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Credito: CC0 Dominio pubblico

Le cellule T CD4+ sono parti importanti del sistema immunitario e svolgono un ruolo chiave nella difesa dell’organismo dagli agenti patogeni. Poiché possiedono una grande varietà di meccanismi di difesa contro l’HIV nel loro stato di riposo, vengono infettati solo molto raramente, ma queste poche cellule infette formano un serbatoio latente per l’HIV nel corpo che attualmente non può essere raggiunto dai farmaci antivirali. Di conseguenza, il virus può diffondersi nuovamente da lì dopo l’attivazione delle cellule T CD4+. Comprendere come l’HIV interagisce con le cellule T CD4+ a riposo è essenziale per trovare nuovi approcci terapeutici. Gli scienziati guidati dal Prof. Oliver T. Keppler dell’Istituto Max von Pettenkofer della LMU hanno ora sviluppato un metodo che per la prima volta consente di manipolare geneticamente queste cellule immunitarie specifiche in condizioni fisiologiche in modo efficiente e senza complicazioni. Come riportano gli autori sulla rivista Metodi della natura, questo permette intuizioni prima irraggiungibili nella biologia di queste cellule.

Le cellule T CD4+ a riposo erano poco suscettibili di manipolazioni genetiche, perché i metodi disponibili generalmente presuppongono cellule in divisione, come spiega Keppler. “E le cellule a riposo non si dividono per definizione”. Come primo passo nello sviluppo del nuovo metodo, il team di scienziati ha ottimizzato le condizioni di coltivazione. Di conseguenza, i ricercatori sono stati in grado di mantenere in vita queste cellule in laboratorio dopo averle estratte dal sangue di donatori sani non solo per 3-4 giorni come prima, ma fino a sei settimane. Il progresso decisivo è arrivato con un avanzamento nella nucleofezione, un metodo speciale che consente di consegnare i reagenti nel nucleo di una cellula. Utilizzando questa tecnica, i ricercatori hanno introdotto le forbici genetiche CRISPR-Cas nelle cellule T CD4+ a riposo, consentendo loro di apportare modifiche mirate al genoma delle cellule ospiti, ad esempio eliminando i geni mediante i cosiddetti knockout. “Questa combinazione ha funzionato in modo molto efficiente e siamo stati in grado di raggiungere e manipolare geneticamente circa il 98% delle cellule. Inoltre, lo abbiamo fatto senza attivare le cellule T CD4+”, afferma Keppler. “Ciò che è stato particolarmente entusiasmante è stato il fatto che siamo stati in grado di eliminare fino a sei geni contemporaneamente con alta efficienza per mezzo di una singola nucleofezione. Nessuno era riuscito a farlo prima nelle cellule primarie e lo abbiamo fatto con cellule isolate da un organo intatto. “

Gene knock-out e knock-in

In futuro, i ricercatori saranno così in grado di eliminare singoli geni e intere vie di segnalazione e analizzarne le funzioni. Eliminando i geni corrispondenti, sono già riusciti a chiarire se quattro fattori cellulari precedentemente controversi svolgono un ruolo nell’infezione da HIV o meno.

Oltre a questo, hanno perseguito un secondo approccio “knock-in”, per cui vengono inseriti geni aggiuntivi o leggermente modificati, come un gene per la proteina fluorescente verde (GFP). Con l’aiuto di questa proteina, i ricercatori possono analizzare come l’attività di un gene bersaglio cambia in determinate condizioni, oppure possono contrassegnare proteine ​​specifiche. “Tutte queste cose insieme ci danno l’opportunità per la prima volta di studiare l’interazione dell’HIV con le cellule T CD4+ umane a riposo in condizioni fisiologiche”, spiega Adrian Ruhle, co-autore dello studio. “Ma possiamo anche studiare meglio queste cellule nel loro ruolo generale di cellule immunitarie oltre l’HIV”. A lungo termine, i ricercatori sperano che avere una migliore comprensione della biologia di queste cellule porterà a nuovi approcci per l’eliminazione totale dell’HIV dall’organismo dei pazienti, poiché ci sono ancora circa 37 milioni di persone nel mondo infette dal virus.


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