sono meno attive, più “silenziose”, rendendo difficile la riattivazione del virus. Un bel colpo! Tuttavia, anche con i LEDGINs, a volte una piccola parte di virus riesce comunque a farsi sentire, soprattutto se si integra vicino a regioni del DNA chiamate “enhancer”, che sono come degli interruttori che possono accendere la trascrizione virale.

E qui entra in gioco un’altra proteina chiave: BRD4. Questa proteina ha un ruolo centrale nella biologia degli enhancer. Pensate, BRD4 è un po’ un Giano Bifronte per l’HIV: in alcuni contesti sembra reprimerne la trascrizione, in altri può favorirla. La sua interazione con il macchinario cellulare e virale è complessa. Ad esempio, compete con una proteina virale chiamata Tat, fondamentale per la trascrizione dell’HIV, per legarsi a un fattore chiamato P-TEFb. Insomma, un bel groviglio!

Recentemente, la nostra attenzione si è concentrata su due modulatori di BRD4: il ben noto JQ1 e una molecola più nuova, ZL0580. E qui, ragazzi, la cosa si fa super interessante! Mentre JQ1, come molti altri modulatori di BRD4, tende a riattivare la trascrizione dell’HIV (cosa che potrebbe essere utile in altre strategie, come la “shock-and-kill”, ma non per il nostro “block-and-lock”), ZL0580 ha mostrato un effetto opposto: sopprime la trascrizione virale! Una vera e propria sorpresa.

ZL0580: Un Nuovo Alleato per Silenziare l’HIV

Abbiamo quindi deciso di mettere alla prova ZL0580, confrontandolo direttamente con JQ1. Utilizzando modelli cellulari di latenza e cellule primarie (linfociti ottenuti da donatori sani), abbiamo confermato questa dualità: JQ1 promuove la trascrizione e la riattivazione dell’HIV, mentre ZL0580 la silenzia. Ma la cosa ancora più intrigante è che trattamenti ripetuti con ZL0580 sembrano prolungare questo effetto di silenziamento anche dopo la rimozione del farmaco dalla coltura cellulare. Questo ci fa sperare che ZL0580 possa indurre modifiche epigenetiche, una sorta di “memoria” a livello del DNA virale che lo mantenga in uno stato di sonno profondo.

Per capire meglio come agiscono questi due composti, abbiamo usato tecniche sofisticate. Con l’imaging a DNA ramificato (bDNA imaging), che ci permette di vedere contemporaneamente il DNA e l’RNA virale in singole cellule, abbiamo confermato che JQ1 stimola e ZL0580 inibisce la trascrizione/riattivazione dell’HIV, senza alterare la quantità di DNA virale integrato. Inoltre, analizzando la co-localizzazione (cioè quanto vicine sono due molecole nella cellula), abbiamo visto che JQ1 riduce la vicinanza di BRD4 con istoni acetilati (un segno di cromatina “aperta”, attiva), mentre ZL0580 la aumenta. Questo suggerisce che ZL0580 potrebbe “ancorare” BRD4 in modo da favorire la repressione. E, come se non bastasse, abbiamo visto che ZL0580 inibisce la trascrizione dipendente dalla proteina virale Tat, confermando il suo meccanismo d’azione specifico sulla trascrizione dell’HIV.

Una delle preoccupazioni con ZL0580 è la sua tossicità. In effetti, le concentrazioni attive sono vicine a quelle tossiche, specialmente in alcune linee cellulari. Tuttavia, abbiamo anche testato un analogo di ZL0580, chiamato “composto 24”, che ha mostrato una tossicità significativamente ridotta pur mantenendo un’attività simile nel promuovere la latenza. Questo è un segnale molto incoraggiante: significa che è possibile separare l’effetto desiderato (silenziamento dell’HIV) dalla tossicità, aprendo la strada allo sviluppo di molecole ancora migliori!

La Forza dell’Unione: ZL0580 e LEDGINs Insieme

Ricordate il problema degli enhancer con i LEDGINs? Bene, abbiamo pensato: se ZL0580 modula BRD4, che è coinvolto negli enhancer, e i LEDGINs spingono il virus lontano dalle zone attive ma non sempre lontano dagli enhancer, cosa succederebbe combinandoli? L’ipotesi era che ZL0580 potesse “chiudere” anche quella residua attività trascrizionale guidata dagli enhancer che i LEDGINs da soli non riescono a controllare completamente.

E i risultati sono stati entusiasmanti! Quando abbiamo combinato ZL0580 con i LEDGINs (in particolare con un LEDGIN chiamato CX014442), abbiamo osservato un effetto additivo nel bloccare la trascrizione e la riattivazione dell’HIV, sia nelle linee cellulari che nelle cellule primarie. Pensate un po’: usando entrambi i composti a concentrazioni elevate, siamo riusciti a ottenere un silenziamento quasi completo dell’espressione genica dell’HIV! Questo è un passo avanti importantissimo, perché suggerisce che una “cocktail therapy” di LPAs, mirata a diversi meccanismi di latenza, potrebbe essere la chiave per un “block-and-lock” davvero efficace.

Abbiamo anche notato un altro aspetto interessante: nelle cellule primarie (PBMC), l’effetto inibitorio di ZL0580 sulla trascrizione dell’HIV sembrava persistere un po’ più a lungo quando le cellule erano state pre-trattate con alte concentrazioni di LEDGINs. Questo potrebbe significare che il “luogo” in cui il virus si integra (influenzato dai LEDGINs) può a sua volta influenzare l’efficacia e la durata dell’azione di ZL0580. È come se spingere il virus in un “quartiere” già poco raccomandabile del genoma rendesse più facile per ZL0580 tenerlo a bada.

Sfide e Prospettive Future

Certo, la strada è ancora lunga. ZL0580, nella sua forma attuale, necessita di ottimizzazione per ridurre la tossicità e migliorare la persistenza del suo effetto, anche se i risultati con trattamenti multipli e con l’analogo “composto 24” sono promettenti. Dobbiamo capire ancora più a fondo i meccanismi molecolari con cui ZL0580 “dialoga” con BRD4 e con la cromatina virale.

Tuttavia, questi studi ci dicono chiaramente due cose:

• BRD4 è un bersaglio modulabile per influenzare la trascrizione dell’HIV, sia per attivarla che per reprimerla.
• La combinazione di ZL0580 con LEDGINs rappresenta una strategia promettente per potenziare l’approccio “block-and-lock”, affrontando la sfida della trascrizione residua guidata dagli enhancer.

L’idea di poter un giorno “addormentare” l’HIV in modo così profondo da non doversi più preoccupare della terapia quotidiana è ciò che ci spinge avanti. Ogni piccola scoperta, come questa interazione additiva tra ZL0580 e LEDGINs, è un mattoncino in più verso la costruzione di una cura funzionale per l’HIV. E io, da scienziato, non potrei essere più entusiasta di far parte di questa avventura!

Per ora, continuiamo a investigare, a testare, a migliorare. La lotta contro l’HIV è una maratona, non uno sprint, ma con la giusta combinazione di ingegno, perseveranza e un pizzico di fortuna, potremmo davvero riuscire a “bloccare e chiudere a chiave” questo virus una volta per tutte.

Fonte: Springer