Новое открытие возможно сможет помочь защитить мозг от воздействия ВИЧ
Как сообщает ScienceDaily, ученые смогли определить, как именно ВИЧ может воздействовать на клетки мозга. Они также доказали, что вирус продолжает пагубно отражаться на нервных клетках даже при приеме антиретровирусных препаратов. Основной ущерб ВИЧ, как известно, наносит иммунной системе, но он также влияет на другие клетки, например, нервной системы. Новое исследование открыло ключевую последовательность активности Tat – одного из белков вируса. Ученые открыли рецептор, с помощью которого Tat атакует нейроны, и смогли предотвратить этот процесс в лабораторных условиях, блокируя этот рецептор.
Открытие может послужить для создания новых методов профилактики и лечения неврологических последствий ВИЧ-инфекции. На данный момент подобных препаратов пока не существует. Ученые говорят, что атака ВИЧ на клетки мозга очень похожа на то, что происходит при других заболеваниях, таких как болезни Паркинсона и Альцгеймера. Результаты этого исследования ученых из Университета Рочестера были опубликованы в ноябрьском номере журнала «PloS One».
Антиретровирусные препараты могут сохранить здоровье людей с ВИЧ долгие годы, но они не избавляют организм от вируса, и ВИЧ может продолжать воздействовать на нервную ткань, даже если это воздействие совсем незаметно. Ученые определили, что примерно у 30 людей с ВИЧ можно выявить те или иные признаки поражения нервной системы.
Невролог Гаррис Гелбард, который был одним из авторов исследования, изначально был детским невропатологом. Однако он изменил свою специальность, когда его друг и сокурсник умер от СПИДа. На стадии СПИДа у него развились тяжелые неврологические симптомы, и это произвело на Гелбарда неизгладимое впечатление. Он решил посвятить свою карьеру изучению того, как ВИЧ влияет на нервные клетки. Сейчас он руководит группой ученых, которые пытаются создать первые препараты, защищающие от так называемого нейроСПИДа или ВИЧ-ассоциированного слабоумия.
Ученые знали, что Tat – белок, который помогает ВИЧ функционировать, размножаться и инфицировать клетки - лежит в основе воздействия вируса на мозг, так как он может вызвать серьезный воспалительный процесс. Клетки иммунной системы в мозгу начинают испытывать перегрузку, они выделяют вещества, которые привлекают новые клетки иммунной системы, и белые клетки крови сливаются в разрушительные образования – так называемые многоядерные гигантские клетки.
«Внезапно окружающая среда мозга становится токсичной, и мозгу становится все труднее передавать информацию. Клетки перегружены, они тратят все больше энергии на то, что раньше давалось им совсем просто», - говорит Гелбард, который является директором Центра нейронного развития и заболеваний в Рочестере.
Более того, в самом мозгу начинают происходить изменения. Повреждаются сети нейронов, которые необходимы для обмена информацией между клетками. Клетки лишаются своих отростков – дендритов – во время процесса, который называется «синаптическое сокращение». Такой ущерб происходит в тех областях мозга, которые связаны с мышлением, принятием решений, движениями и памятью. В результате человек может испытывать такие симптомы как трудности с концентрацией внимания, забывчивость, плохая координация движений, трудности с пониманием. На стадии СПИДа эти процессы приводят у некоторых людей к слабоумию.
Команда Гелбарда обнаружила, что Tat использует рецептор рианодин на поверхности нейронов. Оказалось, что Tat лишает митохондрии нейронов способности защищать себя от изменений уровня кальция в организме. Также Tat вмешивается в процесс сборки и хранения белков внутри нейронов.
Ученые провели исследования не мышах и доказали, что одна доза Tat оказывала продолжительное действие на мозг, создавая проблемы с работой нейронов через недели после контакта с белком. При этом нарушения в мозгу мышей были такие же, как и у пациентов с ВИЧ с неврологическими нарушениями.
Эти результаты соответствуют ранее полученным данным, которые показали, что ВИЧ-ассоциированное слабоумие не связано со смертью клеток мозга. Скорее, клетки мозга заболевают и теряют свою способность общаться друг с другом. Однако эти клетки остаются живыми, а значит, есть надежда, что их можно «вылечить» и вернуть в нормальное состояние. В самом деле, врачи часто сообщают, что после начала антиретровирусной терапии у пациентов очень быстро уменьшаются неврологические симптомы. Однако по мере прогрессирования заболевания благотворный эффект терапии снижается.
В своем эксперименте Гелбарт и его коллеги смогли остановить вредное воздействие Tat на нейроны мышей, используя препарата дантролен, который блокирует рецептор рианодин. Гелбарт, однако, предупреждает, что дантролен может привести к серьезным побочным эффектам и не подходит всем пациентом. Однако он уверен, что это исследование приведет к появлению препаратов против ВИЧ-ассоциированного слабоумия.
Открытие может послужить для создания новых методов профилактики и лечения неврологических последствий ВИЧ-инфекции. На данный момент подобных препаратов пока не существует. Ученые говорят, что атака ВИЧ на клетки мозга очень похожа на то, что происходит при других заболеваниях, таких как болезни Паркинсона и Альцгеймера. Результаты этого исследования ученых из Университета Рочестера были опубликованы в ноябрьском номере журнала «PloS One».
Антиретровирусные препараты могут сохранить здоровье людей с ВИЧ долгие годы, но они не избавляют организм от вируса, и ВИЧ может продолжать воздействовать на нервную ткань, даже если это воздействие совсем незаметно. Ученые определили, что примерно у 30 людей с ВИЧ можно выявить те или иные признаки поражения нервной системы.
Невролог Гаррис Гелбард, который был одним из авторов исследования, изначально был детским невропатологом. Однако он изменил свою специальность, когда его друг и сокурсник умер от СПИДа. На стадии СПИДа у него развились тяжелые неврологические симптомы, и это произвело на Гелбарда неизгладимое впечатление. Он решил посвятить свою карьеру изучению того, как ВИЧ влияет на нервные клетки. Сейчас он руководит группой ученых, которые пытаются создать первые препараты, защищающие от так называемого нейроСПИДа или ВИЧ-ассоциированного слабоумия.
Ученые знали, что Tat – белок, который помогает ВИЧ функционировать, размножаться и инфицировать клетки - лежит в основе воздействия вируса на мозг, так как он может вызвать серьезный воспалительный процесс. Клетки иммунной системы в мозгу начинают испытывать перегрузку, они выделяют вещества, которые привлекают новые клетки иммунной системы, и белые клетки крови сливаются в разрушительные образования – так называемые многоядерные гигантские клетки.
«Внезапно окружающая среда мозга становится токсичной, и мозгу становится все труднее передавать информацию. Клетки перегружены, они тратят все больше энергии на то, что раньше давалось им совсем просто», - говорит Гелбард, который является директором Центра нейронного развития и заболеваний в Рочестере.
Более того, в самом мозгу начинают происходить изменения. Повреждаются сети нейронов, которые необходимы для обмена информацией между клетками. Клетки лишаются своих отростков – дендритов – во время процесса, который называется «синаптическое сокращение». Такой ущерб происходит в тех областях мозга, которые связаны с мышлением, принятием решений, движениями и памятью. В результате человек может испытывать такие симптомы как трудности с концентрацией внимания, забывчивость, плохая координация движений, трудности с пониманием. На стадии СПИДа эти процессы приводят у некоторых людей к слабоумию.
Команда Гелбарда обнаружила, что Tat использует рецептор рианодин на поверхности нейронов. Оказалось, что Tat лишает митохондрии нейронов способности защищать себя от изменений уровня кальция в организме. Также Tat вмешивается в процесс сборки и хранения белков внутри нейронов.
Ученые провели исследования не мышах и доказали, что одна доза Tat оказывала продолжительное действие на мозг, создавая проблемы с работой нейронов через недели после контакта с белком. При этом нарушения в мозгу мышей были такие же, как и у пациентов с ВИЧ с неврологическими нарушениями.
Эти результаты соответствуют ранее полученным данным, которые показали, что ВИЧ-ассоциированное слабоумие не связано со смертью клеток мозга. Скорее, клетки мозга заболевают и теряют свою способность общаться друг с другом. Однако эти клетки остаются живыми, а значит, есть надежда, что их можно «вылечить» и вернуть в нормальное состояние. В самом деле, врачи часто сообщают, что после начала антиретровирусной терапии у пациентов очень быстро уменьшаются неврологические симптомы. Однако по мере прогрессирования заболевания благотворный эффект терапии снижается.
В своем эксперименте Гелбарт и его коллеги смогли остановить вредное воздействие Tat на нейроны мышей, используя препарата дантролен, который блокирует рецептор рианодин. Гелбарт, однако, предупреждает, что дантролен может привести к серьезным побочным эффектам и не подходит всем пациентом. Однако он уверен, что это исследование приведет к появлению препаратов против ВИЧ-ассоциированного слабоумия.
20-11-2008 08:38