Sebbene la maggior parte degli individui con infezione da HIV in terapia antiretrovirale di combinazione (cART) raggiunga la soppressione virale, alcuni mostrano ancora persistenza virale, infiammazione residua, disturbi metabolici e recupero immunologico incompleto. Tali perturbazioni immunologiche possono provocare effetti dannosi che includono disfunzione delle cellule immunitarie, ipercoagulazione e fibrosi/danno tissutale. Attualmente gli studi si stanno concentrando sull’immunometabolismo, ovvero l’esplorazione dei collegamenti tra le alterazioni metaboliche e il sistema immunitario. L’evidenza suggerisce anche che l’immunometabolismo gioca un ruolo importante nella patogenesi dell’HIV-1, in quanto le anomalie metaboliche possono alterare la funzione immunitaria causando disfunzione immunitaria e l’infiammazione persistente, e quindi contribuire allo sviluppo di comorbidità non associate all’AIDS. I due principali processi cellulari responsabili del metabolismo del glucosio sono la fosforilazione ossidativa (OXPHOS) e la glicolisi.
L’OXPHOS mitocondriale è un processo altamente efficace per la produzione di energia rispetto alla glicolisi aerobica. La transizione da uno stato quiescente a uno stato attivato per le cellule T e i macrofagi richiede un’alterazione della via metabolica (riprogrammazione metabolica). Le vie metaboliche nelle cellule T CD4 + e nei macrofagi controllano anche la loro suscettibilità alle infezioni, la persistenza delle cellule infette e l’instaurarsi della latenza, sottolineando ulteriormente gli effetti dannosi dell’immunometabolismo disregolato. L’attivazione immunitaria e l’infiammazione sono fortemente legate alla disfunzione immunitaria e alla relativa morbilità e mortalità nelle persone che vivono con l’HIV (PLWHIV).
I ricercatori hanno confrontato i metaboliti plasmatici e i lipidi nei controllori persistenti e transitori e hanno scoperto che questi ultimi (prima di perdere il controllo) mostravano un aumento della glicolisi aerobica, attività mitocondriale disregolata, stress ossidativo e attivazione immunologica. Questi risultati indicano che l’inizio della riprogrammazione metabolica è associato all’attivazione e alla disfunzione immunologiche. L’HIV-1 inoltre infetta principalmente le cellule T CD4 + e le prove accumulate rivelano un’associazione tra la riprogrammazione metabolica delle cellule T e la patogenesi dell’HIV-1. Le cellule immunitarie richiedono un apporto costante e adeguato di energia per il funzionamento ottimale e la sintesi/proliferazione delle citochine. Le cellule normali e sane di solito generano ATP mitocondriale attraverso una combinazione di glicolisi e OXPHOS mitocondriale. Tuttavia, per le cellule altamente proliferanti, come le cellule Th attivate e i macrofagi M1, l’ATP e i componenti essenziali utilizzati nella biosintesi vengono generati passando dalla fosforilazione ossidativa alla glicolisi aerobica. Qui, una maggiore espressione di Glut1 può aumentare l’assorbimento del glucosio e il suo apporto per la glicolisi. I cambi di substrato combustibile si verificano anche in altri tipi di cellule immunitarie, ad esempio, da OXPHOS all’utilizzo del glucosio durante la transizione da cellule naïve a cellule effettrici. Inoltre, può verificarsi anche un passaggio dalla glicolisi (nelle cellule effettrici) alla β-ossidazione degli acidi grassi nelle cellule della memoria che sopravvivono a lungo termine. È stato scoperto che le differenze nella suscettibilità all’HIV-1 associate all’attività metabolica intracellulare indipendentemente dal loro fenotipo di attivazione. Pertanto, l’attivazione immunitaria persistente durante l’infezione da HIV rappresenta un esempio unico di rimodellamento metabolico, poiché le cellule immunitarie tentano di soddisfare le richieste energetiche e funzionali alterando i loro profili metabolici che sono, a loro volta, regolati da distinte cascate di segnali e programmi trascrizionali.