Белок Tat может нарушать липидный обмен в нейронах при ВИЧ

Примерно у 30%–50% людей, живущих с ВИЧ, развиваются нейрокогнитивные расстройства, связанные с ВИЧ. Исследователи из Университета Темпл (Temple University, США) изучили возможную причину этих нарушений. Они установили, что белок Tat ВИЧ может нарушать работу нейронов, изменяя связь между клеточными органеллами и обмен липидов. Результаты работы опубликованы в Journal of Lipid Research.

Исследование

Tat — белок ВИЧ, который участвует в регуляции репликации вируса. Антиретровирусная терапия (АРТ) подавляет размножение вируса и снижает вирусную нагрузку до неопределяемого уровня. Однако Tat может сохраняться в организме и накапливаться в нейронах. Ранее учёные установили, что Tat нарушает работу системы, которая связывает эндоплазматический ретикулум (часть клетки, участвующую в обмене веществ) с митохондриями (органеллами, которые вырабатывают энергию). В норме эту связь поддерживают белки VAPB и PTPIP51. При накоплении Tat их взаимодействие нарушается.

Чтобы понять, как Tat влияет на работу нейронов, учёные оценили изменения в составе липидов и обмене веществ. Для этого они провели эксперименты на клеточной модели нейронов и проанализировали содержание разных молекул.

В клетках с Tat стало больше полиненасыщенных триглицеридов. Обычно такие липиды используются для создания клеточных мембран или получения энергии. При этом снизился уровень АТФ и НАД — молекул, которые помогают клеткам получать и использовать энергию. Также уменьшилось количество ацетил-КоА, который образуется при расщеплении жирных кислот. Это указывает на то, что клетки стали хуже использовать липиды для получения энергии.

В нейронах с накоплением Tat стало больше липидных капель, и они были крупнее. Также нарушилась организация аппарата Гольджи — части клетки, которая участвует в обработке и перемещении веществ. Похожие изменения наблюдались при снижении уровня VAPB. При подавлении этого белка Tat уже не вызывал дополнительного накопления липидных капель. Это указывает на связь между нарушением работы VAPB и изменениями липидного обмена. При снижении PTPIP51 такого эффекта не было.

Учёные также обнаружили снижение уровня плазмалогенов и повышение уровня церамидов. Похожие изменения наблюдали у людей, живущих с ВИЧ и имеющих нарушения кровоснабжения мозга. В образцах лобной коры мозга уровень VAPB был повышен и был связан с большей тяжестью деменции.

Комментарии

Таким образом, накопление Tat может нарушать работу VAPB и менять липидный и энергетический обмен в нейронах. Эти изменения могут быть связаны с сохранением нейрокогнитивных нарушений даже при подавленной вирусной нагрузке. Авторы также предполагают возможную связь этих нарушений с повышенным риском инсульта.

Ранее учёные выяснили, что белок ВИЧ — TAT изменяет работу циркадных генов в лёгких. Это нарушает «внутренние часы» органов и способствует воспалению, что может играть роль в развитии хронической обструктивной болезни лёгких у людей с ВИЧ.