Come fa un virus minuscolo, con un diametro inferiore a 120 nanometri, a mettere in atto il suo "piano di attacco alle cellule T" nel corpo umano?

Il 5 giugno 1981, i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie degli Stati Uniti annunciarono cinque casi di polmonite da Pneumocystis carinii. I loro sintomi erano molto simili: febbre alta persistente, significativa perdita di peso e collasso quasi completo del sistema immunitario... Pochi mesi dopo, una nuova malattia infettiva cominciò a catturare l'attenzione della gente. Si tratta della sindrome da immunodeficienza acquisita - AIDS (Sindrome da immunodeficienza acquisita) . Questi casi particolari divennero i primi dati ufficiali sull'AIDS al mondo.

Sono trascorsi più di quarant'anni e l'AIDS continua a rappresentare una sfida sanitaria per l'umanità. Secondo l'ultimo rapporto pubblicato dal Programma congiunto delle Nazioni Unite sull'HIV/AIDS, attualmente nel mondo circa 39 milioni di persone sono infette dal virus dell'immunodeficienza umana (HIV). Solo nel 2022, nel mondo ci saranno circa 1,3 milioni di nuove persone infette dal virus HIV. Il motivo per cui l'AIDS fa così paura è che, una volta che il virus HIV invade il corpo umano, infetta direttamente il sistema immunitario. In che modo questo piccolo virus attacca il sistema immunitario umano? Sarà possibile in futuro curare completamente l'AIDS ?

Diagramma schematico delle particelle del virus HIV

Fonte dell'immagine:

https://www.cdc.gov/nchhstp/newsroom/multimedia-resources/hiv-multimedia-resources.html

01 Il meccanismo di invasione dell’HIV

Il virus dell'AIDS, scientificamente noto come virus dell'immunodeficienza umana. Il diametro è di circa 100-120 nanometri e la forma è rotonda o ovale. Il suo genoma è costituito da due RNA identici a singolo filamento con polarità positiva. Rispetto alla struttura a doppio filamento del DNA, la struttura a singolo filamento dell'RNA è più soggetta a mutazioni genetiche. Il meccanismo di ingresso dell'HIV coinvolge una serie complessa di processi biologici che consentono al virus di entrare nelle cellule ospiti e iniziare a replicarsi:

(1) Invasione delle cellule ospiti

Il bersaglio principale dell'attacco dell'HIV sono i linfociti T CD4+, la parte più importante del sistema immunitario umano. Per prima cosa, legarsi al recettore sulla superficie della cellula ospite: sulla membrana esterna dell'HIV è presente una proteina chiamata gp120, che può legarsi al recettore CD4 sulla superficie della cellula ospite. Questo è il primo passo attraverso il quale il virus entra.

Legame ai recettori ausiliari: oltre a legarsi al recettore CD4, l'HIV deve anche legarsi ai recettori ausiliari presenti sulla superficie delle cellule ospiti per poter invadere le cellule in modo più deciso. I corecettori più comuni sono CXCR4 o CCR5. Diversi ceppi di HIV possono utilizzare corecettori diversi.

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(2) Lanciare un attacco frenetico

Successivamente, l'HIV passa all'offensiva e, una volta legato al recettore CD4 e al corecettore, subisce un processo di fusione in cui la membrana esterna del virus si fonde con la membrana della cellula ospite. Ciò consente al virus di comportarsi come un "maestro del travestimento", iniettando il suo materiale genetico (RNA) nella cellula ospite.

L'HIV è dotato di una trascrittasi inversa. Quando il materiale genetico virale entra nella cellula ospite, viene rapidamente trascritto in DNA con l'aiuto della trascrittasi inversa , proprio come se si producesse una nuova "copia" del virus. Il DNA virale viene poi integrato nel genoma della cellula ospite sotto l'azione di un altro enzima (integrasi). Questo DNA virale integrato nel DNA dell'ospite è chiamato "provirus".

In questo modo l'HIV inizia a moltiplicarsi e a radicarsi nell'organismo. Questi "provirus" vengono attivati ​​e subiscono un'autotrascrizione per formare l'RNA virale. Contemporaneamente, sotto l'azione delle proteasi, vengono sintetizzate le proteine ​​strutturali e non strutturali del virus. Questi nuovi componenti virali finiranno per assemblarsi in nuove particelle del virus HIV, pronte a infettare altre cellule ospiti, in particolare i linfociti T CD4+, provocando la diffusione dell'infezione e un graduale danno al sistema immunitario.

Processo di replicazione del virus HIV Fonte: Centro per la prevenzione e il controllo delle malattie sessualmente trasmissibili e dell'AIDS

Il processo di attacco dell'HIV può sembrare un'ondata di violenza, ma, in base ai sintomi clinici della persona infetta, può anche essere considerato un processo "relativamente lungo".

Nelle fasi iniziali dell'infezione (fase di infezione acuta) , molte persone potrebbero non presentare sintomi evidenti, ma in questa fase l'HIV si è già replicato rapidamente nel corpo e un piccolo numero di persone infette potrebbe anche manifestare sintomi simili al raffreddore, come febbre, brividi, eruzione cutanea, stanchezza, ecc. Ma chi non ha mal di testa o febbre occasionalmente? Questi sintomi vengono spesso ignorati, il che senza dubbio dà all'HIV l'opportunità di provocare danni devastanti.

Alla fase acuta dell'infezione segue un periodo asintomatico che può durare diversi anni o anche più di un decennio. Durante questo periodo il virus continua a replicarsi, ma i sintomi potrebbero non essere evidenti. In questo momento il paziente viene definito "persona infetta da HIV asintomatica". Sebbene non sembri diverso dalle persone normali, il virus continua a moltiplicarsi in modo selvaggio e a distruggere il sistema immunitario umano. Se non curata, l'infezione da HIV può trasformarsi in AIDS.

L'AIDS è una malattia in cui il sistema immunitario è gravemente compromesso. Poiché la funzione immunitaria cellulare dell'organismo è diventata difficile da mantenere, la persona infetta perde completamente la capacità di resistere ai virus e ai batteri esterni ed entra nella fase finale dell'infezione da HIV, la "fase AIDS". I pazienti sono estremamente predisposti a tumori opportunistici e maligni gravi .

02 Ci sono stati diversi casi di persone guarite dall'AIDS in tutto il mondo. È possibile replicare il metodo per sconfiggere l'AIDS?

Il "piano di attacco delle cellule T" dell'HIV è un processo complesso e astuto. Questo complesso meccanismo di invasione consente all'HIV di continuare a infettare e distruggere il sistema immunitario dell'ospite, provocando disturbi del sistema immunitario e lo sviluppo dell'AIDS. Ma i ricercatori stanno lavorando per comprendere questo processo e cercare nuovi modi per prevenire l'infezione e curare l'HIV.

Con il progresso scientifico e tecnologico nel campo della prevenzione e del trattamento dell'AIDS, le misure di intervento biomedico che hanno come nucleo i farmaci antivirali per l'AIDS si sono gradualmente sviluppate e migliorate, potendo inibire efficacemente la replicazione dell'HIV, rallentare la progressione della malattia, migliorare la qualità della vita dei pazienti e ridurre la diffusione del virus. La prognosi dell'AIDS è migliorata notevolmente grazie alla maggiore efficacia della terapia antiretrovirale. Molti pazienti sono in grado di mantenere uno stato di salute per lungo tempo e vengono definiti "non-progressori a lungo termine" (LTNP), ovvero non svilupperanno rapidamente l'AIDS.

Le "72 ore d'oro di auto-aiuto", note anche come profilassi post-esposizione (PEP), sono una misura di intervento biomedico che utilizza farmaci antivirali per bloccare la trasmissione dell'HIV dopo l'esposizione . Si tratta di una parte importante della strategia globale di intervento contro l'AIDS. La profilassi post-esposizione offre l'opportunità di effettuare un blocco di emergenza per le persone ad alto rischio di esposizione all'HIV, contribuendo a ridurre l'infezione e la trasmissione dell'HIV. È stato ampiamente promosso e applicato in tutto il mondo.

Il 20 luglio di quest'anno, secondo un rapporto dell'American Broadcasting Corporation, ricercatori provenienti da Francia e Svizzera hanno confermato l'ultimo caso di remissione a lungo termine dell'HIV in un uomo. L'uomo venne chiamato il "paziente di Ginevra" e fu il sesto paziente affetto da AIDS al mondo a raggiungere la remissione a lungo termine . Ciò che è ancora più ottimistico è che non ha ricevuto lo stesso trapianto allogenico di midollo osseo con la mutazione genetica CCR5△32 che conferisce resistenza all'HIV come i cinque pazienti precedenti. Ciò porta la gente a chiedersi se ciò significhi che ci saranno più trattamenti per combattere la "maledizione" dell'AIDS?

Fonte dell'immagine: IAS 2023 (International AIDS Society)

Questo paziente affetto da HIV, noto come "paziente di Ginevra", ha ottenuto una remissione a lungo termine senza sottoporsi al tradizionale intervento di trapianto genico, il che suggerisce che l'approccio al trattamento dell'AIDS potrebbe essere più diversificato e personalizzato. Nel corso degli anni, l'uso di farmaci antivirali ha migliorato significativamente la sopravvivenza dei pazienti affetti da AIDS, ma la cura resta una sfida. Il virus è altamente mutabile e non è facile ottenere una terapia universale. Per questo motivo, gli scienziati stanno esplorando nuove strategie, come la terapia genica e l'immunoterapia, per ottenere una remissione a lungo termine o una cura per un maggior numero di pazienti.

Il caso del “paziente di Ginevra” mette in luce la promessa di un trattamento diversificato che non si basi esclusivamente sugli approcci tradizionali . Questo trattamento personalizzato può soddisfare meglio le esigenze dei diversi pazienti. Sebbene la strada sia lunga, c'è speranza nel campo della cura dell'HIV e gli scienziati persisteranno nei loro sforzi per superare definitivamente questa sfida globale. Nuove cure e risultati della ricerca portano speranza per il futuro, consentendo ai pazienti di vivere una vita sana e felice.

La trasmissione dell'HIV non si limita ai rapporti sessuali, ma comprende anche la trasmissione da madre a figlio, la trasmissione del sangue e altre vie. Inoltre, una diagnosi precoce è fondamentale per iniziare tempestivamente il trattamento antiretrovirale, riducendo il rischio di trasmissione dell'HIV e migliorando la qualità della vita del paziente.

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Oggi è la 36a Giornata mondiale contro l'AIDS . Divulgando l'educazione sanitaria, adottando misure preventive appropriate, come l'uso del preservativo, evitando la condivisione di siringhe, sottoponendosi al test dell'HIV e fornendo misure di prevenzione da madre a figlio, possiamo ridurre la discriminazione, il panico e la trasmissione del virus, controllando e prevenendo così meglio l'AIDS.

Riferimenti:

[1] Centri per il controllo delle malattie (CDC). Linfoadenopatia persistente e generalizzata tra i maschi omosessuali. Rapporto settimanale sulla morbilità e mortalità.. 1982 maggio 21;31(19):249-51.

[2] Centri per il controllo delle malattie (CDC). Aggiornamento sulla sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS) – Stati Uniti. Rapporto settimanale sulla morbilità e mortalità. 31 settembre 1982 (37): 507–08, 513–14.

[3] http://www.unaids.org.cn/

Autore: Tang Wei, vice primario del Dipartimento di infezioni e immunità, Changsha First Hospital

Revisore: Li Nannan, ricercatore di secondo livello dell'Associazione per la scienza e la tecnologia di Hunan, direttore dell'Associazione degli scrittori scientifici di Hunan, esperto di divulgazione scientifica in Cina

Chen Yuefei, ricercatore, membro dell'Hunan Science Writers Association, esperto di divulgazione scientifica in Cina

Prodotto da: Science Popularization China

Prodotto da: China Science and Technology Press Co., Ltd., China Science and Technology Publishing House (Pechino) Digital Media Co., Ltd.