Kao deo svog životnog ciklusa, virus humane imunodeficijencije-1 (HIV) ubacuje kopiju svoje DNK u ćelije ljudskog imuniteta. Neke od ovih novoinficiranih imunih ćelija mogu zatim da pređu u uspavano, latentno stanje tokom dužeg vremenskog perioda, što se naziva latencija HIV-a.
Iako trenutne terapije, kao što je trenutna antiretrovirusna terapija (ART), mogu uspešno da blokiraju dalje umnožavanje virusa, ne mogu da iskorene latentni HIV. Ako se lečenje ikada prekine, virus se može oporaviti od latencije i ponovo pokrenuti progresiju HIV infekcije u AIDS.
Naučnici iz Centra za lečenje HIV-a na Medicinskom fakultetu UNC, Univerziteta Kalifornije u San Dijegu, Univerziteta Emori i Univerziteta u Pensilvaniji tražili su gde se tačno ove latentne ćelije kriju u telu. Novo istraživanje objavljeno u Journal of Clinical Investigations potvrđuje da mikroglijalne ćelije — koje su specijalizovane imune ćelije sa decenijskim životnim vekom u mozgu — mogu poslužiti kao stabilan viralni rezervoar za latentni HIV.
„Sada znamo da mikroglijalne ćelije služe kao trajni rezervoar za mozak“, rekao je prvi autor dr Iuiang Tang, docent medicine na Odeljenju za infektivne bolesti i član UNC centra za lečenje HIV-a. „Ovo se sumnjalo u prošlosti, ali dokazi na ljudima su nedostajali. Naš metod za izolovanje održivih moždanih ćelija pruža novi okvir za buduće studije o rezervoarima centralnog nervnog sistema i, na kraju, napore ka iskorenjivanju HIV-a.“
HIV je lukav i jedinstven virus za proučavanje. Tokom infekcije, virus posebno cilja na ključne koordinatore imunološkog odgovora, koji se zovu CD4+ limfociti. Vremenom, virus ubija dovoljno CD4+ ćelija da izazove imunodeficijenciju. .
Prethodna istraživanja su pokazala da se latentni HIV može sakriti unutar nekoliko preživelih CD4+ T ćelija u celom telu i krvotoku. Međutim, sumnja se da se drugi viralni rezervoari kriju unutar centralnog nervnog sistema (CNS) kod ljudi sa HIV-om koji primaju efikasnu ART.
Za razliku od ćelija periferne krvi, izuzetno je teško pristupiti i analizirati moždana tkiva za proučavanje rezervoara HIV-a. Pošto se ove vrste ćelija ne mogu bezbedno uzorkovati kod ljudi koji uzimaju ART, potencijalni viralni rezervoar u mozgu je ostao enigma dugi niz godina.
Tim je prvo proučavao mozgove makaka sa virusom imunodeficijencije majmuna (SIV), virusom koji je blisko povezan sa HIV-om, iz Nacionalnog istraživačkog centra za primate Ierkes na Univerzitetu Emori da bi bolje razumeo kako ekstrahovati i prečistiti održive ćelije iz moždano tkivo primata.
Istraživači su koristili tehnike fizičkog odvajanja i antitela da bi selektivno uklonili ćelije koje su eksprimirale mikroglijalne površinske markere. Zatim su izolovali i odvojili visoko čiste mijeloične ćelije mozga od CD4+ ćelija koje su prolazile kroz moždano tkivo.
Koristeći ove tehnike, istraživači su zatim dobili uzorke koje su donirali HIV+ ljudi koji su bili upisani u studiju „Poslednji dar“ na Univerzitetu Kalifornije u San Dijegu (UCSD). Kao deo ovog jedinstvenog i važnog napora, altruistični HIV+ ljudi, koji uzimaju ART, ali pate od drugih terminalnih bolesti, će svojim telima unaprediti projekat istraživanja HIV-a.
„Uzorci su od ljudi koji žive sa HIV-om, koji su na terapiji, ali se suočavaju sa nekom vrstom smrtonosne bolesti“, rekao je koautor David Margolis, MD, Sarah Kenan uvaženi profesor medicine, mikrobiologije i imunologije i epidemiologije. „Bili su voljni ne samo da doniraju svoja tela nauci, već i da učestvuju u istraživačkom programu u mesecima koji su prethodili njihovoj smrti. To je izvanredan program koji je omogućio ovo kritičko istraživanje.“
Sada kada istraživači znaju da latentni HIV može da se skloni u mikroglijalne ćelije u mozgu, sada razmatraju planove da ciljaju ovu vrstu rezervoara. Pošto se latentni HIV u mozgu radikalno razlikuje od virusa na periferiji, istraživači veruju da je prilagodio posebne karakteristike da se replicira u mozgu.
„HIV je veoma pametan“, rekao je stariji autor Guochun Jiang, doktor nauka, docent na UNC odeljenju za biohemiju i biofiziku i član UNC centra za lečenje HIV-a. „Vremenom je evoluirao da ima epigenetsku kontrolu nad njegovom ekspresijom, utišavajući virus da se sakrije u mozgu od imunološkog čišćenja. Počinjemo da razotkrivamo jedinstveni mehanizam koji omogućava latentnost HIV-a u moždanoj mikrogliji.“
NF-κB signalizacija je jedan od kritičnih signalnih puteva koji kontroliše ekspresiju HIV-a na drugim mestima u telu. Kada je NF-κB signalizacija „isključena“, HIV ulazi u latentnost u perifernoj krvi. Međutim, latentni HIV u mozgu nije pod uticajem aktivacije NF-κB signalizacije. Istraživači nisu sigurni zašto je to tako, ali kada se pronađe odgovor, biće korak bliže saznanju kako selektivno ciljati i iskoreniti virus u mozgu ili perifernoj krvi. Pored razumevanja unutrašnjeg rada moždanog rezervoara, istraživači takođe pokušavaju da utvrde pravu veličinu latentnog rezervoara u mozgu HIV-a.
„Veoma je teško znati koliki je rezervoar“, rekao je Margolis, koji je i direktor UNC centra za lečenje HIV-a. „Problem sa pokušajem iskorenjivanja HIV-a je kao pokušaj iskorenjivanja raka. Želite da budete u mogućnosti da dobijete sve, tako da se više ne vrati.“
