Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) по-прежнему довольно распространен, и, по оценкам, в настоящее время во всем мире им страдают около 40 миллионов человек. Вирус ВИЧ поражает иммунную систему организма, делая, таким образом, зараженных им людей более уязвимыми к широкому спектру инфекций.

Хотя лекарства от ВИЧ до сих пор не существует, в настоящее время доступны различные варианты лечения, позволяющие инфицированным пациентам жить долгой и здоровой жизнью. При лечении антиретровирусной терапией (АРТ) вирус, как известно, остается в латентном состоянии, по сути, «прячась» внутри клеток и образуя резервуар спящего вируса. Однако, если приём препарата прекратить, вирус может снова активизироваться, вызывая серьёзные иммунодефициты.

Исследователи из Нью-Йоркского медицинского колледжа (Вальхалла, штат Нью-Йорк), Юго-западного национального центра исследований приматов (Сан-Антонио, штат Техас) и Университета Айовы (Айова-Сити, штат Айова) недавно изучали, как мозг, в частности мельчайшие молекулы и белковые пакеты, выделяемые клетками, влияют на персистенцию ВИЧ. В новой статье, опубликованной в журнале Molecular Psychiatry , они представили новые данные, которые проливают свет на молекулярные механизмы, способные либо повторно активировать, либо подавлять латентную ВИЧ-инфекцию.

«Наша команда несколько лет работала над изучением внеклеточных частиц и сделала важные открытия об их составе и роли в здоровье и развитии заболеваний организма», — рассказали Medical Xpress Чиома М. Океома и Махеш Мохан, соавторы статьи.

«Вдохновение для этой недавней статьи пришло от критики рецензентов нашей заявки на грант NIH. В частности, один из рецензентов, хотя и был воодушевлен данными о конденсатах, предложил нам сосредоточиться на роли конденсатов в резервуарах ВИЧ в головном мозге. Таким образом, представленные нами результаты являются продуктом этой конструктивной критики».

Обширный анализ внеклеточных конденсатов макак

В рамках своего исследования Океома, Мохан и их коллеги собрали внеклеточные частицы из мозга макак, которые были либо неинфицированы, либо инфицированы приматным аналогом ВИЧ, известным как SIV (обезьяний иммунодефицитный вирус). Это небольшие молекулярные частицы, которые клетки выделяют в окружающую среду; они могут быть либо заключены в мембрану (т.е. внеклеточные везикулы или EV), либо не заключены в мембрану (внеклеточные конденсаты или EC).

«Выделение внеклеточных везикул представляет собой сложную задачу, поскольку в этой области не существует единого метода выделения», — объяснили Океома и Мохан. «Разделение внеклеточных везикул от эндотелиальных клеток ещё сложнее из-за частичного совпадения их физико-химических свойств, но тем не менее крайне необходимо для правильного определения биологических функций соответствующего типа частиц — внеклеточных везикул или эндотелиальных клеток».

Для эффективного выделения ЭП в мозге макак исследователи разработали новый метод, известный как жидкостная хроматография с очисткой (PPLC). Этот метод позволил им более надежно выделять частицы, значительно уменьшая, если не полностью устраняя, распространенные процедурные проблемы.

«Мы использовали PPLC для выделения эндотелиальных клеток из тканей базальных ганглиев (части головного мозга) макак-резусов из трёх групп», — сказали Океома и Мохан. «Группа 1 состояла из обезьян, хронически инфицированных SIV и получавших плацебо. Группа 2 состояла из обезьян, хронически инфицированных SIV и получавших D9- THC . Группа 3 состояла из неинфицированных контрольных обезьян, получавших плацебо».

Группа исследователей хранила собранные эндотелиальные клетки при температуре -80 градусов Цельсия и впоследствии использовала их для проведения различных экспериментов и анализов. В первую очередь, были проведены тесты, направленные на изучение функций изолированных эндотелиальных клеток, а во вторую — эксперименты по оценке воздействия частиц на клетки-хозяева.

«Сначала мы провели эксперименты на клеточных культурах, чтобы оценить функции эндотелиальных клеток», — заявили авторы. «Первичные человеческие периферические мононуклеарные клетки крови и различные клеточные линии (TZM-GFP, клетки U937, инфицированные ВИЧ-1 (U1), J-Lat GFP, J-Lat Tat-GFP, микроглия человека, Huglia (HC69), CEMx174, Raji и Akata) были обработаны эндотелиальными клетками и использованы для оценки реакции различных клеток хозяина».

Для изучения функций эндокринных клеток исследователи использовали различные лабораторные тесты, измеряющие разные параметры. К ним относятся тест на фактическое поглощение эндокринных клеток клетками, анализы, оценивающие, наносят ли они вред или убивают клетки, а также анализ образования крупных многоядерных клеток (синцитиев), что является признаком активности и распространения ВИЧ.

Они также провели тест, измеряющий эффективность передачи ВИЧ от одной клетки к другой, что может помочь определить, могут ли они способствовать передаче вируса. Наконец, они исследовали, реактивируют ли ЭК латентные резервуары вируса в иммунных клетках, выделенных из ВИЧ-позитивных пациентов.

«Затем мы провели молекулярные эксперименты для оценки воздействия эндокринных разрушителей на клетки-хозяева на молекулярном уровне», — сказали Океома и Мохан. «Общая РНК, общий белок и осветленные культуральные супернатанты клеток были подвергнуты следующим анализам: анализ секретома с использованием цитокинового массива/иммуноанализа, проточная цитометрия, ИФА, вестерн-блоттинг, количественная ПЦР в реальном времени (RT-qPCR) и секвенирование РНК».

Во втором раунде исследований команда собрала специфические материалы из клеток, содержащих эндотелиальные клетки, чтобы изучить, как эти частицы влияют на активность генов, производство белков и иммунную сигнализацию. Наконец, исследователи использовали статистические методы для анализа всех собранных данных, выявления особенностей в наборах данных и получения значимых результатов.

Основные выводы и возможные последствия для лечения ВИЧ

Океома, Мохан и их коллеги обнаружили, что ЭК, собранные из мозга макак, инфицированных SIV, но не получавших лечения, сильно активировали латентные резервуары вируса, увеличивая активность вирусных генов, производство белков и вызывая распространение вируса между клетками. Однако, что интересно, частицы, извлеченные из мозга инфицированных макак, получавших лечение каннабиноидами, подавляли повторную активацию вируса.

«Было показано, что каннабиноиды подавляют нейровоспаление», — заявили авторы. «Ранее мы показали, что каннабиноиды оказывают аналогичное противовоспалительное действие через внеклеточные везикулы, а в текущем исследовании на эндотелиальных клетках мы сообщаем, что эндотелиальные клетки, выделенные из мозга (базальных ганглиев) макак-резусов, обладают этим противовоспалительным эффектом, и что каннабиноиды модулируют содержимое эндотелиальных клеток, что приводит к воздействию на латентные резервуары ВИЧ».

В целом, результаты, полученные этими исследователями, свидетельствуют о том, что химические процессы в мозге, особенно в эндоканнабиноидах, играют ключевую роль в реактивации или подавлении спящего ВИЧ. В будущем их работа может проложить путь к разработке новых лекарств и терапевтических методов, направленных на более эффективное лечение или, возможно, даже излечение ВИЧ-инфекции.

«Теперь, когда мы знаем, что эндоканнабиноиды регулируют резервуары ВИЧ в мозге, мы исследуем механизмы, лежащие в основе этих наблюдаемых эффектов», — добавили Океома и Мохан. «Нас также интересует роль эндоканнабиноидов в старении мозга и нейродегенерации, а также разработка системы, в которой эндоканнабиноиды могут использоваться в качестве платформы для доставки лекарств».

---

Мастер пера, обрабатывает новостную ленту.