СПИД мешает деятельности стволовых клеток в мозге

Известная проблема у больных СПИДом – вид деменции, затрудняющий способность человека концентрироваться и совершать нормальные движения. Ученые из Института медицинских исследований Барнема выяснили, как ВИЧ/СПИД нарушает процесс размножения стволовых клеток в головном мозге, что влечет за собой прекращение образования новых нервных клеток.

Доктора Стюарт Липтон, Маркус Кол, Шу-ичи Окамото и другие открыли доселе неизвестный молекулярный механизм, подавляющий размножение стволовых клеток, и который, возможно, связан с другими нейродегенеративными болезнями.

Нормально функционирующий головной мозг человека способен частично самовосстанавливаться посредством нейрогенеза, т.е. возникновения и развития в новые нервные клетки клеток-предшественников нейронов (КПН). Нейрогенез может протекать только в некоторых участках мозга, например в зубчатой извилине или гиппокампе.

Гиппокамп – это своеобразный «центральный процессор» головного мозга, отвечающий за память. КПН видоизменяются, адаптируются и встраиваются в существующие нейронные цепи, затем окончательно созревают под действием нейротрансмиттеров, химических веществ, которые используются нервными клетками для передачи сигналов. Самообновление мозга при помощи нейрогенеза значительно ухудшается при СПИД-деменции, болезнях Альцгеймера, Хантингтона и других нейродегенеративных заболеваниях, это доказано тем, что количество КПН значительно сокращается в тканях мозга у больных вышеназванными болезнями. Команда исследователей сосредоточилась на исследовании белка, HIV/gp120, который связан со СПИДом и играет ключевую роль в патогенезе СПИД-деменции.

Вначале, при работе с культурами клеток, выращиваемых в чашках Петри, исследователи решили, что HIV/gp120 является не причиной гибели стволовых клеток, а подавителем их процесса размножения. Затем они подтвердили свою догадку на лабораторных мышах с HIV/gp120 в мозге. Некоторые особенности СПИД-деменции, наблюдаемой у мышей, имели место и в человеческом организме. Ученые обнаружили значительное уменьшение количества размножающихся стволовых клеток в мозге зараженных мышей по сравнению с нормальными здоровыми мышами.

Известно, что HIV/gp120 взаимодействует с двумя хемокин-рецепторами, которые проявляются в КПН. Исследователи выяснили, что эти 2 рецептора подвергаются воздействию HIV/gp120 в тканях мозга как мыши, так и человека.

В дальнейших поисках механизма, после установления факта, что HIV/gp120 уменьшает размножение КПН, ученые изучили действие белка в клеточных циклах. Клетки проходят свои стадии, или циклы, деления: G1, S, G2 и M (для митоза). Было обнаружено, что в клетках, на которые действует HIV/gp120, неправильно выполняется стадия G1 (фаза покоя), поэтому процесс деления останавливается.

Клеточные циклы хорошо изучены исследователями раковых заболеваний, которые наметили конкретные «ключевые» процессы, которые могут мешать размножению клеток, и являются основными признаками рака. Эти ключевые процессы «захватываются» раковыми заболеваниями, что переводит нормальную деятельность организма в состояние, когда производится все больше и больше раковых клеток. Изучая деменцию, команда исследователей Барнема обнаружила, что ВИЧ/СПИД мог кооптировать ключевые процессы, тем самым, подавляя способность стволовых клеток мозга делиться и размножаться.

Один из таких ключевых процессов регулируется энзимом, который называется p38 митоген-активированная протеинкиназа (МАПК), деятельность которого состоит в нарушении клеточного цикла. Исследователи показали, что в зрелых нервных клетках HIV/gp120 активирует процесс p38 МАПК, что влечет за собой гибель клеток. Липтон и коллеги также показали, что процесс p38 МАПК является также механизмом, лежащим в основе уменьшения размножения стволовых клеток головного мозга и связанным с ВИЧ/СПИД. В условиях эксперимента они смогли нейтрализовать p38 МАПК и восстановить процесс размножения стволовых клеток.

«Мы показали, как ВИЧ/СПИД ослабляет размножение нервных стволовых клеток и мешает формированию новых нервных клеток в головном мозге», - говорит доктор Стюарт Липтон, директор Центра неврологии, старения и изучения стволовых клеток Del E. Webb Барнема.

«Факт того, что в этот процесс вовлечен энзим p38 МАПК, был неожиданным, т.к. препараты, полученные для борьбы с этим процессом, испытывались для лечения других болезней. Если они докажут свою эффективность, то их можно будет применить для защиты головного мозга. Таким образом, наше исследование дает реальную надежду на борьбу с вредными эффектами ВИЧ/СПИД по отношению к стволовым клеткам мозга». Липтон также добавил: «Очень важным было бы открытие того, что ВИЧ/СПИД действует также и на стволовые клетки других органов человеческого тела. Это могло бы помочь влиять на весь процесс протекания болезни».

Данные открытия стали доступны для ознакомления благодаря онлайн-публикации журнала «Stem Cell». Стюарт А. Липтон, доктор медицинских наук, является практикующим неврологом, работающим с больными ВИЧ/СПИД-деменцией с того времени, как была зарегистрирована эта болезнь, с 1960х. Совместно с Липтоном, Маркусом Коулом и Шу-ичи Окамото в разработке принимали участие и другие ученые. Исследование поддерживалось грантами Национального Института здоровья.

Примечание: статья взята из выпуска новостей Барнемского Института.

Источник: http://st-cells.com