Two Complementary Strategies to Inhibit the Hiv-1 Nucleocapsid Protein

Questo lavoro di tesi è dedicato allo studio di potenziali farmaci antivirali per combattere il virus dell’immunodeficienza umana di tipo 1 (HIV-1). HIV-1 è responsabile dell’omonima sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS), un problema di ordine globale che interessa più di trentacinque milioni di persone in tutto il mondo. A partire dalla scoperta dell'agente eziologico dell'AIDS avvenuta alla metà degli anni ottanta, la terapia contro HIV-1 ha dovuto confrontarsi con virus farmaco-resistenti selezionate dai farmaci disponbili come conseguenza della variabilità genetica intrinseca di HIV-1. L'approccio farmacologico, che si concentra sull'inibizione di specifici enzimi virali, impiega la concomitante somministrazione di molteplici farmaci al fine di controllare efficacemente l’infezione. Tuttavia, i costi elevati e la scarsa compliance di questi regimi farmacologici rappresentano i maggiori ostacoli all'efficacia della terapia. Negli ultimi anni sono state proposte nuove possibili strade verso lo sviluppo di candidati farmaci promettenti, in grado di interferire con bersagli virali non-canonici o proteine della cellula ospite. In questo contesto, ci siamo concentrati su nucleocapside (NC) di HIV-1, una piccola proteina cationica caratterizzata da due zinc fingers (ZFs) che conferiscono proprietà chaperoniche su acidi nucleici. Questa proteina è coinvolta in diversi punti del ciclo replicatvo del virus, a partire dalla retrotrascrizione fino al processo di formazione delle particelle virali. Inoltre, le funzioni di NC si basano sulle strutture ZFs che risultano altamente conservate e non tollerano mutazioni, diversamente dai bersagli canonici dei farmaci finora utilizzati. Pertanto, NC rappresenta un promettente e nuovo bersaglio farmacologico per combattere HIV-1, evitsndo così il problema della farmacoresistenza. Con l’obbiettivo di scoprire nuovi inibitori delle proprietà chaperoniche di NC, in questo lavoro di ricerca abbiamo seguito due strategie complementari. Un approccio diretto è stato finalizzato allo sviluppo di piccole molecole interagenti con il dominio ZFs di NC, mentre un approccio indiretto impiegava leganti di acidi nucleici che sono substrati di questa proteina. Considerando l’appproccio diretto, abbiamo studiato l'attività e il meccanismo d'azione di nuovi composti in grado di legare NC, evidenziando interessanti molecole che possono rappresentare una nuova classe di inhibitori di NC con ulteriori potenzialità di sviluppo. Serie di coniugati 2,6-dipetidil-antraquinonici (AQs) sono stati invece studiati come agenti intercalanti in grado di bloccare la strutture di sequenze acidi nucleici virali e, in questo modo, inibire indirettamente le funzioni biologiche di NC. Gli AQs sono stati ampiamente studiati nel nostro laboratorio; la mia attività di ricerca ha contribuito ad esplorare le relazioni struttura-attività per l’inibizione di NC. Inoltre, l'interazione digli AQs con nuovi RNA virali è stata studiata al fine di dimostrare l'effetto inibitorio pleiotropico esercitato da questi composti su diverse fasi del ciclo di replicazione del virus. Complessivamente, i risultati raggiunti ci hanno portato a proporre un nuovo approccio per lo sviluppo di inibitori di NC, che pensiamo possa rappresentare un contributo allo sviluppo di questa potenziale classe terapeutica.