HIV-1 Persistenz in humanen neuralen Progenitorpopulationen

HIV-1 ist ein neurotrophes Virus und kann im Gehirn über Jahre
verbleiben. Während bekannt ist, dass Astrozyten ein zelluläres
Reservoir für das Virus im Gehirn bilden, ist die Infektion anderer
neuraler Zellen des ZNS noch ziemlich unklar. Neurale
Progenitorzellen sind mulitpotente, sich selbsterneuernden Zellen
des fetalen und des adulten Gehirns, die in der Lage sind, sich in
Neuronen, Oligodendrozyten und Astrozyten zu differenzieren. Es
konnte bereits gezeigt werden, dass diese Zellen durch das HI-Virus
infiziert werden können. Ziel der vorliegenden Arbeit war nun, zu
untersuchen, ob diese Zellpopulation ein weiteres mögliches
Reservoir für das Virus darstellen könnte. Als Zellkulturmodell
wurde die neurale Progenitorzelllinie HNSC.100 verwendet. Sie
konnte zum einen als proliferierende Progenitorpopulation
kultiviert werden und zum anderen auch, nach gezielter
Differenzierung mittels des Zytokins CNTF, als Modellsystem für
Astrozyten. Die beiden HNSC.100-Populationen zeigten verlässliche
funktionale und phenotypische Unterschiede. Zur Untersuchung des
Differenzierungsstatuses konnte eine transgene Zellpopulation
etabliert werden, welche eine differenzierungsabhängige Expression
des EGFP-Proteins zeigt. Die Progenitorzelllinie HNSC.100 wurden
mittels zellfreiem HIV-1 infiziert und die HIV-Infektion über einen
Zeitraum von vier Monaten untersucht. Die Bestimmung der
Proviruskopienzahl zeigte, dass die Zellpopulation während der
gesamten Beobachtungsperiode infiziert blieb. Die infizierte
Progenitorpopulation setzte über 60 Tage lang moderate Mengen an
HIV frei, danach sank die Virusproduktion der Zellen ab. Die
Progenitorzellen bildeten jedoch weiterhin virale RNA-Transkripte.
Durch Induktion der Astrogenese oder Behandlung der Zellen mit dem
proinflammatorischen Zytokin TNF- konnte die Virusproduktion der
infizierten Progenitorzellen vorübergehend wieder aktiviert werden.
Die Langzeit-Infektion der neuralen Progenitorpopulation hatte
Auswirkungen auf einige zelluläre Eigenschaften der Zellen: die
GFAP-Produktion der Zellen nahm im Verlauf der Infektion zu, die
Zellen zeigten eine veränderte Zellmorphologie und die
Differenzierung in reife Neuronen war beeinträchtigt. Diese
Ergebnisse zeigen, dass HIV in neuralen Progenitorzellpopulationen
persistieren kann und dabei zelluläre Eigenschaften der Population
verändert.