Αν και πολλές αρνητικές επιπτώσεις της λοίμωξης από τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας μπορούν να μετριαστούν με τη χρήση αντιρετροϊκής θεραπείας (ART), μια περιοχή όπου η ιατρική έρευνα δεν έχει σημειώσει τόσο μεγάλη πρόοδο είναι η μείωση των γνωστικών επιπτώσεων. Οι μισοί ασθενείς με HIV έχουν νευρογνωστικές διαταραχές που συνδέονται με τον ιό HIV (HAND), οι οποίες μπορούν να εκδηλωθούν με διαφορετικές μορφές, από την εμπλοκή και τη σύγχυση στις αλλαγές συμπεριφοράς και τις κινητικές ανεπάρκειες.
Για την καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν τη ΧΕΡΙ, οι ερευνητές της Οδοντιατρικής Σχολής του Perelman της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου του Penn και του Children’s Hospital της Φιλαδέλφειας (CHOP) χρησιμοποίησαν την τεχνογνωσία τους για να δημιουργήσουν ένα εργαστηριακό μοντέλο χρησιμοποιώντας τρεις από τις μορφές των εγκεφαλικών κυττάρων σκέψης. Ο Sean Ryan, ο οποίος ήταν συν-καθοδηγούμενος από τον Kelly Jordan-Sciutto της Penn Dental Medicine και τον Stewart Anderson από την CHOP και την Penn Medicine, ανακαλύπτει σημαντικά χαρακτηριστικά του τρόπου με τον οποίο η λοίμωξη από τον HIV και ART επηρεάζουν τον εγκέφαλο.
“Τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται γενικά στον τομέα του ιού HIV έχουν πολλές αδυναμίες”, λέει ο Jordan-Sciutto, ο οποίος εμφανίζεται στο περιοδικό Stem Cell Reports. “Η ισχύς αυτού του συστήματος μας επιτρέπει να εξετάσουμε την αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών τύπων κυττάρων ανθρώπινης προέλευσης κατά τρόπο πιο συναφή με τους ασθενείς από άλλα μοντέλα”.
Εκτός από την μελέτη του HIV, τα μέλη της ομάδας σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν το ίδιο μοντέλο για να φωτίσουν τα νευρολογικά μηχανήματα που υποκρύπτουν άλλες παθήσεις, όπως η σχιζοφρένεια, η Αλτσχάιμερ και ακόμη η κανονική ηλικία. «Συνεργαζόμαστε με διάφορους συναδέλφους για να χρησιμοποιήσουμε αυτό το σύστημα για να μελετήσουμε την νόσο του Αλτσχάιμερ καθώς και τη σχιζοφρένεια», λέει ο Anderson, συν-αντίστοιχος συγγραφέας στο έγγραφο. “Έχουμε τα συστατικά που γνωρίζουμε ότι αλληλεπιδρούν σε αυτές τις ασθένειες, και αυτό μας δίνει ένα νέο μίγμα και τρόπο για να καταλάβουμε πώς ορισμένα κύτταρα συμβάλλουν στη νευρωνική βλάβη”.
Πράγματι, η ώθηση για τη δημιουργία του μοντέλου δεν αυξήθηκε από την έρευνα για τον ιό HIV, αλλά το έργο που επιδιώκει ο Ryan στο εργαστήριο του Anderson για τη σχιζοφρένεια. «Είχαμε εξετάσει το ρόλο των μικρογλοιών, των κατοίκων των ανοσοκυττάρων του κεντρικού νευρικού συστήματος», λέει ο Ryan, πρώτος συγγραφέας του έργου. «Θέλαμε να δούμε αν μπορούμε να δούμε τις μηχανιστικές αλλαγές που συμβαίνουν με τη μικρογλοία στη σχιζοφρένεια».
Για να γίνει αυτό, οι Ryan και Anderson ενδιαφέρονται να χρησιμοποιήσουν ανθρώπινα διεγερμένα πολυδύναμα κύτταρα βλαστικών κυττάρων-ενήλικα που επαναπρογραμματίζονται για να μοιάζουν με εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα – τα οποία μπορούν να αλληλοσυνδέονται ώστε να διαφοροποιηθούν σε μια ποικιλία διαφορετικών τύπων κυττάρων.
Αλλά η σχιζοφρένεια είναι μια περίπλοκη ασθένεια με ποικίλους παράγοντες γενετικής και περιβαλλοντικής συμβολής και ένα ευρύ φάσμα παρουσιάσεων. Αντί να εξετάσουν κάτι περίπλοκο, προσπάθησαν να εφαρμόσουν το νέο τους σύστημα σε μια ασθένεια που προκαλεί επίσης νευρολογική βλάβη, αλλά το κάνει πιο δραματικά και στην οποία εμπλέκονται και οι μικρογλοίες: HIV / AIDS.
Επέστρεψαν στην Ιορδανία-Sciutto, η οποία έχει βαθιά εμπειρία να διερευνήσει τα μηχανήματα του HAND και ήταν πρόθυμη για την ευκαιρία να αναπτύξει ένα μοντέλο ανώτερο από αυτά που είναι σήμερα διαθέσιμα. Συνολικά, οι επιστήμονες εντοπίσουν τους τρεις τύπους κυττάρων που ενδιαφέρονται περισσότερο για την μελέτη: νευρώνες, αστροκύτταρα και μικρογλοία.
Οι νευρώνες δεν είναι άμεσα μολυσμένες από το HIV, αλλά είναι γνωστό ότι έχουν υποστεί βλάβη κατά τη διάρκεια της λοίμωξης. Εν τω μεταξύ, τα αστρόκυτταρα πιστεύεται ότι αλληλεπιδρούν με τις νευρώνες προκαλώντας βλάβες, στέλνοντας προ-φλεγμονώδεις παράγοντες στους χώρους μεταξύ των κυττάρων, που ονομάζονται συνόψεις. Και οι μικρογλοίες, οι οποίες είναι υπεύθυνες για τη διατήρηση ενός υγιούς περιβάλλοντος απουσίας ασθενείας, φαίνεται να επεκτείνονται και συμβάλλουν στην φλεγμονή κατά τη διάρκεια της μόλυνσης από HIV.
