Un recente studio condotto dagli scienziati CONICET rivela l’esistenza di un circuito che coinvolge vescicole extracellulari (strutture di dimensioni nanometriche presenti in tutti i fluidi corporei, come il sangue), cellule del sistema immunitario note come macrofagi e la galectina-1. (una proteina che svolge un ruolo importante in diverse patologie), che inverte la latenza del virus e, in questo modo, modula l’attività e il ripopolamento del serbatoio virale dell’HIV. I risultati di questo lavoro sono stati pubblicati sulla rivista mBio dell’American Society for Microbiology.
Il virus dell’immunodeficienza umana (HIV) è un agente patogeno che provoca la progressiva perdita di linfociti CD4 – cellule del sistema immunitario coinvolte nella risposta alle infezioni – e, se non trattato, porta alla sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS). Sebbene attualmente il trattamento con antiretrovirali consenta, nella maggior parte dei casi, di controllare la replicazione del virus, stabilizzare il numero di CD4, prevenire l’immunodeficienza e ridurre la mortalità, fino ad ora non è stato possibile sviluppare una terapia che consenta di eradicare completamente il virus . Anche nei casi in cui il trattamento ha successo e rende la carica virale nel sangue non rilevabile dai test standard, il virus persiste in uno stato di latenza in un piccolo gruppo di cellule e, se si interrompe la terapia, può ritornare. replicare.
Lo sviluppo di terapie che permettano di ottenere una cura sterilizzante (l’eradicazione completa della carica virale e dei serbatoi dell’organismo) è uno degli obiettivi centrali di chi ricerca nel campo dell’HIV. Per raggiungere questo obiettivo, è essenziale comprendere meglio le dinamiche dei serbatoi dell’HIV. In questo senso gli esperti stanno esplorando sia possibili terapie consistenti nell’attaccare le cellule in cui persiste l’infezione riattivando prima il virus (che consentirebbe di distinguere i linfociti infetti da quelli non infetti), sia altre basate sul raggiungimento di maggiore controllo e silenziamento del serbatoio virale.
“Molti individui che vivono con l’HIV, anche quando sono sottoposti a un trattamento antiretrovirale efficace, presentano un’attivazione persistente del loro sistema immunitario e uno stato di infiammazione cronica. Questa situazione è considerata una delle chiavi che spiegano la persistenza del serbatoio virale nelle persone in trattamento. Gli individui infetti, anche se possono avere una sopravvivenza molto lunga grazie alla terapia antiretrovirale, soffrono di diverse complicazioni di salute - cardiovascolari, ossee e metaboliche - legate all’infiammazione cronica. In lavori precedenti abbiamo dimostrato che, nei pazienti affetti da HIV, le vescicole extracellulari stimolano i macrofagi a produrre infiammazione. In questa ricerca abbiamo visto che queste vescicole extracellulari fanno sì che anche i macrofagi esprimano alti livelli di galectina-1 (Gal-1) e la secernano nel sangue. Inoltre, abbiamo scoperto che questa galectina, interagendo con i linfociti infetti, inverte la latenza," ha spiegato Matías Ostrowski , ricercatore CONICET presso l’Istituto per la Ricerca Biomedica sui Retrovirus e l’AIDS (INBIRS, CONICET-UBA) e uno dei coordinatori del lavoro.
Sebbene la riattivazione del serbatoio virale indotta da Gal-1 non sia pericolosa in termini di portare una persona in trattamento all’immunodeficienza, potrebbe essere uno degli ostacoli al raggiungimento di una cura sterilizzante, cioè all’eradicazione dei serbatoi latenti dell’HIV. Il raggiungimento di una cura sterilizzante, invece, potrebbe consentire ai pazienti di interrompere le cure senza il rischio che il virus si replichi nuovamente, oltre a fornire una soluzione alla patogenesi legata all’infiammazione cronica.
“Ciò porta alla questione se il blocco dell’espressione di Gal-1 possa contribuire a controllare i serbatoi latenti dell’HIV. Un’altra alternativa sarebbe, invece, quella di stimolare l’espressione di Gal-1 per "svegliare" le cellule infette e attaccarle con altri farmaci ", ha spiegato Gabriel Rabinovich , ricercatore del CONICET , direttore del Laboratorio di glicomedicina dell’Istituto di biologia e Medicina Sperimentale (IBYME, CONICET-F-IBYME) e anche coordinatore dello studio.
La cosa interessante, in questo senso, è che il team di Rabinovich all’IBYME sta lavorando sia allo sviluppo di un anticorpo in grado di bloccare Gal-1 (che potrebbe essere utilizzato, ad esempio, per curare alcuni tumori), sia a un agente che imita o stimola la produzione di questa proteina (che potrebbe servire a prevenire le malattie autoimmuni).
Questo studio è nato dalla collaborazione tra il laboratorio Ostrowski, uno specialista nel ruolo delle vescicole extracellulari nell’infiammazione associata all’HIV, e il team di Gabriel Rabinovich, che da quasi tre decenni si dedica allo studio del ruolo delle galectine – in particolare del Gal- 1- in diversi scenari fisiologici e patologici. Il lavoro fa parte della tesi di dottorato della prima autrice dell’articolo, Julia Rubione , che tra il 2015 e il 2020 è stata CONICET doctoral fellow presso l’INBIRS.
“L’obiettivo di questa collaborazione era studiare se Gal-1 avesse un ruolo nell’infezione da HIV. "Dato che Gal-1 è un immunomodulatore e ha una funzione antinfiammatoria in molte patologie, ci aspettavamo di trovare qualcosa in questo senso, ma i risultati ci hanno portato su una strada diversa e abbiamo finito per scoprire un ruolo per Gal-1 che di cui non eravamo a conoscenza fino ad ora", commenta Rabinovich, che è anche professore di immunologia presso la Facoltà di Scienze esatte e naturali dell’Università di Buenos Aires (FCEN, UBA).
I test effettuati per questo studio hanno incluso sia l’analisi di campioni provenienti da diversi gruppi di pazienti con HIV, sia l’esecuzione di esperimenti in vitro in colture cellulari che hanno coinvolto tessuti prelevati da individui con HIV.
Circuito che riprogramma il serbatoio latente dell’HIV
“L’analisi del siero di diversi gruppi di pazienti ci ha permesso di determinare che esiste un aumento considerevole dei livelli normali di Gal-1 in circolazione nel sangue dei soggetti affetti da HIV. Inoltre, siamo stati in grado di associare l’aumento dei livelli di Gal-1 all’infiammazione cronica dei pazienti con HIV, nonché ad un aumento dell’attività trascrizionale del serbatoio virale ”, ha detto Rubione.
D’altro canto, il confronto tra i diversi gruppi di pazienti e il follow-up degli individui infetti – prima e dopo il trattamento con antiretrovirali – ha permesso di escludere l’esistenza di una correlazione tra l’aumento di Gal-1 e la carica virale , così come con la conta dei linfociti CD4. Non è stata trovata alcuna associazione tra l’aumento di Gal-1 e la dimensione dei serbatoi, sebbene sia stata riscontrata un’associazione tra le concentrazioni della lectina e l’attività trascrizionale dei serbatoi.
“In uno studio successivo, in colture cellulari, abbiamo studiato l’impatto delle vescicole extracellulari sui macrofagi e abbiamo visto che le vescicole di pazienti con HIV inducono la secrezione di Gal-1 in quantità molto maggiori rispetto alle vescicole di donatori sani”, ha osservato Rubione. .
Questo esperimento ha permesso al gruppo di ricerca di confermare che l’aumento di Gal-1 nel sangue dei pazienti affetti da HIV è associato al fenomeno infiammatorio e all’azione delle vescicole extracellulari.
“Poi abbiamo preso il surnatante dai macrofagi stimolati e lo abbiamo esposto alle cellule che sono reporter dell’attività del virus latente. Questa linea cellulare, di fronte ad uno stimolo che riattiva il virus latente, esprime una proteina fluorescente. In questo modo abbiamo potuto vedere che i surnatanti provenienti da macrofagi stimolati con vescicole di HIV promuovevano l’attivazione del serbatoio virale molto più dei surnatanti stimolati con vescicole di pazienti sani”, ha spiegato Rubione.
In questo modo il gruppo di ricerca ha potuto rimontare, da test in vitro, il circuito che le analisi dei campioni dei pazienti sembravano suggerire: GAL-1, quando secreto dai macrofagi proinfiammatori stimolati da vescicole extracellulari, inverte la latenza dell’HIV.
“Una cosa che vorrei sottolineare di questo lavoro è che dopo gli esperimenti in vitro che ci hanno permesso di assemblare il circuito e comprenderne i meccanismi, siamo tornati sui campioni dei pazienti per convalidare l’effetto che avevamo descritto. Uno degli ultimi esperimenti consisteva nel prelevare cellule da pazienti affetti da HIV ed esporle al Gal-1 e abbiamo visto che il virus si riattivava effettivamente”, ha concluso Ostrowski.
Secondo i ricercatori, l’importanza dei risultati ottenuti invita a proseguire lo studio di questo nuovo circuito, che potrebbe essere fondamentale sia per svelare le patologie legate all’infiammazione cronica nei pazienti affetti da HIV, sia per progettare terapie che permettano di modulare i serbatoi virali.
