Эндогенные ретровирусы давно интегрировались в геном человека и, как правило, находятся в неактивном состоянии. Тем не менее, в некоторых случаях они могут активироваться и вызывать нежелательные последствия: недавнее исследование выявило, что эти вирусы способны инициировать нейродегенеративные процессы, характерные для болезни Альцгеймера и схожих расстройств.
Геном человек — настоящий зверинец, где можно встретить самые разнообразные типы последовательностей ДНК. Среди них — четко структурированные кодирующие участки и области, подверженные стремительным изменениям повторяющиеся участки, и «прыгающие» с место на место транспозоны — на них, кстати, приходится половина генома человека. Среди прочего несколько процентов нашей ДНК представляют собой… остатки древних вирусов.
Речь идет об эндогенных ретровирусах (ERV) – вирусах, которые в прошлом инфицировали наших предков. Они обладали способностью интегрироваться в геном — и поэтому однажды оказались в ловушке, став постоянными участниками. Ранее эндогенные вирусы играли значительную роль в эволюционных процессах, в частности, способствуя возникновению оболочки нервных волокон.
Обычно эндогенные ретровирусы в процессе интеграции в ДНК накапливают большое количество мутаций и не демонстрируют активность. Однако в некоторых ситуациях они могут проявить себя не с лучшей стороны и спровоцировать негативные последствия, например, запустить развитие рака.
Новая статья в журнале Nature Communications посвящена другой опасности, связанной с вирусами, которые таятся в геноме. Речь идет о развитии нейродегенеративных заболеваний, то есть медленном и неуклонном разрушении мозга из-за гибели нервных клеток.
Развитие многих нейродегенеративных заболеваний связано с тем, что определенные белки начинают принимать неверную трехмерную структуру и передают это искаженное состояние соседним молекулам. Этот процесс, называемый прионоподобным, схож с механизмом «чисто белковых» инфекций, таких как куру или губчатая энцефалопатия.
В настоящее время исследователи установили, что на распространение прионных свойств в мозге оказывают значительное воздействие эндогенные ретровирусы. Анализ показал, что их активация существенно ускоряет распространение белков, имеющих аномальную структуру. Этот эффект был подтвержден экспериментальным путем, с использованием клеточных культур и тау-белка.
Белок тау обеспечивает стабильность микротрубочек, являющихся ключевым компонентом структуры нейронов, и обладает свойствами прионов, которые хорошо изучены. Он играет роль в развитии таупатий — группы заболеваний, среди которых болезнь Альцгеймера, наиболее распространенная нейродегенерация, что приводит к ухудшению памяти и снижению когнитивных способностей.
Ученые также считают, что эндогенные ретровирусы могут играть важную роль в развитии бокового амиотрофического склероза (БАС). Это заболевание приводит к разрушению двигательных нейроны и лишает человека подвижности — как это случилось со знаменитым Стивеном Хокингом.
Появление принципиально нового механизма влечет за собой разработку инновационных методов терапии. Авторы исследования полагают, согласно полученным данным, нейродегенеративные заболевания могут быть подданы лечению с применением антивирусных средств. В ходе проведенных исследований, подобные препараты продемонстрировали способность замедлять распространение аномально трансформированных белков в клеточных культурах.