L’impiego di una tecnica di ‘editing’ di un gene (cioè di ‘correzione’ della sua sequenza) per simulare una mutazione che impedisce all’HIV di entrare nelle cellule CD4, rendendole così resistenti al virus, sembra essere un approccio sicuro. Lo evidenzia uno studio di fase I appena pubblicato sul New England Journal of Medicine .

Il tentativo è quello di mimare la resistenza naturale all’infezione che si ha negli individui portatori di una specifica mutazione sul gene del CCR5, la principale proteina transmembrana utilizzata dall’HIV per entrare nelle sue cellule bersaglio. La mutazione in questione è nota come delezione delta32 e gli individui omozigoti per tale alterazione sono naturalmente immuni al virus. Anche possedere un solo allele mutato conferisce una certa protezione, perché si associa a una progressione più lenta dell’infezione.

Nel caso ormai famoso del ‘paziente di Berlino’, Timothy Brown, un trapianto di cellule staminali a cui l’uomo era stato sottoposto per trattare una leucemia ha portato apparentemente a ‘guarirlo’ dall’HIV perché le cellule del midollo osseo del donatore avevano entrambe le copie della mutazione delta32 nel gene del CCR5.

Nello studio uscito ora sul Nejm, un gruppo di ricercatori americani guidato da Pablo Tebas, della University of Pennsylvania di Philadelphia e direttore dell’Adult AIDS Clinical Trials Unit, ha ‘messo fuori gioco’ ex vivo il gene CCR5, rendendolo non più funzionante in via definitiva, nelle cellule CD4 di 12 pazienti e poi ha reinfuso le cellule in ciascun partecipante con una singola somministrazione.

Per disattivare il gene del CCR5, i ricercatori hanno utilizzato una nucleasi ’a dito di zinco’ introdotta con un vettore adenovirale per tagliare un sito specifico all'interno del gene bersaglio, creando così un knockout funzionale. Il gruppo ha poi espanso le cellule in vitro e le ha reinfuse nel paziente. Ogni partecipante ha ricevuto 10 miliardi di cellule CD4 autologhe, di cui una percentuale compresa tra l’11 e il 28% era modificata.

Tutti i pazienti al momento dell’infusione stavano facendo la terapia antiretrovirale altamente attiva ed erano aviremici (HAART); la metà di essi un mese dopo il trattamento ha interrotto la terapia anti-HIV per 12 settimane.

L'outcome primario del trial era la sicurezza, mentre quelli secondari erano la ricostituzione immunitaria e la resistenza all’HIV.

L’infusione si è dimostrata sicura, ad esclusione di un paziente che ha avuto febbre, brividi, dolori articolari e mal di schiena per pochi giorni dopo la procedura.

Le cellule CD4 con il gene modificato sono entrate rapidamente in circolo, tant’è vero che la conta mediana dei CD4 è passata da 448/mm3 a 1517/mm3 nel giro di una settimana dall’infusione (P < 0,001). Dopo 7 giorni, la concentrazione mediana delle cellule modificate era di 250 cellule/mm3, pari al 13,9% delle cellule CD4 circolanti.

L’emivita media stimata è risultata di 48 settimane e in alcuni casi le cellule modificate sono state rilevabili anche dopo 2 anni. Inoltre, si è visto che i CD4 modificati hanno infiltrato anche la mucosa rettale.

Nella maggior parte dei sei pazienti che hanno interrotto temporaneamente la HAART, come previsto, la viremia è risalita le e conta dei CD4 è crollata, ma i ricercatori hanno visto che le cellule non modificate sono diminuite molto più velocemente ( -7,25 cellule/die; IC al 95% da  -12,14 a -2,94 cellule) rispetto a quelle modificate ( -1,81 cellule/die; IC al 95% da -3,08 a -0,46 cellule; P = 0,02). Questo suggerisce che le cellule modificate erano almeno parzialmente resistenti all’HIV, come gli autori speravano.

L’unica eccezione è rappresentata da un paziente che in seguito si è scoperto essere naturalmente portatore di una copia della mutazione delta32. In questo caso la carica virale è rimasta al di sotto della soglia di rilevabilità per parecchie settimane, poi è salita a 6247 copie/ml e infine è tornata ad essere non rilevabile quando si è ripresa la HAART.

I ricercatori concludono che indurre una resistenza genetica acquisita all'infezione da HIV, nel piccolo campione studiato, si è dimostrata una procedura sicura e e affermano che bisogna ora andare avanti con la ricerca per aumentare l'attecchimento.

Nell’editoriale di commento, Mark A. Kay, della Stanford University, e Bruce D. Walker, dell’MIT di Harvard e del Massachusetts General Hospital di Boston, definiscono il lavoro “un importante passo avanti" nella validazione dell’editing del genoma.

"La ferma conclusione di questo studio è che la modifica del genoma delle cellule umane è sicura e associata a un profilo di eventi avversi accettabile, e che le cellule infuse sopravvivono" scrivono i due esperti.

Tuttavia, avvertono Kay e Walker, bisognerà migliorare l’efficienza del processo prima che questo possa avere un qualsivoglia impatto clinico. In un’intervista, Kay ha detto che, in effetti, la maggior parte delle cellule modificate nell’esperimento dei colleghi aveva solo una copia del gene bersaglio modificata: non abbastanza, dunque, per renderle completamente resistenti all’HIV.

“Perché questo trattamento possa realmente tradursi in una possibilità di eradicazione del virus, bisogna aumentare l’efficienza in modo che le cellule risultino omozigoti per il gene modificato” ha affermato Kay.

Ma l’editing genetico, di per sé, non porterà a curare l’HIV nemmeno migliorando l’efficienza e il numero di cellule con entrambe le copie del gene CCR5 inattivate, ha sottolineato Tebas. Piuttosto, l’autore prefigura un “approccio di combinazione”.

Il primo step sarebbe quello di infondere cellule CD4 completamente resistenti. In seconda battuta bisognerebbe attivare e uccidere le cellule quiescenti che formano i serbatoi virali, e questa al momento rappresenta ancora una sfida.

Durante questo processo, i CD4 modificati sopravvivrebbero e non sarebbero infettati dall’HIV, mentre quelli non modificati sarebbero infettati, ma morirebbero, lasciando in circolazione solo quelli resistenti. “Questo è il modo in cui penso che il nostro approccio potrebbe tradursi in una strategia terapeutica” ha concluso Tebas.

P. Tebas, et al. Gene Editing of CCR5 in Autologous CD4 T Cells of Persons Infected with HIV. N Engl J Med. 2014;370:901-910. DOI: 10.1056/NEJMoa1300662
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Alessandra Terzaghi