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Per decenni, si è creduto che l'HIV fosse evoluto in AIDS in un modo piuttosto semplice: diffondendosi nel corpo come virus a circolazione libera, attaccandosi alle cellule immunitarie (prevalentemente cellule T CD4 +) e dirottando il loro macchinario genetico per creare più copie di se stesso. In tal modo, l'HIV è in grado di diffondersi in tutto il sistema, espandendosi in numero fino a quando non viene ucciso un numero sufficiente di cellule T per compromettere completamente le difese immunitarie di una persona (la definizione clinica di AIDS).Ricerche emergenti suggeriscono che questo probabilmente non è il caso, o almeno non il percorso della malattia che avevamo a lungo presunto. In effetti, sin dalla fine degli anni '90, gli scienziati avevano iniziato a osservare che l'HIV può anche diffondersi direttamente da cellula a cellula senza creare virus a circolazione libera.
Questa modalità di trasmissione secondaria, secondo una ricerca del Gladstone Institute of Virology and Immunology di San Francisco, è tra 100 e 1.000 volte più efficiente nell'esaurimento delle cellule CD4 rispetto a un virus a circolazione libera e può aiutare a spiegare, in parte, perché gli attuali modelli di vaccini non sono in grado di prevenire o neutralizzare adeguatamente l'HIV.
Trasmettendosi da una cellula all'altra, l'HIV può provocare una reazione a catena cellulare in cui le cellule immunitarie si suicidano letteralmente in massa. La ricerca suggerisce che fino al 95% della morte delle cellule CD4 è causato in questo modo, rispetto al solo 5% con il virus libero.
Spiegazione della trasmissione da cellula a cellula
Il trasferimento da cellula a cellula dell'HIV avviene attraverso le cosiddette "sinapsi virologiche", in cui la cellula infetta aderisce a una cellula ospite "a riposo" e impiega proteine virali per violare la membrana cellulare. (Il processo è stato catturato in video nel 2012 da scienziati della UC Davis e della Mount Sinai School of Medicine.)
Una volta invaso, l'ospite reagisce ai frammenti di DNA virale depositato, innescando un processo chiamato piroptosi in cui la cellula riconosce i segnali di pericolo e gradualmente si gonfia ed esplode, uccidendosi. Quando ciò si verifica, la cellula burst rilascia proteine infiammatorie chiamate citochine che segnalano altre cellule immunitarie alle cellule di attacco che vengono quindi attivamente prese di mira per l'infezione da HIV.
I ricercatori di Gladstone sono stati in grado di dimostrare che prevenendo il contatto cellula-cellula attraverso inibitori chimici, bloccanti sinaptici o persino separando fisicamente le cellule, la morte delle cellule CD4 è stata efficacemente bloccata. Hanno concluso che il contatto cellula-cellula era "assolutamente necessario" affinché avesse luogo la morte cellulare (e la progressione della malattia).
Implicazioni della ricerca
Ciò che rende questi risultati particolarmente importanti è che non solo spiegano i meccanismi per l'esaurimento delle cellule CD4, ma evidenziano anche le debolezze intrinseche nell'attuale design del vaccino.
In generale, i modelli di vaccino contro l'HIV si sono concentrati sull'innescare il sistema immunitario per riconoscere e attaccare le proteine di superficie sul virus a circolazione libera. Quando l'HIV viene trasmesso da cellula a cellula, tuttavia, è essenzialmente impermeabile agli attacchi, protetto dal rilevamento dall'interno della struttura stessa della cellula infetta.
Per ovviare a questo problema, i modelli più recenti dovranno aiutare il sistema immunitario a indirizzare meglio le proteine vitali per la formazione sinaptica e / o creare agenti antivirali che possono inibire il processo sinaptico. Se questo può essere raggiunto, la capacità dell'HIV di progredire verso l'AIDS potrebbe essere profondamente limitata o addirittura interrotta.
Sebbene i meccanismi per la trasmissione da cellula a cellula non siano ancora completamente compresi, i risultati rappresentano un profondo cambiamento nella nostra comprensione di come l'HIV progredisce verso l'AIDS e ci fornisce uno sguardo sulle possibili strategie per l'eradicazione dell'HIV.