G4: gli obiettivi a lungo ricercati per il futuro trattamento dell’HIV-1?
Tutto ciò è dovuto a quello che si potrebbe definire un difetto di progettazione in questo virus che tormenta il mondo da decenni. Esiste una sola regione del DNA dell’HIV-1 in cui è iniziata la trascrizione genica, il suo promotore genico, e il progetto HIV LTR G-4 (G-quadruplexes in the HIV-1 genome: novel targets for the development of selective antiviral drugs), finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca (CER), ha recentemente scoperto che quella regione è piena di G4. Ciò è vero anche per un virus in uno stato latente che, ad oggi, è stato completamente invisibile alle cellule immunitarie e alla terapia. «Questa scoperta è molto importante e ha implicazioni a diversi livelli», afferma Sara Richter, professoressa di Microbiologia e Microbiologia Clinica presso l’Università di Padova, beneficiaria del CER e ricercatrice principale per il progetto. «Ciò significa che le G4 sono fondamentali per la trascrizione virale e, poiché ciascuna di esse è dotata di una struttura peculiare, è specificamente bersagliabile. Tutto questo implica anche che abbiamo identificato un potenziale percorso per colpire ed eliminare efficacemente il virus anche quando si trova in uno stato latente».
Nuovi composti selettivi
Richter ha trovato buoni punti di partenza per la sua ricerca in quattro diverse molecole che mostrano attività anti-HIV-1. La prima è un ligando G4 che inibisce l’HIV-1 con un’efficace concentrazione nella gamma micromolare bassa, da cui la ricercatrice e il suo team hanno sintetizzato una seconda classe di molecole con un potenziale efficace contro l’HIV-1 nella gamma nanomolare. La terza molecola è stata trovata esaminando una libreria commerciale: è selettiva per le G4 dell’HIV-1, ma si lega poco efficacemente alle G4 cellulari. Infine, il team si è concentrato su una quarta molecola chiamata aptamero AS1411, un agente antitumorale che, secondo quanto osservato, inibisce l’ingresso dell’HIV-1 legandosi a un co-recettore virale sulla superficie cellulare. «I risultati della nostra ricerca hanno soddisfatto le nostre aspettative iniziali. Abbiamo identificato alcuni composti guida che colpiscono la G4 dell’HIV con un buon livello di selettività e mostrano attività antivirale. Abbiamo anche dimostrato come il centro di regolazione della trascrizione dell’HIV basato su G4 sia controllato da proteine cellulari con una rete straordinariamente perfezionata tra G4 e proteine cellulari. Abbiamo inoltre riportato, a livello di risoluzione di risonanza magnetica nucleare (RMN), le strutture delle più importanti G4 dell’HIV. Ciò consente la progettazione/ottimizzazione razionale del targeting farmacologico», spiega Richter.
Risultati promettenti
Naturalmente, c’è ancora molto lavoro da fare prima che questi risultati possano sfociare in una nuova generazione di farmaci anti-HIV. Tuttavia, questo team finanziato dal CER ha recentemente pubblicato un documento che mostra come una strategia di acido nucleico peptidico (PNA. peptide nucleic acid) consenta la distribuzione di composti stabilizzanti G4 nell’esatta posizione G4 dell’HIV. Recentemente sono stati anche presentati i risultati di ulteriori ricerche dello stesso team, che espongono lo sviluppo di un metodo ad alto rendimento applicabile per cercare molecole simili a farmaci contro qualsiasi singola struttura G4 di scelta. «Nel nostro caso, questa strategia di sequenziamento ad alta processività (HTS, High-Throughput Sequencing) ha consentito l’identificazione di una famiglia di composti simili a farmaci mirati verso la G4 dell’HIV più importante con un tipo specifico e unico di interazione. I composti hanno una buona attività antivirale e non sono tossici per le cellule. Attualmente stiamo verificando se l’attività antivirale possa essere ulteriormente migliorata modificando razionalmente la famiglia di composti in base ai dati strutturali RMN che abbiamo fornito», sottolinea Richter. Richter e il suo team sono attualmente in contatto con collaboratori per testare i loro composti su modelli animali. Sebbene tale obiettivo non sia ancora stato raggiunto, la loro ricerca ha fornito un livello completamente nuovo di comprensione della struttura del promotore dell’HIV e della regolazione della trascrizione virale da parte delle strutture G4.
Parole chiave
HIV LTR G-4, HIV-1, G4, DNA, trascrizione virale, trattamento, HIV, HTS, G-quadruplex
