HIV: Wie das Virus an die Nerven geht

4. September 2014
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Fast jeder zweite HIV-Patient ist von neurokognitiven Störungen betroffen, die zur Demenz führen können. Wie diese Störungen entstehen, ist noch nicht ganz geklärt. Forscher zeigten: Infizierte Zellen aktivieren im Gehirn bestimmte Immunzellen, die zum Nervenzelltod beitragen.

Die „HIV-associated neurocognitive disorders“ (HAND) umfassen Störungen der kognitiven Funktionen, motorischer Fähigkeiten sowie Veränderungen von Verhaltensweisen. Die Entstehung von HAND ist bis heute nicht ganz geklärt. „Man geht davon aus, dass HIV sowohl direkt schädlich für Nervenzellen ist, als auch indirekte Mechanismen anstößt, die zur Schädigung von Nervenzellen führen“, erklärt Dr. Simon Faissner, RUB-Klinik für Neurologie. Die Forscher haben insbesondere den Verdacht, dass Immunzellen in Gehirn und Rückenmark aktiviert werden und so eine chronische Entzündungssituation aufrechterhalten, die zum Untergang von Nervenzellen führt. Eine Immunaktivierung in peripheren Geweben und Auswirkungen der Therapie könnten ebenfalls zur Schädigung von Nervenzellen im Gehirn beitragen.

Erste Schritte der HIV-Infektion genügen

Das HI-Virus überwindet die Blut-Hirn-Schranke rasch nach der Infektion in Immunzellen, den Monozyten und vermutlich T-Zellen. Die Bochumer Forscher untersuchten die Hypothese, dass HIV-infizierte Monozyten bestimmte Immunzellen im Gehirn aktivieren, die sogenannten Mikrogliazellen. Diese wiederum reagieren darauf mit der Freisetzung von schädlichen Stoffen wie etwa reaktiven Sauerstoffmetaboliten und Entzündungsbotenstoffen, den Zytokinen. Die Forscher entwickelten dazu ein Zellkultursystem, in dem sie im ersten Schritt den Effekt von HIV-infizierten Monozyten auf Mikrogliazellen untersuchten. Die Forscher simulierten die einzelnen Schritte der HIV-Infektion und maßen die Menge jeweils ausgeschütteter Zytokine. So konnten sie zeigen, dass es für eine maximale Aktivierung von Mikroglia ausreicht, dass die virale RNA im Monozyten freigesetzt wird. Weitere Schritte der Infektion – die Umschreibung in DNA und die danach folgende Bildung von HIV-Proteinen – verstärkte die Aktivierung nicht weiter.

Freigesetzte Stoffe führen zum Nervenzelltod

In einem zweiten Schritt untersuchten sie an Gehirnnervenzellen von Ratten, ob die von den Mikrogliazellen freigesetzten Stoffe zum Zelltod führen können. Im Vergleich zu Kontrollen war die Zelltodrate tatsächlich doppelt so hoch. Untersuchungen von Nervenwasser HIV-infizierter Patienten ergaben bei Patienten, die noch keine neurokognitiven Störungen aufwiesen, eine positive Korrelation mit einem Marker neuronaler Degeneration.

Detaillierteres Verständnis soll zu Therapiestrategien führen

„Wir konnten durch unsere Untersuchungen die Mechanismen der Neurodegeneration durch HIV detaillierter verstehen“, fasst Prof. Dr. Andrew Chan zusammen. „Diese Ergebnisse können zur Etablierung von Biomarkern für HAND beitragen. Langfristig sollen aus diesen Daten Therapiestrategien entwickelt werden, um das Voranschreiten von HAND bei HIV-infizierten Menschen zu verlangsamen.“ So seien Ansatzpunkte in der Aktivierung von Mikrogliazellen denkbar, wie sie bei anderen Autoimmunerkrankungen des Zentralen Nervensystems wie etwa Multiple Sklerose angewandt werden.

Originalpublikation:

Cytoplasmic HIV-RNA in monocytes determines microglial activation and neuronal cell death in HIV-associated neurodegeneration
S. Faissner et al.: Experimental Neurology, doi: 10.1016/j.expneurol.2014.08.011; 2014

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