Una nuova ricerca condotta da un team di fisici guidato dal professore della Northeastern University Mark Williams sta lavorando a una soluzione.

Non esiste una cura per l'HIV, il virus che causa l'AIDS, ma esistono trattamenti che possono ridurre la quantità di HIV nel corpo di un paziente e tenere il virus sotto controllo.

Il team di Williams ha recentemente confermato un meccanismo chiave nell'infezione delle cellule che potrebbe portare a farmaci migliori.

"L'obiettivo di questa ricerca è comprendere molto meglio il ciclo di vita [retrovirale] in modo da poter sviluppare farmaci migliori per l'HIV", afferma Williams. "E questa è una parte importante del ciclo di vita da attaccare con i farmaci."

Lo studio, condotto dal team di Williams in collaborazione con Vinay Pathak e il biologo ricercatore Ryan Burdick nel suo laboratorio presso il National Cancer Institute, ha esaminato il processo di "svestimento", quando il DNA virale fuoriesce dal guscio originale del capside dell'HIV che ha è entrato in una cella.

Ciò che ha innescato il processo di rimozione del rivestimento era precedentemente sconosciuto. Si credeva, dice Williams, che alcuni fattori virali o dell'ospite avessero avviato quel processo.

La nuova ricerca, pubblicata su Science Advances , mostra che la rimozione del rivestimento potrebbe essere un processo naturale di aumento della pressione meccanica che causa la rottura del guscio proteico che circonda il genoma dell'HIV, una teoria proposta per la prima volta dalla collaboratrice Ioulia Rouzina della Ohio State University.

Uno dei risultati chiave dello studio è che il DNA virale deve essere più grande di una dimensione minima specifica per creare una pressione sufficiente sul guscio. Ryan Burdick ha osservato che i virus con troppo poco DNA non possono rimuovere il rivestimento e infettare le cellule ospiti, mentre Michael Morse, ricercatore associato della Northeastern, ha dimostrato che la proteina nucleocapside virale condensa il DNA per prevenire la rimozione prematura del rivestimento.

Capire dove e come avviene la rimozione del rivestimento, afferma Williams, crea la possibilità di provare a usare farmaci e influenzare la stabilità del guscio proteico o il processo di rimozione stesso.

"Perché la rimozione del rivestimento è essenziale per l'infettività", afferma.

L'HIV, o virus dell'immunodeficienza umana, è un retrovirus che causa l'AIDS.

Come retrovirus, l’HIV utilizza molecole di acido ribonucleico, o RNA, come vettore di informazioni genomiche. Questo RNA si converte in DNA virale che successivamente si integra nel DNA di una cellula ospite. La cellula infetta produce quindi altri retrovirus HIV che infettano altre cellule.

L'HIV si trasmette attraverso il contatto diretto con fluidi corporei infetti da HIV, come sangue, sperma e fluidi vaginali, oppure da una madre affetta da HIV al figlio durante la gravidanza, il travaglio, il parto o l'allattamento al seno.

Il virus entra in una cellula umana come un nucleo virale privo di cellule a forma di cono composto da un guscio proteico, chiamato capside.

Il nucleo dell’HIV contiene il genoma virale:due copie di RNA; proteina nucleocapside, una proteina virale che aiuta a impacchettare il genoma all'interno di una cavità chiusa; e alcune altre proteine.

Un DNA virale è generato da una trascrizione inversa dell'RNA virale. Successivamente, il DNA virale appena sintetizzato deve uscire dal guscio proteico.

Williams paragona l'RNA virale a un filo flessibile, mentre il DNA virale è come un filo rigido che esercita una pressione sul guscio proteico. Se la pressione creata dal DNA rompe il guscio troppo presto, il genoma dell’HIV verrà rilasciato nel citoplasma, il liquido gelatinoso che riempie l’interno della cellula ospite, e distrutto dal sistema immunitario della cellula prima di raggiungere il nucleo della cellula. che ne racchiude il DNA.

Gli scienziati hanno dovuto fare molti esperimenti per lo studio attuale, dice, per capire che le proteine ​​del nucleocapside si legano non solo al DNA virale, ma si legano anche all'RNA una volta iniziato il processo di conversione.

"Il genoma dell'RNA è ancora lì quando crei il DNA da quel genoma", afferma Williams. "Quindi hai aumentato la quantità di DNA e RNA nel virus, e il fatto che non ci sia abbastanza proteina nucleocapside nel capside per condensare tutto il DNA e l'RNA virale è ciò che sembra innescare la rimozione del rivestimento."

Questo meccanismo è stato piuttosto sorprendente, dice Williams, ma ha senso dal punto di vista fisico.