È COSì CHE L'HIV DECIDE DI ATTIVARSI

I ricercatori hanno scoperto il meccanismo molecolare alla base della decisione dell'HIV di rimanere in uno stato attivo o dormiente. Ciò può portare a nuove terapie che funzionano mantenendo il virus in uno stato permanentemente dormiente.

Imparare a conoscere il processo decisionale dell'HIV potrebbe aiutarci a combatterlo.

Lo studio, condotto da un team del Gladstone Institutes di San Francisco, in California, compare in un articolo ora pubblicato sulla rivista Cellula.

I risultati possono anche spiegare le decisioni sul destino delle cellule che si verificano altrove in biologia, come il modo in cui le cellule staminali decidono se rimanere come cellule staminali o differenziarsi in cellule specializzate, comprese le cellule cerebrali o cardiache, quando si dividono.

L'autore senior dello studio, il Prof. Leor S. Weinberger, direttore del Center for Cell Circuitry presso i Gladstone Institutes, paragona il processo al modo in cui "proteggiamo le nostre scommesse" quando prendiamo decisioni sugli investimenti finanziari.

Per "proteggerci dalla volatilità del mercato", potremmo scegliere di collocare alcuni fondi in azioni ad alto rischio con rendimenti potenzialmente elevati e il resto in opzioni a basso rischio e basso rendimento.

"Allo stesso modo", spiega, "l'HIV copre le sue basi in un ambiente volatile generando infezioni sia attive che dormienti".

Serbatoio latente dell'HIV

Una volta che entra nel corpo umano, l'HIV inserisce il suo materiale genetico nel DNA delle cellule immunitarie "ospiti". Ciò consente all'HIV di forzare i macchinari della cellula a fare copie del virus.

Tuttavia, alcune cellule immunitarie infettate dall'HIV entrano in uno stato latente o latente e non producono nuovi virus. L'HIV può nascondersi in questo "serbatoio latente" per molto tempo.

Gli attuali trattamenti contro l'HIV sono molto efficaci nel ridurre la quantità di virus attivo nel corpo. Tuttavia, non sono così bravi nell'affrontare l'HIV dormiente, che può riattivarsi non appena il trattamento si interrompe. Questo è uno dei motivi principali per cui non possiamo ancora curare l'HIV.

In un lavoro precedente, il Prof. Weinberger ei suoi colleghi hanno dimostrato che la latenza dell'HIV "non è un incidente" ma una deliberata "tattica di sopravvivenza".

La tattica è "evolutivamente vantaggiosa per il virus" perché nei siti in cui l'HIV entra per la prima volta nel corpo, non ci sono molte cellule immunitarie da invadere, e se le uccidesse tutte essendo completamente attive, non ce ne sarebbe portare avanti l'infezione.

L'HIV sfrutta il "rumore di espressione genica"

Mettendo alcune delle cellule che invade in uno stato latente, l'HIV assicura che l'attivazione possa attendere fino a quando quelle cellule sono state trasportate nel tessuto dove ci sono molte più cellule bersaglio, garantendo così una maggiore possibilità di sopravvivenza e infezione in corso.

Il team ha scoperto che l'HIV è in grado di generare uno stato attivo o dormiente sfruttando un fenomeno normale all'interno delle cellule chiamato "fluttuazioni casuali nell'espressione genica".

A causa delle fluttuazioni casuali nell'espressione genica, che gli scienziati chiamano anche "rumore", due cellule con esattamente la stessa composizione genetica possono produrre quantità diverse della stessa proteina. La differenza può essere sufficiente per influenzare la "funzione e il destino" delle cellule.

L'HIV esprime i suoi geni all'interno della cellula ospite utilizzando un meccanismo chiamato "splicing alternativo", che gli consente di suddividere il suo materiale genetico e assemblarlo in una varietà di disposizioni.

Splicing genico inefficiente

Nel loro studio, i ricercatori hanno osservato singole cellule infettate dall'HIV. Hanno scoperto che il virus utilizza un tipo di splicing per controllare il rumore casuale per decidere il destino della cellula ospite, se essere attiva o dormiente.

"Abbiamo scoperto", afferma il co-primo autore dello studio, il dottor Maike Hansen, ricercatore nel gruppo del Prof. Weinberger, "che l'HIV utilizza una forma di giunzione particolarmente inefficiente per controllare il rumore".

"Sorprendentemente, se funzionasse in modo efficiente", continua, "questo meccanismo produrrebbe virus molto meno attivi. Ma, apparentemente sprecando energia attraverso un processo inefficiente, l'HIV può effettivamente controllare meglio la sua decisione di rimanere attivo ".

Con l'aiuto di strumenti di modellazione, genetica e imaging, il team è stato in grado di identificare, per la prima volta, la fase del ciclo di vita dell'HIV in cui si è verificato lo splicing.

Hanno scoperto che lo splicing inefficiente non si verifica durante la trascrizione - come si pensava in precedenza - ma dopo di essa.

La trascrizione è il processo attraverso il quale le istruzioni contenute nel DNA vengono copiate nell'RNA per dire al macchinario cellulare cosa fare o quali proteine produrre.

Il team conclude che avere un processo di splicing inefficiente è vitale per la sopravvivenza del virus e che migliorarne l'efficienza potrebbe essere un modo per sconfiggerlo mantenendolo permanentemente in uno stato latente.