il "rampino d'arrembaggio" del virus HIV

Gentilissimi,
già in altre occasioni abbiamo parlato di HIV, proponendo articoli di approfondimento scientifico.
EccoVi un nuovo approfondimento, tratto, e lievemente modificato, dalla newsletter Le Scienze.
Come sempre buona lettura! NR

immunologia medicina microbiologia

La struttura del "rampino d'arrembaggio" dell'HIV

© 3d4Medical.com/Corbis

Grazie a tecniche d'avanguardia, è stata definita, con precisione, la struttura della proteina complessa che permette al virus di attaccarsi alle cellule del sistema immunitario, penetrandone all'interno. La scoperta apre le porte a nuove opportunità di progettazione di vaccini contro la malattia (red)

Utilizzando due differenti tecniche d'avanguardia di ingegneria proteica e di visualizzazione di ingegneria proteica, un gruppo di biologi è riuscito a fornire un quadro dettagliato della proteina di superficie del virus dell'HIV, che ha un ruolo centrale nel consentire all'agente patogeno di penetrare all'interno delle cellule del sistema immunitario e scatenare l'infezione. Il risultato, descritto in due articoli pubblicati su “Science”, appare di rilevanza fondamentale per una migliore comprensione dei meccanismi di accesso del virus all'organismo umano, ma ancor più per lo sviluppo di potenziali vaccini, dato che la molecola descritta costituisce, di fatto, l'unico antigene virale codificato sulla superficie del virus HIV, vale a dire l'unico bersaglio utile sia per gli anticorpi naturali sia per futuri vaccini. La proteina in questione, il trimero Env ancorato al capside dell'HIV, è in realtà una proteina complessa, formata da tre strutture sostanzialmente identiche collegate fra loro, che danno al tutto un aspetto che ricorda un fungo, ciascuna delle quali è costituita da una piccola glicoproteina, gp41, che forma il “gambo” e una più grande, gp120, che forma il “cappello”. Dalla membrana di una tipica particella virale spuntano circa 15 di questi trimeri Env, pronti ad agganciarsi alle cellule umane sensibili. Pur essendo esposto al sistema immunitario, il trimero Env ha evoluto una strategia per eluderne l'attacco: muta frequentemente le sue regioni più periferiche ed esposte, rendendone difficile il riconoscimento da parte degli anticorpi.

Le immagini della proteina Env ottenute con criomicroscopia elettronica (a sinistra) e con cristallografia a raggi X. (Cortesia Scripps Research Institute/Science/AAAS)

Per progettare un vaccino a prova di mutazioni è quindi necessario studiare la struttura di tutta la proteina Env a scala atomica, per individuare i possibili siti di attacco degli anticorpi non soggetti a mutazioni. Purtroppo il trimero Env è estremamente delicato e le usuali tecniche di identificazione strutturale lo frantumano, permettendo la definizione imprecisa di alcune sue parti e non permettendo la definizione complessiva  dell'articolata proteina. Per aggirare il problema, i ricercatori del Scripps Research Institute, a La Jolla, in California, e della Cornell University hanno quindi pensato di ricopiare il trimero Env con tecniche di ingegneria proteica, aggiungendo, nei suoi punti di maggiore fragilità, alcuni piccoli “elementi di sostegno” che ne impedissero la frantumazione durante le procedure di definizione della struttura. In questo modo i ricercatori sono riusciti nell'intento di caratterizzare Env sfruttando due tecniche differenti, con la criomicroscopia elettronica e con la cristallografia a raggi X (che consente una risoluzione visiva maggiore), descritte, rispettivamente, negli articoli a prima firma Dimtry Lyumkis e Jean-Philippe Julien, con risultati concordanti.

(05 novembre 2013)