Un team interdisciplinare di scienziati di KU Leuven in Belgio ha sviluppato una nuova tecnica per esaminare come le proteine ​​interagiscono tra loro a livello di una singola particella virale dell'HIV. La tecnica consente agli scienziati di studiare in dettaglio il virus potenzialmente letale e rende più rapido ed efficiente lo screening di potenziali farmaci anti-HIV. La tecnica può essere utilizzata anche per studiare altre malattie.

Capire come si riproduce il virus dell'immunodeficienza umana (HIV) è fondamentale nello sforzo di combattere la malattia. Entrando nel flusso sanguigno, Particelle virali dell'HIV, o virioni, 'dirottare' singole cellule immunitarie. Il virione si lega e poi penetra nella cellula immunitaria. Una volta dentro, il virione riprogramma il materiale genetico della cellula immunitaria per produrre più virioni dell'HIV. In questo modo, L'HIV disabilita le "guardie del corpo" che combattono le malattie nel nostro sangue e le trasforma in macchine per l'allevamento di nuovi virioni dell'HIV.

L'integrasi svolge un ruolo chiave durante l'intero processo:"L'integrasi è la proteina dell'HIV che fa sì che il materiale genetico dell'HIV si leghi a quello della cellula dirottata. Assicura la programmazione della cellula umana al momento dell'infezione. Nel nostro studio, volevamo monitorare l'integrasi durante le diverse fasi dell'infezione, " spiega la ricercatrice post-dottorato Jelle Hendrix (Dipartimento di Chimica). La sfida è farlo a livello di un singolo virione:"L'HIV ha diversi modi per fare la stessa cosa. Questo è il caso della penetrazione cellulare, ad esempio. Quindi è certamente utile essere in grado di vedere esattamente come si comportano i singoli virioni dell'HIV".

Per realizzare questo, i ricercatori hanno utilizzato l'imaging a fluorescenza a singola molecola. Hanno progettato un virione dell'HIV geneticamente modificato che era in grado di infettare la cellula ma incapace di riprodursi al suo interno. Il virione è stato programmato per produrre una forma fluorescente di integrasi. "Questo ci ha permesso di esaminare le interazioni dell'integrasi fluorescente al microscopio ottico sia in vitro in un singolo virione dell'HIV che in una cellula umana infettata con esso".

"Abbiamo quindi utilizzato la tecnica per studiare gli inibitori dell'HIV sia clinicamente approvati che di recente sviluppo. Si pensava che alcuni di questi farmaci influissero sull'interazione tra le particelle di integrasi. Con la nostra nuova tecnica, siamo stati in grado di osservare che questo era davvero il caso."

"Ci sono già alcune dozzine di farmaci disponibili per l'HIV, ma ulteriori ricerche sono essenziali. Ogni volta che l'HIV si moltiplica dirottando una cellula immunitaria, c'è una possibilità di mutazione, e non vi è alcuna garanzia che un farmaco per l'HIV sarà in grado di gestire tale mutazione. Un farmaco potrebbe non essere altrettanto efficace nel corso della vita di un paziente. Inoltre, gli attuali farmaci per l'HIV sono molto costosi. Da qui l'importanza di poter testare i farmaci anti-HIV in modo rapido ed efficiente".

La buona notizia è che questa nuova tecnica può essere ampiamente applicata:"Può sembrare sorprendente, ma possiamo anche usare una versione geneticamente modificata di un virus pericoloso per esaminare altri agenti patogeni. Essenzialmente, abbiamo creato una provetta nano da un virione dell'HIV, al cui interno si possono studiare le interazioni proteiche. In linea di principio, possiamo rendere fluorescente qualsiasi proteina, sia dall'HIV, da un'altra malattia o da una cellula umana".

"I ricercatori studiano da tempo le interazioni delle proteine, ma studiarli a livello di una singola particella virale non era possibile fino ad ora, " afferma Jelle Hendrix. La nostra tecnica consente agli scienziati di testare rapidamente molte molecole - potenziali farmaci - per molte malattie utilizzando materiale minimo. Nella ricerca futura, useremo la tecnica per studiare le proteine ​​dell'integrasi di altri virus".