HIV und das Gehirn

Dank moderner Therapien ist HIV heute gut behandelbar. Und doch bleibt die Infektion weit mehr als nur ein immunologisches Problem : Das Virus kann bereits früh ins Gehirn gelangen und dort subtile, aber folgenreiche Veränderungen auslösen. Eine mögliche Folge ist die HIV-assoziierte neurokognitive Störung (HAND), die Konzentration, Gedächtnis, Verhalten und motorische Funktionen beeinträchtigen kann.

Was ist HIV?

HIV steht für Humanes Immundefizienz-Virus. Es handelt sich um ein Virus, das bestimmte Zellen des Immunsystems angreift und dadurch die Abwehr des Körpers nach und nach schwächt. Unbehandelt kann eine HIV-Infektion im Verlauf zu AIDS führen, dem Stadium einer schweren Immunschwäche [1].

Heute ist HIV dank moderner Therapie in der Regel gut behandelbar. Die Therapie kann die Virusvermehrung im Körper stark unterdrücken, die Lebenserwartung deutlich verbessern und auch Folgeerkrankungen verringern. Dennoch bleibt HIV eine chronische Infektion mit möglichen Langzeitfolgen und Auswirkungen auf das Gehirn, etwa durch Veränderungen in Verhalten, Bewegung und unbewusst gesteuerten Körperfunktionen [2, 3, 4, 5]. Die durch HIV verursachte Beeinträchtigung der Kognition wird als HIV-assoziierte neurokognitive Störung (HAND) bezeichnet.

Was passiert im Gehirn?

Bei Menschen ohne wirksame HIV-Therapie zeigen sich bei HAND häufig entzündliche Veränderungen des Gehirns, die als HIV-Enzephalitis und HIV-Leukenzephalopathie bezeichnet werden. Typisch sind dabei Entzündungszellen wie Lymphozyten und Makrophagen, den Immunzellen des Körpers, sowie mehrkernige Riesenzellen, die durch die Verschmelzung von Makrophagen entstehen [6]. Zusätzlich kommt es zu Schäden an der weißen Hirnsubstanz, begleitet von einer Aktivierung bestimmter Stützzellen des Gehirns und einer Einwanderung von Mikroglia, welche die Immunzellen des Gehirns sind [7].

Bereits in frühen Stadien der HIV-Infektion kann das Virus über infizierte Immunzellen ins Gehirn gelangen [8]. Deshalb lassen sich Veränderungen im Nervenwasser oft schon nachweisen, obwohl Betroffene noch keine Symptome zeigen [9, 10]. 

Das Virus vermehrt sich vor allem in Immunzellen des Gehirns wie in den Mikroglia und Lymphozyten [11]. Nervenzellen selbst werden meist kaum direkt infiziert, erleiden aber dennoch Schäden. Dazu gehören der Verlust von Synapsen [12], programmierter Zelltod sowie die Bildung entzündungsfördernder Botenstoffe [13].

Eine hohe Viruslast im Nervenwasser gilt zudem als Hinweis auf ein erhöhtes Risiko, später HAND zu entwickeln [14].

Schweregrad der HAND

HAND wird in drei Schweregrade eingeteilt: 

  • HIV‑1‑assoziierte asymptomatische neurokognitive Beeinträchtigung (ANI)
  • milde neurokognitive Störung (MND) 
  • HIV‑1‑assoziierte Demenz (HAD). 

Bei der mildesten Form, ANI, sind messbare Leistungen in mindestens zwei Denk- oder Gedächtnisbereichen etwas schlechter als erwartet, ohne dass der Alltag dadurch spürbar beeinträchtigt ist. Bei MND sind die kognitiven Auffälligkeiten stärker und beginnen, den Alltag merklich zu beeinflussen. Die schwerste Form ist HAD, bei der die geistige Leistungsfähigkeit deutlich eingeschränkt ist und alltägliche Aktivitäten klar erschwert werden [15].

Am Anfang entwickelt sich HAND meist langsam und unauffällig. Typisch sind Schwierigkeiten, sich zu konzentrieren, sich Dinge zu merken oder mehrere Dinge gleichzeitig zu planen und zu steuern. Oft kommt auch eine allgemeine geistige Verlangsamung hinzu, also das Gefühl, dass Denken und Reaktion länger dauern als früher. Im weiteren Verlauf können depressive Verstimmung, Reizbarkeit oder andere Stimmungsschwankungen auftreten, und in fortgeschritteneren Fällen auch motorische Probleme wie verlangsamte Bewegungen [16].

Diagnose

Die Diagnose von HAND beruht auf neuropsychologischer Testung, ergänzt durch Nervenwasseruntersuchung, Bildgebung (MRT) und, bei Bedarf, elektrophysiologische Tests [16]. Ein umfassendes neuropsychologisches Testprofil sollte Sprache, Aufmerksamkeit/Arbeitsgedächtnis, Exekutivfunktionen, Lernen/Erinnern, Verarbeitungsgeschwindigkeit sowie motorische Funktionen erfassen [17].

Therapie und Prävention

Die wichtigste Therapie bei HAND besteht darin, die Vermehrung von HIV im Gehirn möglichst effektiv zu unterdrücken. Moderne antiretrovirale Kombinationstherapien (cART) können die Viruslast sowohl im Gehirngewebe als auch im Nervenwasser deutlich senken und dadurch kognitive Funktionen verbessern [18, 19, 20].

Wenn trotz Behandlung weiterhin HIV im Blut oder Nervenwasser nachweisbar ist, sollte die Therapie angepasst werden. Dabei kann auch untersucht werden, ob resistente Virusvarianten vorliegen [21]. Einige Studien deuten darauf hin, dass Medikamente, die besser ins Gehirn eindringen, die Viruslast im Nervenwasser wirksamer senken können [22]. Ob dies langfristig auch die geistige Leistungsfähigkeit verbessert, ist jedoch noch nicht eindeutig geklärt [23, 24].

Auch nicht-medikamentöse Maßnahmen spielen eine wichtige Rolle. Dazu gehören die Behandlung begleitender Erkrankungen wie Depressionen oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Da HIV derzeit nicht vollständig aus dem Körper entfernt werden kann, bleibt die Entwicklung besserer Therapien und Präventionsstrategien ein wichtiges Ziel der Forschung.

HAND als neurokognitive Folgeerkrankung bei HIV

HAND ist eine multifaktorielle, klinisch variable Erkrankung mit nach wie vor hoher Relevanz im Zeitalter erfolgreicher HIV‑Therapie. Früherkennung, strukturiertes diagnostisches Vorgehen und konsequente antiretrovirale Therapie bleiben die Eckpfeiler der Versorgung, ergänzt durch Management von Komorbiditäten und individualisierte Therapieentscheidungen.

Quellen

  1. Deutsche Aidshilfe. (o. D.). HIV & AIDS. aidshilfe.de
  2. Arendt, G., Hefter, H., Elsing, C., Strohmeyer, G., & Freund, H. J. (1990). Motor dysfunction in HIV-infected patients without clinically detectable central nervous deficit. Journal of Neurology, 237(6), 362–368.
  3. McArthur, J. C., Hoover, D. R., Bacellar, H., Miller, E. N., Cohen, B. A., Becker, J. T., Graham, N. M. H., McArthur, J. H., Selnes, O. A., Jacobson, L. P., Visscher, B. R., Concha, M., & Saah, A. (1993). Dementia in AIDS patients: Incidence and risk factors. Neurology, 43(11), 2245–2252.
  4. Navia, B. A., Jordan, B. D., & Price, R. W. (1986). The AIDS dementia complex: I. Clinical features. Annals of Neurology, 19(6), 517–524.
  5. Snider, W. D., Simpson, D. M., Nielsen, S., Gold, J. W., Metroka, C. E., & Posner, J. B. (1983). Neurological complications of acquired immune deficiency syndrome: Analysis of 50 patients. Annals of Neurology, 14(4), 403–418.
  6. Budka, H. (1986). Multinucleated giant cells in brain, a hallmark of the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). Acta Neuropathologica, 69(3–4), 253–258.
  7. Budka, H., Wiley, C. A., Kleihues, P., Artigas, J., Asbury, A. K., Cho, E. S., Cornblath, D. R., Dal Canto, M. C., DeGirolami, U., Dickson, D., et al. (1991). HIV-associated disease of the nervous system: Review of nomenclature and proposal for neuropathology-based terminology. Brain Pathology, 1(3), 143–152.
  8. Gray, F., Scaravilli, F., Everall, I., Chretien, F., An, S., Boche, D., Adle‑Biassette, H., Wingertsmann, L., Durigon, M., Hurtrel, B., Chiodi, F., Bell, J., & Lantos, P. (1996). Neuropathology of early HIV‑1 infection. Brain Pathology, 6(1), 1–15. https://doi.org/10.1111/j.1750-3639.1996.tb00775.x
  9. Elovaara, I., Seppälä, I., Poutiainen, E., Suni, J., & Valle, S. L. (1988). Intrathecal humoral immunologic response in neurologically symptomatic and asymptomatic patients with human immunodeficiency virus infection. Neurology, 38(9), 1451–1456. https://doi.org/10.1212/WNL.38.9.1451
  10. Marra, C. M., Maxwell, C. L., Collier, A. C., Robertson, K. R., & Imrie, A. (2007). Interpreting cerebrospinal fluid pleocytosis in HIV in the era of potent antiretroviral therapy. BMC Infectious Diseases, 7, 37. https://doi.org/10.1186/1471-2334-7-37
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  22. Cusini, A., Vernazza, P. L., Yerly, S., Decosterd, L. A., Ledergerber, B., Fux, C. A., Rohrbach, J., Widmer, N., Hirschel, B., Gaudenz, R., Cavassini, M., Klimkait, T., Zenger, F., Gutmann, C., Opravil, M., Günthard, H. F., & Swiss HIV Cohort Study. (2013). Higher CNS penetration-effectiveness of long-term combination antiretroviral therapy is associated with better HIV-1 viral suppression in cerebrospinal fluid. Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes, 62(1), 28–35.
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  24. Vassallo, M., Durant, J., Biscay, V., Lebrun-Frenay, C., Dunais, B., Laffon, M., Harvey-Langton, A., Cottalorda, J., Ticchioni, M., Carsenti, H., Pradier, C., & Dellamonica, P. (2014). Can high central nervous system penetrating antiretroviral regimens protect against the onset of HIV-associated neurocognitive disorders? AIDS, 28(4), 493–501.

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Mein Name ist Ruzica Sedic und ich studiere Neurowissenschaften im Master an der Universität Düsseldorf. Während meiner Ausbildung zur biotechnologischen Assistentin und meinem Bachelor in Biologie habe ich meine Liebe zur Zellbiologie entdeckt. Deshalb finde ich den Zusammenhang zwischen zellulären Prozessen und neurologischen Phänomenen besonders spannend. Außerdem fasziniert mich, wie unser Gehirn im Alltag funktioniert und welche unglaublichen Leistungen es vollbringt - oft ohne dass wir es bewusst wahrnehmen.

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