Ендогенните ретровируси могат да повлияят на развитието на невродегенеративни заболявания

Изследователи от Германския център за невродегенеративни заболявания в Бон, Германия, установяват, че ендогенните ретровируси (ЕРВ), които представляват ДНК фрагменти от древни вируси и са част от човешкия геном, допринасят при образуването на патогенни натрупвания на тау протеин в мозъчните клетки и така влияят върху развитието на невродегенеративни заболявания, като например, някои видове деменция.

Защо екипът се насочва към ендогенните ретровируси

Учените подозират, че вирусните инфекции допринасят за генезиса и развитието на невродегенеративните заболявания. Лабораторните изследвания на немските специалисти предполагат наличието на механизъм, при който инфекцията не е от външни патогени. Заподозрени са ендогенните ретровируси, които са част от човешкия геном от хилядолетия и заемат 8% от кодираната в нас информация.

Както пояснява ръководителката на проучването проф. Ина Мая Форберг по време на еволюционното развитие в човешката ДНК се трупат гените от множество вируси. Повечето от тези генни последователности мутират и биват заглушени.

„Въпреки това съществуват доказателства, че при определени условия ЕРВ се активират и допринасят за развитието на рак и на невродегенеративни заболявания. В кръвта и тъканите на пациентите се откриват протеини или други генни продукти, които са получени от ендогенните ретровируси“, разяснява проф. Форберг.

Проучването

Изследователите използват клетъчни култури, за да симулират ситуация, при която човешките клетки произвеждат определени протеини от обвивката на два ендогенни вируса, които присъстват в човешкия геном, но са обикновено латентни.

Става дума за HERV-W и за HERV-K.

Това, което екипът открива е, че HERV-W се активира при множествена слероза, а HERV-K при амиотрофична латерална склероза и фронтотемпорална деменция.

По време на проучването учените установяват, че вирусните протеини улесняват пренасянето на тау протеините от клетка на клетка. Тау агрегатите се появяват в мозъка на хора, засегнати от някои невродегенеративни заболявания, като например, болестта на Алцхаймер.
Проф. Ворберг уточнява, че условията в мозъка са много по-сложни в сравнение с начина, по който ги възпроизвежда клетъчния модел на система, създаден от екипа за проучването.

>>>Лекарството Leqembi доказано забавя хода на болестта на Алцхаймер

„И въпреки това експериментите ни показват, че ендогенните ретровируси могат да повлияят на разпространението на тау агрегатите между клетките. Самите те не са възстановен спомен за невродегенеративен процес, тоест не са основната причина, но са в състояние да подхранван болестния процес, когато той вече е в ход“, разяснява проф. Ворберг.

Изводите

И това изследване, но и по-ранни, проведени от екипа на проф. Ина Форберг, показват, че вирусните протеини служат като транспортни медиатори на тау агрегатите. Така е, защото се вмъкват в клетъчната и в мембраната на извънклетъчните везикули (малки мастни мехурчета, които клетките отделят по естествен начин).

От проучванията става ясно, че съществуват два пътя, по които тау агрегатите се пренасят от клетка в клетка. Единият е между клетки, които са в пряк контакт, а другият е свързан с транспортиране във везикули, които действат като товарни капсули, преминават от една клетка в друга и накрая се сливат с нея.

„И в двата случая мембраните трябва да се слеят. Протеините от обвивката на вирусите могат да насърчат този процес. Възможно е, защото много вируси са адаптирани да се сливат с гостоприемниците, а това се случва с помощта на специални протеини, които вирусите носят на повърхността си“, разяснява проф. Форберг.

>>>Лекарство за болестта на Паркинсон забавя развитието на амиотрофичната латерална склероза

При множеството невродегенеративни заболявания като Паркинсон и Алцхаймер се наблюдава масова смърт на нервните клетки в резултат на натрупването на различни форми на протеинови остатъци в тях и на появата на сериозни нарушения в метаболизма на невроните. При изследването си сега немските специалисти откриват доказателства, че ендогенните ретровируси играят важно роля точно в образуването и разпространението на този така наречен протеинов отпадък.

Резултатите от проучването са публикувани в списанието Nature Communications.

Възможност ЕРВ да бъдат отправна точка за терапии

Има възможност за два подхода за терапия, казва проф. Форберг и се аргументира с това, че регулирането на гените се променя в хода на процеса на естественото стареене. Така първоначално спящите ендогенните ретровируси могат да бъдат събудени. Важна подробност е, че симптомите на повечето от невродегенеративните заболявания се появяват обикновено в напреднала възраст.

Кои са двата подхода, обяснява проф. Форберг: „Първият е свързан с това, че може да се направи опит генната експресия да бъде потисната целенасочено, което означава ендогенните ретровируси да бъдат инактивирани. По този начин ще бъдем в състояние да стигнем до корена на проблема. Вторият е да се направи опит вирусните протеини да бъдат неутрализирани, което може да се случи с антитела.“

Напълно възможно е хората с деменция и активни тау протеини да имат повишени нива на подобни антитела. Ако е възможно те да бъдат изолирани и пресъздадени с помощта да биотехнологични методи, може да бъде разработена пасивна ваксина.

Бъдещите изследвания на екипа са насочени точно към търсенето на такива антитела при хората, страдащи от Алцхаймер, Паркинсон, деменция и други невродегенеративни заболявания. Обмислят и създаването на антивирусни лекарства, тъй като са установили, че има активни вещества, които са в състояние да спрат размножаването на протеиновите агрегати в клетъчната култура. А това, казва ръководителката на проекта проф. Форберг, също е подход, работата по който ще продължи.