Nanoparticelle che inducono apoptosi nei CD4 infetti

[Blast]

Ho trovato questo studio su pubmed, un abstract di un congresso per l'HIV di fine 2014, non sarà la panacea ma le basi sembrano interessanti, più che altro per il discorso dei reservoir e della possibilità di indurre le cellule con provirus in apoptosi che, in combinazione con la HAART, potrebbe portare vicino allo zero non sono la carica virale, ma anche la carica provirale. Cosa ve ne pare?

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/article ... -19707.pdf

Targeted destruction of HIV-positive cells
Sharma, Jyoti R; Dodgen, Cleo1; Skepu, Amanda and Meyer, Mervin
Biotechnology, University of Western Cape, Bellville, Cape Town, South Africa. Nanotechnology Innovation Centre, Mintek, Randburg, South Africa.

Introduction: HIV/AIDS is now a global epidemic that has become the leading infectious killer of adults worldwide. Although
antiretroviral (ARV) therapy has dramatically improved the quality of life and increased the life expectancy of those infected with
HIV but frequency of dosing and drug toxicity as well as the development of viral resistance pose additional limitations.
The rapidly expanding field of nanotechnology has vast potential to radically advance the treatment and prevention of HIV/
AIDS. Nanoparticles can provide improved drug delivery, by virtue of their small size, robustness, safety, multimodality or
multifunctionality.

Aims and objectives: Since HIV primarily infects CD4 cells; we aim to use CD4 as a selectable target to deliver a pro-apoptotic
protein to HIV-infected cells using nanoparticles as carriers. The aim of study was to develop a nanotechnology-based death
inducing delivery system for the destruction of CD4HIV infected cells through the activation of caspase-3.

Methodology: A modified caspase-3 protein (Mut-3) was engineered, which is cleavable only by HIV-1 protease. Mut-3 can
activate apoptosis in the presence of HIV-1 protease, consequently killing HIV-positive cells. Mut-3 protein was conjugated to
gold nanoparticles together with a CD4-targeting peptide. The efficacy of the gold nanoparticles was tested on CHO cells that
were genetically engineered to express GFP labelled CD4 and HIV-1 protease.

Results: Mut-3 was expressed in bacterial cells and purified. CHO cells that stably over express CD4-GFP and HIV-1 protease were
selected using Fluorescence Activated Cell Sorting. Dose response cell culture experiments showed that gold nanoparticles
without Mut-3 and CD4-targeting peptide did not induce cell death in CHO cells, while gold nanoparticles that was conjugated
with Mut-3 and the CD4-targeting peptide rapidly induced cell death in CHO cells.

Conclusions: Our results suggest that gold nanoparticles conjugated with Mut-3 and a CD4-targeting peptide could potentially
induce apoptosis in HIV-infected cells.

[uffa2]

molto interessante, finora le nanotecnologie hanno puntato essenzialmente a realizzare farmaci più performanti, questo sarebbe ben altra cosa...

[Dora]

Ho trovato questo studio su pubmed, un abstract di un congresso per l'HIV di fine 2014, non sarà la panacea ma le basi sembrano interessanti, più che altro per il discorso dei reservoir e della possibilità di indurre le cellule con provirus in apoptosi che, in combinazione con la HAART, potrebbe portare vicino allo zero non sono la carica virale, ma anche la carica provirale. Cosa ve ne pare?

Temo che non possa funzionare per distruggere il reservoir latente, perché questa Mut-3 (modified caspase-3 protein) trasportata dalle nanoparticelle d'oro è stata costruita in modo da indurre l'apoptosi in cellule che esprimono la proteasi dell'HIV. Ma la proteasi viene espressa solo durante il ciclo vitale del virus, non quando il virus è latente in cellule quiescenti. Quindi il reservoir non viene toccato dall'azione di queste nanoparticelle.

Detto questo, se funzioneranno - cioè se si dimostrerà in vivo che queste nanoparticelle inducono apoptosi solo nelle cellule produttivamente infette senza che questo danneggi le cellule sane circostanti - immagino che potrebbero essere utili per arrivare nei santuari farmacologici nei tessuti, dove gli antiretrovirali standard faticano ad arrivare in dosi ottimali e dove persiste quindi un basso livello di produzione virale. Qualcosa di simile a quanto ricordava Uffa sui farmaci "più performanti".


Di nanoparticelle parliamo per esempio qui - e si fa cenno anche a qualcosa contro la latenza:

http://www.hivforum.info/forum/viewtopic.php?f=4&t=3357

[Blast]

In effetti questo è vero, forse un modo più efficace potrebbe essere quello di utilizzare terapie combinate che sfruttino non solo la HAART e questo meccanismo della mut3 o altri che ho letto in giro per pubmed, ma nello stesso tempo anche un'implementazione di questi metodi che riesca a renderli più efficaci sulle cellule quiescenti, come ad esempio coniugando le particelle a molecole con un target di tipo nucleotidico piuttosto che proteico.

Resta comunque interessante l'eliminazione della carica provirale mediante apoptosi di cellule infettate, potrebbe fornire una base, se non per l'eradicazione del virus, quantomeno per degli studi di terapie più brevi o meno "giornaliere"; staremo a vedere

[uffa2]

Però, Dora, però: non potrebbe essere la strada per lo “shock and kill”?
In fondo uno dei problemi era che, anche riuscendo a risvegliare il virus, questo non sembra essere necessariamente collegato al decesso dei CD4 non più latentemente infettati; anziché disperarsi a dare una sveglia ai CD8 sperando che facciano il loro lavoro e solo quello, questa potrebbe essere una strada: risveglio chimico del virus e CD4cidio altrettanto chimico delle cellule che svelano, grazie al risveglio, il loro stato di (non più latente) infezione.
Al di là che stiamo parlando con levità di una cosa simile ad andare a passeggio in un buco nero, c’è qualcosa che non ho considerato?

[Dora]

un'implementazione di questi metodi che riesca a renderli più efficaci sulle cellule quiescenti, come ad esempio coniugando le particelle a molecole con un target di tipo nucleotidico piuttosto che proteico.

Resta comunque interessante l'eliminazione della carica provirale mediante apoptosi di cellule infettate, potrebbe fornire una base, se non per l'eradicazione del virus, quantomeno per degli studi di terapie più brevi o meno "giornaliere"; staremo a vedere

Questa cosa della "eliminazione della carica provirale mediante apoptosi di cellule infettate" non l'ho capita.
Stai parlando di HIV DNA integrato in cellule quiescenti latentemente infette, cioè del vero, fondamentale ostacolo all'eradicazione dell'HIV?
Se è così e se pensi di distruggere tutte le cellule quiescenti (che mi pare già un'idea assai bizzarra), non capisco come tu faccia a distinguere le cellule quiescenti sane da quelle latentemente infette, dato che non mi pare abbia molto senso dare un così grosso aiuto all'HIV e far fuori tutti i CD4, infetti o non infetti, attivati o quiescenti, e al momento di marker validati che segnalino che una cellula è latentemente infetta non ce ne sono.
C'è forse il CD2 trovato da Romerio, ma di strada da fare per validarlo in vivo credo ne abbia ancora un po' e ha il serio problema di non essere una proteina del virus, bensì la sovraespressione di una molecola di adesione che si trova su linfociti T e natural killer.
E poi ci sono gli antigeni Gag prodotti dai CD4 quiescenti latentemente infetti di cui parla Una O'Doherty, ma anche questa ricerca sembra lontana dal dare risultati conclusivi.

Però, Dora, però: non potrebbe essere la strada per lo “shock and kill”?
In fondo uno dei problemi era che, anche riuscendo a risvegliare il virus, questo non sembra essere necessariamente collegato al decesso dei CD4 non più latentemente infettati; anziché disperarsi a dare una sveglia ai CD8 sperando che facciano il loro lavoro e solo quello, questa potrebbe essere una strada: risveglio chimico del virus e CD4cidio altrettanto chimico delle cellule che svelano, grazie al risveglio, il loro stato di (non più latente) infezione.
Al di là che stiamo parlando con levità di una cosa simile ad andare a passeggio in un buco nero, c’è qualcosa che non ho considerato?

Forse il fatto che le cellule latentemente infette e quiescenti in cui la trascrizione virale è stata riattivata non esprimono la proteasi dell'HIV, quindi le tue belle nanoparticelle d'oro non sanno contro che cosa scagliare il loro attacco - credo.



P.S. Suggerimento (furbo) di Dora: rileggete l'abstract postato da Blast. Vedete qualcosa che, anche lontanamente, parli di latenza, distruzione del reservoir, etc. etc.?

[Blast]

Questa cosa della "eliminazione della carica provirale mediante apoptosi di cellule infettate" non l'ho capita.
Stai parlando di HIV DNA integrato in cellule quiescenti latentemente infette, cioè del vero, fondamentale ostacolo all'eradicazione dell'HIV?
Se è così e se pensi di distruggere tutte le cellule quiescenti (che mi pare già un'idea assai bizzarra), non capisco come tu faccia a distinguere le cellule quiescenti sane da quelle latentemente infette, dato che non mi pare abbia molto senso dare un così grosso aiuto all'HIV e far fuori tutti i CD4, infetti o non infetti, attivati o quiescenti, e al momento di marker validati che segnalino che una cellula è latentemente infetta non ce ne sono.

I marker per la segnalazione di cellule CD4 infette dal virus sono proprio quelli di questo abstract. Come dicevo vanno studiati, implementati, in modo da non limitare la cosa solo a cellule attive dal punto di vista replicativo che possano essere distrutte solo tramite proteasi. Ovviamente non ne ho idea di come, altrimenti queste cose le starei scrivendo su Nature o Science con tanto di premio Nobel alle mie spalle
Tra l'altro i CD4 si riformano, non è che se uccido i CD4 infetti è finita, basti pensare agli studi sul resetting immunitario e trapianti di midollo anche in altre patologie del sistema immunitario.

P.S. Suggerimento (furbo) di Dora: rileggete l'abstract postato da Blast. Vedete qualcosa che, anche lontanamente, parli di latenza, distruzione del reservoir, etc. etc.?

Si tratta di un abstract...le ipotesi dei reservoir le ho fatte io, ma alla luce del fatto che sono necessari ulteriori studi, implementazioni e modificazioni per adattare la cosa ad una putativa applicazione in campo medico. Credo che anche dalla più apparentemente stupida ricerca possa essere estrapolato qualcosa che possa risultare utile in un futuro, piuttosto che scartarla a priori solo perchè non ha promesso di guarire immediatamente tutto il mondo dall'HIV...

[Dora]

Questa cosa della "eliminazione della carica provirale mediante apoptosi di cellule infettate" non l'ho capita.
Stai parlando di HIV DNA integrato in cellule quiescenti latentemente infette, cioè del vero, fondamentale ostacolo all'eradicazione dell'HIV?
Se è così e se pensi di distruggere tutte le cellule quiescenti (che mi pare già un'idea assai bizzarra), non capisco come tu faccia a distinguere le cellule quiescenti sane da quelle latentemente infette, dato che non mi pare abbia molto senso dare un così grosso aiuto all'HIV e far fuori tutti i CD4, infetti o non infetti, attivati o quiescenti, e al momento di marker validati che segnalino che una cellula è latentemente infetta non ce ne sono.

I marker per la segnalazione di cellule CD4 infette dal virus sono proprio quelli di questo abstract.

Ascolta, nell'abstract dei sudafricani si parla solo di CD4 infetti. Non c'è menzione di alcun marker che differenzi i CD4 sani da quelli malati e i CD4 produttivamente infetti da quelli latentemente infetti. Si parla soltanto di indurre apoptosi nei CD4 infetti.
Questi signori, che non sono degli esperti di latenza dell'HIV, ma piuttosto degli esperti di nanotecnologie, hanno legato a delle nanoparticelle una proteina che induce l'apoptosi della cellula quando si trova in presenza della proteasi dell'HIV. Questo avviene quando le cellule sono produttivamente e non latentemente infette. Quindi le nanoparticelle dei sudafricani serviranno a far morire dei CD4 che morirebbero già per conto loro a causa della produzione virale.
Vuoi distruggere mediante apoptosi il reservoir dei CD4 con delle nanoparticelle? Devi fare in modo di legare a quelle particelle qualche sostanza, o qualche anticorpo, o anche qualche isotopo radioattivo, che induca l'apoptosi specificamente in CD4 quiescenti latentemente infetti.
Sei capace di riconoscerli? Al momento, no.

P.S. Suggerimento (furbo) di Dora: rileggete l'abstract postato da Blast. Vedete qualcosa che, anche lontanamente, parli di latenza, distruzione del reservoir, etc. etc.?

Si tratta di un abstract...

Se avessero anche solo lontanamente pensato di poter usare le loro nanoparticelle in qualche strategia di cura, puoi star sicuro che l'avrebbero scritto.

le ipotesi dei reservoir le ho fatte io, ma alla luce del fatto che sono necessari ulteriori studi, implementazioni e modificazioni per adattare la cosa ad una putativa applicazione in campo medico.
Credo che anche dalla più apparentemente stupida ricerca possa essere estrapolato qualcosa che possa risultare utile in un futuro, piuttosto che scartarla a priori solo perchè non ha promesso di guarire immediatamente tutto il mondo dall'HIV...

No, guarda, io non sto scartando proprio niente. Soltanto, credo che non sia un caso che gli autori siano sudafricani e penso che questa specifica ricerca servirà forse nei Paesi in cui la distribuzione degli antiretrovirali è subottimale o a persone che hanno esaurito ogni altra opzione terapeutica, non certamente dove la ART funziona bene, né all'interno di qualche strategia di cura.
Sugli usi delle nanoparticelle unite ad anticorpi monoclonali o a sostanze antilatenza, il discorso è completamente diverso e credo di averti già suggerito il link a un'altra discussione, cui adesso aggiungo questo:

http://www.hivforum.info/forum/viewtopi ... 608#p42608.

[uffa2]

ecco il poster (è l'ultima pagina):

http://hivglasgow.org/custom-files/uplo ... ARGETS.pdf

[Dora]

ecco il poster (è l'ultima pagina) [...]

Uffa, osserva che NON hanno lavorato su modelli cellulari di latenza e non farti trarre in inganno da quei furbetti che giocano con le parole e scrivono di "eradicazione delle cellule infette da HIV":

• Once the therapeutic agent has proven to be successful in vitro, an animal model of HIV will be treated with functionalised gold nanoparticle to determine apoptosis in vivo setting and thereby reduce viral load towards eradication of HIV-infected cells

Al reservoir latente le loro nanoparticelle non ci arrivano.

Piuttosto, non farti sfuggire il poster di Buchholtz, Hauber etc. sulla Ricombinasi Tre universale, che è riuscita a colpire tanti isolati diversi di HIV. Un bel passo avanti rispetto a quando riuscivano a mirare solo contro il ceppo A.
BRAVISSIMI!!
Peccato che - a un anno da quando hanno lanciato l'appello - siano ancora alla ricerca di finanziamenti.