La terapia antiretrovirale (ART) è, ad oggi, in grado di controllare l’infezione da HIV ma non di eradicarla a causa della persistenza del virus nei serbatoi di infezione (reservoirs) sotto forma di DNA provirale integrato nel genoma dell’ospite. La persistenza di HIV all’interno dei serbatoi di infezione è la causa della riattivazione della replicazione virale che si verifica in seguito all’interruzione della ART. Ne consegue che una strategia antivirale mirata all’eradicazione dell’infezione deve necessariamente comprendere la totale eliminazione dell’HIV-DNA integrato nelle cellule e nei tessuti infetti.
Un recente studio pubblicato su Nature Communications, al quale hanno partecipato Ramona Bella, Martina Donadoni e Pasquale Ferrante dell’Università degli Studi di Milano, ha sperimentato, in un modello murino umanizzato (topi deleti della immunità sia innata che specifica e ricostituiti con cellule staminali umane in modo da essere suscettibili all’infezione da HIV), una nuova strategia terapeutica con lo scopo di eradicare l’infezione da HIV. Tale strategia terapeutica prevede l’utilizzo combinato di una nuova variante della terapia antiretrovirale, denominata dagli stessi Autori “long-acting slow-effective release antiviral therapy” (LASER ART), con l’oramai nota tecnica di editing genetico CRISPR-Cas9.
Rispetto alla classica terapia ART, la LASER ART godrebbe di alcune proprietà importanti: i) un lento rilascio; ii) una maggiore lipofilicità e una migliore biodisponibilità e iii) una tossicità limitata, tali da consentire la riduzione della frequenza di somministrazione da giornaliera a settimanale. Un ruolo chiave in questa terapia lo giocano i macrofagi, in grado di assorbire quantità significative di farmaco e di esercitare uno stretto controllo della replicazione virale tramite un lento rilascio delle molecole antivirali e il trasferimento delle stesse a linfociti CD4+.
Parallelamente, l’impiego della tecnologia CRISPR-Cas9 consente l ’eliminazione del DNA provirale di HIV-1 integrato dalle cellule infette. Il sistema CRISPR-Cas9 utilizza degli RNA guida (gRNAs), complementari alle sequenze “target” da tagliare e, l’attività endonucleasica della Cas9 (CRISP associated protein9) attiva solo in presenza di gRNAs. Nel caso specifico i gRNAs sono stati disegnati per essere complementari a regioni altamente conservate all’interno delle sequenze ripetute invertite (LTRs) e del gene gag di HIV. Ciò consente la rimozione di frammenti di DNA provirale dalle cellule infette con significativa restrizione della replicazione virale e riduzione della carica di HIV-DNA.
I risultati di questo studio dimostrano che la terapia combinata LASER ART/CRISPR-Cas9 è in grado di eradicare HIV-1 nel modello murino. Una totale “clerance” virale e stata infatti osservata nella milza, nel tessuto linfoide, nel midollo osseo e nel sangue degli animali trattati. Inoltre, il trasferimento di immunociti umani da animali infetti, trattati con questo approccio, a topi non infetti, non ha prodotto alcuna infezione. Rispetto alle singole terapie LASER ART o CRISP-Cas9, la combinazione dei due approcci (LASER ART + 
CRISP-Cas9) si è dimostrata essere l’unica efficace nell’eradicare l’infezione da HIV. Nonostante realizzati nel modello murino, i risultati di questo studio suggeriscono una reale possibilità di arrivare a strategie terapeutiche che consentano l’eradicazione dell’infezione da HIV.
Per maggiori informazioni: https://www.nature.com/articles/s41467-019-10366-y
Fonte
Prasanta K. Dash, Rafal Kaminski, Howard E. Gendelman et al. Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice. Nature Communications 10: 2753 (2019).