Как древние вирусы вызывают рассеянный склероз и другие неврологические заболевания?
Древние вирусы оставили следы в нашей ДНК. Исследователи считают, что они способствуют развитию неврологических состояний. Может ли подавление наших вирусных пассажиров подготовить почву для лечения в будущем?
Мобильные элементы, которые ученые также называют транспозонами или прыгающими генами, представляют собой участки ДНК, которые обладают способностью перемещаться по нашему геному.
Ученые могут проследить происхождение одного типа транспозона - эндогенных ретровирусов человека (HERV) - до древних ретровирусов, которые внедрились в геном человека миллионы лет назад. HERV составляют около 8% нашей ДНК.
Некоторые HERV выполняют важные функции во время таких процессов, как эмбриональное развитие. Но большинство HERV бездействуют, замалчиваются модификациями ДНК.
Тем не менее, в недавней обзорной статье в Границы генетикиИсследователи из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе, Германия, подробно описывают, как некоторые HERV могут реактивироваться и наносить ущерб нашему мозгу и центральной нервной системе.
HERV при неврологических заболеваниях
Еще в 1989 году Эрве Перрон, работавший тогда в Университете Гренобля во Франции, был первым, кто идентифицировал присутствие вирусных частиц в культурах клеток, выделенных из спинномозговой жидкости (CSF) человека с рассеянным склерозом (MS). Позже он обнаружил, что они произошли от транспозона под названием HERV-W.
Активация этого спящего HERV вызывает иммунную реакцию. РНК и белок оболочки HERV-W (ENV) присутствуют в возрастающих количествах в сыворотке и CFS людей с рассеянным склерозом, но лишь изредка у людей без этого заболевания.
«Связывая эту реактивацию HERV с аутоиммунными атаками при РС, было обнаружено, что белки HERV могут запускать иммунный ответ против миелина, который вызывает РС-подобное заболевание в моделях мышей», - объясняет Патрик Куери, профессор нейродегенерации и старший автор обзора.
Несколько триггеров могут повторно активировать HERV. Одним из них является заражение распространенными вирусами, такими как вирус Эпштейна-Барра, вызывающий инфекционный мононуклеоз, и другими членами семейства вирусов герпеса.
Исследования также показывают, что медиаторы иммунной системы и факторы окружающей среды, такие как диета и лекарства, могут снова включить HERV, хотя на данный момент есть ограниченные доказательства.
РС - не единственное неврологическое заболевание, при котором ученые подозревают участие HERV. В ряде исследований была показана реактивация HERV-K при боковом амиотрофическом склерозе (БАС), форме заболевания двигательных нейронов.
Когда дело доходит до шизофрении, дело обстоит менее ясно.
«Сообщалось, что белки HERV увеличивают экспрессию генов, связанных с шизофренией, в культивируемых клетках мозга человека», - объясняет Куери. «Однако исследования [пациентов] с шизофренией показывают противоречивые изменения в экспрессии HERV в крови, спинномозговой жидкости и посмертной ткани мозга по сравнению со здоровым контролем».
Может ли деактивация HERV улучшить рассеянный склероз?
При РС иммунная система атакует миелин, защитный слой, покрывающий многие нейроны центральной нервной системы.
Восстановление этого миелинового повреждения за счет того, что клетки ЦНС ремиелинизируют нейроны, может оказаться эффективной стратегией лечения рассеянного склероза.
С момента выявления HERV-W у пациентов с РС, Перрон стал соучредителем фармацевтической компании GeNeuro и разработал моноклональное антитело под названием GNbAC1, которое нацелено на белок HERV-W ENV. В настоящее время ученые проводят клинические испытания этого антитела.
В недавней статье, опубликованной в Труды Национальной академии наук США, Куери, Перрон и его коллеги углубились в механизм, связывающий HERV-W с MS.
Команда обнаружила клетки, содержащие белок HERV-W ENV, в непосредственной близости от нейронов в ткани мозга пациентов с РС, особенно в областях, содержащих хронические и острые поражения РС.
Доктор Тобиас Дерфусс, профессор клинической нейроиммунологии Базельского университета в Швейцарии, был главным исследователем одного из клинических испытаний, посвященных использованию GNbAC1 при РС, и членом руководящего комитета для дальнейшего исследования.
Запись в Терапевтические достижения при неврологических расстройствах, Комментирует д-р Дерфусс: «Этот подход к лечению GNbAC1 и концепция патофизиологии, связанной с HERV, при РС остаются противоречивыми».
Он объясняет, что результаты клинических испытаний GNbAC1 для лечения РС показывают, что антитело не препятствует атаке иммунной системы миелина, то есть не предотвращает РС.
С другой стороны, антитело может запустить ремиелинизацию.
«Фармакодинамические данные и данные визуализации не выявляют каких-либо иммуномодулирующих эффектов GNbAC1. Изменения МРТ во время исследования фазы IIb с GNbAC1 совместимы с ремиелинизацией ».
Доктор Тобиас Дерфусс
РС - сложное заболевание, и ученые не до конца понимают биологию HERV. Терапевтическое средство, изменяющее HERV, может оказаться многообещающим лечением для людей, живущих с РС, но его истинный потенциал еще предстоит увидеть.
