Naukowcy zidentyfikowali związek między starożytnym wirusem DNA oraz podatność na choroby neurodegeneracyjne, takie jak stwardnienie rozsiane i stwardnienie zanikowe boczne.
Dzięki wskazaniu konkretnych HERV w genomie badanie otwiera drzwi do nowych podejść terapeutycznych ukierunkowanych na te elementy wirusowe.
Starożytne wirusowe DNA i ryzyko chorób neurodegeneracyjnych
Nowe badania przeprowadzone w King’s College w Londynie odkryły powiązanie między starożytnym wirusowym DNA osadzonym w ludzkim genomie a genetycznym ryzykiem wystąpienia dwóch głównych chorób wpływających na centralny układ nerwowy.
Badanie przeprowadzone we współpracy z Northwell Health skupiało się na ludzkich endogennych retrowirusach (HERV) – pozostałościach starożytnych infekcji wirusowych, które stały się trwałą częścią naszego DNA. Korzystając z zaawansowanych technik genomicznych, naukowcy zidentyfikowali specyficzne wzorce ekspresji HERV powiązane ze stwardnieniem rozsianym i stwardnieniem zanikowym bocznym (znanym również jako choroba neuronu ruchowego). Odkrycia te sugerują, że elementy wirusowe w naszym DNA mogą przyczyniać się do rozwoju tych chorób neurodegeneracyjnych.
Choroby neurodegeneracyjne charakteryzują się postępującą degeneracją i utratą neuronów, co skutkuje pogorszeniem struktury i funkcji układu nerwowego. Stwardnienie rozsiane jest jedną z najczęstszych chorób neurodegeneracyjnych dotykających młodych dorosłych. W Wielkiej Brytanii na tę chorobę cierpi ponad 150 000 osób przez całe życie. Stwardnienie zanikowe boczne występuje rzadziej (około 5000 przypadków w Wielkiej Brytanii) i wiąże się z poważniejszym rokowaniem.
Przełomowe odkrycia w badaniach neurologicznych
Opublikowano w Mózg, zachowanie i odpornośćbadanie stanowi ważny postęp w zrozumieniu złożonej architektury genetycznej chorób neurodegeneracyjnych. Chociaż poprzednie badania wskazywały na związek między HERV a tymi schorzeniami, jest to jedno z pierwszych, które wskazało konkretne HERV powiązane z podatnością na choroby.
„Nasze odkrycia dostarczają solidnych dowodów na to, że określone sekwencje wirusowe w naszym genomie przyczyniają się do ryzyka chorób neurodegeneracyjnych” – powiedział dr Rodrigo RR Duarte, współautor badania i pracownik naukowy w Instytucie Psychiatrii i Psychologii (IoPPN). King’s College w Londynie. „Te sekwencje to nie tylko statyczne skamieliny pochodzące ze starożytnych infekcji wirusowych — muszą aktywnie wpływać na funkcjonowanie mózgu w sposób, który dopiero zaczynamy rozumieć”.
Naukowcy przeanalizowali dane z setek próbek mózgu, aby ustalić związek między ekspresją HERV a genetycznymi czynnikami ryzyka czterech chorób neurodegeneracyjnych: choroby Parkinsona, Alzheimera choroby nowotworowe, stwardnienie zanikowe boczne i stwardnienie rozsiane. Zidentyfikowali solidną sygnaturę HERV na chromosomie 12q14 (MER61_12q14.2) związaną ze stwardnieniem zanikowym bocznym, a drugą na chromosomie 1p36 (ERVLE_1p36.32a) związaną ze stwardnieniem rozsianym. Wydaje się, że te sekwencje wirusowe biorą udział w adhezji komórek homofilnych – procesie niezbędnym do komunikacji między komórkami w mózgu. Nie zaobserwowano żadnych solidnych sygnatur w przypadku choroby Alzheimera i Parkinsona, chociaż autorzy podkreślają, że szersze badania mogą w przyszłości odkryć nowe powiązania.
Rola HERV w postępie choroby
Ponieważ globalne obciążenie chorobami neurodegeneracyjnymi stale rośnie – obecnie na całym świecie cierpi na nie ponad 50 milionów osób, a do 2050 r. liczba ta ma się niemal potroić – odkrycia te wyznaczają obiecujący kierunek przyszłych badań i rozwoju terapii. Odkrycie to otwiera nowe możliwości interwencji terapeutycznych ukierunkowanych na HERV. Naukowcy mają nadzieję, że lepsze zrozumienie, w jaki sposób te elementy wirusowe powodują choroby, może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia, które mogłyby złagodzić wpływ chorób neurodegeneracyjnych.
„Wykorzystując duże zbiory danych genetycznych i nowy sposób analizy, badanie to jest dobrze wyposażone w możliwość określenia, które konkretne HERV są ważne w zwiększaniu podatności na choroby neurodegeneracyjne” – powiedział dr Timothy R. Powell, współautor i starszy wykładowca w dziedzinie genetyki translacyjnej i Neuronauka w King’s IoPPN. „Teraz musimy lepiej zrozumieć, w jaki sposób te HERVS wpływają na funkcjonowanie mózgu i czy ukierunkowanie na HERV może zaoferować nowe możliwości terapeutyczne”.
Odniesienie: „Starożytne wirusowe DNA w ludzkim genomie powiązane z chorobami neurodegeneracyjnymi” Rodrigo RR Duarte, Douglas F. Nixon i Timothy R. Powell, 12 października 2024 r., Mózg, zachowanie i odporność.
DOI: 10.1016/j.bbi.2024.10.020
Badania były częściowo finansowane przez Narodowy Instytut Zdrowia i Opieki (NIHR) Maudsley Biomedical Research Centre, Centrum Badań Biomedycznych Narodowe Instytuty Zdrowia (NIH) i Fundusz Badań Psychiatrycznych.
