ВИЧ ослабляет гематоэнцефалический барьер ?? сеть кровеносных сосудов, которая удерживает потенциально вредные химические вещества и токсины от мозга ?? обгоняя небольшую группу поддерживающих клеток мозга, согласно новому исследованию, опубликованному в номере журнала Neuroscience от 29 июня. Полученные данные могут помочь объяснить, почему некоторые люди, живущие с ВИЧ, испытывают неврологические осложнения, несмотря на преимущества современных схем приема лекарств, которые позволяют им жить дольше.
Стандартные антиретровирусные препараты успешно подавляют репликацию ВИЧ и замедляют прогрессирование заболевания. Однако недавние исследования показывают, что от 40 до 60 процентов пациентов, получающих такую терапию, продолжают испытывать неврологический дефицит от легкой до умеренной степени ?? включая потерю памяти и проблемы с обучением.
В новом исследовании Элисео Евгенин, доктор философии из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна, обнаружил, что ВИЧ-инфекция в небольшом количестве поддерживающих мозговых клеток, называемых астроцитами, разрушает гематоэнцефалический барьер, несмотря на то, что производство вирусов от низкого до неопределяемого. В нормальных условиях астроциты помогают укрепить кровеносные сосуды, составляющие барьер.
Чтобы проверить, мешает ли ВИЧ этой системе поддержки, Евгенин и его коллеги построили модель гематоэнцефалического барьера, используя человеческие клетки в лаборатории. В предыдущем исследовании ученые обнаружили, что ВИЧ заражает около 5 процентов астроцитов. В текущем исследовании ученые обнаружили, что присутствие ВИЧ в аналогичном проценте астроцитов приводит к гибели близлежащих неинфицированных клеток и делает барьер более проницаемым.
Однако когда соседние клетки умирали, ВИЧ-инфицированные астроциты выживали. Астроциты обмениваются химическими сигналами через специализированные молекулы, называемые щелевыми соединениями. Когда они были заблокированы в модели, это предотвращало изменения гематоэнцефалического барьера и близлежащих клеток, предполагая, что инфицированные астроциты передают токсические сигналы соседним клеткам через щелевые соединения.
"Наши результаты показывают, что ВИЧ-инфекция астроцитов может иметь важное значение в начале когнитивных нарушений у людей, живущих с этим заболеванием," Евгенин сказал. "Необходимы новые методы лечения, которые не только нацелены на вирус, но и предотвращают распространение вируса на другие неинфицированные клетки мозга."
Группа Евгенина также проанализировала ткань мозга макак, инфицированных обезьяньей формой ВИЧ. Подобно тому, что они видели в модели гематоэнцефалического барьера человека, исследователи обнаружили, что неинфицированные клетки, контактировавшие с ВИЧ-инфицированными астроцитами, умирали, в то время как инфицированные астроциты оставались живыми по мере развития болезни.
"Исследователи не смогли объяснить, почему неврологические осложнения, связанные с ВИЧ, сохраняются, несмотря на мощные комбинированные противовирусные терапии, которые значительно улучшили здоровье и выживаемость," сказал Игорь Грант, эксперт, изучающий нейрокогнитивные нарушения, связанные с ВИЧ, в Калифорнийском университете в Сан-Диего. "Это исследование дает возможное объяснение, указывающее на то, что небольшое количество инфицированных астроцитов может запускать каскад сигналов, которые могут открыть мозг для различных токсических воздействий."
Полученные данные открывают возможность разработки новых терапевтических подходов, которые блокируют или изменяют передачу сигналов от ВИЧ-инфицированных астроцитов, добавил Грант, не участвовавший в исследовании.