Il virus dell'AIDS: origine, struttura, variabilità genetica e ricerche Bio-mediche dei trattamenti e dei vaccini
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Il virus dell’AIDS: origine, struttura,
variabilità genetica e ricerche Bio-mediche
dei trattamenti e dei vaccini
Jacques Simporé, Università di Ouagadougou; Università di Roma Tor Vergata;
Maria Esposito, Università di Messina
Che cos’è l’AIDS? Da dove viene? Quale degli ultimi anni, che si è verificato il 90% dei
agente patogeno lo provoca. Da 25 anni decessi per AIDS. In Nord America ed Europa
l’HIV/AIDS colpisce senza pietà le sue vitti- Occidentale, grazie alle nuove terapie che ga-
me. L’intera comunità scientifica, i malati, le rantiscono il prolungamento della vita dei con-
loro famiglie, si pongono davanti ad un quesi- tagiati, le morti di AIDS si sono significativa-
to carico di attese: si troverà un farmaco o un mente ridotte. La diffusione del virus non è
vaccino contro questo flagello? però diminuita, dato il numero delle persone
Oggi non ci sono dubbi: l’HIV (Human Im- sieropositive continuamente in crescita. All’al-
munodeficiency Virus), è l’agente eziologico ba del terzo millennio, grazie agli studi epide-
che provoca l’AIDS o Sindrome da Immuno- miologici sull’HIV/AIDS3, una vera sfida è lan-
deficienza Acquisita. Sindrome, perché si pre- ciata al mondo. Ma per sradicare questo fla-
senta come un insieme di patologie correlate gello bisognerà:
a un’unica causa, l’immunodeficenza provo- – sviluppare la prevenzione del contagio
cata dal virus HIV, e acquisita, perché la si mediante una scrupolosa e puntuale ope-
contrae per contagio. Secondo il rapporto an- ra di educazione sanitaria con il coinvolgi-
nuale dell’OMS, presentato a Ginevra l’11 mento dei soggetti con comportamenti a
maggio 1999, tra le cause dei decessi nel rischio, attraverso una capillare informa-
mondo, l’HIV/AIDS occupa il quarto posto, uc- zione riguardo alle vie di trasmissione del
cidendo più persone di ogni altra patologia in- virus: a) sessuale; b) trasmissione vertica-
fettiva. Dopo la malaria, è la seconda causa le madre-bambino (TMB); c) infezione pa-
di morbilità nei Paesi in via di sviluppo. Nel renterale attraverso fluidi biologici umani
mondo, 39,4 milioni di adulti vivono con l’HIV, contaminati (sangue, liquido seminale
di cui: 14,8 milioni sono donne e 1,2 milioni maschile, secrezioni cervicali femminili,
bambini di età inferiore a 15 anni. Dal 1980 ad latte materno, liquidi amniotici).4,5,6 Secon-
oggi, più di 16,3 milioni di persone sono mor- do le ricerche attuali, il virus dell’AIDS si
te a causa di tale sindrome. Più del 95% del- trova anche in altri fluidi biologici, potendo
le persone con HIV vive nei Paesi in via di svi- essere isolato in coltura in vitro dalla sali-
luppo ed è proprio in questi paesi, nel corso va, dal liquido cefalorachidiano, dalle uri-
3 ONUSIDA, Rapporto sull’epidemia mortale dell’HIV/AIDS 1999.
4
BARON S. – POST J. – RICHARDSON C.J. – NGUYEN D. CLOYD, Oral transmission of human immuno-
deficiency virus by infected seminal fluid and milk, a novel mechanism. J. Infect Dis 2000; 181: 498-504.
5
SEMBA RD. KUMWENDA N. – HOOVER DR ET AL. Human immunodeficiency virus load in breast milk, ma-
stitis and mother-to-child transmission of human immunodeficiency. J. Infect Dis 1999,180: 93-98.
6
KOVACS A. – WASSERMAN STEVEN S. – BURNS DAVID – WRIGHT DAVID J. – CHON JOHNATHAN –
LANDAY ALAN – WEBER KATHLEEN, CHEN MARDGE – LEVINE ALEXANDRA, MONKOFF HOWARD, MIOT-
TI PAOLO, PALEFSKY JOL – YOUNG MARY REICHELDERFER PATRICIA. Determinants of HIV-1 shedding in
the genital tract of women, The Lancet, Volume 358, November 10, 2001, p. 1593-1601.
50
Il virus dell’AIDS: origine, struttura, variabilità genetica…
ne,7,8 seppure in concentrazioni non suffi- 1981 – Diversi medici statunitensi informa-
cienti per essere contagioso, a meno che no su alcuni casi simili ai precedenti, tutti sog-
non esistano lesioni orali o gengiviti con getti omosessuali affetti da Pneumocystis ca-
conseguente perdita di sangue; rinii pneumonia. Il New York Times pubblica la
– estendere ai malati una terapia combinata, notizia il 3 luglio dello stesso anno: la malattia
come la “Tri-terapia” (con almeno tre tipi di inizia subito ad essere legata all’omosessua-
farmaci),9 potenzialmente capace sia di lità. In breve tempo i casi diagnosticati salgo-
esplicare un più efficace blocco della repli- no a 422. Le morti registrate per questa nuo-
cazione virale sia di prevenire la selezione va malattia sono 159. I primi studi dimostrano
dei mutanti resistenti ai vari farmaci, diffon- le vie di trasmissione sessuale ed ematica di
dendo con urgenza la prevenzione della tra- questa infezione sconosciuta, che da quel
smissione verticale madre-bambino dell’HIV momento si chiamerà Acquired Immuno Defi-
(PTMB-HIV) nei Paesi in via di sviluppo; ciency Sindrome (AIDS).
– un impiego molto precoce delle terapie an- Maggio 1983 – Il virologo francese Luc
tiretrovirali, da iniziare quando la replica- Montagnier e i suoi collaboratori dell’Institut
zione virale è ancora scarsa; Pasteur di Parigi, isolano dal linfonodo di un
– incrementare la ricerca sui vaccini contro uomo a rischio di sviluppare l’Aids, quello che
l’HIV/AIDS. sembrava essere un nuovo retrovirus umano,
al quale viene dato il nome di LAV (Lympha-
Allo scopo di conoscere più da vicino quel- denopathy Associated Virus).
la che fino a pochissimi anni fa veniva consi-
derata la “Peste del XX secolo”, tratteremo Settembre 1983 - Montagnier presenta al
per sommi capi i seguenti argomenti: Governo francese la richiesta di brevetto del
– Storia e origine dell’HIV test per individuare la presenza di anticorpi
– Struttura e variabilità del meccanismo d’in- verso HIV.
fezione Maggio 1984 – Il medico statunitense Ro-
– Differenti tipi di test HIV bert Gallo, del National Cancer Institute di Be-
– Cura dell’HIV/AIDS e prospettive di ricerca thesda, annuncia, nel corso di una conferen-
per il futuro. za stampa, la scoperta del retrovirus respon-
sabile dell’AIDS, che chiamerà HTLV-III.
I. STORIA E ORIGINI DELL’HIV
1985 – Quest’anno è segnato da tre gran-
A. Storia di avvenimenti:
1980 – Michael Gottlieb, immunologo del- – i test che hanno permesso la scoperta del-
l’agente patogeno dell’AIDS vengono im-
l’UCLA Medical Center di Los Angeles, utiliz-
messi sul mercato;
zando la tecnica del T cell-counting, testa tre
casi di immunodeficienza in giovani omoses- – negli Stati Uniti iniziano i primi trials clinici
suali statunitensi che presentano segni clinici con l’obiettivo di rendere disponibile il pri-
particolari: dimagrimento, micosi, febbre, ma possibile armi farmacologiche in grado
Candida buccale e polmonite. Precedente- di contrastare l’HIV;
mente, tali malattie non erano associate a de- – negli USA, i Centers for Diseases Control
corsi clinici particolarmente gravi in soggetti and Prevention (CDC) organizzano ad At-
immunocompetenti. lanta la Ia Conferenza Internazionale sul-
7
HURAUX J.M., Quantification du HIV, Virology, vol. 3, n. 6, novembre 1999, 486-7.
8
SHUGARS DC - SLADE GD - PATTON LL. – FISCUS S.A., Oral and systemic factors associated with in-
creased levels of human immunodeficiency virus type 1 RNA in saliva, Oral Surg Oral Pathol Oral Radiol Edod
2000, 89; 432-40.
9
Montaner JSG – Hogg RS – O’Shaughnessy MV., Emerging international consensus for use of antiretroviral
therapy. Lancet 1997, 349:1042.
51
JACQUES SIMPORÉ, MARIA ESPOSITO
l’AIDS sponsorizzata dall’OMS: 2000 ricer- quattro farmaci e si tratta di un trattamento
catori in rappresentanza di 30 nazioni antivirale aggressivo, del quale tuttavia man-
prendono coscienza dell’esistenza del fo- cano dati sui risultati a lungo termine, sugli ef-
colaio africano. Si inizia a parlare di tra- fetti collaterali, sui tempi di assunzione.
smissione eterosessuale. Nello stesso anno viene messo a punto un
metodo per misurare la carica virale.
1986 - La comunità scientifica internazio-
nale adotta il nome di HIV (Human Immune- 1998 - Nonostante la tri-terapia inibisca la
deficiency Virus) al posto di LAV e di HLTV 3. replicazione dell’HIV, riducendone la presen-
Nel corso dello stesso anno, Luc Montagnier za nel plasma a livelli molto bassi prolungan-
e la sua équipe isolano, in collaborazione con do la vita del paziente, si manifesta scettici-
i ricercatori dell’Ospedale Claude Bernard di smo nei riguardi di tale regime farmacologico.
Parigi e dell’Ospedale Ega Moniz di Lisbona, Tra le ragioni:
un secondo virus, l’HIV-2. – non permette di eliminare totalmente il
virus;
1987- Mentre l’OMS ha istituito il Global – il regime è piuttosto complesso, difficile da
Programme on AIDS, la Food and Drugs Ad- attuare e potrebbe durare tutta la vita;
ministration (FDA), approva la prima moleco- – non è privo di effetti collaterali gravi, tra i
la contro l’AIDS: è l’azidovudina (AZT), un ini- quali il rischio di interferire con il processo
bitore della trascrittasi inversa. di duplicazione del DNA che avviene al
momento della mitosi, provocando effetti
1990-1995- Dalla mono-terapia, seguita
tossici, specialmente nelle cellule in rapida
da numerosi pazienti, si passa alla bi-terapia.
divisione come quelle del midollo osseo;
Lo studio Delta e l’ACTG 175 indicano senza
– la comparsa di ceppi virali resistenti, a
dubbio che la strada da adottare è la terapia
causa dell’alto grado di mutazioni del vi-
di combinazione. Vengono registrati il saqui-
rus, che provocherebbero seri problemi
navir, il primo inibitore della proteasi, una
per il trattamento con gli anti-retrovirali
nuova e rivoluzionaria classe di farmaci, e il
(ARV), seppure, generalmente, l’impiego
3TC, inibitore della trascrittasi inversa, parti-
di questi diversi composti in modo alterna-
colarmente sinergico con altri inibitori.
to o combinato, può ritardare la comparsa
1996 - È l’anno di svolta. La monoterapia dei ceppi resistenti, ridurre la tossicità e
e anche la duplice terapia sono da abbando- migliorare la sopravvivenza dei pazienti;
nare. Il ricercatore anglocinese David Ho, – il cocktail di farmaci (ne sono disponibili di-
propone una nuova cura: la “tri-terapia”. Sono versi tipi) è estremamente costoso, senza
disponibili due tipi di medicinali, che vengono considerare gli esami necessari per control-
somministrati in diverse associazioni. Si tratta lare l’efficacia della cura, e ne impedisce
“degli inibitori della transcrittasi inversa” e de- così la diffusione nei Paesi meno ricchi.
gli “inibitori della proteasi”. Inibendo la protea-
1999-2001 - Per combattere l’HIV e sradi-
si si formano particelle virali immature non in-
carlo, si aprono nuove strade per la ricerca e
fettive. La tri-terapia, per funzionare in manie-
possibili sviluppi nella terapia antivirale, come
ra ottimale, dovrebbe cominciare immediata-
l’immunizzazione intracellulare, la immunote-
mente dopo il contagio, cioè al momento del-
rapia genetica, la terapia genica per farmaco-
la prima infezione.
modulazione.
Ancora, negli ultimi sei mesi dello stesso
anno, viene presentato un nuovo metodo di B. Origine
cura sperimentata negli Stati Uniti nota come In una ricerca retrospettiva, su campioni
HAART (Highly Active Anti-Retroviral The- sierici raccolti per altri fini nel 1959, sono sta-
rapy), che mostra indubbi e impressionanti ri- te effettuate analisi di laboratorio che hanno
sultati a breve termine sugli effetti della carica evidenziato la presenza di anticorpi contro
virale, che ritardano la progressione della ma- HIV. Allo stesso anno sembrano risalire anche
lattia e prolungano la vita. L’HAART è la dop- i casi clinici più precoci, come quello di un pa-
pia combinazione di inibitori e cocktail di tre o ziente deceduto a Manchester in Inghilterra, a
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Il virus dell’AIDS: origine, struttura, variabilità genetica…
seguito di un’infezione da Cytomégalovirus e II. STRUTTURA, MECCANISMO
Pneumocystis carinii. D’INFEZIONE E SVILUPPO DELL’HIV
Il DNA estratto da questi campioni è stato
analizzato con la Polymerase Chain Reaction A. Struttura dell’HIV
(PCR) sul gene gag, confermandone la siero- Lo studio della struttura genetica dell’HIV
positività.10 ci permette di comprenderne la complessità,
La storia evolutiva dell’HIV è stata ampia- alcune delle sue manifestazioni cliniche e bio-
mente studiata con i metodi classici della biolo- logiche, di indagare possibili strategie per la
gia molecolare, fornendo importanti informazio- ricerca terapeutica.
ni per la ricostruzione filogenetica e la determi- L’HIV-1 è ormai presente nel mondo intero,
nazione del cladogramma del virus dell’AIDS. mentre l’HIV-2 è localizzato soprattutto in alcune
Tale ricostruzione non solo mostra come zone dell’Africa. È così possibile che numerosi
l’HIV-1 e l’HIV-2 appartengono a ceppi diffe- individui siano portatori di entrambi i ceppi virali.
renti, ma permette di tracciare il dendrogram- Il virus dell’immunodeficienza umana è un
ma dei diversi tipi di virus responsabili delle retrovirus,12 appartenente al sottogruppo dei
immunodeficienze:11 scimmie (SIVmac/maca- Lentiviridi, con particella virale del diametro di
co; SIVcpz/scimpanzè), felini (FIV), bovini 0,1 µm ed un genoma ad Acido Ribonucleico
(BIV), umani (HIV-1/HIV-2) (cfr. schema 1). (RNA). Dall’esterno verso l’interno, osservia-
Schema n. 1 - Dendrogramma filogenetico dell’HIV
HIV – 1 = Virus d’immunodeficienza umana tipo 1
HIV - 2 = Virus d’immunodeficienza umana di tipo II
SIV – cpz = Virus d’immunodeficienza dello scimpanzè
SIV – mac = Virus d’immunodeficienza del macaco
FIV = Virus d’immunodeficienza felina
BIV = Virus d’immunodeficienza bovina
10 WATSON JAMES D. – GILMA MICHAEL, DNA recombinant. Zanichelli, Bologna 1994, 2a edizione.
11
SIMPORE JACQUES, Nouvelles Frontières de la médecine e de la génétique moléculaire, ver la globalisa-
tion térapeutique, Università di Brescia 2001, pp. 128-132.
12 Gallo RC – Montagnier L. The chronology of AIDS research. Nature 1987; 326: 435-436.
53
JACQUES SIMPORÉ, MARIA ESPOSITO mo l’involucro del virione, la matrice e il cap- 9000 nucleotidi e contiene nove geni, tre dei side. I virioni comprendono un core nucleo- quali, fondamentali per il suo ciclo vitale, so- proteico circondato da una membrana a dop- no comuni a tutti i retrovirus: gag codifica per pio strato lipidico che contiene le proteine vi- le proteine del capside, env codifica per le rali dell’envelope (env) di superficie e di trans- proteine del rivestimento e pol codifica sia la membrana. Il core ribonucleoproteico è costi- trascrittasi inversa che l’integrasi. La presen- tuito da due copie di RNA genomico virale e za degli altri sei geni rende il genoma dell’HIV da enzimi virus-associati (trascrittasi inversa, insolitamente complesso, poiché alcuni codi- proteasi, integrasi) (cfr. schema 2). È stata ficano proteine che regolano l’espressione determinata la sequenza nucleotidica com- dei geni stessi del virus. Come indicato in fi- pleta dell’RNA virale, che ha reso possibile l’i- gura, uno splicing dell’RNA è necessario per dentificazione e lo studio delle proteine codifi- produrre rev e tat (determinanti virali della tra- cate. Il genoma dell’HIV consiste di circa scrizione) (cfr. schema n. 3). Schema n. 2 - Struttura dell’HIV Schema n. 3 - Disposizione dei geni dell’HIV 54
Il virus dell’AIDS: origine, struttura, variabilità genetica…
B. Meccanismo d’infezione e sviluppo le (trascriptasi inversa) ad acido desossiri-
dell’HIV bonucleico (DNA) (Schema 4b);
Il meccanismo d’infezione dell’HIV com- – integrazione: la doppia elica del DNA viene
porta sei tappe fondamentali, considerate dai integrata nel genoma della cellula ospite
ricercatori “il tallone d’Achille del virus”, sulle (pro-virus), catalizzata dall’integrasi virale,
quali concentrare le risorse e gli sforzi della ri- orientando la sintesi proteica verso la pro-
cerca scientifica: duzione di nuovi virioni, da parte dell’RNA
– fissazione: la particella virale si fissa alla polimerasi della cellula ospite (Schema 4c);
cellula bersaglio, seguita dalla fusione del- – trascrizione e sintesi delle proteine (Sche-
le membrane cellulari e dalla penetrazione ma 4d),
della capsula virale (Schema 4a); – assemblaggio delle nuove particelle virali,
– trascrizione: penetrato nella cellula bersa- contenenti a loro volta trascrittasi inversa,
glio, l’RNA virale, liberato dall’envelope, seguita dalla fase germinativa (Schema 4e),
viene trascritto ad opera di un enzima vira- – maturazione virale dell’HIV (Schema 4f).
Schema n. 4
HIV Membrana cellulare
Schema n. 4a Schema n. 4b: Trascrizione
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JACQUES SIMPORÉ, MARIA ESPOSITO
Schema 4c: Integrazione Schema 4d: Trascrizione e sintesi delle proteine
Schema 4e: Assemblaggio Schema 4f: Maturazione virale dell’HIV
Due caratteristiche dell’HIV sono comuni gono fenomeni di variazioni genetiche tra
ai Lentivirus, consentendo una plausibile un paziente e un altro, tra la madre e il fe-
spiegazione all’assenza di risposta immunita- to, persino nello stesso paziente. Respon-
ria dell’ospite infettato dall’HIV: sabile della variabilità è soprattutto l’enzi-
ma della trascrittasi inversa del retrovirus.
– Latenza: la copia di DNA virale costituito
La replicazione virale è spesso errata e più
da una delle estremità LTR (Long Terminal
mutazioni al giorno si sviluppano per ogni
Repeat), si integra nel DNA della cellula
sito del genoma HIV; in questo modo, in
ospite. Questo pro-virus può rimanere si-
tempi molto brevi, l’HIV sfugge alle cellule
lente per un lungo periodo prima di essere
T CD8 (linfociti citotossici CTL) che inizial-
stimolato ad entrare in attività. Questa ca-
mente lo riconoscevano e in parte ne pre-
pacità di mimetizzarsi fa sì che venga tra-
venivano la diffusione, rilasciando fattori
smesso ad ogni divisione. In questa fase,
anti HIV e distruggendo parte delle cellule
il virus non trascrive né produce alcuna
infettate. Seppure altre cellule CTL ricono-
proteina, sfuggendo così all’azione del si-
scano le proteine virali mutate, le continue
stema immunitario.
mutazioni gradualmente diminuiscono il
– Variabilità genetica: a complicare ulterior- repertorio delle cellule T, già seriamente ri-
mente ogni tentativo di trattare l’infezione dotto dalla perdita di cellule T helper CD4
con farmaci antiretrovirali (ARV), interven- (cellule bersaglio dell’HIV), inibendo la ri-
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Il virus dell’AIDS: origine, struttura, variabilità genetica…
sposta immunitaria. Nella straordinaria va- A. I metodi diretti
riabilità dell’HIV è stata dimostrata la re- Alcuni metodi sono indirizzati ad isolare
sponsabilità dell’aumentata resistenza vi- l’HIV a partire dai linfociti o dai frammenti pro-
rale agli ARV.13 teici virali. È così possibile dosare l’antigene
p24, presente ad uno stadio molto precoce
III. I DIFFERENTI TIPI DI ESAMI HIV dell’infezione ma non evidenziabile durante
tutta la fase asintomatica. L’antigene p24 (Ag
Il virus dell’HIV, dopo alcune settimane dal p24) è una proteina del virus HIV che può es-
contagio, scatena una risposta immunitaria sere ritrovata libera nel sangue o nei tessuti
sviluppando anticorpi anti-HIV (Schema 5). infettati dal virus. La proteina può essere pre-
In questa fase, denominata “sindrome retro- sente in tutti gli stadi dell’infezione, ma preva-
virale acuta”, l’HIV si riproduce in grande lentemente si riscontra durante il periodo ini-
quantità, circola nel sangue e si infiltra negli ziale della sieroconversione (cioè quando ci
organi del sistema linfatico, in particolare lin- si infetta) e nelle fasi avanzate della malattia.
fonodi, tonsille, milza, e nel tessuto linfoide La determinazione della antigenemia p24,
localizzato a livello dell’apparato digerente. I sebbene ancora potenzialmente utile (previa
virus e gli anticorpi circolanti nell’organismo dissociazione acida degli immunocomplessi)
possono essere testati attraverso particolari in alcune specifiche situazioni, appare dotata
esami ematici. di bassa sensibilità ed è oggi sostanzialmen-
Schema n. 5
13 BRUCE ALBERTS – TENNIS BRAY - ULIAN LEWIS, Biologie moléculaire de la cellule, Medicine-Science,
troisième édition, Parigi 1995.
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JACQUES SIMPORÉ, MARIA ESPOSITO
te sostituita dai test di biologia molecolare sultati falsamente negativi. Per tale motivo
(HIV-RNA, HIV-DNA). rappresenta il test di screening di primo
Tuttavia il costo elevato di queste nuove impiego.
tecniche, le riserva ai laboratori di ricerca al-
• Western Blot rappresenta il test di confer-
tamente specializzati.
ma, la cui positività è necessaria prima di
Altri metodi si avvalgono di alcune tecni-
formulare una diagnosi di sieropositività in
che di genetica molecolare, come la PCR
quanto la sua elevatissima specificità (che
(Polymerase Chain Reaction) e l’RT-PCR, al-
si approssima al 100%) consente di identi-
lo scopo di:
ficare i risultati falsamente positivi che,
a) amplificare e identificare il DNA virale inte-
seppur raramente, possono talora essere
grato nella cellula ospite (HIV-DNA);
segnalati dal sensibilissimo test ELISA.
b) titolare la viremia, ovvero la carica virale.
Tali metodiche sono però molto costose e
La ricerca del DNA virale integrato ha una
sofisticate, pertanto non vengono utilizzate
sensibilità e specificità del 98% e può essere
come esami di massa.
di utile impiego diagnostico durante la fase
che intercorre tra l’infezione e la comparsa
IV. LA CURA DELL’HIV/AIDS:
degli anticorpi circolanti, “periodo finestra”. In
PROSPETTIVE DI RICERCHE PER L’AVVENIRE
particolare, la PCR è la tecnica di elezione
maggiormente utilizzata nella diagnosi preco- Per la cura dei pazienti affetti da HIV, oggi
ce dell’infezione neonatale. Questi bambini sono disponibili diverse categorie di farmaci, i
sono portatori degli anticorpi anti-HIV svilup- cui protocolli terapeutici, basati sulla monote-
pati dalla madre ed ancora presenti nel loro rapia, la diterapia, la tri-terapia e, non ultimo,
organismo per un periodo di 10-15 mesi dopo il cocktail di farmaci, hanno dimostrato un’in-
la nascita, potendo così sfuggire alla trasmis- dubbia efficacia.
sione verticale madre-figlio dell’HIV. Tuttavia, non tutti i pazienti possono be-
neficiare delle terapie multiple per diverse
B. Metodi indiretti ragioni:
Poiché l’infezione da HIV aggredisce prio- – comparsa di reazioni secondarie gravi;
ritariamente il sistema immunitario, è eviden- – instaurarsi di uno stato di resistenza dovu-
te che la valutazione della competenza im- to alle continue mutazioni dell’HIV;
munologica rappresenta un parametro fonda- – terapie che possono essere complesse e
mentale, insieme alla valutazione virologica, difficili da seguire;
per ottenere un quadro preciso dello stato
– costo molto elevato, soprattutto per i Pae-
evolutivo dell’infezione stessa. L’esame di ri-
si in via di sviluppo.
ferimento a tal fine è la determinazione delle
sottopopolazioni linfocitarie della serie T, che
Questi problemi non certo trascurabili, sol-
consente di determinare i livelli circolanti del-
lecitano la ricerca scientifica a proseguire non
le cellule CD8+ (linfociti citotossici) e soprat-
solo in vista di un vaccino o di nuove moleco-
tutto CD4+ (linfociti helper), la cui quantifica-
le, ma a spingersi verso altre possibilità tera-
zione è di particolare importanza nella stadia-
peutiche che comprendano anche la terapia
zione del paziente sieropositivo.
genica. Seppure alcune sperimentazioni clini-
• test ELISA (Enzyme Linked Immuno Sor- che mirate a determinare l’efficacia della tera-
bent Assay) attualmente in commercio è pia genica applicata all’AIDS siano già in cor-
in grado generalmente di identificare i sie- so, la terapia genica trova ancora oggi la sua
ri reattivi nei confronti di HIV-1 e di HIV-2. applicazione clinica d’elezione nella cura di
La sensibilità del test è elevatissima (> patologie genetiche ereditarie, di alcuni deficit
99%), consentendo dunque di evitare i ri- immunitari acquisiti o del cancro.14
14 ANDERSON WF, Human gene therapy, Nature 1998; 392: 25-30.
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Il virus dell’AIDS: origine, struttura, variabilità genetica…
A. Le nuove molecole antivirali in sviluppo zione di funzioni e capacità di singoli geni o di
Sono allo studio nuove molecole antivirali: gruppi di geni, è molto avanzata soprattutto in
– inibitori della penetrazione del virus dei re- oncologia ed in numerose patologie geneti-
cettori specifici della cellula ospite; che. Per quanto riguarda il trattamento dell’in-
– inibitori nucleosidici della trascrittasi inver- fezione da HIV, si è giunti alla modificazione
sa (INTI); diretta dei geni delle cellule malate e l’utilizzo
– inibitori non nucleosidici della trascrittasi di cellule già modificate.
inversa (INNTI);
Immunizzazione intracellulare
– inibitori della proteasi acido virale (IP).
Mentre il vaccino protegge i soggetti non
L’utilizzazione di queste molecole ha dimo- infetti, l’immunizzazione intracellulare conferi-
strato risultati interessanti in termini di effica- sce una protezione contro il virus nei sogget-
cia sulle cariche virali o sui virus stessi che ti infetti. Il maggior interesse verso questa te-
esprimono mutazioni. rapia risiede nella possibilità di bloccare la du-
plicazione della cellula infettata. Il principio è
B. Possiamo sperare di ottenere un giorno semplice e si basa sulla modificazione delle
un vaccino anti-HIV? strutture genetiche delle cellule bersaglio del-
La ricerca di un vaccino contro l’HIV ha l’HIV (i linfociti CD4). Le cellule modificate
continuato a progredire soprattutto nel corso produrranno allora dei mutanti, vere e proprie
di questi ultimi anni, anche se non ha ancora proteine virali o leurres ARN, che mimano l’R-
raggiunto risultati rilevanti. Sull’uomo sono NA virale. Questi nuovi elementi, prodotti dal-
già stati realizzati più di trenta trials clinici ed la biotecnologia, possono “ingannare” l’HIV o
altri, in fase I e fase II, sono tuttora in corso. bloccarlo o competere con il virus nella ricer-
Gli obiettivi di un vaccino contro l’HIV pos- ca dei substrati.
sono essere così sintetizzati:
Distruzione selettiva delle cellule infette
– introduzione di anticorpi capaci di neutra-
lizzare il virus, diretti contro le proteine del- Un altro interessante utilizzo della terapia
l’involucro (risposta umorale); genetica nell’infezione da HIV, mira a distrug-
– introduzione di cellule T citotossiche (CTL) gere specificamente le cellule infette attraver-
che distruggono le cellule infette. so un gene che codifica una tossina. Un gene
“suicida” è messo sotto il controllo trascrizio-
L’elaborazione dei vaccini comprende: nale del promotore LTR dell’HIV, per innesca-
vaccini sotto-unitari, vaccini sintetici, utilizza- re la distruzione cellulare al momento della
zione del virus vivo attenuato da pseudo-par- sintesi proteica di tat, prodotta alla replicazio-
ticole (virus-like particles), del DNA nudo e i ne virale.15
vaccini a base di DNA ricombinante.
A questi studi, nella prospettiva di vaccini e Secrezione delle proteine inibitrici
di nuovi farmaci, di cui alcuni saranno È noto come alcune proteine, secrete na-
prossimamente disponibili, deve continuare turalmente dai linfociti, hanno proprietà anti-
ad affiancarsi la ricerca nella direzione della HIV. La conseguente strategia terapeutica
terapia genetica. consiste nell’introduzione di un gene che pro-
duca una quantità elevata di tali proteine.16
C. Come l’ingegneria genetica pensa di
affrontare l’HIV? Farmaco-modulazione genetica
Oggi la terapia genetica, frutto dell’inge- L’azione dei farmaci antivirali si svolge,
gneria genetica attuata attraverso la modifica- nella maggior parte dei casi, all’interno della
15 CARUSO M. – KLATZMENN D., Selective Killing of CD4 cells harboring a human immunodeficiency virus-
inducible suicide gene prevents viral spread in an infected cell population. Proc Nati Acad Sci USA 1992, 89 182,6.
16
MOULLIER P. – BOHI D. – HEARD JM. – DANOS O., Correction of lysosomal storage in the liver and pleen
of MPS VII mice by implantation of generically modified skin fibroblasts, Nature Genet 1993; 4 154-9.
59JACQUES SIMPORÉ, MARIA ESPOSITO
cellula infetta. Nel caso della zidovudina, la – Università del Maryland, Baltimora, USA
sua azione è limitata dagli effetti tossici e dal- – Fondazione Mondiale Ricerca e Preven-
le mutazioni che aumentano la resistenza vi- zione AIDS, Parigi, Francia
rale. Del resto, il meccanismo cellulare che – Ministero della Sanità del Burkina Faso
permette l’attivazione di questi farmaci non è – Centro Medico San Camillo (CMSC) in
sempre ottimale, poiché una parte del farma- Burkina Faso.
co è eliminata dalla cellula prima che si sia at-
tivato. Il principio della cosiddetta farmaco- Dal 2003 il CMSC partecipa alla ricerca di
modulazione genetica si basa sull’introduzio- un vaccino pediatrico anti-HIV patrocinata
ne di un gene che rafforzi l’attività antivirale dall’UNESCO e condotta dall’Università “Tor
all’interno della cellula stessa. Questo meto- Vergata” di Roma (Professor Vittorio Colizzi)
do è molto interessante, perché garantirebbe, in collaborazione con i professori Montagnier
anche a dosi antivirali identiche a quelle at- e Gallo, a cui si deve la scoperta del virus
tualmente in uso, un’efficacia da 3 a 10 volte dell’AIDS.
maggiore. Allo stesso tempo consentirebbe In Occidente non si verificano più casi di
sia la diminuzione degli effetti collaterali degli trasmissione verticale dell’HIV, grazie all’azio-
altri antivirali mal tollerati, che le dosi di as- ne combinata del parto cesareo, del tratta-
sunzione di tali farmaci.17 mento della madre e del neonato con farmaci
antiretrovirali e dell’allattamento artificiale.
Immunoterapia genetica Tutte queste procedure sono di difficile attua-
L’immunoterapia genetica consiste nell’uti- zione in Africa, dove ogni anno muoiono
lizzare a fini terapeutici, cellule immunocom- 620.000 bambini di AIDS contratto alla nasci-
petenti geneticamente modificate,18 cellule ta o durante l’allattamento. Nel continente
dendritiche (DC) o altre cellule, capaci di mi- africano, mentre sembra possibile perseguire
mare il virus che provoca l’AIDS al fine di atti- la diminuzione della carica virale e la conse-
vare una risposta immunitaria. In effetti le DC guente trasmissione di HIV al momento della
sono capaci di sintetizzare proteine sotto for- nascita, grazie alle terapie con ARV, a tutt’og-
ma di peptidi antigenici e presentarli sia ai lin- gi è di difficile attuazione la completa sostitu-
fociti T CD4+ per il complesso maggiore del- zione dell’allattamento materno.
l’istocompatibilità di classe II (CMH II), sia ai Il progetto di ricerca riguarda lo sviluppo
linfociti TCD8+ via CMHI.19 del Vaccino Pediatrico UNESCO, il cui obiet-
Attraverso l’immunoterapia genetica, “trat- tivo è di stimolare la risposta immunitaria del
ti di virus” vengono in contatto con i linfociti neonato nei primissimi giorni di vita, preve-
che, dopo averli riconosciuti, vi aderiscono at- nendo l’attecchimento del virus durante l’allat-
tivandosi e, nello stesso tempo, poter distrug- tamento. Il Vaccino Pediatrico UNESCO è
gere tutti i virus presenti. Potremmo così defi- composto di più di 20 peptidi sintetici di pro-
nirla una sorta di “vaccinazione genica”. teine di HIV-1 e viene somministrato nello
stesso giorno e nel medesimo sito del vacci-
D. Ricerca sul vaccino pediatrico Anti- no antitubercolare BCG. Infatti, il Vaccino Pe-
HIV/AIDS dell’UNESCO diatrico UNESCO sfrutta le proprietà del vac-
Sponsorships: Cooperazione Italiana allo cino BCG per indurre una forte risposta im-
Sviluppo del MAE – UNESCO. munitaria in grado di attivare i linfociti T helper
e T citotossici specifici contro il virus. La pro-
Partners: tezione contro la trasmissione di HIV attraver-
– Università di Roma “Tor Vergata”, Italia so l’allattamento, viene quindi indotta in una
17CARUSO M. – KLATZMANN D., Genetically controlled pharmacomodulation for HIV gene therapy, CR Aced
Sci Parigi 1994; 317 1027-30.
18
LEMOINE F.M. – KLATZMANN D. – HERSON S., Thérapie génique de l’infection par le HIV, Virologie, Vol,
3, maggio-giugno 1999: 217-26.
19
LEMOINE F.M. – KLATZMANN D. – HERSON S., Thérapie génique de l’infection par le HIV, Virologie, Vol,
3, maggio-giugno 1999: 217-26.
60Il virus dell’AIDS: origine, struttura, variabilità genetica…
fase molto precoce dell’infezione, quando il condo le norme vaccinali nella parte inter-
sistema immunitario del neonato è ancora in- na della coscia, seguito dall’inoculo della
tatto e con un alto grado di maturazione. dose di peptidi sintetizzati, identificata nel-
Il Progetto Vaccino UNESCO è suddiviso la fase precedente. Sono previste le possi-
nelle seguenti 3 fasi: bili reazioni locali descritte dalla vaccina-
– Ricerca pre-clinica di laboratorio per defi- zione antitubercolare.
nire la sequenza dei peptidi sintetici che
compongono il Vaccino. Questo processo Lo svolgimento delle tre fasi sopra descrit-
è già in corso, attraverso la mappatura del- te permetterà di programmare ed eseguire la
la sequenza dei ceppi virali presenti nei fase successiva dello sviluppo del Vaccino Pe-
luoghi di vaccinazione prescelti in Africa e diatrico UNESCO che ha lo scopo di valutare
attraverso la caratterizzazione dei genotipi l’immunogenicità e la protezione del Vaccino.
di istocompatibilità delle popolazioni. Il governo burkinabè e il Comitato di Etica
– Sperimentazione clinica di fase I in adulti del Burkina Faso hanno già approvato questo
volontari sani, allo scopo di documentare progetto di ricerca l’11 agosto 2003. Nel me-
la completa innocuità del Vaccino e la non se di settembre 2003 questa ricerca ha avuto
alterazione della risposta antitubercolare inizio nel nostro Centro Medico S. Camillo a
indotta dal BCG. Questa sperimentazione Ouagadougou.
sarà eseguita a Roma e a Baltimora
(USA) su 30 individui sani con limitato ri- E. Etica di ricerca sull’HIV/AIDS
schio di infezione naturale da HIV. La vac- Con il progresso della tecnologia, il cam-
cinazione consiste nell’inoculo di BCG (In- po sperimentale non cessa di allargarsi e le
stitue Merieux, Francia) secondo le norme frontiere della ricerca si dilatano verso l’infini-
vaccinali nell’avambraccio, seguito dall’i- to. Dall’agricoltura primitiva alla “gene-coltu-
noculo di 100 g (10 individui), 200 g (10 in- ra”, ovvero coltura in vitro dei geni per clona-
dividui) e 400 g (10 individui) di peptidi zione o per PCR, assistiamo a tutta una se-
sintetizzati secondo le direttive delle GMP rie di esperienze bio-tecnologiche e bio-me-
(Good Manifacturing Practice) e previste diche sia a livello agro-alimentare che tera-
dalla FDA. Sono previste le possibili rea- peutico. Le basi etiche che definiscono i trials
zioni locali descritte dalla vaccinazione clinici riguardo l’infezione da HIV sono conte-
antitubercolare. nute nelle Direttive Internazionali che regola-
– Sperimentazione clinica di fase II in neo- no tutta la sperimentazione sui soggetti uma-
nati di madri sieropositive, allo scopo di ni. I principi fondamentali della bioetica, da
confermare e documentare la completa in- tenere sempre presenti in un progetto di ri-
nocuità ed assenza di tossicità del Vaccino cerca che coinvolga un essere umano,20 so-
Pediatrico UNESCO. Questa sperimenta- no descritti di seguito.
zione sarà eseguita in Costa d’Avorio nel-
l’Ospedale Generale di Alepè, con la colla- 1 - Il rispetto della dignità umana
borazione dell’ONG delle Suore Dorotee di Il rispetto della dignità umana presuppone
Vicenza, ed in Burkina Faso nel Centro il rispetto dell’inviolabilità della vita umana, il
Medico S. Camillo di Ouagadougou, gesti- rispetto della sua integrità, della sua identità.
to dai Religiosi Camilliani. Nei due Ospe- Questo significa che in ogni sperimentazione
dali è in atto una campagna di sensibiliz- clinica sull’uomo bisognerà:
zazione e prevenzione con farmaci antire- • avere volontari che diano il loro libero e in-
trovirali della trasmissione materno-infanti- formato consenso nell’accettare il progetto
le da parte dell’OMS e della Cooperazione della ricerca;
Italiana. La Vaccinazione consiste nell’ino- • garantire la riservatezza dei dati personali
culo di BCG (Institue Merieux, Francia) se- raccolti.
20 Simporé J., Génie génétique: enjeux thérapeutiques et éthique de la recherche biomédicale, Pontificia Aca-
demia Pro Vita, Libreria Editrice Vatican, 2003, p 127-138.
61JACQUES SIMPORÉ, MARIA ESPOSITO
2 - Il rispetto dei principi e della metodolo- 5 - Principio di giustizia.
gia della scienza Come scrive con rara efficacia e semplici-
La riflessione sulla ricerca biomedica, a cui tà John Rawls: “La giustizia è il primo requisi-
ci richiama la bioetica, si pone in un contesto to dei sistemi sociali, così come la verità lo è
ben definito: da una parte, l’accettazione del- dei sistemi di pensiero”. Secondo una defini-
l’inevitabile coinvolgimento di soggetti umani; zione giuridico-morale, giustizia è garantire
dall’altra, il riconoscimento della singolare ad ognuno il suo proprio diritto; in campo bio-
preziosità del soggetto di studio e di conse- medico, giustizia è garantire ad ognuno il di-
guenza, l’atteggiamento etico di rispetto e di ritto alla cura che gli è necessaria, senza al-
responsabilità da parte del ricercatore in pri- cuna discriminazione di sesso, di razza, di re-
mis. Su questa base, la ricerca dovrebbe pro- ligione o di qualsivoglia diversità tra i pazienti
cedere secondo un binomio inscindibile che stessi. Dal Codice di Norimberga (1947) in
pone su un piano egualitario sia la crescita poi, passando dalla Dichiarazione di Helsinki,
qualitativa e quantitativa nella conoscenza adottata a Helsinki, Finlandia (1964) ed
dell’uomo, che la finalizzazione di tale pro- emendata a Tokyo, Giappone (1975), a Vene-
gresso al servizio dell’uomo stesso. La perti- zia, Italia (1983), a Hong Kong (1989), a So-
nenza della ricerca, la qualità metodologica merset West, Repubblica del Sud Africa
del progetto sperimentale, del suo sviluppo e (1996) ed a Edimburgo, Scozia (2000), fino
della restituzione dei risultati, la qualità del alle numerose Direttive Internazionali sulla ri-
plateau delle tecniche usate, nonché le pro- cerca biomedica, la comunità scientifica può
vate competenze e attitudini del ricercatore avvalersi di Norme che definiscono chiara-
responsabile della ricerca e dei suoi collabo- mente i protocolli, l’esecuzione e l’utilizzazio-
ratori, costituiscono i criteri di giudizio fonda- ne dei risultati delle ricerche in cui sono coin-
mentali circa il rispetto dei principi etici e me- volti soggetti umani. La realizzazione di un
todologici della scienza. protocollo clinico sperimentale necessita di
fondamentali pre-requisiti:
3 - Principio di autonomia e di indipendenza
– la scelta dei volontari adulti, liberi, disponi-
Questo principio afferma la libertà del pa- bili e consapevoli del protocollo di tratta-
ziente e tende a difenderlo da ogni forma di mento;
paternalismo medico che imponesse delle
– una dimostrazione chiara dell’efficacia del-
scelte, senza il dovuto consenso da parte del
l’esperienza in vitro;
paziente stesso o del suo tutore legale. Tale
principio sottolinea l’importanza del rispetto – quando si utilizza un transgene (gene eso-
della libera scelta individuale. geno), si deve fornire la prova dell’efficacia
del suo trasferimento nelle cellule bersa-
4 - Principio di beneficenza glio con un vettore appropriato ed efficace;
Afferma che il medico deve sempre cerca- – dimostrare l’innocuità della ricombinazione
re il bene del paziente: è per questo che il pa- del vettore con il gene esogeno. Il vettore
ziente vi si rivolge. Il criterio del primum non non dovrà produrre né inversioni, né dela-
nocere, principio guida della pratica medica, zioni, né traslocazioni, né mutazioni, così
ha ben altro e più importante significato che come effetti immunogeni, quali lo “shock
fare il bene. Tale principio bioetico tende a anafilattico”.
compensare il principio di autonomia, inqua-
drandola in limiti che non possono essere su- Inoltre, il protocollo della terapia per i pa-
perati dal medico. La beneficenza non può zienti contagiati da HIV, deve permettere:
che essere alla base del contratto di cura con – che i risultati dello studio siano interpreta-
il paziente, permettendo di superare, almeno bili, riproducibili, soprattutto in rapporto al-
in gran parte, una contrapposizione tra diritti le questioni poste in termini di realizzazio-
del medico e diritti del paziente. Pone infatti al ne, tolleranza, innocuità ed efficacia;
centro della professione medica il bene che – che i dati scientifici ottenuti permettano lo
essa ha come suo oggetto specifico: la salu- sviluppo di ulteriori terapie o di esperienze
te del paziente. cliniche complementari.
62Il virus dell’AIDS: origine, struttura, variabilità genetica…
In questo senso, è evidente che ogni corpo, ma l’intera persona, nelle sue relazioni
esperienza clinica sull’uomo deve essere umane e nella sua vita sociale, spesso porta-
realizzata in condizioni ben definite e secon- trice di una crisi di valori morali.22
do i principi bioetici, cercando sempre, in Quest’anno celebriamo il 25° anniversario
ogni fase della sua realizzazione, il bene in- della comparsa dell’AIDS. A memoria d’uomo
tegrale dell’essere umano e il rispetto della nessuna malattia infettiva ha ucciso in così
sua dignità. breve tempo tanti giovani come il virus
HIV/AIDS. È ormai innegabile l’urgenza che
CONCLUSIONE tutti gli scienziati agiscano insieme nel pro-
gredire delle loro ricerche.
Il virus dell’HIV rimane per i ricercatori, per “I padri han mangiato l’uva acerba e i
le persone colpite dall’AIDS e per l’opinione denti dei figli si sono allegati”23. La trasmis-
pubblica, un microrganismo che simboleggia sione dell’infezione ai feti e ai neonati, la sof-
la vergogna, la tribolazione morale, la soffe- ferenza e la morte dei bambini a causa del-
renza fisica fino alla morte. Secondo il mes- l’AIDS, sono le grandi sfide per la scienza, la
saggio del 26 giugno 2001, inviato da Sua società e la Chiesa cattolica. In questa
Santità Giovanni Paolo II a Kofi Annan, “l’epi- drammatica situazione, soltanto delle giuste
demia dell’AIDS rappresenta una delle cata- scelte culturali, giuridiche ed etiche possono
strofi maggiori della nostra epoca”. Per il Pa- permettere agli uomini del nostro tempo di
pa, l’AIDS non è soltanto un problema di sa- ingaggiare, collettivamente e solidalmente,
nità, risolvendosi drammaticamente sulla vita una lotta di tipo nuovo per la salvaguardia e
sociale, economica e politica delle popolazio- la protezione della nostra comune umanità,
ni colpite.21 L’AIDS è anche l’agente patoge- rendendo più responsabili i nostri comporta-
no dello spirito, che distrugge non soltanto il menti umani.24
21 Messaggio di GIOVANNI PAOLO II al sig. Kofi Annan, martedì 26 giugno 2001, in favore delle persone che
vivono con l’HIV/AIDS, Zenit.org.
22
Intervento della SANTA SEDE in occasione della XXVIª sessione speciale dell’Assemblea Generale dedi-
cata alla pandemia di HIV/AIDS, 27 giugno 2001.
23
Ez 18, 2-3.
24
SIMPORE J., Problèmes biomédicaux et étiques posés par le mariage de personnes sérodiscordantes, “Ca-
millianum”, Anno I, terzo quadrimestre, dicembre 2001, n. 3, pp. 533-544.
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