Abbiamo sfruttato il virobioma HIV, in particolare la proteina envelope gp120, per identificare peptidi altamente potenti recettori attivi che agiscono come antagonisti funzionali di più recettori chemochine. Ciò è stato ottenuto cercando la sequenza gp120 per piccole omologie locali a noti peptidi di segnalazione, come i neuropeptidi della famiglia VIP/PACAP/GHRH .

Abbiamo identificato un dominio discreto di octapeptide (peptide T site) vicino allo stelo V2 di gp120 e ai peptidi correlati derivati da queste sequenze che bloccano preferenzialmente l’infezione degli isolati HIV R5-tropici . I nostri studi iniziali hanno utilizzato un isolato paziente di passaggio precoce, in seguito dimostrato di avere un fenotipo del recettore R5 / X4 (dual-tropico), sebbene nessuno dei recettori della chemochina, né il significato dell’utilizzo del recettore della chemochina, fosse noto al momento di questo lavoro (circa 1985). L’effetto antivirale predominante per gli isolati HIV R5 vs X4 spiega le prime polemiche legate alla mancanza di effetti antivirali con isolati adattati al laboratorio X4 .

Mentre peptide T è stato il primo recettore mirato anti-virale per l’HIV (questa classe è venuto per essere chiamato “entry-inibitori”), come l’epidemia di AIDS ampliato a metà del 1980 è diventato evidente che il virus, pur stabilendo l’infezione nel SNC, non replicare nei neuroni. Tuttavia, sono stati segnalati profondi deficit cognitivi e motori, aggiungendo al grande stigma e alla sofferenza di questa malattia all’epoca. Nei nostri rapporti iniziali abbiamo notato una distribuzione corticale del legame gp120 ai recettori nel cervello dei primati e abbiamo ipotizzato che l’uccisione di gp120 di neuroni sensibili spiegherebbe i deficit cognitivi del paziente osservato. Abbiamo proposto che il peptide T, bloccando il legame gp120, successivamente dimostrato di essere a CCR5, sarebbe efficace nel prevenire la perdita neuronale nell’infezione da HIV, ora nota per verificarsi molto presto dopo l’infezione.

Benefici in neuroinfiammazione e neurodegenerazione

Studi iniziali che hanno mostrato peptide T, e la sua degradazione resistente analogico D-ala1-peptide T-ammide (DAPTA), è stato protettivo per gli effetti neurotossici di gp120 in colture neuronali , in parte rilasciando chemochine protettive . Gli effetti neuro-protettivi di DAPTA sono stati anche mostrati in animali trattati con gp120, dove la perdita di sinapsi e pergolato dendritico, insieme a ritardi comportamentali, sono stati invertiti . Gli effetti neurotossici di gp120 sono stati quindi dimostrati essere una causa di perdita neuronale corticale e patologie dendritiche in neuro-AIDS. I meccanismi della neurotossicità gp120 sono stati gradualmente rivelati da noi e da altri come indiretti e correlati all’attivazione della microglia da parte di gp120 , effetti che sono bloccati da DAPTA . La microglia e gli astrociti attivati sono ora apprezzati per essere mediatori in diverse neuropatologie, che gli analoghi del peptide T possono trattare.

Sebbene le azioni antivirali di questi peptidi siano state oggetto iniziale di indagine, è diventato gradualmente chiaro che la famiglia dei peptidi T dei peptidi aveva effetti immunomodulanti e risparmiatori neuronali utili oltre l’HIV che potevano essere sfruttati terapeuticamente, specialmente in condizioni neurodegenerative con una patogenesi infiammatoria. DAPTA ha abbassato le citochine M1 IL-1, Il-6, IL-8, IL-23, TNFa e ha migliorato le citochine M2 come IL-4 e IL-10 . Alcuni esempi di possibili benefici del trattamento con DAPTA includono la malattia di Alzheimer, neuropatie di diversa origine , dolore da cancro , eccitotossicità e ictus/ischemia cerebrale . Benefici clinici sono stati mostrati per neuro-AIDS( sotto), soppressione dell’ormone della crescita, una causa di ritardi nello sviluppo nell’HIV pediatrico , che DAPTA ha ripristinato, così come in condizioni cutanee non correlate all’HIV come la psoriasi .

I risultati degli studi clinici in neuro-aids

Peptide T, o più correttamente DAPTA, sono entrati negli studi clinici sull’uomo per gli endpoint neuro-AIDS nel 1986. Sono stati successivamente riportati miglioramenti nelle scansioni cerebrali MRI e nei test cognitivi . I benefici cognitivi nei neuro-AIDS sono stati confermati in ulteriori test controllati, che hanno mostrato un gruppo significativo (attivo rispetto al placebo, p=.003) e tempo (p=.001) effetti, assenza di tossicità. Uno studio DBPC a tre siti in 215 soggetti randomizzati di spray intra-nasale DAPTA (2 mgs, TID) è stato condotto nei primi anni 1990. L’endpoint principale era il cambiamento nel punteggio cognitivo globale a 6 mesi su una batteria di 23 test. Mentre nessuna differenza significativa è stata trovata tra il DAPTA e il gruppo placebo sul punteggio cognitivo globale, 2 di 7 domini, memoria di lavoro (p.04) e velocità di elaborazione delle informazioni (p=.008), ha mostrato un miglioramento nel gruppo DAPTA. Un effetto del trattamento è stato riportato anche per i pazienti il cui numero di cellule CD4 era superiore a 200 cellule / µL al basale (non-AIDS).

Nel complesso, questa coorte è stata minimamente compromessa cognitivamente (MMSE=28). Tuttavia, tra quelli con deficit cognitivo maggiore e clinicamente significativo > 0.5 sullo Z-score globale, un’analisi pre-pianificata del sottogruppo ha mostrato che DAPTA era associato a prestazioni migliorate mentre il deterioramento era più comune nel gruppo placebo (P=.02) . Sebbene le misurazioni antivirali non fossero un endpoint primario in questo studio, tali dati sono stati riportati e hanno dimostrato che DAPTA ha ridotto la carica virale (-0,54 log, p<.03) . La scoperta dell’effetto antivirale in questo studio è notevole in quanto i pazienti non sono stati arruolati in base alla carica virale, non vi è stata ottimizzazione della dose per l’effetto antivirale, i loro fenotipi virali R5 o X4 che determinerebbero la sensibilità ad un effetto antivirale non erano noti e, poiché lo studio è stato condotto nell’era pre-HAART, DAPTA è stato essenzialmente testato in monoterapia.

Uno studio di fase 2 in ospedale di DAPTA a 15 o 1.5 mg / die per 4 settimane in nove tossicodipendenti IV con demenza da AIDS precoce hanno anche mostrato un miglioramento delle prestazioni neurocognitive, alla dose più alta rispetto alla dose più bassa o al placebo (P<.05) . In un ulteriore studio, sono stati riportati benefici sull’imaging cerebrale funzionale in un uomo di 39 anni con complesso di demenza da AIDS che ha ricevuto 12 settimane di DAPTA intranasale (0,4 mg TID, 1,2 mg al giorno). Questo studio ha dimostrato che 34 delle 35 regioni cerebrali con bassa attività FDG hanno mostrato remissione dopo la terapia, in linea con la risonanza magnetica e i benefici cognitivi identificati negli studi di fase 1 e 2. (op.cit., sopra).

Peptidi attivi per via orale

Mentre il DAPTA è sostanzialmente protetto dalla degradazione nel plasma, viene rapidamente digerito nello stomaco . Inoltre, il suo uso clinico è stato principalmente da spray nasale, che richiede la conservazione a lungo termine di un prodotto farmaceutico liquido. È stato dimostrato che DAPTA perde attività per aggregazione al momento dello stoccaggio. L’aggregazione del farmaco è stata una preoccupazione nello studio DBPC poiché il prodotto memorizzato è stato utilizzato per i diversi anni necessari per completare lo studio e la gelificazione del farmaco in studio è stata riportata dai pazienti. Ciò ha limitato l’ulteriore sviluppo clinico di DAPTA. Per superare questo ostacolo significativo, abbiamo creato un analogo di DAPTA (RAP-103) che è completamente protetto dal degrado e mantiene la potenza picomolare.

Uno studio proof-of-concept nei ratti ha mostrato che la somministrazione orale di RAP-103 (0.05-1mg/kg) per 7 giorni impedisce completamente l’allodinia meccanica e inibisce lo sviluppo di iperalgesia termica dopo la legatura parziale del nervo sciatico nei ratti . In questo studio, abbiamo inoltre dimostrato che DAPTA e RAP-103 hanno bloccato sia CCR2 che il recettore della chemochina strettamente correlato CCR5. Inoltre, RAP-103 potrebbe ridurre l’attivazione microgliale spinale e l’infiltrazione dei monociti e inibire le risposte infiammatorie di citochine evocate dalla lesione del nervo periferico, la causa del dolore neuropatico.

I nostri risultati suggeriscono che il targeting CCR2/CCR5 dovrebbe fornire una maggiore efficacia rispetto al targeting CCR2 o CCR5 da solo e che il doppio antagonista funzionale CCR2/CCR5 RAP-103 ha il potenziale per l’uso clinico in condizioni neuropatiche e di altro tipo. Poiché questo analogo condivide più meccanismi DAPTA per ridurre l’attivazione microgliale, spostare l’equilibrio delle citochine, proteggere i neuroni e risparmiare pergolato dendritico, è un candidato principale per un ulteriore sviluppo clinico nelle molteplici condizioni neuroinfiammatorie già discusse, per le quali sono stati dimostrati benefici nei modelli di test sugli animali pre-clinici, come notato nelle numerose citazioni di questa recensione.