L’AIDS è una delle malattie che più pesantemente colpiscono il genere umano. È principalmente dovuta ad un calo dei livelli di linfociti T CD4+, cellule che giuocano un ruolo molto importante nell’orchestrare la risposta immunitaria. La conseguenza è una vera e propria disregolazione del sistema immunitario.
Da un lato, questa disregolazione rende il soggetto suscettibile ad infezioni opportunistiche (pneumocistosi, criptococcosi, candidosi profonde, infezioni da micobatteri atipici) e a particolari tipi di tumori (sarcoma di Kaposi, linfomi).
D’altro lato si osserva un’iperattivazione del sistema immunitario con conseguenze dannose per l’organismo. L’AIDS è causata dai virus dell’immunodeficienza umana, HIV-1 e HIV-2, i quali sono a loro volta suddivisi in numerosi sottotipi. Essi infettano principalmente i linfociti T CD4+. Il danno cellulare dovuto alla replicazione del virus è la principale causa del calo numerico di queste cellule durante il corso dell’infezione.
I virus HIV infettano inoltre i monociti/macrofagi, alcune cellule gliali ed altri tipi cellulari che esprimono l’antigene di superficie CD4. I virus HIV sono retrovirus, ovvero virus a RNA che hanno bisogno di attraversare una fase a DNA per compiere un ciclo replicativo (Fig. 1).
Esso consiste in fasi pre-integrazione e post-integrazione.
Fasi pre-integrazione sono l’ancoraggio del virus alla cellula-bersaglio (attraverso la glicoproteina virale gp120), l’ingresso nella cellula del materiale contenuto nell’involucro virale, la trascrizione inversa dell’RNA virale in DNA provirale, e l’integrazione di quest’ultimo nel DNA della cellula ospite.
Fasi post-integrazione sono la trascrizione del DNA virale in RNA messaggero e genomico (ovvero che entrerà a far parte dei nuovi virioni), la traduzione degli RNA messaggeri virali, le modificazioni post-traduzionali delle proteine virali (intervento dell’enzima proteasi!) e nell’assemblaggio e gemmazione dei nuovi virioni. L’azione degli enzimi trascrittasi inversa e proteasi è il principale bersaglio del farmaci antiretrovirali utilizzati nella pratica clinica. Grazie a questi farmaci, nei paesi occidentali si è ottenuta negli ultimi anni una notevole diminuzione dei casi di AIDS e delle morti ad essa correlate.
Purtroppo, l’elevatissimo costo di molti di questi farmaci, unito al difficile monitoraggio dei loro effetti, ne rende molto difficile l’utilizzo nei paesi in via di sviluppo, in molti dei quali l’epidemia ha assunto purtroppo dimensioni apocalittiche. Non si era mai vista un’epidemia di queste proporzioni, ed una così grande strage, a memoria d’uomo. Si calcola infatti che l’AIDS abbia causato circa venti milioni di morti dalla sua comparsa.
A titolo esemplificativo, la drammatica peste d’Atene descritta da Tucidide (in realtà tifo esantematico), che colpì una parte del bacino mediterraneo nel V secolo avanti Cristo, e la peste che devastò l’Europa nel XVII secolo, a tutti nota attraverso i Promessi Sposi, produssero un numero di morti esiguo se paragonato alle vittime dell’infezione da HIV.
Secondo i più recenti dati epidemiologici (Tab. 1), nella sola Africa Subsahariana il numero di persone contagiate con virus HIV supera i ventotto milioni. Alcune strategie di prevenzione stanno tentando di arginare il vertiginoso aumento dei nuovi casi d’infezione. Tuttavia, si prevede che, in alcune aree dove la sieroprevalenza raggiunge punte del 30%, intere generazioni di persone in età lavorativa siano destinate ad essere letteralmente cancellate se non vi saranno immediati interventi terapeutici. Questo quadro è particolarmente grave poiché si innesta su condizioni economiche e di vita già di per sé penose.
Questa condanna a morte che grava su persone in età lavorativa potrebbe cancellare intere generazioni di genitori e di insegnanti, rendendo disastrose, se non impossibili, le condizioni di vita di un grandissimo numero di bambini. Oltre all’Africa subsahariana, l’AIDS colpisce duramente altri paesi poveri, tra cui l’India e la Tailandia. Recenti segnalazioni inoltre indicano che l’infezione da HIV si sta diffondendo in maniera preoccupante in Asia Centrale, dove rischia di aggravare condizioni particolarmente disagiate a causa delle guerre e di condizioni politiche instabili.



Effetti della clorochina sull’infezione da HIV

Cenni storici
La clorochina è una 9-aminochinolina nota dal 1934. Sintetizzata appositamente per l’utilizzo come antimalarico, si rivelò in seguito possedere interessanti proprietà immunomodulanti che ne hanno suggerito un’applicazione nella terapia di malattie autoimmunitarie quali l’artrite reumatoide. In questa in particolare, il farmaco ha apportato un notevole contributo all’arsenale farmacologico disponibile, dimostrando di essere in grado di rallentare la progressione della malattia e di essere poco tossico. La buona tollerabilità, l’economicità e le proprietà immunomodulanti della clorochina ne hanno suggerito un’applicazione nell’infezione da HIV.
La prima documentazione di un effetto anti-HIV della clorochina risale al 1990 (Tsai et al., AIDS Res Hum Retroviruses 1990). In questo studio si dimostrava che il farmaco era in grado di ridurre l’infettività di virioni prodotti da cellule infettate con ceppi di laboratorio. Gli studi sulla clorochina come farmaco antiretrovirale furono in seguito accantonati per far posto a studi sulla terapia genica, che purtroppo ancor oggi non si è rivelata in grado di produrre risultati applicabili, e agli studi sugli inibitori degli enzimi virali trascrittasi inversa ed integrasi, dimostratisi più efficaci, ma assai più costosi e difficilmente maneggevoli.
La drammatica diffusione dell’epidemia nel Terzo Mondo ha tuttavia riportato l’attenzione della comunità scientifica su possibili terapie di basso costo, in quanto molti dei paesi più duramente colpiti dall’epidemia non sono assolutamente in grado di sobbarcarsi i costi proibitivi della terapia antiretrovirale altamente efficace (HAART). Per queste applicazioni, la clorochina è sembrata essere un candidato ideale. Studi condotti da Johan Boelaert in Belgio e da Kirk Sperber negli Stati Uniti hanno dimostrato che la clorochina e il suo idrossi-derivato idrossiclorochina hanno effetti inibitori sinergici con alcuni dei farmaci antiretrovirali dai costi meno proibitivi, quali zidovudina (AZT) e la combinazione didanosina (ddI) + idrossiurea (HU) (Boelaert et al., AIDS Res Hum Retroviruses 1999). Inoltre, in studi clinici condotti presso la Mount Sinai School of Medicine di New York l’idrossiclorochina si è rivelata essere capace di ridurre la carica virale (Sperber et al., Clin Ther 1995). Recentemente, uno studio condotto in collaborazione con il gruppo di Johan Boelaert ha dimostrato che la clorochina è dotata in vitro di attività antiretrovirale ad ampio spettro, osservabile su numerosi isolati virali africani (Savarino et al., AIDS 2001). Lo stesso studio chiarisce ulteriormente le modalità con cui la clorochina inibisce la replicazione del virus.

Meccanismo d’azione
Sia la clorochina sia l’idrossiclorochina sono basi deboli che si accumulano nelle vescicole acide portando alla disfunzione di enzimi necessari per le modificazioni post-traduzionali nelle proteine. È stato dimostrato che le basi deboli, aumentando il pH delle vescicole acide, inibiscono la funzionalità di numerosi enzimi tra cui alcune idrolasi acide e inibiscono le modificazioni post-trascrizionali delle proteine sintetizzate (Savarino et al., J Clin Virol 2001).
Abbiamo confermato che la clorochina e l’idrossiclorochina incrementano il pH nelle vescicole acide in modo dose-dipendente e abbiamo dimostrato che il virus prodotto dalle cellule trattate con la clorochina o con l’idrossiclorochina aveva un’infettività ridotta (Chiang et al., Clin Ther 1996).
Come ulteriore conferma dell’effetto della clorochina e dell’idrossiclorochina sulla produzione di gp120, Tsai et al. e Chiang et al. dimostrarono che la produzione di gp120 è alterata nelle cellule T e nei virioni isolati dopo trattamento con la clorochina o con l’idrossiclorochina (Tsai et al.,1990; Chiang et al., Clin Ther 1996). Pal et al. hanno inoltre dimostrato che la monesina, uno ionoforo che incrementa il pH endosomale inibisce la produzione di gp120 in una linea di cellule T (Pal et al., Proc Natl Acad Sci USA 1988). Prese insieme, queste osservazioni suggeriscono che la clorochina e l’idrossiclorochina influenzino fattori cellulari che sono essenziali per un’appropriata produzione di gp120. Recenti dati indicano che la clorochina potrebbe comportarsi come un inibitore della glicosilazione di gp120 (Savarino et al., AIDS 2001). Questo meccanismo è compatibile con l’innalzamento del pH intravescicolare indotto dal farmaco in quanto alcuni meccanismi di glicosilazione sono pH-dipendenti. Alcune porzioni glicosilate della glicoproteina gp120 sono inoltre molto importanti per l’infettività del virus.
Ciò spiegherebbe il calo di infettività mostrato dal virus prodotto in presenza di clorochina (Fig. 2).

Attività antivirale
Studi in vitro dimostrano che la clorochina è in grado di inibire il virus HIV in condizioni sperimentali che mimano condizioni fisiologiche.
Alcuni studi hanno dimostrato un’inibizione della replicazione di HIV sovraccaricando le cellule con alte concentrazioni di clorochina e di idrossiclorochina prima dell’infezione, in modo tale da “mimare” l’accumulo di farmaco che si verifica nei tessuti dei soggetti cronicamente trattati.
Altri hanno osservato notevoli effetti anti-virali tenendo cellule infettate con HIV in costante incubazione con concentrazioni di clorochina riscontrate nel plasma dei pazienti trattati cronicamente con il farmaco, cioè circa 1-5 mM (Savarino et al., 2001).
L’attività antivirale dell’idrossiclorochina è stata confermata in vivo da due sperimentazioni cliniche (Sperber et al., Clin Ther 1995, 1997).
In uno studio-pilota farmaco/ placebo condotto su 38 adulti affetti da HIV-1 e farmacologicamente vergini, Sperber et al. dimostrarono ridotti livelli plasmatici di RNA virale e di IL-6 (una citochina coinvolta nei disordini immunitari HIV-correlati), oltre ad una stabilizzazione del sistema immunitario, nei pazienti che avevano assunto idrossiclorochina per 8 settimane. Nessuna riduzione significativa dei livelli di RNA virale era invece riscontrabile in coloro che avevano assunto il placebo. Non ci furono reazioni collaterali al farmaco, e i pazienti sembravano aver tollerato bene la terapia (Sperber et al., Clin Ther 1995).
Un secondo studio clinico fu condotto su 72 soggetti HIV+ asintomatici al fine di paragonare l’efficacia dell’idrossiclorochina con quella della zidovudina (AZT). L’idrossiclorochina ridusse significativamente i livelli nel plasma di RNA di HIV-1, benché l’entità del calo fosse minore rispetto a quella ottenuta con AZT. Malgrado la tendenza generale, otto pazienti assegnati al gruppo AZT ebbero un incremento nei livelli di RNA di HIV-1 e di virus coltivato durante la terapia con AZT.
Ciò suggeriva l’insorgenza di ceppi resistenti.
Al contrario, l’effetto anti-HIV-1 dell’idrossiclorochina apparve più sostenuto nel tempo e nessun soggetto che ricevette idrossiclorochina presentò un incremento di RNA di HIV-1 o di virus coltivato, nelle 8 o 16 settimane di terapia.
Questo dato suggerisce che è possibile che non si sviluppi resistenza all’idrossiclorochina, oppure che si sviluppi più lentamente (Sperber et al., Clin Ther 1997).
La monoterapia non è più adottata ai nostri giorni per trattare i pazienti affetti da HIV-1.
Siccome la clorochina e l’idrossiclorochina sembrano avere un nuovo sito d’azione (inibizione post-trascrizionale di gp120), questi farmaci potrebbero essere particolarmente utili in combinazione con altri agenti anti-retrovirali (p.es. AZT, ddI, e idrossiurea).
È stato inoltre dimostrato un effetto additivo di AZT e idrossiclorochina nei pazienti affetti da HIV-1 con artriti infiammatorie. Chiang et al. confrontarono l’effetto anti-HIV-1 dell’idrossiclorochina e di AZT sia in linee di cellule T che in linee di cellule monocitiche e dimostrarono che l’effetto inibitorio dell’idrossiclorochina sulla replicazione del virus in vitro era meno pronunciato rispetto a quello di AZT (Chiang et al., Clin Ther 1996). C’era però un effetto sinergistico tra i due farmaci. È risaputo sin dal 1993 che l’anti-metabolita idrossiurea esercita attività anti-HIV-1 (Lori et al., Science 1994).
Questo effetto è sostanzialmente intensificato quando questo farmaco è associato alla didanosina (ddI). L’idrossiurea potenzia l’attività anti-HIV-1 di ddI bersagliando la ribonucleotide reduttasi ed esaurendo le scorte di dATP. Questo esaurimento provoca un aumento della quantità di ddATP generato da ddI incorporata nel DNA di HIV-1 (Lori, AIDS 1999). Si è quindi valutato se l’aggiunta di clorochina possa potenziare la combinazione di idrossiurea e ddI per sopprimere la replicazione di HIV-1 in linee di cellule T e nei monociti, oltre che in cellule T primarie (Boelaert e Sperber, Lancet 1998; Boelaert et al., AIDS Res Hum Retroviruses 1999). I dati indicano che l’aggiunta di clorochina alla combinazione idrossiurea + ddI è in grado di inibire ulteriormente la replicazione virale in vitro..
Questo effetto sinergistico della clorochina in combinazione con idrossiurea + ddI supporta l’idea che questo triplo regime dovrebbe essere studiato in sperimentazioni cliniche. Potrebbe diventare di particolare interesse per le persone affette da HIV-1 nel Terzo Mondo, in vista del basso costo sia della clorochina sia dell’idrossiurea.
A ulteriore supporto di quest’ipotesi, si è visto che l’effetto anti-HIV-1 della clorochina non è confinato solo ai ceppi di HIV diffusi in Occidente (appartenenti al sottotipo B di HIV-1). È dimostrato che la clorochina inibisce isolati virali appartenenti a diversi sottotipi di HIV-1 diffusi in Afria e in Estremo Oriente e al virus HIV-2. Questi effetti antivirali erano riscontrabili in cellule linfocitiche e monocitiche trattate con concentrazioni del farmaco clinicamente raggiungibili (Savarino et al., AIDS 2001).
L’effetto della clorochina sul sottotipo C di HIV-1 potrebbe rivelarsi particolarmente interessante, dal momento che i ceppi virali appartenenti a questo sottotipo sono responsabili, da soli, della metà dei casi di infezione da HIV a livello mondiale.
Questi ultimi sono prevalenti nell’Africa Subsahariana, in paesi dove le condizioni economiche sono particolarmente penose.

Studi di tossicità

Essendo utilizzata da lungo tempo, la clorochina ha un profilo tossico ben studiato. Nella terapia dell’attacco acuto malarico il farmaco può dare problemi a livello del sistema nervoso centrale (perdita di coscienza, convulsioni), effetti che sono molto raramente osservabili quando il farmaco è assunto al dosaggio consigliato per la profilassi antimalarica e per il trattamento dell’artrite reumatoide (fino a 500 mg/die). In questi casi, l’effetto tossico più pericoloso è a livello oculare ed è correlato più alla dose cumulativa che al dosaggio giornaliero.
Consiste in una maculopatia retinica.
La maculopatia clorochinica passa attraverso due fasi: una, precoce e reversibile, che, a livello sintomatologico, si manifesta nella maggior parte dei casi come discromia e alterazioni del campo visivo, ed una più tardiva ed irreversibile in cui si ha la perdita del visus. È comunque possibile evitare l’insorgenza di questo effetto sottoponendo periodicamente il soggetto trattato ad un test della visione dei colori, di semplice esecuzione anche da parte di personale non specializzato in aree a basso grado di medicalizzazione. In caso si riscontri discromia, si consiglia un’immediata sospensione del farmaco, in modo da impedire che la maculopatia progredisca verso la fase irreversibile.
Durante il trattamento cronico con clorochina sono stati segnalati altri effetti indesiderati, tra cui: disturbi gastrointestinali, perdita della pigmentazione, perdita dei capelli e rash cutaneo.
Questi effetti si osservano tuttavia raramente e non costituiscono un pericolo serio per la salute del soggetto trattato. Per quanto riguarda la tossicità in gravidanza, il farmaco è somministrato normalmente nella prassi clinica a donne in gravidanza per la profilassi della malaria. A questi dosaggi, è ben tollerato e può considerarsi sicuro, per la madre e per il feto. Esistono meno informazioni, invece, sugli effetti del farmaco al dosaggio consigliato per la terapia dell’artrite reumatoide, cui, teoricamente, dovrebbe essere sottoposta anche la donna con infezione da HIV. Alcuni casi di retinopatia nel feto sono stati segnalati, ma, anche in questo caso, la tossicità risulterebbe essere correlata più con la dose cumulativa che con la dose giornaliera. Si aprirebbe quindi uno spiraglio alla possibilità di un breve trattamento con clorochina a 500 mg/die per prevenire la trasmissione materno-fetale. Un recente studio pubblicato sulla rivista Lancet (Klinger et al., Lancet 2001) sembra confermare la sicurezza dell’assunzione in gravidanza del farmaco a questi dosaggi.

Considerazioni conclusive

Potenziali vantaggi
In sintesi, la clorochina è dotata di molte qualità che ne incoraggiano l’ulteriore studio come potenziale farmaco anti-HIV. a) Economicità: la clorochina è in assoluto il farmaco più economico tra quelli che possiedono un’attività anti-HIV.
b) Tollerabilità: essendo nota da quasi settant’anni la clorochina ha un profilo tossico molto ben studiato. Gli eventuali effetti tossici possono essere controllati abbastanza semplicemente e senza l’ausilio di complesse strutture cliniche.
c) Aderenza: la bassa tossicità, unita a fenomeni di accumulo potrebbero auspicabilmente ridurre i problemi di aderenza alla terapia, che sono molto frequentemente osservati in paesi non occidentali. Inoltre, un altro fattore incentivante l’assunzione è la notorietà della clorochina come antimalarico.
Il fatto che il farmaco sia normalmente utilizzato per quest’applicazione potrebbe proteggere l’individuo HIV+ dalla stigmatizzazione sociale cui purtroppo sono sottoposte molte persone che assumono farmaci antiretrovirali noti.
d) Attività antivirale: la clorochina è dotata in vitro di attività antiretrovirale nei confronti di numerosi sottotipi di HIV (Savarino et al., AIDS 2001), mentre alcuni tra i farmaci antiretrovirali più largamente utilizzati non hanno dimostrato grande efficacia nei confronti di isolati africani, in particolare nei confronti di isolati appartenti al sottotipo C.
e) Meccanismo d’azione: la clorochina sembra esercitare i suoi effetti anti-HIV attraverso un meccanismo del tutto nuovo (Savarino et al., AIDS 2001). I farmaci al momento utilizzati inibiscono il virus a livello della sintesi del DNA provirale e dell’azione della proteasi. Ulteriori studi sull’efficacia in vivo del farmaco potrebbero fornire una nuova arma per colpire il virus a molteplici livelli del suo ciclo replicativo.
f) Proprietà immunomodulanti: oltre che per l’azione diretta sul virus, la clorochina potrebbe trovare interessanti applicazioni nella terapia dell’infezione da HIV in virtù di alcune sue proprietà immunomodulanti. È stato dimostrato che la clorochina riduce l’attivazione linfocitaria.
Questa proprietà potrebbe rivelarsi interessante, in quanto l’AIDS, specie nel caso di infezioni sostenute dal sottotipo C di HIV-1, si accompagna ad un’attivazione linfocitaria generalizzata che produce effetti nefasti. La clorochina inoltre diminuisce la produzione di IL-6 e di TNF-a, le quali hanno un’azione favorente la replicazione virale (Boelaert et al., J Clin Virol 2001).

Potenziali applicazioni
Per quanto il dosaggio di clorochina consigliato per l’infezione da HIV non possa essere sostenuto per più di qualche anno per via della tossicità comulativa, una comprovata efficacia della clorochina permetterebbe comunque di ritardare la progressione dell’infezione in molte zone del terzo mondo in attesa della disponibilità di interventi terapeutici più mirati.
Di grande interesse sarebbe un’applicazione del farmaco nella trasmissione materno-fetale. Se i dati sull’attività anti-HIV in vivo e i dati di Kinger et al. (che supportano la sicurezza della clorochina in gravidanza) ricevessero conferme, la clorochina potrebbe essere usata in brevi cicli terapeutici per ridurre il contagio intra partum, che è il momento in cui si verifica la maggior parte dei contagi per via materno-fetale.
Un’altra potenziale applicazione potrebbe essere nel periodo post partum. È stato recentemente ipotizzato che la clorochina potrebbe essere assunta a dosaggi più bassi in combinazione con farmaci antiretrovirali e rappresentare così una nuova possibile opzione terapeutica per il soggetto HIV+ (Boelaert et al., AIDS Res Hum Retroviruses 1999).

Kirk Sperber
Department of Clinical Immunology,
Mount Sinai School of Medicine, New York, NY, USA

Andrea Savarino
Department of Clinical Immunology,
Mount Sinai School of Medicine, New York, NY, USA
Istituto Clinica delle Malattie Infettive,
Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma

LINKS CONSIGLIATI
http://www.unaids.org/epidemic_update/report_dec01/index.html Data relating to the prevalence of AIDS cases in the various regions of the world (as of December 2001) http://www.allafrica.com
Collection of online articles on Africa’s problems (including AIDS) http://www.aidsmeds.com Website describing antiretroviral drugs in general http://www.aidsmap.com/treatments/ixdata/english/70332B87-4B96-4BE5-B412-F89C293C7785.htm
Description of the anti-HIV effects of Chloroquine. http://www.aegis.com/news/ads/2001/AD012143.html
Article describing the potential use of Chloroquine in HIV transmission through mother’s milk