Per gli abituali frequentatori di Verso una cura e della vecchia sezione, Verso l’eradicazione, probabilmente di nuovo c’è ben poco. Ma si tratta di un articolo semplice e abbastanza esaustivo, quindi spero possa essere di qualche utilità per i nuovi arrivati.
Poiché l'articolo è piuttosto lungo, lo spezzo in tre messaggi successivi
HIV Reservoirs and Strategies for Eradication
INTRODUZIONE
La morbilità e la mortalità dell’infezione da HIV sono state ridotte in modo sostanziale dalla terapia antiretrovirale combinata (cART); ma la terapia deve essere presa a vita e, se viene sospesa, il virus ha un rapido rebound in tutti i pazienti. L’annuncio che un paziente con HIV era guarito dopo un trapianto di midollo osseo da un donatore che presentava la delezione di 32 coppie di basi nel gene CCR5, che codifica per il co-recettore dell’HIV, ha rinnovato la speranza di una possibilità di cura dell’infezione.
Esistono diversi ostacoli scientifici da superare prima di trovare una cura per l’HIV e – ciò che conta – di trovare una cura accessibile anche ai malati dei Paesi poveri.
Questa review è dedicata agli sviluppi che la nostra comprensione di dove persista il virus nei pazienti in HAART e come si stabilisca e si mantenga la latenza ha avuto di recente, nonché alle strategie cliniche per l’eliminazione delle cellule latentemente infette.
DOV’È IL VIRUS NEI PAZIENTI IN HAART?
LINFOCITI T MEMORIA
La persistenza di CD4 memoria quiescenti latentemente infetti nel sangue e nel tessuto linfoide dei pazienti in HAART è stata documentata più di 15 anni or sono. Più di recente, sia i CD4 memoria centrale (definiti come CD45RA- CCR7+ CD27+), sia i CD4 memoria transitoria (CD45RA- CCR7- CD27+) sono stati identificati come il maggior serbatoio di cellule infette, che persistono nel sangue dei pazienti HIV+ in terapia soppressiva.
La latenza è stata dimostrata anche in altri sottogruppi di linfociti T e altri tipi di cellule, ed è importante caratterizzarla bene, perché i meccanismi che portano alla persistenza dell’HIV in queste cellule e alla sua eliminazione da esse potrebbero essere differenti.
LINFOCITI T NAÏVE
Il DNA virale persiste nei CD4 naïve in pazienti in HAART soppressiva, anche se la frequenza dell’infezione è di circa 1-2 log inferiore rispetto a quella dei CD4 memoria. Noi ed altri abbiamo dimostrato che la concentrazione di HIV DNA era simile nei CD4 naïve CD31+ (arricchiti da cellule passate di recente dal timo) e nei CD4 naïve CD31- (cellule naïve che hanno subito una proliferazione omeostatica), sia prima sia dopo la HAART.
Il numero assoluto di CD4 naïve infetti (espresso come copie di HIV DNA per ml di sangue), in realtà, aumenta in seguito alla HAART, e ciò fa pensare che, in una situazione di proliferazione cellulare, il reservoir dei linfociti T naïve infetti possa espandersi nel corso del tempo.
CELLULE PROGENITRICI EMATOPOIETICHE
Esiste ora la prova che l’HIV può persistere nelle cellule progenitrici ematopoietiche (HPC) CD34+. In un piccolo studio su 9 pazienti in HAART soppressiva, è stato trovato HIV DNA integrato nelle progenitrici CD34+ di circa il 40% dei pazienti.
Anche se l’infezione delle progenitrici in vitro ha mostrato che la replicazione attiva del virus era citotossica, si è visto che poteva instaurarsi un’infezione latente in queste cellule, che hanno una durata lunghissima. Ex vivo, le staminali ematopoietiche, che sono il sottogruppo delle HPC che ha vita più lunga, possono essere infettate da un HIV che usa il co-recettore CXCR4, oppure da un virus dual-tropico.
Servono altre ricerche per capire come si stabilisca la latenza in queste cellule, se le HPC latentemente infette ospitino un virus capace di infettare e se queste cellule siano una fonte di rebound virale nel momento in cui i pazienti sospendono la terapia.
ASTROCITI
Si è visto che – in vitro – l’infezione di linee cellulari di astrociti e di astrociti primari comporta sì integrazione del virus, ma anche una sua produzione molto limitata. È stato trovato dell’HIV DNA integrato in astrociti prelevati dal cervello di pazienti HIV+, e questo è stato associato alla demenza HIV-correlata. Dal momento, però, che questi studi sono stati fatti in pazienti viremici, servono studi sugli astrociti di pazienti con viremia soppressa dalla HAART.
I RESERVOIR ANATOMICI
IL TRATTO GASTROINTESTINALE (GI)
Il tratto gastrointestinale è un reservoir importante di cellule infette nei pazienti in terapia: le concentrazioni di HIV DNA e di HIV RNA non processato [unspliced (US) HIV RNA – cioè non ancora trascritto] associato alle cellule sono di quasi 5-10 volte più alte che nelle cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC). La distribuzione del DNA e dell’RNA virale è diversa nel tratto gastrointestinale: le maggiori concentrazioni di HIV DNA si trovano nel retto e quelle di HIV RNA nell’ileo.
Se si è aggiunto il raltegravir a pazienti in HAART soppressiva, si è ottenuta una diminuzione non significativa dell’HIV RNA non processato nell’ileo, forse compatibile con una replicazione attiva in quel punto dell’intestino. Servono studi randomizzati di intensificazione della terapia più ampi per confermare questi risultati.
Uno studio recente su tre pazienti che hanno iniziato la HAART durante l’infezione acuta ha mostrato che, a seguito di un’interruzione della terapia, non c’era una relazione filogenetica fra le sequenze di HIV RNA derivate dal rebound del virus e l’HIV DNA trovato nel tratto gastrointestinale. Questo fa ipotizzare che il tratto gastrointestinale NON sia una fonte primaria di rebound della viremia quando si sospende la HAART. Ciò tuttavia non esclude la possibilità che una più piccola popolazione presente nell’intestino contribuisca al rebound viremico.
IL SISTEMA NERVOSO CENTRALE (CNS)
Il sistema nervoso centrale, con le sue cellule così particolari e dalla vita così lunga, costituisce un reservoir persistente per l’HIV nei pazienti in terapia, poiché la barriera ematoencefalica limita l’accesso dei farmaci antiretrovirali e delle cellule immunitarie HIV-specifiche. Astrociti latentemente infetti e monociti infetti da HIV sono entrambi possibili reservoir virali nel cervello e si è dimostrato che c’è un basso livello di HIV RNA nel fluido cerebrospinale di addirittura il 10% di pazienti con viremia soppressa dalla HAART.
Mancano, tuttavia, degli studi sistematici sulla persistenza dell’HIV nel sistema nervoso centrale di pazienti in terapia.
IL TESSUTO LINFATICO
I CD4 quiescenti che contengono HIV DNA integrato circolano attraverso il sangue e i linfonodi, rendendo il tessuto linfatico un importante, anche se poco studiato, reservoir nei pazienti in HAART. Inoltre, le cellule dendritiche (DC) follicolari, o altre cellule mieloidi che risiedono in centri germinali, possono costituire una fonte stabile di virus capace di replicarsi. Le interazioni fra cellule dendritiche e linfociti T possono contribuire a una continua suscettibilità all’infezione dei linfociti T quiescenti.
IL TRATTO GENITO-URINARIO
L’HIV RNA è stato trovato nello sperma dell’8-10% degli uomini e nelle secrezioni genitali del 54% delle donne con viremia soppressa dalla HAART: ciò fa ipotizzare che esista un reservoir nel tratto genitale, anche se l’origine precisa di questo virus non è chiara.
Come accade nel sistema nervoso centrale, la penetrazione della HAART nel tratto genitale è limitata e nel tratto genito-urinario maschile, soprattutto nei testicoli, anche la barriera fra sangue e testicoli limita l’entrata delle cellule immunitarie.
Studi in vitro hanno dimostrato che il tessuto testicolare umano può sostenere un’infezione produttiva, ma non si sa se cellule infettate da HIV persistano nei testicoli di pazienti in HAART.
I MODELLI DEI PRIMATI NON UMANI
I macachi infetti da SIV (virus dell’immunodeficienza delle scimmie) o da SIV che contiene la trascrittasi inversa dell’HIV (RT-SHIV) ci offrono la possibilità di studiare la distribuzione dell’infezione persistente nei reservoir anatomici durante la HAART soppressiva.
Un piccolo studio su macachi rhesus infettati da RT-SHIV e trattati con HAART per 48 settimane ha identificato la milza, i linfonodi e il tratto gastrointestinale come i principali reservoir di DNA e RNA virale. Da notare che nel cervello e nel midollo spinale si son trovate soltanto tracce di DNA e di RNA del virus, forse a causa del neurotropismo limitato dell’RT-SHIV usato in questo studio.
Altri studi, che hanno usato l’SIV in macachi nemestrina hanno dimostrato che il virus persiste nel sistema nervoso centrale anche dopo 48 settimane di HAART soppressiva .
Un altro modello, sempre sulle stesse scimmie, ha usato una combinazione di un virus molto virulento a livello neurale (l’SIV/17E-Fr) con un virus immunosoppressivo (l’SIV-Delta B670) e ha somministrato una terapia basata su 4 antiretrovirali. Con un decadimento del virus nel sangue e con cellule latentemente infette simile a quelle dei pazienti umani con HIV, si è avuta una prova inequivocabile della persistenza virale nel sistema nervoso centrale.
Mentre gli studi sui primati non umani forniscono informazioni che non possono essere ottenute dai pazienti umani, è possibile che la localizzazione dei reservoir anatomici sia specifica dei macachi, oppure del tipo di virus che li infetta. Servono dunque delle ricerche sia sui macachi SIV+, sia sugli uomini HIV+, per capire meglio i reservoir anatomici durante la HAART.
LA VIREMIA PLASMATICA DI BASSO LIVELLO
Se si usa un test per rilevare l’HIV RNA nel plasma abbastanza sensibile da trovare 1 copia di virus per ml di sangue, si vede che l’80% dei pazienti con viremia soppressa dalla HAART presenta una viremia plasmatica intermittente di basso livello.
Si ritiene che l’HIV RNA plasmatico di basso livello abbia due fasi di decadimento, con la seconda fase che ha un’emivita lunghissima o addirittura potrebbe non decadere mai.
L’origine e il significato di questo HIV RNA plasmatico di basso livello rimangono controversi. Differenti studi di intensificazione della terapia, che hanno usato antiretrovirali aggiuntivi, di classi diverse, in pazienti in HAART non sono riusciti a dimostrare nessun cambiamento nell’HIV RNA di basso livello nel sangue.
Nei pazienti con viremia soppressa dalla HAART, questo è molto stabile, con una minima evoluzione delle sequenze e un unico clone chiaramente dominante persiste per molti anni.
Esistono dati in conflitto sulla relazione filogenetica fra l’HIV RNA di basso livello nel plasma e l’HIV presente nei CD4 quiescenti circolanti. Uno studio ha trovato scarsissima somiglianza fra le sequenze dell’HIV RNA di basso livello nel plasma e l’HIV DNA isolato sia dai CD4 sia dai monociti: questo fa pensare che l’HIV RNA di basso livello nel sangue possa derivare da una fonte differente.
Un altro studio, tuttavia, ha scoperto che le sequenze dell’HIV RNA di basso livello nel plasma e quelle di virus attivamente infettivo isolato da CD4 quiescenti erano identiche: questo, invece, fa pensare che una popolazione minoritaria di CD4 quiescenti latentemente infetti e circolanti possa essere la fonte dell’HIV RNA di basso livello nel plasma.
Un altro studio recente, ampio e trasversale, ha dimostrato che non c’era nessuna correlazione fra l’HIV RNA di basso livello nel plasma e l’HIV DNA nelle PBMC; così come non c’era nessuna correlazione fra l’HIV RNA di basso livello e i marker di attivazione dei linfociti T.
Servono dunque altri studi che confrontino la concentrazione relativa e le filogenetiche sia del DNA sia dell’RNA virale nei tessuti e nel sangue per capire qual è la fonte dell’HIV RNA di basso livello nel sangue.
Infine, è questione controversa anche se la viremia plasmatica di basso livello sia infettiva e se questo virus possa causare un rebound virale alla sospensione della HAART.
Anche l’’RNA di retrovirus endogeni umani (HERV) – per esempio l’HERV-K – è stato trovato in minime quantità nel sangue, soprattutto di persone con HIV e di altri pazienti immunodepressi. Sembra che queste particelle di RNA HERV-K non siano infettive, anche se contengono un genoma intero. Sarebbe quindi utile indagare se l’HIV RNA di basso livello nei pazienti in HAART si comporti allo stesso modo.
LA REPLICAZIONE VIRALE RESIDUA
È possibile che il virus persista in pazienti in terapia antiretrovirale a causa di una replicazione virale che continua, anche quando l’HIV RNA < 50 copie/ml. Prove di una replicazione persistente durante la HAART sono:
- • la persistenza dei circoli 2-LTR (2-sequenze terminali ripetute lunghe) in pazienti in terapia soppressiva;
• un aumento significativo dei circoli 2-LTR a seguito di intensificazione con l’inibitore dell’integrasi raltegravir;
• la riduzione dell’HIV RNA nei tessuti a seguito di intensificazione con raltegravir;
• la maggiore concentrazione di virus nei CD4 attivati rispetto ai CD4 quiescenti nel tratto gastrointestinale.
• Le prove pro e contro la replicazione virale persistente in pazienti in HAART sono sintetizzate nella Tabella 1.
La replicazione residua può verificarsi come risultato del trasferimento del virus da una cellula all’altra. Usando un modello in vitro e una modellizzazione matematica, è stato dimostrato di recente che l’inibizione della trasmissione dell’HIV da cellula a cellula mediante gli antiretrovirali è molto meno efficace rispetto all’inibizione dell’infezione di una cellula sana. Questi affascinanti risultati in vitro saranno difficili da confermare nei pazienti [NO! Cfr. http://www.hivforum.info/forum/viewtopi ... 8794#p8794], ma offrono un possibile meccanismo per spiegare come il virus possa persistere e replicarsi in presenza di HAART.