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HIV Neues Modell für HIV-Forschung in Gehirnzellen

Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Über 35 Millionen Menschen weltweit sind derzeit mit HIV-1 infiziert. Antivirale Medikamente können die Infektion aufhalten, aber nicht heilen, da sich das Virus in einem latenten, also ruhenden, Zustand in manchen Zellen versteckt. Wissenschaftlern am Helmholtz Zentrum München ist es jetzt gelungen ein Modell von latent infizierten Gehirnzellen zu etablieren und in diesen den Einfluss verschiedener Wirkstoffen auf die Aktivität des Virus zu untersuchen.

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Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München etablieren Modell von latent HIV-infizierten Gehirnzellen.
Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München etablieren Modell von latent HIV-infizierten Gehirnzellen.
(Bild: Helmholtz Zentrum München)

Neuherberg – „Ursache für die chronische Infektion sind ‚ruhende‘ Virusgenome, die sich in langlebigen Zellen verstecken, aber durch verschiedene Faktoren aktiviert werden können“, erklärt Prof. Dr. Ruth Brack-Werner vom Institut für Virologie. „Diese sogenannten latent infizierten Zellen befinden sich unter anderem im Blut und im Gehirn, wobei die HIV-Latenz im Gehirn besonders schwierig zu untersuchen ist“, fügt sie hinzu. Ihre Arbeitsgruppe untersucht eine spezielle Gruppe von Gehirnzellen, die sogenannten Astrozyten. Sie kommen Milliardenfach im menschlichen Gehirn vor und erfüllen dort wesentliche Funktionen beim Schutz und Stoffwechsel des zentralen Nervensystems. Zudem haben sie als reife Zellen eine sehr lange Lebensdauer.

Modellsystem erlaubt Simulation der latenten HIV-Infektion in Astrozyten

Untersuchungen von Gehirngewebe aus verstorbenen HIV-1 infizierten Personen zeigen, dass bis zu 19% der Astrozyten HIV infiziert sein können. Bisher gab es jedoch kein experimentelles Modell zur Erforschung der HIV-Latenz in diesen Zellen. „Mit unserem Modellsystem können wir die latente HIV-Infektion in Astrozyten simulieren“, erläutert Dr. Martha Schneider, Erstautorin der Studie. Die Forscher konnten so etwa zeigen, dass verschiedene Substanzen, darunter der Botenstoff TNF-alpha, das inaktive Virus in den Astrozyten reaktivieren können. Umgekehrt war es auch möglich die Aktivität des Virus durch Behandlung der Zellen mit bestimmten Molekülen einzuschränken. „Mithilfe bestimmter Wirkstoffkandidaten scheint eine Unterdrückung der Virusaktivität nun möglich“, so Schneider.

Klinische Betreuung von HIV-1 Patienten verbessern

Künftig wollen die Wissenschaftler dieses System verwenden, um die Wirkung weiterer Substanzen zu untersuchen, die die Aktivierung von HIV-1 im Gehirn verhindern könnten. Studienleiterin Brack-Werner erklärt warum: „Mehrere virale Proteine sind toxisch für Neuronen und könnten Immunschäden im Gehirn verursachen. Da sich Gehirnzellen wie Astrozyten nur sehr langsam erneuern, könnten Verluste dieser Zellen das Gehirn schädigen.“ Darüber hinaus wollen die Forscher auch die Wirkung bereits zugelassener Medikamente testen und so die klinische Betreuung von HIV-1 Patienten in Zukunft verbessern.

Originalpublikation: Schneider, M. et al. (2015). A new model for post-integration latency in macroglial cells to study HIV-1 reservoirs of the brain, AIDS, DOI:10.1097/QAD.0000000000000691

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