L' attività sperimentale della Dott.ssa Avitabile si
è focalizzata principalmente sul virus Herpes simplex
(HSV) e le proteine di membrana da esso codificate.
HSV, che esiste in due sierotipi denominati HSV1 e HSV2,
codifica per almeno 15 proteine di membrana, glicosilate e
non, alcune delle quali sono solo predette in base alla
sequenza nucleotidica, ma non tutte ancora identificate e/o
caratterizzate. Il numero particolarmente elevato delle proteine di
membrana di HSV è indicativo della complessità dei fenomeni cui
esse prendono parte.
L'approccio sperimentale seguito per lo studio di HSV e delle
proteine virali è di tipo bio-molecolare e si è articolato nel
tempo in diversi obiettivi:
a) Identificazione di proteine
virali sconosciute mediante clonaggio ed espressione del gene
corrispondente, purificazione della proteina ricombinante,
produzione di anticorpi mono- e policlonali, saggi sierologici su
cellule infette e localizzazione intracellulare.
b) Caratterizzazione strutturale e
funzionale delle glicoproteine virali: rilevazione di eventuali
oligomerizzazioni, presenza di modificazioni post-traduzionali,
identificazione di domini essenziali per la funzione, analisi del
fenotipo cellulare in cellule in cui la proteina è espressa
singolarmente, in assenza di altri fattori virali, interazione con
altre proteine cellulari e virali, etc..
c) Analisi delle alterazioni
morfologiche e funzionali indotte dall'infezione con HSV a carico
del citoscheletro e dell' Apparato del Golgi.
d) Caratterizzazione funzionale di
proteine virali mediante costruzione e analisi fenotipica di
mutanti virali deleti nelle proteine in esame e virus
“pseudotyped”.
e) Identificazione e
caratterizzazione funzionale di nuovi recettori virali per HSV.
f) Studio dei meccanismi
fusogenici mediati dalle glicoproteine virali gBgDgHgL mediante
saggi di fusione “cell-free” in cellule trasfettate, esprimenti
simultaneamente le quattro glicoproteine; identificazione di
fattori virali che regolano positivamente e negativamente la
fusione cellula-cellula.
g) Studio di interazione
proteina-proteina nell'ambito del complesso funzionale fusogenico
di HSV mediante saggi bio-molecolari di complementazione
funzionale.
h) Ingegerizzazione di vettori virali
derivati da virus herpes simplex, reindirizzati verso markers
tumorali e utilizzabili per la terapia oncolitica.
Il virus Herpes Simplex (HSV) penetra nella cellula ospite per
fusione dell'envelope virale con la membrana plasmatica della
cellula suscettibile, evento che richiede un sistema di fusione
multipartito, costituito da quattro glicoproteine virali,
denominate gB, gD, gH e gL, e un recettore cellulare.
gD è la glicoproteina virale in grado di legare tre recettori
cellulari alternativi e di innescare la fusione, inducendo un
cambiamento conformazionale nelle altre tre glicoproteine, gB e
l'eterodimero gH/gL.
Modificando geneticamente le glicoproteine coinvolte nell'ingresso di HSV nella cellula ospite è possibile è possibile reindirizzare il virus verso specifici tipi di cellule.
L'attività di ricerca più recente si è quindi focalizzata
verso l' ingegnerizzazione, caratterizzazione e produzione di
vettori virali oncolitici derivati da HSV (o-HSV). I virus
oncolitici sono virus in grado di replicarsi in cellule tumorali
risparmiando cellule sane, e sono pertanto potenzialmente
utilizzabili nella terapia contro il cancro. La specificità verso
le cellule tumorali può essere assicurata modificando geneticamente
il tropismo naturale del virus, che viene quindi reindirizzato
verso specifici marcatori tumorali, come per esempio il recettore
Her2, iperprodotto in molti tipi di cellule
cancerose.
Nel Laboratorio di Virologia Molecolare diretto dalla Prof.ssa
Campadelli sono stati già prodotti dei virus oncolitici in grado di
uccidere cellule tumorali sia in vitro, cioè in cellule in
coltura, che in vivo, in modelli animali. Per una
eventuale sperimentazione futura sull'uomo sono tuttavia richieste
ulteriori modificazioni, che rendano questi vettori
ineccepibili dal punto di vista della sicurezza verso l'ospite e
maggiormente aggressivi verso le cellule tumorali.
