一种新的方式来研究艾滋病病毒对大脑的影响

尽管许多负面影响人类免疫缺陷病毒感染可以减轻使用抗逆转录病毒治疗(ART),医学进步的一个领域没有太多进步是在减少认知的影响。一半的艾滋病毒患者交叉神经认知障碍(手),它可以出现在很多不同的方面,从健忘和混乱行为变化和运动不足。

为了更好地理解机制的手,佩恩牙科医学院的研究人员和佩雷尔曼医学院和费城儿童医院(盖章)一起补充专业知识,创建一个实验室模型系统使用的三个类型的大脑细胞认为是参与。由博士生肖恩·瑞恩被凯利co-mentored Jordan-Sciutto佩恩牙科医学和斯图尔特安德森剁碎,宾夕法尼亚大学医学模型概括艾滋病毒的重要特征感染和艺术影响大脑。

“坦白说我们通常使用的模型在艾滋病领域有很多弱点,“Jordan-Sciutto说共同通讯作者在纸上,刊登在《华尔街日报》干细胞的报道。“这个系统的力量是让我们看人类起源的不同细胞类型之间交互的方式比其他模型更贴近病人。”

除了研究艾滋病,团队成员计划使用相同的模型揭示背后的神经机制其他条件,如精神分裂症、阿尔茨海默氏症,甚至正常的老化。

“我们与各种合作的同事使用这个系统来研究阿尔茨海默氏症和精神分裂症,”安德森说,在纸上共同通讯作者。“我们有交互组件在培养皿中,我们知道在这些疾病,这给了我们一个新的混搭的方式来理解特定细胞是如何造成的神经损伤。"

事实上,推动创建模式增长的艾滋病研究但在安德森的实验室工作,瑞恩是追求精神分裂症。

“我们一直在观察小胶质细胞的作用,中枢神经系统的居民免疫细胞,”瑞安说,第一作者的工作。“我们想知道我们可以看到所发生的机械的变化与小胶质细胞在精神分裂症。”

,瑞恩和安德森有兴趣使用人为多能干细胞cells-adult细胞重新编程类似于胚胎干细胞——可以诱导分化为不同的细胞类型。

但是精神分裂症是一个复杂的疾病与多种遗传和环境因素的贡献和广泛的演示。而不是看复杂的东西,他们试图应用新系统疾病,它同样会引起神经损伤,但这样做在一个更具戏剧性的方式和小胶质细胞也涉及:艾滋病毒/艾滋病感染。

他们伸出Jordan-Sciutto,调查机制上有丰富的经验的手,渴望有机会开发一个模型优于目前可用。在一起,科学家们发现他们最感兴趣的三种细胞类型研究:神经元,星形胶质细胞和小胶质细胞。

神经元不直接感染了艾滋病毒,但已知感染期间损坏。同时据信星形胶质细胞与神经元,造成损害的发炎性因子在细胞之间的空间,称为突触。和小胶质细胞,负责维护一个健康的环境没有疾病,被扩大和在艾滋病毒感染导致炎症。

钉后创建的技术挑战问题的模型,在这个模型中,每个细胞类型生成独立,然后混合在一起,团队用它来探测HIV感染和艺术如何影响细胞,单独和组合。

“很多人正在PreEP暴露前预防[]如果他们的处境感染艾滋病毒的风险加剧,”瑞安说。“正如我们想了解艾滋病的认知影响,我们也想看看这些药物仅影响大脑的健康健康的人。”

研究人员观察了RNA表达他们的文化来了解蛋白质和信号通路在每个场景成为激活。在感染期间,他们看到炎症通路在早些时候曾与艾滋病毒研究。当他们介绍了抗逆转录病毒药物EFZ,不是在美国常用的但仍是一个一线疗法在世界的许多其他领域,与感染,大多数这些通路的活性降低。

“但这场景涉及其独特的反应,”瑞安说。某些途径与炎症和损伤仍然尽管EFZ的引入。

“tri-cultures EFZ治疗,包括艾滋病毒感染小胶质细胞减少炎症70%左右,”瑞安说。有趣的是,EFZ本身也引发了炎症,但程度比感染。

“似乎感染和艺术创造的结合其独特的反应不同于各部分的总和,”瑞安说。“知道通路仍活跃由于艺术可以帮助我们适当的目标额外治疗患者不开发的手。”

感染的许多特性的3个手机文化的镜子是什么已知的艾滋病毒感染和艺术治疗的人来说,给研究人员相信他们的模型的可靠性。

“只看小胶质细胞,”安德森说,“我们认为在我们的系统,他们都在正常的角色保持关键信号系统在正常状态和平衡激活和对抗感染时造成损害。我们能够模型正常和异常的方式我们之前没能。”

Jordan-Sciutto,新系统”是真的会改变我的实验室运作的方式进入未来。”She's hopeful many other HIV scientists will take it up to further their studies as she also explores more aspects of HIV's impact on the brain, such as how it navigates through the blood-brain barrier that normally protects the central nervous system from inflammation and infection.

这项研究的作者相信协作环境宾夕法尼亚大学跨学科项目。“触手从砍这个项目扩展到牙科学校医学院兽医学校,”安德森说。“潘是一个非常特殊的地方,人们似乎更愿意分享他们的技术,让别人一起工作和发展。这个项目是一个很好的例子。”