HIV: rivelato per la prima volta come il virus si lega alle nostre cellule T

Un nuovo studio rivela per la prima volta “i passaggi attraverso i quali il virus dell’immunodeficienza umana (HIV) si lega ai recettori sulle membrane delle cellule T, i globuli bianchi che combattono le infezioni”. La scoperta potrebbe avere implicazioni per lo sviluppo di nuove terapie.

Attualmente non esiste un vaccino o una cura per l’HIV. La terapia antiretrovirale (ART) aiuta le persone che vivono con l’HIV a sopprimere il virus a livelli non rilevabili, ma questi pazienti devono assumere questi farmaci per il resto della loro vita e, per alcuni, l’efficacia dei farmaci svanisce nel tempo. Gli scienziati sanno che l’HIV infetta un ospite legandosi prima a un recettore sulla superficie cellulare chiamato CD4.

Utilizzando una tecnica di imaging nota come tomografia elettronica criogenica (cryo-ET), un team è stato in grado di visualizzare, per la prima volta, come l’HIV-1, il tipo più comune di HIV, interagisce con le particelle simili al virus (VLP) che trasportano . recettori CD4, imitando il modo in cui l’HIV interagisce con le cellule T in natura. Il nuovo lavoro, pubblicato il 22 novembre su Nature, ha scoperto le interazioni graduali tra le proteine ​​delle membrane dell’HIV-1 e delle VLP, comprese le strutture degli stadi intermedi in cui l’HIV-1 si lega a un ospite.

“Il nostro studio mostra le primissime fasi di come inizia questa terribile malattia e le fasi di come si impegna con i recettori, per poi fondersi con le membrane con le cellule T“, dice Walther Mothes, Ph.D., Paul B. Beeson Professore di Medicina presso Yale School of Medicine e ricercatore principale. Il team spera che le sue scoperte portino a nuovi farmaci inibitori dell’HIV che colpiscano specificamente queste conformazioni dell’HIV.

Cryo-ET rivela come l’HIV-1 si lega al recettore CD4

Il Laboratorio Mothes studia come i virus si diffondono e causano malattie, dai modelli animali alle singole molecole. Nello studio più recente, il team ha utilizzato il virus della leucemia murina (MLV) per produrre VLP con recettori CD4. Quindi, hanno osservato una miscela di HIV-1 e VLP utilizzando crio-ET e hanno studiato le interazioni che si sono verificate sulle membrane.

I ricercatori hanno visto che l’HIV-1 e il VLP si riunivano in piccoli grappoli e formavano anelli. Quando le membrane erano più distanti, il virus era legato a un solo CD4. Man mano che le membrane si avvicinavano, il virus  si legava a un secondo e un terzo CD4. “Crediamo che questi tre passaggi intermedi rappresentino il modo in cui l’HIV si lega naturalmente al CD4 sulle cellule T“, afferma Mothes.

I loro risultati supportano un articolo correlato, sempre su Nature, pubblicato dal Bjorkman Lab del California Institute of Technology, guidato da Pamela Bjorkman, Ph.D., Professore di biologia e ingegneria biologica di David Baltimora. Il gruppo di Bjorkman aveva progettato modelli atomici degli stati conformazionali del virus mentre si lega a una o due molecole di recettori CD4. “Ma non sapevano se i loro modelli esistessero in natura”, dice Mothes. “I nostri studi sulle membrane reali dimostrano che è così“.

Implicazioni terapeutiche per HIV e COVID-19

Creando inibitori che prendono di mira le conformazioni intermedie del virus, gli scienziati sperano di poter intervenire prima che infetti una cellula ospite. “Abbiamo una finestra in cui possiamo mirare specificamente a questi stati conformazionali con anticorpi e farmaci“, afferma Mothes.

Uno degli obiettivi è fermare il virus, senza interferire con altre molecole benefiche per le cellule.

“Immaginiamo i virus dell’HIV come automobili disoneste che corrono sulle strade. Gli attuali farmaci bloccano le corsie per fermare la diffusione del virus, ma colpiscono anche altre auto nel traffico“, spiega Wenwei Li, Ph.D., ricercatore associato presso il Laboratorio Mothes e primo autore dello studio. “Stiamo imparando che aspetto hanno i virus – il colore, le dimensioni e la forma – in modo da poterli colpire in modo specifico con i farmaci, trascinandoli senza colpire le altre auto nel traffico“.

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Dopo che un virus si lega a un ospite, le membrane si fondono insieme, consentendogli di proliferare. Negli studi futuri, il team vuole studiare questa fusione. “Ci sono due passaggi per l’infezione. Abbiamo osservato il primo passaggio in questo studio“, afferma Li. “E ora stiamo cercando il secondo passaggio“.

Lo studio potrebbe anche avere implicazioni che vanno oltre l’HIV. Il team prevede di applicare le proprie tecniche per comprendere meglio l’infezione da SARS-CoV-2, che potrebbe portare allo sviluppo di farmaci migliori per COVID-19.

Fonte: Nature