Cara baru untuk mempelajari dampak HIV pada otak – ScienceDaily

Cara baru untuk mempelajari dampak HIV pada otak – ScienceDaily


Meskipun banyak dampak negatif dari infeksi virus human immunodeficiency dapat dikurangi dengan penggunaan terapi antiretroviral (ART), satu bidang di mana kemajuan medis belum membuat banyak kemajuan adalah dalam pengurangan dampak kognitif. Separuh dari pasien HIV memiliki gangguan neurokognitif terkait HIV (HAND), yang dapat bermanifestasi dalam berbagai cara, dari kelupaan dan kebingungan hingga perubahan perilaku dan defisiensi motorik.

Untuk lebih memahami mekanisme yang mendasari HAND, para peneliti dari Penn’s School of Dental Medicine dan Perelman School of Medicine dan dari Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP) mengumpulkan keahlian pelengkap mereka untuk membuat sistem model laboratorium menggunakan tiga jenis sel otak yang dipikirkan. terlibat. Dipimpin oleh mahasiswa doktoral Sean Ryan, yang dibimbing oleh Kelly Jordan-Sciutto dari Penn Dental Medicine dan Stewart Anderson dari CHOP dan Penn Medicine, model tersebut merangkum fitur-fitur penting tentang bagaimana infeksi HIV dan ART memengaruhi otak.

“Sejujurnya model yang umumnya kami gunakan di bidang HIV memiliki banyak kelemahan,” kata Jordan-Sciutto, penulis koresponden di makalah tersebut, yang muncul di jurnal Laporan Stem Cell. “Kekuatan sistem ini memungkinkan kita untuk melihat interaksi antara berbagai jenis sel yang berasal dari manusia dengan cara yang lebih relevan bagi pasien daripada model lainnya.”

Selain mempelajari HIV, anggota tim berencana menggunakan model yang sama untuk menjelaskan mekanisme neurologis yang mendasari kondisi lain, seperti skizofrenia, Alzheimer, dan bahkan penuaan normal.

“Kami berkolaborasi dengan berbagai kolega untuk menggunakan sistem ini untuk mempelajari penyakit Alzheimer serta skizofrenia,” kata Anderson, salah satu penulis koresponden di makalah tersebut. “Kami memiliki komponen dalam piring yang kami tahu berinteraksi dalam penyakit ini, dan ini memberi kami cara baru untuk memahami bagaimana sel tertentu berkontribusi pada kerusakan saraf.”

Memang, dorongan untuk membuat model itu tumbuh bukan dari penelitian HIV, tetapi pekerjaan yang diupayakan Ryan di lab Anderson tentang skizofrenia.

“Kami telah mengamati peran mikroglia, sel kekebalan yang menetap di sistem saraf pusat,” kata Ryan, penulis pertama penelitian tersebut. “Kami ingin melihat apakah kami dapat melihat perubahan mekanis yang terjadi dengan mikroglia pada skizofrenia.”

Untuk melakukannya, Ryan dan Anderson tertarik menggunakan sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi manusia – sel dewasa yang diprogram ulang untuk menyerupai sel induk embrionik – yang dapat dibujuk untuk berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel yang berbeda.

Tapi skizofrenia adalah penyakit yang rumit dengan berbagai faktor genetik dan lingkungan yang berkontribusi dan presentasi spektrum yang luas. Alih-alih melihat sesuatu yang kompleks, mereka berusaha menerapkan sistem baru mereka pada penyakit yang juga menyebabkan kerusakan saraf tetapi melakukannya dengan cara yang lebih dramatis dan di mana mikroglia juga terlibat: infeksi HIV / AIDS.

Mereka menghubungi Jordan-Sciutto, yang memiliki pengalaman mendalam dalam menyelidiki mekanisme HAND dan sangat ingin mendapatkan kesempatan untuk mengembangkan model yang lebih unggul dari yang tersedia saat ini. Bersama-sama, para ilmuwan mengidentifikasi tiga jenis sel yang paling mereka minati: neuron, astrosit, dan mikroglia.

Neuron tidak langsung terinfeksi HIV tetapi diketahui rusak selama infeksi. Sementara astrosit diyakini berinteraksi dengan neuron, menyebabkan kerusakan dengan mengirimkan faktor pro-inflamasi ke dalam ruang antar sel, yang disebut sinapsis. Dan mikroglia, yang bertanggung jawab untuk menjaga lingkungan yang sehat saat tidak ada penyakit, terlihat berkembang dan berkontribusi pada peradangan selama infeksi HIV.

Setelah menyelesaikan tantangan teknis untuk menciptakan model yang mudah diatur ini di mana setiap jenis sel dihasilkan secara independen dan kemudian dicampur bersama, tim menggunakannya untuk menyelidiki bagaimana infeksi HIV dan ART memengaruhi sel, baik sendiri maupun dalam kombinasi.

“Banyak orang yang memakai PreEP [pre-exposure prophylaxis] jika mereka berada dalam situasi di mana risiko tertular HIV meningkat, “kata Ryan.” Sama seperti kami ingin memahami dampak kognitif HIV, kami juga ingin melihat apakah obat-obatan ini saja memengaruhi kesehatan otak orang yang sehat. orang-orang.”

Para peneliti melihat ekspresi RNA dalam budaya mereka untuk mengetahui protein dan jalur pensinyalan apa yang diaktifkan di setiap skenario. Selama infeksi, mereka melihat jalur inflamasi yang sebelumnya terlibat dalam HIV dalam penelitian sebelumnya. Ketika mereka memperkenalkan obat antiretroviral EFZ, yang tidak umum digunakan di Amerika Serikat tetapi tetap menjadi terapi garis depan di banyak wilayah lain di dunia, dengan infeksi, aktivitas sebagian besar jalur ini berkurang.

“Tapi skenario ini melibatkan respons uniknya sendiri,” kata Ryan. Jalur tertentu yang terkait dengan peradangan dan kerusakan tetap ada meskipun EFZ diperkenalkan.

“Pengobatan EFZ pada tiga kultur yang mencakup mikroglia yang terinfeksi HIV mengurangi peradangan sekitar 70%,” kata Ryan. Menariknya, EFZ dengan sendirinya juga memicu peradangan, meskipun pada tingkat yang lebih rendah daripada infeksi.

“Tampaknya kombinasi infeksi dan ART menciptakan tanggapan uniknya sendiri yang berbeda dari jumlah bagiannya,” kata Ryan. “Mengetahui jalur mana yang masih aktif karena ART dapat membantu kami menargetkan terapi tambahan dengan tepat sehingga pasien tidak mengembangkan HAND.”

Banyak ciri infeksi yang terlihat pada kultur tiga sel mencerminkan apa yang diketahui dari infeksi HIV dan pengobatan ART pada orang, memberi para peneliti keyakinan terhadap keandalan model mereka.

“Hanya dengan melihat mikroglia,” kata Anderson, “kami melihat dalam sistem kami bahwa mereka mengambil kedua peran normal mereka dalam menjaga sistem pensinyalan utama seimbang selama keadaan normal mereka dan mengaktifkan serta menyebabkan kerusakan saat mereka melawan infeksi. Kami dapat memodelkan normalitas dan ketidaknormalan dengan cara yang belum pernah kami lakukan sebelumnya. “

Untuk Jordan-Sciutto, sistem baru “benar-benar akan mengubah cara lab saya beroperasi di masa depan.” Dia berharap banyak ilmuwan HIV lain akan melanjutkan penelitian mereka karena dia juga mengeksplorasi lebih banyak aspek dampak HIV pada otak, seperti bagaimana HIV menavigasi melalui sawar darah-otak yang biasanya melindungi sistem saraf pusat dari peradangan dan infeksi.

Penulis studi memberikan penghargaan kepada lingkungan kolaboratif di Penn untuk proyek lintas disiplin ini. “Tentakel proyek ini meluas dari CHOP ke sekolah kedokteran gigi ke sekolah dokter hewan ke sekolah kedokteran,” kata Anderson. “Penn adalah tempat yang sangat istimewa di mana orang-orang tampaknya lebih mungkin untuk berbagi teknologi mereka dan membiarkan orang lain bekerja dan mengembangkannya. Proyek ini adalah contoh yang bagus dari itu.”

Kelly L. Jordan-Sciutto adalah wakil ketua dan profesor di Departemen Ilmu Dasar dan Terjemahan di Sekolah Kedokteran Gigi Penn, dekan pendidikan pascasarjana, dan direktur studi pascasarjana biomedis di Perelman School of Medicine.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Joker123

Posted in STD
Author Image
adminProzen