A DNS-ünkben rejtőző vírusok jelenthetik az orvostudomány következő nagy áttörését

A tudósoknak először sikerült háromdimenziós képet alkotniuk az emberi genom „sötét anyagába” rejtőzött retrovírus egyik kulcsfehérjéjéről – az áttörés új utakat nyithat a rák, autoimmun és neurodegeneratív betegségek diagnózisában és kezelésében.

Bár minden ember genetikai állományát saját DNS-e határozza meg, kevesen tudják, hogy annak mintegy 8 százaléka nem emberi eredetű. Ez a genetikai „örökség” évmilliókkal ezelőtti vírusfertőzések nyoma: olyan vírusoké, amelyek egykor megfertőzték őseinket, majd beépültek az örökítőanyagba, és generációról generációra öröklődtek tovább. A legtöbb esetben ezek a vírusmaradványok inaktívak, csendben lapulnak a genom úgynevezett „sötét anyagában”. Most azonban amerikai kutatóknak sikerült láthatóvá tenniük ennek az ősi örökségnek egy eddig rejtett, de potenciálisan kulcsfontosságú darabját.

A La Jolla Immunológiai Intézet (LJI) kutatói a Science Advances tudományos folyóiratban tették közzé felfedezésüket, amelyben elsőként írták le egy emberi endogén retrovírus (HERV-K) felszíni glikoproteinjének, az Env nevű fehérjének háromdimenziós szerkezetét. Ez az első alkalom, hogy egy emberi HERV-fehérje szerkezetét sikerült felderíteni, és mindössze a harmadik eset, amikor retrovirális burokfehérjét (a HIV és az SIV után) ilyen részletességgel elemeztek. A felfedezés mérföldkő a strukturális biológiában, és új reményt jelent a célzott diagnosztika és terápiák fejlesztésében.

A HERV-K Env fehérje evolúciós múltunkban a retrovírusok fertőzőképességéért volt felelős, mára viszont megváltozott szerepben jelenik meg: bizonyos daganatok felszínén, illetve autoimmun és neurodegeneratív betegségekben szenvedő páciensek sejtjein is kimutatható. Ezért vált fontossá annak pontos megismerése. A probléma mindeddig az volt, hogy ezek a fehérjék rendkívül instabilak – a fertőzést elindító „előfúziós” állapotuk annyira érzékeny, hogy a legkisebb hatásra is szerkezetet váltanak. Ahhoz, hogy a kutatók rögzíthessék és tanulmányozhassák ezt az állapotot, apró aminosav-módosításokat hajtottak végre, hogy a természetes formát stabilizálják.

A vizsgálatokhoz a világ egyik legfejlettebb képalkotó technikáját, a krio-elektronmikroszkópiát alkalmazták, így sikerült három különböző pillanatképben is leképezni az Env fehérjét: a sejt felszínén, a fertőzés elindításának pillanatában, valamint akkor, amikor ellenanyagokkal kapcsolódik össze. Az eredmények meglepetést hoztak: míg más retrovírusok (például a HIV) burokfehérjéi alacsonyabb, zömökebb szerkezetű trimerként jelennek meg, a HERV-K Env magasabb, karcsúbb és a molekulák összefonódása is egyedülálló, eddig ismeretlen mintázatot követ.

A kutatók által előállított ellenanyagok segítségével már nemcsak az Env szerkezetét tudták stabilizálni, de az immunválasz lehetséges mechanizmusait is feltárták. Ezek az antitestek képesek megkülönböztetni a daganatos sejteket az egészségesektől – például emlő- vagy petefészekrák esetén –, mivel utóbbiakon nem található meg az Env fehérje. Az ellenanyagokat autoimmun betegségek – például lupus és rheumatoid arthritis – vizsgálatára is használták, és sikeresen azonosították a gyulladást okozó neutrofileken megjelenő HERV-K Env jelenlétét, amit egészséges kontrollcsoportokban nem tapasztaltak.

A HERV-ek iránti tudományos érdeklődés gyorsan növekszik, és egyre több betegség esetében fedezik fel ezeknek az ősi vírusmaradványoknak a szerepét. A most feltárt struktúra nemcsak új diagnosztikai eszközök fejlesztésére ad lehetőséget, hanem potenciálisan célzott terápiák kidolgozását is megalapozhatja, különösen ott, ahol a hagyományos kezelések nem elég hatékonyak.

A genetikai múlt ezen rejtett része most először válik láthatóvá – és talán felhasználhatóvá is az orvostudomány szolgálatában. Ahogy a kutatók fogalmaznak: mindannyian részben vírusok vagyunk. Itt az ideje, hogy megismerjük ezt a részünket.

facebook:

0 Komment