Hiv-1 viral proteinlerin (gp120 ve tat) kan-beyin bariyerinde oksidatif stresi indüklemedeki rolleri

Abstract

AIDS demans kompleksin (ADC) gelişiminde kan-beyin bariyeri (KBB) önemli bir role sahiptir. HIV-1 gp120 (zarf glikoproteini) ve Tat proteinleri (transkripsiyon regülatörü) nörotoksik ve sitotoksiktir ve ADC gelişiminde rol oynarlar. HIV-1 enfeksiyonu sırasında KBB’ nde görülen değişikliklerin sebebi, bu proteinlerle indüklenmiş oksidatif stres olabilir. Bu çalışmada elde edilen veriler, gp120 ve Tat’ ın oksidatif stresi indükleyici etkisinin olduğu görüşünü desteklemektedir. RBE4 hücrelerinin kullanıldığı in vitro ve HIV/ gp120-transgenik farelerin kullanıldığı in vivo sistemlerde, oksidatif stres incelenmiştir. HIV-1 proteinleriyle inkübe edilen RBE4 hücrelerinde gelişen oksidatif hasar, HPLC ve spektrofotometrik metodlarla ölçülmüştür: 1 nM gp120 ve 10 nM Tat’ ın, hücrelerde redükte glutatyon (GSH) düzeylerini anlamlı derecede azalttığı gözlenirken (p<0.01), GSH/ okside GSH oranında anlamlı azalma bulundu (gp120 grubu; p<0.01, Tat grubu; p<0.005). Tat malondialdehit (MDA) düzeyini anlamlı derecede yükseltmiştir (p<0.01). Hücrelerde ölçülen katalaz (KAT) aktivitesindeki azalma anlamlı bulunmazken, glutatyon peroksidaz (GPx) ve glutatyon redüktaz (GR) aktivitelerindeki azalma anlamlı olarak saptanmıştır (p<0.05). HIV/ gp120-transgenik farelerin beyin ve karaciğerlerinde yapılan ön çalışmada oksidatif stresin indüklendiği gözlenmiştir. Gp120 hem beyin ve hem de karaciğerde ölçülen GSH düzeylerini anlamlı olarak yükseltmiştir (p<0.001 ve p<0.02). Her iki dokuda MDA düzeylerindeki artış önemli bulunmadı. Beyin KAT ve GR aktivitesinde anlamlı bir değişiklik gözlenmezken, GPx aktivitesi anlamlı olarak artmıştır (p<0.05). Karaciğer KAT ve GPx aktivitelerinde anlamlı yükselme (p<0.02 ve p<0.05), GR aktivitesinde anlamlı azalma saptanmıştır (p<0.05). Antioksidanlar, hücre içi GSH düzeylerini arttırdıkları için, oksidatif stresle ilişkili hastalıkların tedavisinde tercih edilmektedir. Yeni bir antioksidan olan N-asetilsistein amid’ in RBE4 hücrelerinde, gp120- ve Tat-indüklü oksidatif strese karşı koruyucu rol oynadığı ve HIV-1 proteinlerinin indüklediği toksisiteyi ve apoptozisi bloke ettiği gözlendi.

The role of the blood-brain barrier (BBB) has an important role in the development of AIDS dementia complex (ADC). The HIV-1 gp120 (envelope glycoprotein) and Tat (transregulatory protein) of HIV-1 are neurotoxic and cytotoxic, play a role developmenting ADC. Gp120 and Tat-induced oxidative stress in HIV infection may alter BBB. This study supports that gp120 and Tat induce oxidative stress by using RBE4 cells in vitro and HIV/ gp120 transgenic mice in vivo systems. Oxidative damage in RBE4 cells, as a consequence of gp120 and Tat exposure, are quantified by HPLC and spectrophotometric methods. While 1 nM gp120 and 10 nM Tat are determined to significantly decrease reduced glutathione (GSH) levels in the cells (p<0.01), significant decrease in the ratio of GSH/ oxidized GSH is determined (gp120 group; p<0.01, Tat group; p<0.005). Tat is found to significantly increase malondialdehyde (MDA) level (p<0.01). While decreased catalase (KAT) activities are determined unmeaningful, decrease glutathione peroxidase (GPx) and glutathione reductase (GR) activity levels are significantly determined (p<0.05). Preliminary studies indicate induced oxidative stress from HIV/ gp120 transgenic mice liver and brain. Gp120 is determined to significantly increase both brain and liver tissue GSH levels (p<0.001 and p<0.02). MDA levels for both tissues are not measured to increase significantly. While no significant change in brain KAT and GR activities is observed, GPx activity is observed to increase significantly (p<0.05). While a significant increase in mice liver KAT and GPx activities are observed (p<0.02 and p<0.05), significant decrease in GR activity is determined (p<0.05). Antioxidants are preferred in treatmenting oxidative stress-related diseases since they replenish intracellular GSH. A novel antioxidant N-acetylcysteine amide, is protection against gp120 and Tat-induced oxidative stress, and to block HIV-1 proteins-induced toxicity and apoptosis, in RBE4 cells.