#FasSalute. Malattie virali rare: come combatterle con un unico agente antivirale

Aggirare la farmaco resistenza scegliendo come bersaglio una proteina umana anziché componenti o enzimi propri del virus. Parliamo di approcci terapeutici innovativi nel trattamento di infezioni virali rare, ma la cui incidenza è in continua crescita in alcune aree del mondo: la Dengue, la febbre Chikungunya e la malattia da virus West Nile. L’idea del progetto Unavir, tra i beneficiari del bando FAS Salute della Regione Toscana, è quella di identificare un composto da portare in sperimentazione clinica per arrivare a sviluppare un nuovo farmaco antivirale per il trattamento di queste malattie. Ne abbiamo parlato con il Prof. Maurizio Botta dell'Università di Siena, che ha recentemente identificato una famiglia di composti dotati di attività inibitoria nei confronti della replicazione di più virus, grazie al supporto del bando regionale Salute 2009. I risultati ottenuti sono stati recentemente pubblicati sulla rivista americana Proceedings of the National Academy of Science USA.

Prof. Botta, lei conduce da anni attività di ricerca su potenziali agenti antivirali. Su cosa si focalizza il progetto Unavir?
Con il mio gruppo di ricerca lavoriamo da tempo per individuare e ottimizzare composti che possano essere impiegati nella battaglia contro i virus. Qualche anno fa, nel tentativo di superare le resistenze sviluppate verso HIV, tentammo un approccio innovativo rispetto a quello utilizzato dai farmaci in commercio: anziché scegliere come target le proteine virali, provammo a colpire una proteina umana, la RNA elicasi DDX3. Si tratta di una proteina indispensabile per il virus - che la utilizza per infettare la cellula e replicarsi - ma non essenziale per la cellula umana: bloccare questa proteina ci avrebbe consentito di fermare l’avanzata virale e di limitare lo sviluppo di resistenze. Fu così che scoprimmo la prima molecola capace di inibire la replicazione del virus HIV agendo sulla elicasi cellulare DDX3. Fu un primo successo, riportato in letteratura, che ebbe una certa risonanza, la proof of concept che il nostro approccio poteva funzionare. Era il 2009, e ci lavorammo insieme al dottor Giovanni Maga dell'Istituto di Genetica Molecolare del CNR di Pavia. L’obiettivo di Unavir è quello di combattere alcune malattie virali rare e aggirare la farmaco resistenza attraverso lo stesso approccio terapeutico, “sfruttando” bersagli cellulari anziché virali.

Un unico agente antivirale per bloccare l’avanzata di più malattie.
Esatto. Ulteriori studi hanno messo in evidenza l’importanza, nel ciclo replicativo virale, della proteina umana RNA elicasi DDX3. Questa proteina è necessaria alla replicazione di numerosi virus, tra i quali oltre l’HIV, anche HCV, JEV, Dengue, West Nile, Chikungunya e rappresenta perciò un target appetibile e innovativo per un approccio terapeutico in grado di superare il problema della farmaco resistenza. Parliamo di virus rari diffusi soprattutto in Africa, ma lo stesso Ministero della Salute ha sottolineato come anche in Italia e in Europa si stia assistendo all’aumento della segnalazione di casi importati e autoctoni di alcune arbovirosi molto diffuse, quali le sopra citate malattie virali. A differenza dell’HIV, che il mondo ha aggredito con risorse spaventose, qui ci troviamo difronte a un minore interesse ma non per la ricerca e, soprattutto, non per il nostro gruppo universitario.

A che punto siete della vostra ricerca?
Il coinvolgimento di questo cofattore cellulare nella replicazione di virus differenti è stato dimostrato e la famiglia di composti dotati di attività inibitoria nei confronti dell'attività elicasica di DDX3 scoperta dal mio gruppo di ricerca è stata brevettata. Tali composti hanno mostrato interessanti attività antivirali contro i virus HIV, HCV, Dengue, JEV e West Nile. Inoltre, in collaborazione con gruppo del Prof. Maurizio Zazzi, del Dipartimento di Biotecnologie Mediche del nostro Ateneo è stato già dimostrato scientificamente che possiamo bloccare i ceppi di HIV resistenti all’attuale terapia antivirale, anche nel caso dei virus più resistenti, proprio perché il nostro target è una proteina umana. Infine, in collaborazione con il professor Maurizio Sanguinetti, dell'Istituto di microbiologia dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma, sono stati condotti già alcuni studi preliminari in vivo che hanno dimostrato che questo primo gruppo di composti non sono tossici.

Quali saranno i prossimi passi e a quando il coinvolgimento degli altri partner?
Adesso entrano in campo la componente ospedaliero universitaria e i gruppi di virologi. In particolare, collaboreremo a stretto contatto con la Medicina Sperimentale e Clinica dell’Università degli Studi di Firenze; il Dipartimenti Medicina Molecolare e dello Sviluppo dell’Università di Siena e il Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia dell’Università di Pisa. Ci aiuteranno a comprendere in profondità cosa avvenga a livello cellulare e quali siano le implicazioni dell’attività inibitoria della proteina DDX3 nei diversi cicli virali. In questa fase, inoltre, andremo a testare le molecole su nuovi virus ancora non presi in considerazione.

Nel progetto Unavir sono coinvolte anche due imprese, come espressamente previsto dal bando regionale. Qual è il ruolo e che termini può rappresentare un valore aggiunto per il progetto. Le imprese con cui collaboreremo sono due, Lead Discovery Siena e VisMederi. Entrambe nascono da esperienze universitarie e sono tutte e due afferenti all’incubatore di Fondazione Toscana Life Sciences. Le competenze sono diverse, nel caso di VisMederi avremo un supporto nella fase di validazione dei test in vitro per la valutazione dell’efficacia delle molecole, in cui saranno usati anche degli isolati clinici umani. Lead Discovery Siena, invece, ci aiuterà nella progettazione e sintesi delle molecole in quantità più elevate.

Che cosa vi aspettate in termini di risultati? E con che tempi questi risultati potrebbero avere una ricaduta diretta sulle persone?
La portata del progetto potrebbe essere davvero enorme se riuscissimo a confermare l’attività antivirale in vitro su un modello animale e a dimostrare che la molecola non è tossica: a quel punto potremmo andare a testarla su virus accomunati dallo stesso meccanismo replicativo e gettare la basi per lo sviluppo di un farmaco antivirale ad ampio spettro in grado di trattare anche i pazienti immunodepressi che spesso contraggono coinfezioni. La speranza è quella di arrivare, in un futuro non troppo lontano, a poter frenare la mortalità legata a queste malattie con una terapia efficace e a costi non particolarmente elevati. Potremmo inoltre essere in grado di trattare con un unico agente antivirale nuovi virus emergenti per i quali non è disponibile una terapia specifica. Ci tengo a ringraziare la Regione Toscana, che ha creduto sin dal principio nelle potenzialità della nostra ricerca accordandoci anche un precedente finanziamento. Quelle risorse ci hanno permesso di continuare il nostro lavoro sugli antivirali, dando una solida base di ricerca al progetto Unavir.

Articolo di riferimento. Brai A, Fazi R, Tintori C, Zamperini C, Bugli F, Sanguinetti F, Stigliano E, Esté J, Badia R, Franco S, Martinez M A, Martinez J, Meyerhans A, Saladini F, Zazzi M, Garbelli A, Maga G, and Botta M, Human DDX3 Protein is a New Valuable Target to Develop Broad Spectrum Antiviral Agents. Proc Natl Acad Sci U S A (2016), 113(19): 5388–5393.

Il bando regionale FAS Salute. Unavir è uno dei 16 progetti finanziati dalla Regione Toscana sul bando FAS Salute 2014, emanato nell'ambito della linea 1.1.2 del PAR FSC (ex FAS) 2007-2013, per sostenere la