L'HIV si può bloccare

Cari ragazzi vi propongo un altro approfondimento che riguarda il virus HIV perché la ricerca sulle strategie per combatterlo è un ottimo esempio dell'applicazione delle tecniche di ingegneria genetica. Se vi affascinerà questa parte di programma ecco l'approfondimento che fa per voi.
Se, inoltre, siete interessati a questo virus potete leggere: il virus dell'HIV in 3D e l'enigma delle origini dell'AIDS.
Il virus HIV (Human Immunodeficiency Virus) provoca, come sapete, l'AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome). Questo virus penetra nelle cellule del sistema immunitario note come linfociti T helper, che coordinano le interazioni tra molte altre cellule del nostro sistema di difesa. Nel momento in cui il linfocita si attiva per combattere un'infezione, il virus HIV inizia a replicarsi finendo per distruggere anche i linfociti T e privando il nostro sistema immunitario della capacità di difendersi.

Meccanismo molecolare con cui il virus dell'HIV entra nei linfociti T helper.
Il virus si lega ad una proteina recettore sulla superficie del linfocita che si chiama CD4 ed entra nella cellula sfruttando un'altra proteina di membrana detta CCR5.
Gli scienziati stanno cercando di eliminare CCR5 dalla superficie dei linfociti per bloccare l'entrata del virus.
(Ripreso da June e Levine, 2012).

La storia affascinante di cui vi parlo questa volta ha come protagonista Timothy Ray Brown, di San Francisco. Chi è? La sua storia merita di essere conosciuta. Noto come il paziente di Berlino, Timothy risulta positivo al test per l'HIV nel 1995 e inizia il calvario delle cure per cercare di contrastare il virus in Germania, a Berlino, dove si trovava per motivi di studio. Nel 2006 gli viene diagnosticata una leucemia mieloide acuta e la sua unica speranza di vita è un trapianto di midollo osseo da un donatore compatibile. Il dottore che lo ha in cura, Dr. Gero Huetter, ha un'idea geniale. Il trapianto di midollo osseo significa distruggere il sistema immunitario del paziente e crearlo ex-novo. Il dottore è a conoscenza di un importante risultato scientifico. Gli individui che nascono con una mutazione nel gene per la proteina CCR5, che si trova sulla membrana dei linfociti T helper, attaccati dall'HIV, sono resistenti naturalmente all'infezione. Perché non cercare un donatore compatibile con Timothy e portatore della mutazione? In questo modo il virus stesso nell'organismo del paziente si sarebbe trovato probabilmente in difficoltà nel replicarsi. Il dottore trova il donatore e procede al trapianto.
Sono passati cinque anni dal trapianto, Timothy non ha più traccia del virus HIV nel suo corpo. E' straordinario e c'è chi ha già cominciato a parlare di cura per l'AIDS!!!
Tuttavia, effettuare sistematicamente trapianti di midollo osseo a pazienti affetti da HIV, non è una strada praticabile. Non è così facile trovare donatori compatibili e portatori della mutazione nel gene CCR5 in omozigosi, il trapianto di midollo osseo è estremamente rischioso in pazienti debilitati come i malati di AIDS, per non parlare poi del costo: 250000 dollari, cioè 200000 euro circa, negli Stati Uniti.
E allora gli scienziati hanno iniziato a studiare un metodo di ingegneria genetica che permetta di "copiare" a livello molecolare quello che si è verificato nel caso del paziente di Berlino.

Taglia e cuci molecolare!!!
Per disattivare il gene che codifica la proteina CCR5, gli scienziati utilizzeranno altre due proteine che si chiamano dita di zinco e nucleasi.
Queste proteine riconoscono una porzione specifica del gene per CCR5 e la tagliano via. Il resto del gene viene riparato, ma CCR5 non potrà più andare sulla membrana cellulare.
(Ripreso da June e Levine, 2012).

Per capire, dobbiamo concentrarci sulla proteina CCR5. Il virus HIV attacca i linfociti T helper riconoscendo una proteina recettore di membrana, detta CD4. Tuttavia, per entrare all'interno del linfocita, ha bisogno di CCR5, che si trova normalmente anch'essa immersa nella membrana dei linfociti T helper. L'1 % della popolazione caucasica è omozigote per una mutazione del gene CCR5, che non permette alla proteina di arrivare sulla membrana cellulare. Questi individui sono resistenti al virus HIV. La via da seguire potrebbe essere, quindi, quella di fare in modo che CCR5 non vada a finire sulla membrana dei linfociti T helper in malati di AIDS. E' qui che interviene l'ingegneria genetica. Gli scienziati stanno progettando e sperimentando un procedimento molecolare basato su due proteine chiamate dita di zinco e nucleasi, molto note in biologia molecolare. La prima è una proteina che riconosce specifiche sequenze di DNA, che viene poi tagliato dalla seconda. I ricercatori hanno quindi progettato un sistema di "taglia e cuci" molecolare che permette di riconoscere e tagliare via un pezzettino del gene per la proteina CCR5. Il gene viene poi "ricucito" dai sistemi di riparazione del DNA, naturalmente presenti nelle nostre cellule. Tagliando via questa porzione del gene, la proteina prodotta non riesce più ad andare sulla membrana cellulare. Negli Stati Uniti è già in corso la sperimentazione clinica. Alcuni volontari, malati di AIDS, si sono sottoposti ad un trattamento di infusione di linfociti T helper senza CCR5 sulla membrana. I primi risultati sono incoraggianti perché sembra che il numero di linfociti T nei pazienti aumenti e questo potrebbe essere il primo segnale che il trattamento stia proteggendo le cellule dall'attacco dell'HIV. "Negli ultimi trent'anni non siamo mai stati così vicini a chiudere la porta all'HIV", dicono gli scienziati... E noi vogliamo crederci, aspettando di leggere articoli scientifici che ci raccontino di una cura per l'AIDS!!!

Referenze
June C., Levine B. (2012) Bloccare l'attacco dell'HIV. Le Scienze, 525: 36-41.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)