Jak HIV wpływa na pracę mózgu? Nowe ustalenia naukowców

Jak HIV wpływa na pracę mózgu? Nowe ustalenia naukowców

Dodano: 
Badania, zdj. ilustracyjne
Badania, zdj. ilustracyjne / Źródło: Fotolia / Chodyra Mike
Korzystając z nowo opracowanego laboratoryjnego modelu trzech rodzajów komórek mózgowych, naukowcy ujawnili, w jaki sposób infekcja HIV oraz leki antyretrowirusowe mogą odbijać się na ośrodkowym układzie nerwowym.

Chociaż wiele negatywnych następstw zakażenia ludzkim wirusem niedoboru odporności można złagodzić za pomocą terapii antyretrowirusowej (ARV), jednym z obszarów, w którym medycyna nie poczyniła tak dużych postępów, jest zmniejszenie funkcji poznawczych. Połowa pacjentów z HIV ma zaburzenia neurokognitywne związane z HIV, które mogą objawiać się na różne sposoby, od zapominania i dezorientacji po zmiany zachowania i niesprawność ruchową.

Czytaj także:
Czy pacjenci z HIV są bardziej narażeni na koronawirusa? Ekspert odpowiada na pytania czytelników Wprost.pl

Wykorzystanie nowego modelu badawczego

Aby lepiej zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw zaburzeń neurokognitywnych, badacze z Penn's School of Dental Medicine i Perelman School of Medicine oraz z Dziecięcego Szpitala Filadelfijskiego (CHOP) połączyli siły w celu stworzenia modelu laboratoryjnego z wykorzystaniem trzech rodzajów komórek mózgowych.

– Modele, które zwykle stosujemy w dziedzinie HIV, mają wiele słabych stron – mówi Jordan-Sciutto, jeden z autorów. – Moc tego systemu polega na tym, że możemy spojrzeć na interakcje między różnymi typami komórek ludzkich w sposób, który jest bardziej odpowiedni dla pacjentów niż w przypadku innych modeli. Oprócz badania nad HIV członkowie zespołu planują użyć tego samego modelu, aby rzucić światło na mechanizmy neurologiczne leżące u podstaw innych schorzeń, takich jak schizofrenia, choroba Alzheimera, a nawet starzenie się. Chęć stworzenia modelu nie wynikała z badań nad HIV, ale z pracy, którą Ryan wykonywał w laboratorium Andersona nad schizofrenią.

– Przyglądaliśmy się roli mikrogleju, rezydentnych komórek odpornościowych ośrodkowego układu nerwowego – mówi Ryan, pierwszy autor pracy. – Chcieliśmy sprawdzić, czy możemy zobaczyć zmiany mechanistyczne zachodzące w mikrogleju w schizofrenii.

Badacze wykorzystali indukowane przez człowieka pluripotencjalne komórki macierzyste – dojrzałe komórki, które są przeprogramowywane tak, aby przypominały embrionalne komórki macierzyste – które można przekształcić w różne typy komórek.

Czytaj także:
Ten człowiek został wyleczony z HIV. Już 2 lata nie wykazuje obecności wirusa

Inne choroby, inna specyfika?

Jednak schizofrenia jest skomplikowaną chorobą z wieloma czynnikami genetycznymi i środowiskowymi oraz szerokim spektrum objawów. Zamiast patrzeć na coś złożonego, starali się zastosować swój nowy system w chorobie, która podobnie powoduje uszkodzenie neurologiczne, ale robi to w bardziej dramatyczny sposób, w który zaangażowane są również mikrogleje: zakażenie HIV/AIDS. Wspólnie naukowcy zidentyfikowali trzy typy komórek, które były najbardziej interesujące: neurony, astrocyty i mikroglej.

Neurony nie zostają bezpośrednio zarażone wirusem HIV, ale zostają uszkodzone podczas infekcji. Astrocyty wchodzą w interakcje z neuronami, powodując uszkodzenia poprzez wysyłanie czynników prozapalnych do przestrzeni między komórkami, zwanych synapsami. Mikrogleje, które są odpowiedzialne za utrzymanie zdrowego środowiska w przypadku braku choroby, rozwijają się i przyczyniają do stanu zapalnego podczas infekcji HIV. Zespół wykorzystał ten model do zbadania, w jaki sposób infekcja HIV i terapia antyretrowirusowa wpływają na komórki, zarówno pojedynczo, jak i łącznie.

– Wiele osób stosuje PrEP [profilaktykę przedekspozycyjną], jeśli znajdują się w sytuacji, w której ryzyko zarażenia wirusem HIV jest podwyższone – mówi Ryan. – Chcemy zrozumieć wpływ HIV na funkcje poznawcze i sprawdzić, czy same te leki wpływają na zdrowie mózgu zdrowych osób.

Naukowcy przyjrzeli się ekspresji RNA, aby dowiedzieć się, jakie białka i szlaki sygnałowe aktywują się w każdym przypadku. Podczas infekcji zobaczyli ścieżki zapalne, które były związane z HIV we wcześniejszych badaniach. Kiedy wprowadzono lek przeciwretrowirusowy EFZ, aktywność większości tych szlaków uległa zmniejszeniu. Niektóre szlaki związane ze stanem zapalnym i uszkodzeniem pozostały bez zmian pomimo wprowadzenia EFZ. Leczenie EFZ trójkultur obejmujących mikrogleje zakażone HIV zmniejsza stan zapalny o około 70%. Co ciekawe, sama EFZ również wywołała stan zapalny, choć w mniejszym stopniu niż infekcja.

– Wydaje się, że to połączenie infekcji i ARV tworzy własną unikalną reakcję, która różni się od sumy poszczególnych części – mówi Ryan. – Wiedza, które szlaki są nadal aktywne dzięki ARV, może pomóc nam odpowiednio ukierunkować dodatkowe terapie.

Czytaj także:
Badanie: kombinacja leków na HIV nieskuteczna w ciężkich przypadkach COVID-19

Źródło: eurekalert.org

Czytaj także

 0