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HIV, ingegneria genetica e terapia genica: i nuovi scenari per sconfiggere l’AIDS

4 Maggio 2020

Illustrate al Congresso CROI 2020 le ultime novità sull'HIV

 

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Cellule immuni all’HIV o iper-reattive ad esso rappresentano l’ambizioso obiettivo della Terapia genica e dell’ingegneria genetica. Risalgono a meno di dieci anni fa i primi esperimenti su persone con HIV, volti a modificare il gene CCR5 (recettore cruciale per far entrare il virus nelle cellule dell’ospite). Le novità sul punto sono state illustrate da Jim Riley, dell’Università della Pennsylvania e da Sharon R. Lewin dell’Università di Melborune all’ultimo congresso CROI 2020 (Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections). Secondo il database www.clinicaltrials.gov sono in corso 7 studi clinici sulla terapia genica per l’infezione da HIV.

La terapia genica punta a creare artificialmente cellule e strumenti molecolari come Zinc Finger Nucleases (ZFNs) o CRISPR-Cas9, ovvero tecnologie di modifica genetica che possono rimuovere, o inserire sequenze geniche da o dentro le cellule. Tra gli studi, un intervento molecolare chiamato CAL-1, che non solo inattiva il recettore CCR5 dal midollo osseo e dai globuli bianchi, ma induce anche le cellule a produrre un inibitore della fusione che respinge attivamente l’infezione da HIV. Altre due tecniche creano cellule CD34 + resistenti all’HIV. Queste sono le cosiddette cellule staminali ematopoietiche che normalmente vivono solo in profondità nel midollo osseo, o nelle corde ombelicali dei feti e si diversificano nell’intero repertorio delle cellule del sistema immunitario. L’obiettivo è vedere se alterandole si riesce a sviluppare un intero sistema di cellule T resistente all’HIV. Un ulteriore studio poggia sulla creazione delle cosiddette CAR-T-cells (Chimeric Antigen Receptor T-cells). Questa tecnologia altera fisicamente le cellule T che non rispondono all’HIV inducendole a mostrare recettori cellulari che riconoscono il virus. Tali cellule registrano risposte immunitarie anti-HIV diverse da quelle osservate in natura verso cui HIV non ha sviluppato alcuna immunità e si spera che possano formare una popolazione di cellule “iper-reattive” all’HIV, che potrebbero sedare l’infezione prima che il virus inizi a sopraffare la risposta immunitaria naturale. Entrambe queste tecniche sono eseguite prelevando le cellule T dalla persona con HIV, alterandole geneticamente con gli strumenti come ZFN e CRISPR-Cas9 e reinfondendole negli stessi pazienti. Le difficoltà vertono nel numero di cellule T che possono essere modificate, cioè la criticità non riguarda solo quante cellule T alterate si possono creare, ma anche quante se ne possono innestare. Ovvero in quale proporzione, tra tutte le cellule T del corpo, sono quelle alterate e se sono in grado di persistere e proliferare. Sul punto lo stesso Riley avverte “Nei primi esperimenti con cellule T autologhe abbiamo realizzato circa 10 miliardi di cellule T prive del recettore CCR5, ma ci sono circa 500 miliardi di cellule T nel nostro corpo. Quindi questo è circa il 2%”. Risultati della più recente tecnica di eliminazione del recettore CCR5 dalle cellule T e la loro re-infusione

Il team dell’Università della Pennsylvania ha reinfuso cellule T autologhe negative al CCR5 in 13 volontari. In dieci di questi volontari, hanno anche somministrato dosi di ciclofosfamide, farmaco immunosoppressore, prima di infondere le cellule T. Sei volontari erano eterozigoti e avevano solo una copia del gene CCR5. Il risultato complessivo deludente: sebbene il ritardo nel tempo al picco della carica virale al rialzo fosse più lungo rispetto a un gruppo di controllo (p=0,03), in realtà è stato ritardato di una o due settimane. Il tempo al 50% del rialzo virale è stato di tre settimane nel gruppo di controllo, quattro settimane nei partecipanti omozigoti e cinque settimane nei partecipanti eterozigoti. Tuttavia, in tre partecipanti, la carica virale è diminuita di nuovo durante il periodo di pausa dall’ART (Terapia Antiretrovirale): un volontario che è diventato brevemente non rilevabile, uno quasi prima di sviluppare un lungo periodo con una carica virale di circa 1000 copie/ml e un altro la cui carica virale è rimasta circa 1000 per un periodo prolungato.

“Le loro cariche virali “si sono reinnalzate” in modo imprevedibile – afferma Riley – suggerendo un processo dinamico che si verifica con l’innesto delle cellule. I tre pazienti con le cariche virali che “rimbalzavano” avevano la più alta percentuale di cellule T alterate, circa l’1,44% del loro complemento totale”. Il team di Riley ora punta ad uno studio che combini queste cellule T impoverite di CCR5 con cellule CAR-T, ovvero cellule T che sono state geneticamente progettate per visualizzare sulle loro superfici molecole di recettori che sono ipersensibili all’HIV e presentano diversi schemi di risposta immunitaria rispetto alle cellule T specifiche dell’HIV-1 che si sviluppano naturalmente. Negli esperimenti sui topi, gli animali a cui era stato somministrato un tipo di cellula CAR-T sviluppavano cariche virali all’interruzione del trattamento che erano inferiori di 100 volte rispetto ai topi del gruppo di controllo.

Al CROI anche “Rust”

Si tratta di uno Studio su quattro scimmie, a cui sono state somministrate cellule CAR-T. Esse hanno subito ritardi nel loro innalzamento virale a seguito della sospensione dell’ART; una di loro aveva carica virale ancora non rilevabile più di sette settimane dopo l’interruzione della terapia antiretrovirale. Nelle sperimentazioni sull’uomo una coorte interromperà la sua ART non appena sarà infusa la combinazione di CAR-T impoverite e CCR5; nell’altra coorte, l’interruzione di ART sarà ritardata di otto settimane. Al primo paziente partecipante allo studio sono state infuse le cellule T geneticamente modificate il 3 marzo e, quindi, siamo in attesa dei primi risultati. Nel futuro un ruolo possibile anche per gli inibitori del checkpoint immunitario e bloccanti di PD1 e CTLA-4.

Il virus latente è arricchito in cellule che esprimono PD-1 e altri markers di checkpoint immunitario (CTLA-4 e TIGIT). In test eseguiti sia in vitro che in vivo è stato evidenziato che gli anti-PD1 revertono la latenza HIV e un effetto evidente si ha anche con gli anti-CTLA-4. Inoltre, gli anti-PD1 aumentano la funzione di specifiche T-cell verso HIV/SIV e possono portare ad un aumento del controllo virale nelle scimmie. L’uso di questi agenti, però, nelle persone che vivono con HIV, considerata la tossicità immunitaria correlata, pone delle sfide rilevanti. (fonte: Riley J. Pre-CROI Community HIV Cure Research Workshop 2020 Lewin S.R. HIV cure from bench to bedside, CROI 2020).

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