От 1 до 3% астроцитов ЛЖВ могут содержать латентный ВИЧ

Группа ученых из США экспериментально подтвердила, что ВИЧ создает скрытые резервуары в тканях головного мозга и даже в момент нахождения в организме антиретровирусной терапии (АРВТ) споcобен покинуть мозг, чтобы впоследствии инфицировать другие ткани. Результаты исследования на гуманизированных мышах и образцах доноров были опубликованы в конце минувшей недели в журнале PLOS Pathogens.

Как известно, ВИЧ-инфекция, не подвергаясь лечению, наносит серьезный вред иммунной системе и делает организм уязвимым для опасных заболеваний. Комбинированная антиретровирусная терапия, или cART, может значительно снизить концентрацию вируса в организме, добившись того, что возбудитель становится неопределяемым, симптомы в значительной степени исчезают, а сам человек перестает быть источником инфекции. Однако cART надлежит принимать ежедневно, и если терапия прерывается, вирус может вновь выйти из скрытых резервуаров, созданных в организме.

Новое исследование, опубликованное 11 июня в журнале PLOS Pathogens, утверждает, что один из этих резервуаров находится в клетках головного мозга, называемых астроцитами. Согласно полученным специалистами данным, астроциты составляют примерно 60% от общего количества клеток мозга человека, а у инфицированного, по их оценкам, от 1 до 3% этих клеток могут содержать ВИЧ.

«Даже 1% может сыграть значительную роль в качестве резервуара, как места убежища для ВИЧ, - говорит автор исследования Лена Аль-Харти, профессор и заведующая кафедрой микробных патогенов и иммунитета в Медицинском центре Университета Раш в Чикаго. – Если мы пытаемся найти средство от ВИЧ, нельзя пренебрегать ролью мозга как резервуара».

Д-р Аль-Харти и ее коллеги пришли к таким выводам на основании анализа гуманизированной модели грызуна, пораженной ВИЧ, а также путем изучения тканей мозга человека.

Однако, как отмечает ряд специалистов, даже несмотря на то, что оба эксперимента дают представление о роли астроцитов в инфицировании ВИЧ, все же необходимо точно определить, каким образом вирус влияет на людей.

«Животные модели могут рассказать нам немного: они не люди, - пояснил д-р Лишомва Ндхлову, профессор иммунологии в Weill Cornell Medicine, не принимавшая участия в исследовании. – Если астроциты могут выступать в качестве резервуара ВИЧ у человека, и латентный вирус может покинуть мозг и вызвать инфекцию в другом месте, как показывают исследования на мышах, то нам следует выяснить, как удалить его из этих клеток».

Астроциты, названные в честь их звездообразной формы, включают несколько подтипов и играют важную роль в работе центральной нервной системы. Клетки помогают доставлять питательные вещества нейронам и другим клеткам мозга, которые передают электрические сигналы. Также они способны стимулировать или подавлять воспалительные реакции в мозге. Кроме того, астроциты формируют и поддерживают работу центральной нервной системы и укрепляют гематоэнцефалический барьер, границу ткани, отделяющей циркулирующую кровь от клеток мозга. 

Ученые и ранее знали, что во время инфицирования ВИЧ проникает в мозг, создавая риск развития деменции и других когнитивных нарушений. 

Роль астроцитов в ВИЧ-инфекции всегда была противоречивой, - говорит Аль-Харти в интервью Live Science. Предыдущие исследования предполагали, что эти клетки могут быть поражены ВИЧ, но большая часть исследований проводила анализ лишь в лабораторных условиях, которые могут и не повторять инфекционные процессы у человека. В ряде исследований использовались животные модели, но в то же время к ним применялись «традиционные» методы, в том числе пометка вирусных белков или генетического материала флуоресцентными соединениями, для поиска вируса, который мог быть недостаточно чувствительным для точного определения низкого уровня ВИЧ, присутствующего в астроцитах. Ни в одном исследовании не предпринимались попытки выяснить, могут ли астроциты после инфицирования каким-либо образом высвобождать ВИЧ в органы за пределами мозга. 

Аль-Харти и ее команда разработали две новых гуманизированных модели мыши для решения этой важной задачи.  

Сначала авторы поместили астроциты человека, полученные из экстрагированной мозговой ткани, в чашки Петри и инфицировали эти клетки ВИЧ. Затем они вводили инфицированные клетки в мозг лабораторных мышей: сперва – новорожденных, а позднее – во взрослых. Ученые обнаружили, что у обеих групп мышей инфицированные астроциты передают вирус в клетки CD4 – тип иммунных клеток, которые позволяют генерировать иммунный ответ организма и в первую очередь поражаются ВИЧ. 

После заражения астроцитами инфицированные клетки CD4 мигрируют из мозга в другие ткани.

В частности, авторы заметили, что селезенка и лимфатические узлы поражаются именно в результате указанного процесса. Блокируя движение CD4, авторы смогли прервать эту цепь распространения вируса.

Чтобы доказать, что ВИЧ способен инфицировать астроциты и без помощи исследователей, авторы также провели эксперимент, в котором сперва вводили здоровые астроциты человека мышам, а потом – инфицировали животных ВИЧ. В указанном сценарии астроциты также поражались вирусом и «распространяли» его по другим частям тела. 

Примечательно, что вирус, даже несмотря на лечение cART, все еще мог выходить из мозга мышей, «хотя и не в таких масштабах», как при отсутствии лечения.

Чтобы подтвердить полученные данные на человеке, авторы изучили ткани мозга четырех доноров с ВИЧ, каждый из которых при жизни получал эффективную cART. Группа обнаружила, что небольшой процент астроцитов содержал генетический материал ВИЧ в своих ядрах, что указывало на то, что клетки были заражены. 

Многие вопросы об астроцитах и ​​ВИЧ остаются открытыми. Например, некоторые подтипы астроцитов могут служить резервуарами ВИЧ, в то время как другие – нет, отметила Аль-Харти. И хотя эксперименты на мышах показали, что ВИЧ может покинуть мозг, анализ ткани людей после смерти не подтверждает, что то же самое происходит и у людей. 

По его словам д-ра Ндхлову, чтобы полностью понять роль астроцитов в работе ВИЧ, исследователям необходимо определить, какое количество вируса в астроцитах человека может вызвать инфекцию.

Кроме того, ученым необходимо определить точный путь выхода ВИЧ из мозга для инфицирования других органов, поскольку эта информация также будет иметь решающее значение для разработки более эффективных методов лечения.