Fermare la diffusione dell'HIV con una barriera molecolare?

Usando una tecnica che silenzia i geni che promuovono l'infezione, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo microbicida molecolare applicabile topicamente capace di impedire la trasmissione dell'HIV. Il microbicida si prevede abbia effetti di lunga durata nei topi aprendo la porta allo sviluppo di microbicidi intravaginali che potrebbero proteggere le donne contro l'infezione da HIV potenzialmente per settimane e dando un aiuto agli sforzi della salute pubblica per bolccare la diffusione dell'HIV/AIDS.

Il microbicida prende spunto da un fenomeno molecolare chiamato RNA interference (RNAi) in cui piccoli frammenti di RNA chiamati piccoli RNAs interferenti (siRNAs) silenzaino l'espressione di geni individuali con sequenze complementari. Osservate originariamente nelle piante, RNAi e' stato scoperto essere attivo nei mammiferi solamente un decennio fa, ma e' gia' al centro di molte investigazioni cliniche.

Lieberman e Wheeler hanno scelto di investigare il potenziale dell'RNAi nel fornire una barriera molecolare contro la trasmissione dell'HIV basata su un precedente suo lavoro in laboratorio che dimostrava che il fenomeno poteva essere sfruttato per impedire la trasmissione del virus dell'herpes simplex (HSV), e anche in recenti progressi nella comprensione di come l'HIV entra nel corpo. "L'attuale modello di trasmissione dell'HIV ritiene che il virus sia localizzato nel tratto genitale per circa una settimana, che potrebbe fornire una finestra all'opportunita' di intervenire ed impedire che l'infezione si stabilisca nel corpo" ha detto lieberman. "E l'anno scorso si e' dimostrato che e' possibile impedire la trasmissione dell'HIV, almeno in qualche misura, con un agente vaginale topico che usa un farmaco antivirale, quindi fornendo la prova di principio che una strategia topica potrebbe interferire con la trasmissione del virus."

Nell'attuale studio, i ricercatori hanno usato siRNAs che hanno spento due geni virali e uno dei due ospiti co-recettori dell'HIV, CCR5. L'HIV usa il CCR5, scoperto sulle cellule immunitarie chiamate cellule T e macrofagi, per guadagnare l'entrata nelle cellule immunitarie di persone non infette e stabilire un punto d'appoggio dentro il corpo. Gli individui che albergano mutazioni che disattivano il CCR5 sono resistenti all'infezione con l'HIV.

Per essere sicuri che siRNAs siano consegnati solo alle cellule immunitarie colpite dall'HIV, l'equipe di ricercatori ha legato gli siRNAs ad un aptamero- un secondo pezzo di RNA progettato per attaccarsi ad una specifica molecola - che si lega al principale recettore dell'HIV, CD4, per creare un aptamero CD4- chimera siRNA (CD4-AsiCs).

"Usando il CD4 come sito di legame ma abbattendo il CCR5, otteniamo specificita' per le cellule bersagliate dall'HIV ma evitiamo il rischio di interferire con la complessiva risposta immunitaria" ha notato Lieberman.

Quando vengono testate in vitro usando linee cellulari e cellule ematiche, le CD4-AsiCs si legano solo a cellule immunitarie che mostrano CD4 sulla loro superficie;viene spenta l'espressione in quelle cellule dei tre geni bersagliati e impedita la replicazione dell'HIV. Inoltre , CD4-AsiCs sono penetrati con successo nei tessuti cervicovaginali umani in coltura per raggiungere le cellule immunitarie profondamente dentro gli strati di tessuto,hanno silenziato l'espressione dei geni bersaglio, ed impedito l'infezione HIV dei coltivi.

Pe testare l'efficacia di questo sistema in vivo,il gruppo di studio ha applicato il CD4-AsiCs topicamente dentro il canale vaginale della femmina di topo con un sistema immunitario umanizzato, e poi ha esposto questi topi all'HIV intravaginale, cosi' da mimare la trasmissione sessuale del virus. Come nel modello in vitro, le CD4-AsiCs sono state in grado di penetrare nelle pareti vaginali di questi topi alle cellule immunitarie dentro i tessuti, distribuendo il siRNAs alle cellule che mostravano CD4, e hanno spento l'espressione dei geni bersaglio. Nelle seguenti 12 settimane, nessuno dei topi trattati con siRNAs ha mostrato segni di infezione HIV, mentre tutti i topi di controllo hanno progredito verso l'infezione HIV conclamata.

Lieberman pensa che la specificita' del microbicida basata sul RNAi e la durata dell'azione lo renda attrattivo per un ulteriore sviluppo farmaceutico. "Il problema con la maggior parte dei metodi topici per impedire la trasmissione sessuale della malattia e' che si devono usare appena prima di fare sesso, e la compliance e' un grosso problema"ha detto "Ma i risultati del nostro laboratorio dimostrano che possiamo abbattere l'espressione del CCR5 potenzialmente per settimane, indicando che potremmo creare uno stato stabile di resistenza al virus dove uno potrebbe dover applicare l'agente ogni quindici giorni."

Secondo Wheeler, la modularita' del metodo indica che la sua promessa non e' limitata solo all'HIV. "Concettualmente uno potrebbe includere siRNA o aptameri per ogni obbiettivo da legare, per ogni gene che vuoi abbattere sia ospite o virale, contro molteplici malattie sessualmente trasmesse, incluso HSV e virus del papilloma umano."