Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neurale Vorläuferzellen im Gehirn als Reservoir für HI-Viren

27.02.2008
Das humane Immundefizienzvirus HIV-1 - der Auslöser der Immunschwäche-Krankheit AIDS - infiziert nicht nur bestimmte Zellen des Immunsystems, sondern häufig auch das zentrale Nervensystem der Patienten. Schon kurz nach der Infektion können HI-Viren in Gehirnzellen eindringen und dort lebenslang persistieren.

Mehr als die Hälfte der HIV-Infizierten leidet daher an langsam fortschreitenden neurologischen Störungen, die sich bis zu einer schweren Demenz entwickeln können. Die genauen Mechanismen, die zur Neuropathogenese durch HI-Viren führen, sind allerdings noch weitgehend unverstanden.

Professor Dr. Ruth Brack-Werner und ihre Mitarbeiter am Institut für Virologie des Helmholtz Zentrums München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt haben bereits in früheren Untersuchungen festgestellt, dass HI-Viren im Gehirn neben Makrophagen und Mikrogliazellen vor allem Astrozyten infizieren. Astrozyten sind der häufigste Zelltyp im Gehirn und erfüllen grundlegende Funktionen beim Schutz und Stoffwechsel des zentralen Nervensystems.

HIV-infizierte Astrozyten produzieren normalerweise nur extrem wenig intakte und damit infektiöse Viruspartikel, durch äußere Einflüsse können sie aber zu einer aktiven Virusproduktion angeregt werden. Die neu gebildeten Viren können dann weitere Zellen - auch solche des Immunsystems - infizieren.

Astrozyten tolerieren also eine chronische Langzeit-Infektion mit HIV-1 und bilden so ein Reservoir, aus dem HI-Viren immer wieder nachgeliefert werden können. Ob dies auch für andere neurale Zelltypen zutrifft, war bislang unklar.

In einer kürzlich in der Fachzeitschrift AIDS erschienenen Studie konnten nun Ina Rothenaigner und Kollegen aus der Arbeitsgruppe von Prof. Brack-Werner zeigen, dass im Gehirn auch neurale Vorläuferzellen als HIV-1-Reservoir dienen. Diese Vorläuferzellen können sich zu allen Gehirn-Zelltypen differenzieren und besitzen somit eine sehr wichtige Funktion bei Selbstheilungsprozessen im Gehirn. Als Ausgangsmaterial für die Zellkulturstudien dienten multipotente menschliche neurale Stammzellen, die unbegrenzt in Kultur gehalten werden können. Durch Zugabe eines bestimmten Wachstumsfaktors lassen sich diese neuralen Vorläuferzellen zu Astrozyten differenzieren. Die Reaktionen beider Zelltypen auf eine Infektion mit HIV-1 können daher gut miteinander verglichen werden.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass HIV-1 in neuralen Vorläuferzellen über lange Zeiträume persistieren kann: Provirale HIV DNA-Sequenzen waren über die gesamte Beobachtungszeit nach der Infektion - 115 Tage - in den Zellen nachweisbar und intakte Viren wurden, wenn auch in geringen Mengen, noch nach mehr als 60 Tagen freigesetzt. Die Bauanleitungen für bestimmte Proteine - Nef, Tat und Rev - waren sogar noch länger nachzuweisen. Damit war klar, dass HIV-1 auch neurale Vorläuferzellen chronisch infizieren kann und dort - ähnlich wie in Astrozyten - funktionelle Viren hergestellt werden.

Die persistente Infektion mit HI-Viren verursachte eine Reihe von biologischen Veränderungen in den neuralen Vorläuferzellen: So änderte sich beispielsweise das Expressionsniveau bestimmter Proteine und auch die Morphologie der Zellen. "Unsere Daten deuten darauf hin, dass neurale Vorläuferzellen zum HIV-Reservoir im Gehirn beitragen können und eine persistente Infektion mit HIV-1 Veränderungen in diesen Zellen hervorruft", fasst Brack-Werner die Beobachtungen zusammen. Die Resultate seien zwar in Zellkulturen gewonnen, es gäbe aber zahlreiche Hinweise dafür, dass im Gehirn ähnliche Vorgänge ablaufen. In künftigen Arbeiten wollen die Wissenschaftler untersuchen, ob und wie die HIV-Infektion die Fähigkeit von neuralen Vorläuferzellen zur Wanderung, Vermehrung und Differenzierung beeinflußt und welche Stoffwechselwege daran beteiligt sind. Möglicherweise, so hoffen die Forscher, lassen sich mit diesem Wissen Strategien entwickeln, mit denen die schädlichen Wirkungen der HI-Viren auf das Gehirn verhindert werden können.

Veröffentlichung:
Rothenaigner, I., Kramer, S., Ziegler, M., Wolff, H., Kleinschmidt, A., Brack-Werner, R. (2007): Long-term HIV-1 infection of neural progenitor populations. AIDS 21:2271-2281.
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Ruth Brack-Werner
Helmholtz Zentrum München
Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt
Institut für Virologie
Ingolstädter Landstraße 1
85764 Neuherberg
Tel.: 089-3187-2923
E-Mail: brack@helmholtz-muenchen.de

Michael van den Heuvel | idw
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de

Weitere Berichte zu: Astrozyt HI-Vire Infektion Virus Vorläuferzelle Zelltyp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise