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 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften