G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro latenza

Ricerca scientifica finalizzata all'eradicazione o al controllo dell'infezione.
Sam
Messaggi: 68
Iscritto il: venerdì 13 aprile 2012, 17:58

G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro latenza

Messaggio da Sam » sabato 28 luglio 2012, 15:54

Di questa notizia non ho letto nulla sul forum: credo sia sfuggita...

Ecco qui il link http://salute24.ilsole24ore.com/article ... refresh_ce

Sarebbe interessante capire qual'è specificatamente questo meccanismo e in che cosa consiste. Inoltre volevo approfittare per fare i complimenti al forum in generale e in particolare a Dora (che leggo sempre!!!) per i suoi minuziosi lavori e analisi in questa sezione di cui ci tiene costantemente aggiornati.



Dora
Messaggi: 7491
Iscritto il: martedì 7 luglio 2009, 10:48

Re: AL SAN RAFFAELE SI SCOPRE UN MECCANISMO FUNZIONALE ALLA

Messaggio da Dora » sabato 28 luglio 2012, 16:26

Sam ha scritto:Di questa notizia non ho letto nulla sul forum: credo sia sfuggita...

Ecco qui il link http://salute24.ilsole24ore.com/article ... refresh_ce

Sarebbe interessante capire qual'è specificatamente questo meccanismo e in che cosa consiste. Inoltre volevo approfittare per fare i complimenti al forum in generale e in particolare a Dora (che leggo sempre!!!) per i suoi minuziosi lavori e analisi in questa sezione di cui ci tiene costantemente aggiornati.
Ciao Sam, grazie, sei davvero gentile.
Il tuo è il secondo "richiamo" dopo quello di Isabeau, due giorni fa. La verità è che questo lavoro - come sovente sono quelli di Guido Poli - è bello difficile e mi piacerebbe trattarlo nel modo giusto. Quindi sono in ritardo, anche perché in questi giorni ho dovuto fare anche tante altre cose.
Prometto che troverò il modo per parlarne nei prossimi giorni.
Intanto, che ne diresti se chiedessimo agli admin di spostare il thread nella sezione Verso una cura, dove approfondiamo un po' di più i lavori scientifici?
E che ne diresti se, per rendere chiaro fin dal titolo di che cosa si parla, lo facessimo intitolare G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro latenza?

Ciao!



Sam
Messaggi: 68
Iscritto il: venerdì 13 aprile 2012, 17:58

Re: AL SAN RAFFAELE SI SCOPRE UN MECCANISMO FUNZIONALE ALLA

Messaggio da Sam » domenica 29 luglio 2012, 14:19

Ma certo! D'accordo a tutte le modifiche ... :-D



Dora
Messaggi: 7491
Iscritto il: martedì 7 luglio 2009, 10:48

Re: G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro lat

Messaggio da Dora » mercoledì 1 agosto 2012, 10:01

Sam ha scritto:Sarebbe interessante capire qual'è specificatamente questo meccanismo e in che cosa consiste.
NOTA: è un articolo molto difficile, soprattutto nella parte ultra-tecnica dedicata ai risultati del lavoro. Spero di riuscire a sintetizzare senza fare troppa confusione.


Guido Poli e il suo gruppo al San Raffaele, insieme alla genetista e biologa cellulare M.Vittoria Schiaffino, hanno presentato ad AIDS 2012 – e contestualmente pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) – una ricerca che parte dall’idea che il silenziamento epigenetico dell’HIV costituisca un problema cruciale sia per l’eradicazione del virus, sia perché le modificazioni epigenetiche possono interferire con l’espressione di geni che servono per curare malattie e che sono stati trasportati per integrarsi all’interno del genoma delle cellule mediante vettori esogeni (virus o altri parassiti, resi inoffensivi), facendo così fallire eventuali terapie geniche.

Fra i vari meccanismi epigenetici conosciuti – dal rimodellamento della cromatina alla metilazione del DNA – le modificazioni istoniche (acetilazione e deacetilazione) sono i maggiori responsabili epigenetici della trascrizione dei geni e possono essere trasmesse stabilmente alle cellule figlie, anche se rimangono reversibili.

Esiste una grande famiglia di enzimi responsabili della deacetilazione istonica (HDAC) e quindi del condensamento e della repressione della trascrizione della cromatina.
Questi enzimi hanno diverse strutture, diverse funzioni, diversi modelli di espressione e diverse localizzazioni sub-cellulari, e vengono raggruppati in quattro classi. Anche se il modo in cui questa famiglia di enzimi agisce non è del tutto chiaro, alcuni inibitori degli HDAC (HDACi) sono già utilizzati come farmaci sia in oncologia, sia nei disturbi neuromuscolari e neurodegenerativi.
Alcuni di questi HDACi – in particolare il SAHA e l’acido valproico – sono stati sperimentati come sostanze contro la latenza dell’HIV, perché lo stato dormiente del provirus dipende da fattori di trascrizione della cellula che lo ospita, ma anche da un meccanismo epigenetico di regolazione sul quale possono agire gli HDACi (vedere, per esempio, Trial su HDACi per eradicazione_Lewin/Margolis vs Clements 2).

A questa lunga premessa si deve aggiungere un altro aspetto della “conoscenza di sfondo” da cui Poli e i suoi collaboratori sono partiti: il silenziamento epigenetico delle sequenze esogene integrate nel genoma rappresenta un meccanismo di difesa delle cellule dei mammiferi contro i retrovirus ed altri parassiti genetici. Tuttavia, questa reazione fisiologica può reprimere la trascrizione di vettori oncoretrovirali o lentivirali, facendo così fallire le terapie geniche utilizzate per curare malattie ereditate.
Si deve inoltre ricordare che dei retrovirus che causano malattie, come l’HIV, hanno la capacità di mettersi in uno stato dormiente, sotto forma di DNA provirale integrato in alcune cellule infette, riuscendo così a eludere sia i meccanismi immunologici messi in atto dal nostro organismo per combattere le infezioni, sia l’azione dei farmaci.

Ne segue che riuscire a identificare i meccanismi responsabili della riattivazione dei transgeni silenziati può essere molto importante da un punto di vista clinico.

Ora, si sapeva che le cellule dei mammiferi, se vengono private di amminoacidi essenziali, cioè se si tolgono loro gli elementi costitutivi delle proteine, rispondono cambiando l’espressione dei propri geni e modificando diversi processi cellulari, fra cui – appunto – il rimodellamento della cromatina.

  • Che cosa è il fulcro dell’articolo di Poli? L’osservazione che una restrizione di amminoacidi essenziali comporta che non vengano trascritti i transgeni silenziati, fra cui i plasmidi e i vettori oncoretrovirali, così come che non venga trascritto il provirus dell’HIV che si è annidato nel genoma dei linfociti T; e che questo effetto si correla con una consistente sotto-regolazione di uno degli HDAC: l’HDAC4.
    Infatti, se si inibisce farmacologicamente l’HDAC4, il silenziamento della trascrizione si inverte e questo porta alla riattivazione sia dei transgeni esogeni, sia dell’HIV latente.
    In sostanza, l’inibizione di questo enzima riproduce gli effetti che fanno venir fame di proteine alle cellule, obbligandole a rimodellare la cromatina e quindi a riattivare l’espressione del DNA dell’HIV.


Questo risultato indica che l’HDAC4 si comporta come un regolatore dell’espressione dei transgeni esogeni, sensibili alla deprivazione di amminoacidi; e quindi suggerisce che degli inibitori dell’HDAC4 possano costituire uno strumento efficace sia nei contesti in cui la terapia genica sostituisce dei geni, sia nelle terapie antiretrovirali.

Il meccanismo attraverso cui l’HDAC4 regola il silenziamento dei transgeni non è ancora chiaro, anche se Poli avanza delle ipotesi.
Ma l’aver mostrato questo legame – che non si sospettava esistesse – fra una restrizione selettiva delle proteine e la regolazione epigenetica dell’espressione dei transgeni inizia a dare qualche spiegazione su come funzionino i meccanismi del silenziamento di sequenze esogene, che sono potenzialmente pericolose e che si integrano nel genoma delle nostre cellule.
Questo fa ipotizzare a Poli la possibilità che inibire l’HDAC4 possa da un lato favorire il successo delle terapie geniche, dall’altro aiutare eventuali strategie di eradicazione dell’HIV.

Un altro aspetto suggerito dai risultati di questa ricerca è l’idea che uno stato di malnutrizione, e in particolare di deficienza di proteine, possa contribuire a favorire la riattivazione e la diffusione del provirus dell’HIV. Questo apre delle prospettive di ricerca nuove e tutte da approfondire.




RIFERIMENTI:

Abstract AIDS 2102: Amino acid starvation induces reactivation of integrated transgenes and HIV-1 provirus via downregulation of HDAC4.
Abstract articolo: Amino acid starvation induces reactivation of silenced transgenes and latent HIV-1 provirus via down-regulation of histone deacetylase 4 (HDAC4).
Comunicato stampa: Meccanismo epigenetico accende il DNA dei virus nelle cellule.



Leon
Messaggi: 1462
Iscritto il: mercoledì 21 febbraio 2007, 7:33

Re: G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro lat

Messaggio da Leon » giovedì 2 agosto 2012, 6:52

Dora ha scritto:Guido Poli e il suo gruppo al San Raffaele [...]
Grazie mille, Dora, per quest'altra splendida divulagazione! Immagine

Una domanda: da quanto hai capito, o è possibile capire da questo studio del gruppo di Poli, la HDAC4 ha qualcosa di molto diverso rispetto alle altre istondeacetilasi (l'unico ricordo che ho, ancora risalente all'"eradication summer", è una distinzione in due classi, che mi sembra fossero contraddistinte da suffissi espressi in numeri romani, o forse anche arabi, ma di sicuro non in lettere), segnatamente nel senso che quelli che chiamiamo genericamente "inibitori dell'istondeacetilasi", tipo acido valproico o SAHA, non la inibiscono?


P.S. Rimane comunque, se non ho malamente frainteso, il solito rischio del "risveglio" delle famose "strange things"...



Dora
Messaggi: 7491
Iscritto il: martedì 7 luglio 2009, 10:48

Re: G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro lat

Messaggio da Dora » giovedì 2 agosto 2012, 14:12

Leon ha scritto:da quanto hai capito, o è possibile capire da questo studio del gruppo di Poli, la HDAC4 ha qualcosa di molto diverso rispetto alle altre istondeacetilasi (l'unico ricordo che ho, ancora risalente all'"eradication summer", è una distinzione in due classi, che mi sembra fossero contraddistinte da suffissi espressi in numeri romani, o forse anche arabi, ma di sicuro non in lettere), segnatamente nel senso che quelli che chiamiamo genericamente "inibitori dell'istondeacetilasi", tipo acido valproico o SAHA, non la inibiscono?


P.S. Rimane comunque, se non ho malamente frainteso, il solito rischio del "risveglio" delle famose "strange things"...
Due questioncine proprio da nulla, eh?! ;)
Studio un po', poi spero di riuscire a scrivere qualcosa.



Dora
Messaggi: 7491
Iscritto il: martedì 7 luglio 2009, 10:48

Re: G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro lat

Messaggio da Dora » domenica 12 agosto 2012, 10:19

Leon, scusa il ritardo, ma non sono riuscita a riprendere in mano l'articolo di Poli fino ad oggi. Ricapitolando:
  • (1) L'HDAC4 è differente dalle altre HDAC? In particolare, viene inibita da HDACi tipo VPA o SAHA?
    (2) Riattivare il provirus dell'HIV dalle cellule latentemente infette mediante inibizione dell'HDAC4 può comportare la riattivazione di qualche altra bestiàccia (*), tipo retrovirus esogeni che si sono integrati nel nostro DNA generazioni e generazioni fa?
Come ricordavi, la grande famiglia delle iston-deacetilasi comprende quattro classi:

I (HDAC 1, 2, 3 e 8);
IIa (HDAC 4, 5, 7 e 9);
IIb (HDAC 6 e 10);
IV (HDAC 11).

A parte stanno le due HDAC di classe III, che vengono chiamate sirtuine e, a differenza di tutti gli altri enzimi della famiglia, non sono zinco-dipendenti.

Per chi desiderasse approfondire le differenze fra questi enzimi, Poli cita una bella review uscita pochi anni fa e dedicata espressamente a spiegare i loro diversi ruoli nella fisiologia umana e le loro implicazioni - a livello sia di patologia, sia di terapia - studiati a partire da modelli di topi privi delle singole HDAC: The many roles of histone deacetylases in development and physiology: implications for disease and therapy.

Per esempio, la HDAC4 ha un ruolo centrale nella formazione dello scheletro e si è visto che i topini umanizzati nati senza gene per la HDAC4 muoiono nella prima settimana di vita, per una sorta di “eccesso di ossa”. D’altra parte, se la HDAC4 è sovra-espressa, di ossa non se ne formano.
Ma questo stesso enzima si esprime anche nel cervello, nel cuore e nelle cartilagini (nei condrociti).
Invece, per rimanere nella stessa classe IIa, le HDAC 5 e 9 contribuiscono alla crescita e al funzionamento del cuore.

Da quanto scrive Poli nel suo articolo, si ritiene in generale che questa classe IIa di HDAC non eserciti una sua propria attività di acetilazione istonica, ma controlli la trascrizione dei geni o agendo come ”impalcature” per i complessi che contengono HDAC di classe I, che sono attive dal punto di vista catalitico, oppure interagendo con le nucleoporine e così modificando il legame fra cromatina e membrana nucleare.
Tuttavia, dalla ricerca di Poli emerge che la sottoregolazione di HDAC della I classe non riproduce l’inattivazione dell’HDAC4. Di qui l’ipotesi di Poli che l’HDAC4 abbia una sua propria attività catalitica, che permetta di mantenere il silenziamento dei transgeni.
C’è però una possibilità alternativa, che Poli ritiene più probabile: che l’inibizione farmacologica dell’HDAC4 comporti l’effettivo dislocamento di interattori.

Quindi, se non sto fraintendendo tutto, mi par di capire che la risposta alla prima parte della tua domanda sia:
  • - sì, per quanto la sua azione sia ancora compresa solo parzialmente, l’HDAC4 è diversa dagli altri enzimi di questa grande famiglia.
Quanto alla seconda parte, il SAHA è un panHDACi, cioè inibisce tutte le iston-deacetilasi, quindi anche l’HDAC4; invece il VPA inibisce solo quelle della classe I.
Nella ricerca di Poli, per inibire l’HDAC4 è stato utilizzato l’MC1568, che è un inibitore selettivo della classe II delle HDAC.
Questo ha comportato un aumento significativo dell’HIV-1 mRNA in tutte le fasi dell’esperimento, con un picco di un aumento di 60 volte dopo 24 ore di incubazione.
Dal momento che la cinetica dell’accumulazione di RNA virale indotta da questo inibitore dell’HDAC4 è stata simile a quella osservata quando l’HDAC4 è stata sotto-regolata togliendole amminoacidi, questo ha confermato l’ipotesi che questi due percorsi siano in forte correlazione.
Risultati simili sono stati ottenuti usando l’MC1575, che è un altro inibitore delle HDAC di classe II.


Veniamo alla seconda domanda.
La classe II delle HDAC, e in particolare la HDAC4, svolge un ruolo cruciale nel mantenimento del silenziamento dei transgeni esogeni, così come del provirus dell’HIV. Ne segue che, se si provoca deprivazione proteica o si inibisce l’HDAC4, si attiva un processo che può portare alla trascrizione dei transgeni e del DNA virale silenziati.
Quindi temo che la risposta alla seconda domanda sia
  • - sì, se si riattiva l’HIV latente mediante inibizione dell’HDAC4, il rischio di risvegliare qualche “strange thing”- o HERVs - c’è. D'altra parte, come spiegato nell'articolo di Poli e come spero di aver fatto capire nel mio messaggio precedente, in questo sta anche l'utilità della procedura.


A parzialissima consolazione, vorrei ricordarti che molte di queste “strange things” sono integrate nel nostro genoma da così tanto tempo da avere non solo perso la capacità di farci male, ma anzi da essere divenute parte fondamentale di noi e dei nostri processi fisiologici (vedi un bellissimo recente post su Discover Magazine di quell’ottimo divulgatore che è Carl Zimmer - We Are Viral From the Beginning – in cui si spiega come, senza “strange things”, niente placenta, quindi niente embrioni, quindi niente “noi”).


**********************************************

(*) Caro Uffa, aver imposto una censura automatica su un temine innocente quale BESTIÀCCIA fa di te una bestiàccia peggiore di ogni immaginabile HERV. :evil:



uffa2
Amministratore
Messaggi: 6752
Iscritto il: lunedì 26 novembre 2007, 0:07

Re: G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro lat

Messaggio da uffa2 » domenica 12 agosto 2012, 10:56

Dora ha scritto:(*) Caro Uffa, aver imposto una censura automatica su un temine innocente quale BESTIÀCCIA fa di te una bestiàccia peggiore di ogni immaginabile HERV. :evil:
mi sto convertendo al fondamentalismo: d'ora in avanti solo preghiere e vite dei santi :mrgreen:


HIVforum ha bisogno anche di te!
se vuoi offrire le tue conoscenze tecniche o linguistiche (c'è tanto da tradurre) o sostenere i costi per mantenere e sviluppare HIVforum, contatta con un PM stealthy e uffa2, oppure scrivi a staff@hivforum.info

Dora
Messaggi: 7491
Iscritto il: martedì 7 luglio 2009, 10:48

Re: G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro lat

Messaggio da Dora » domenica 12 agosto 2012, 12:03

uffa2 ha scritto:
Dora ha scritto:(*) Caro Uffa, aver imposto una censura automatica su un temine innocente quale BESTIÀCCIA fa di te una bestiàccia peggiore di ogni immaginabile HERV. :evil:
mi sto convertendo al fondamentalismo: d'ora in avanti solo preghiere e vite dei santi :mrgreen:
:lol: :lol: :lol:
Sappi che gli spiriti liberi del forum si opporranno in ogni modo a questa deriva gesuitica e ti impediranno di trasformare questo luogo in una discarica dell'ammmore. :P



Leon
Messaggi: 1462
Iscritto il: mercoledì 21 febbraio 2007, 7:33

Re: G.Poli_deprivazione proteica+inibizione HDAC4 contro lat

Messaggio da Leon » lunedì 13 agosto 2012, 14:58

Prima di tutto, grazie per quest'altra gatta che hai pelato! Immagine
Dora ha scritto:Come ricordavi, la grande famiglia delle iston-deacetilasi comprende quattro classi:

I (HDAC 1, 2, 3 e 8);
IIa (HDAC 4, 5, 7 e 9);
IIb (HDAC 6 e 10);
IV (HDAC 11).

A parte stanno le due HDAC di classe III, che vengono chiamate sirtuine e, a differenza di tutti gli altri enzimi della famiglia, non sono zinco-dipendenti.
No, ricordavo male, invece, nel senso che, come avevo scritto, ricordavo DUE classi, mentre qui sono almeno tre (anche mettendo insieme la IIa e la IIb in una stessa classe che io ricordavo come "II" e basta).
il SAHA è un panHDACi, cioè inibisce tutte le iston-deacetilasi, quindi anche l’HDAC4
Ahia!
temo che la risposta alla seconda domanda sia
  • - sì, se si riattiva l’HIV latente mediante inibizione dell’HDAC4, il rischio di risvegliare qualche “strange thing”- o HERVs - c’è. D'altra parte, come spiegato nell'articolo di Poli e come spero di aver fatto capire nel mio messaggio precedente, in questo sta anche l'utilità della procedura.
Ahia!!!
A parzialissima consolazione, vorrei ricordarti che molte di queste “strange things” sono integrate nel nostro genoma da così tanto tempo da avere non solo perso la capacità di farci male, ma anzi da essere divenute parte fondamentale di noi e dei nostri processi fisiologici (vedi un bellissimo recente post su Discover Magazine di quell’ottimo divulgatore che è Carl Zimmer - We Are Viral From the Beginning – in cui si spiega come, senza “strange things”, niente placenta, quindi niente embrioni, quindi niente “noi”).
Temo che tu stia mischiano due cose diverse: un conto sono i retrovirus fossili "vantaggiosi" (sempre che la placenta sia 'sto gran vantaggio, visto che i pulcini che sbucano dalle uova mi sembrano molto più in gamba dei neonati umani) che si sono integrati stabilmente nel nostro genoma e SI ESPRIMONO SISTEMATICAMENTE; tutt'altro conto sono i retrovirus dannosi che qualche rarissimo individuo (tipo quelli che, sempre nel caso dell'HIV, chiamiamo elite LTNP/elite viremic controller - e meglio ancora saranno i discendenti, nei secoli dei secoli, delle coppie formate da soggetti di queste categorie), per motivi in gran parte ancora oscuri, ma molto probabilmente genetici o epigenetici, riesce a tenere a bada per tutta la vita con le sue sole forze, e riuscirà a fossilizzare trasmettendo questa capacità alla sua discendenza e risparmiandola così alla pandemia di turno.

Proprio a questo proposito, alcuni anni fa, ma non molti, avevo letto su non so più quale rivista specializzata un bellissimo articolo che mostrava come una delle prime cose che accadono nell'embrione umano sia appunto la disattivazione epigenetica di tutti i retrovirus fossili nocivi (che, se ci si fermasse al semplice patrimonio genetico trasmesso dai genitori e lo si lasciasse libero di esprimersi completamente, creerebbero dei mostri o, più probabilmente, dei morti in partenza).

Insomma, di consolazioni, ancorché parziali, temo non ce ne siano e, anzi, mi sa che a giocare con l'epigenetica bisogna stare più attenti, e forse anche *molto* più attenti, che a giocare con il genoma nudo e crudo.



Rispondi