Lo sviluppo di molecole utilizzabili per la profilassi e la terapia delle malattie virali ha presentato problemi di gran lunga più difficili di quelli incontrati nella ricerca di farmaci efficaci nella cura delle malattie causate da altri microorganismi patogeni. Questo poichè, al contrario della maggior parte degli altri agenti infettanti, i virus sono parassiti intracellulari obbligati che richiedono un'attiva partecipazione ai processi metabolici della cellula invasa. Pertanto, le molecole in grado di inibire o di causare la scomparsa dei virus provocano effetti devastanti e spesso letali anche sulla stessa cellula ospite. Benché la ricerca di sostanze che possano essere utilizzate nel trattamento delle infezioni virali sia stata lunga ed intensa (1, 2, 3), sono stati individuati solo pochissimi farmaci utilizzabili per via sistemica (amantadina, acyclovir, gancyclovir, vidarabina, zidovudina, neuramide) o per uso topico (trifluotimidina, ribavirina, iododeossiuridina, tromantidina). La maggior parte di questi farmaci appartiene alla classe degli analoghi strutturali dei nucleosidi e inoltre presenta un'attività assai limitata e ristretta ad uno o a solo pochi virus. Uno dei maggiori problemi connessi allo sviluppo di farmaci antivirali tradizionali è rappresentato dalla casualità dell'approccio sperimentale utilizzato. Infatti, per individuare un singolo composto biologicamente attivo devono essere analizzate decine di migliaia di molecole ottenute o mediante estrazione di prodotti naturali o per sintesi organica. Il ridotto numero di farmaci antivirali sicuri ed efficaci attualmente disponibile suggerisce quindi la necessità di utilizzare approcci sperimentali alternativi per sviluppare nuove classi di agenti terapeutici. La tecnologia "antisenso" potrebbe offrire, pertanto, la soluzione più razionale per colpire gli agenti patogeni senza interferire con la vitalità della cellula ospite grazie alla capacità degli oligonucleotidi di agire in modo potente e selettivo discriminando tra genoma virale e cellulare (4, 5). Nel 1978 è stato pubblicato per la prima volta un articolo dove veniva illustrata l'utilizzazione di oligonucleotidi antisenso proprio per modulare l'espressione di geni virali in un sistema in vitro (6). Zamecnik e Stephenson riuscirono a bloccare parzialmente la moltiplicazione del virus del Sarcoma di Rous (RSV) aggiungendo un oligonucleotide di 13 basi direttamente alle colture cellulari che producevano attivamente il virus. Tale oligonucleotide aveva una sequenza complementare alle due estremità dell'RNA 35S dell'RSV. Si è ipotizzato che l'oligo antisenso interferisce nei processi di circolarizzazione del genoma virale impedendone, parzialmente, la replicazione e la sua integrazione nel genoma cellulare (trasformazione). Inoltre, una concentrazione 2 mM di oligo antisenso è stata in grado di bloccare la traduzione di alcuni RNA messaggeri codificanti proteine virali, mentre l'uso di oligonucleotidi con sequenze di controllo (non complementari a quelle degli RNA messaggeri scelti in prece-denza come bersagli) non ha avuto alcun effetto di inibizione dimostrando come l'azione degli oligo antisenso fosse sequenza specifica. Successivamente sono stati pubblicati numerosissimi casi di uti-lizzazione di oligonucleotidi sintetici per modulare l'espressione di geni virali con risultati che offrono interessanti prospettive future: basti pensare a oligonucleotidi che inibiscono la moltiplicazione del virus HIV-1 (7, 8), dell'HBV (9), dell'HPV (10), del virus dell'Herpes Simplex (11) e di altri (Tabella 1). I risultati ottenuti sono stati estremamente incoraggianti poichè in tutti i casi gli antisenso si sono dimostrati efficaci nel prevenire la moltiplicazione virale in vitro. Contemporaneamente si è cercato di affrontare e risolvere al meglio tutta una serie di problemi, che vanno dalla lunghezza ottimale delle molecole da utilizzare alla migliore sequenza bersaglio da scegliere, dalla concentrazione degli antisenso alle modifiche per rendere più stabili tali molecole, dal problema della eventuale tossicità al metodo migliore di somministrazione.
Antisenso e virus
G Iacomino;
1996
Abstract
Lo sviluppo di molecole utilizzabili per la profilassi e la terapia delle malattie virali ha presentato problemi di gran lunga più difficili di quelli incontrati nella ricerca di farmaci efficaci nella cura delle malattie causate da altri microorganismi patogeni. Questo poichè, al contrario della maggior parte degli altri agenti infettanti, i virus sono parassiti intracellulari obbligati che richiedono un'attiva partecipazione ai processi metabolici della cellula invasa. Pertanto, le molecole in grado di inibire o di causare la scomparsa dei virus provocano effetti devastanti e spesso letali anche sulla stessa cellula ospite. Benché la ricerca di sostanze che possano essere utilizzate nel trattamento delle infezioni virali sia stata lunga ed intensa (1, 2, 3), sono stati individuati solo pochissimi farmaci utilizzabili per via sistemica (amantadina, acyclovir, gancyclovir, vidarabina, zidovudina, neuramide) o per uso topico (trifluotimidina, ribavirina, iododeossiuridina, tromantidina). La maggior parte di questi farmaci appartiene alla classe degli analoghi strutturali dei nucleosidi e inoltre presenta un'attività assai limitata e ristretta ad uno o a solo pochi virus. Uno dei maggiori problemi connessi allo sviluppo di farmaci antivirali tradizionali è rappresentato dalla casualità dell'approccio sperimentale utilizzato. Infatti, per individuare un singolo composto biologicamente attivo devono essere analizzate decine di migliaia di molecole ottenute o mediante estrazione di prodotti naturali o per sintesi organica. Il ridotto numero di farmaci antivirali sicuri ed efficaci attualmente disponibile suggerisce quindi la necessità di utilizzare approcci sperimentali alternativi per sviluppare nuove classi di agenti terapeutici. La tecnologia "antisenso" potrebbe offrire, pertanto, la soluzione più razionale per colpire gli agenti patogeni senza interferire con la vitalità della cellula ospite grazie alla capacità degli oligonucleotidi di agire in modo potente e selettivo discriminando tra genoma virale e cellulare (4, 5). Nel 1978 è stato pubblicato per la prima volta un articolo dove veniva illustrata l'utilizzazione di oligonucleotidi antisenso proprio per modulare l'espressione di geni virali in un sistema in vitro (6). Zamecnik e Stephenson riuscirono a bloccare parzialmente la moltiplicazione del virus del Sarcoma di Rous (RSV) aggiungendo un oligonucleotide di 13 basi direttamente alle colture cellulari che producevano attivamente il virus. Tale oligonucleotide aveva una sequenza complementare alle due estremità dell'RNA 35S dell'RSV. Si è ipotizzato che l'oligo antisenso interferisce nei processi di circolarizzazione del genoma virale impedendone, parzialmente, la replicazione e la sua integrazione nel genoma cellulare (trasformazione). Inoltre, una concentrazione 2 mM di oligo antisenso è stata in grado di bloccare la traduzione di alcuni RNA messaggeri codificanti proteine virali, mentre l'uso di oligonucleotidi con sequenze di controllo (non complementari a quelle degli RNA messaggeri scelti in prece-denza come bersagli) non ha avuto alcun effetto di inibizione dimostrando come l'azione degli oligo antisenso fosse sequenza specifica. Successivamente sono stati pubblicati numerosissimi casi di uti-lizzazione di oligonucleotidi sintetici per modulare l'espressione di geni virali con risultati che offrono interessanti prospettive future: basti pensare a oligonucleotidi che inibiscono la moltiplicazione del virus HIV-1 (7, 8), dell'HBV (9), dell'HPV (10), del virus dell'Herpes Simplex (11) e di altri (Tabella 1). I risultati ottenuti sono stati estremamente incoraggianti poichè in tutti i casi gli antisenso si sono dimostrati efficaci nel prevenire la moltiplicazione virale in vitro. Contemporaneamente si è cercato di affrontare e risolvere al meglio tutta una serie di problemi, che vanno dalla lunghezza ottimale delle molecole da utilizzare alla migliore sequenza bersaglio da scegliere, dalla concentrazione degli antisenso alle modifiche per rendere più stabili tali molecole, dal problema della eventuale tossicità al metodo migliore di somministrazione.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
