Μια νέα έρευνα από το La Jolla Institute for Immunology έρχεται να ρίξει φως σε ένα από τα πιο σκοτεινά μυστικά του ανθρώπινου γονιδιώματος: τα λανθάνοντα απομεινάρια αρχαίων ιών που κρύβονται μέσα στο DNA μας. Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες χαρτογράφησαν για πρώτη φορά την τρισδιάστατη δομή μιας ιικής πρωτεΐνης, ανοίγοντας τον δρόμο για νέες θεραπείες στον καρκίνο, τα αυτοάνοσα νοσήματα και τις διαγνωστικές τεχνολογίες του μέλλοντος.
Ο «ιικός» κώδικας μέσα μας
Παρά το γεγονός ότι θεωρούμε τον εαυτό μας αποκλειστικά ανθρώπινο, η πραγματικότητα είναι διαφορετική: περίπου το 8% του DNA μας προέρχεται από ιούς που κάποτε μολύνανε τους προγόνους μας και «εγκαταστάθηκαν» μόνιμα στο γονιδίωμα. Αυτό το γενετικό υλικό παραμένει συνήθως ανενεργό, αποτελώντας τμήμα της λεγόμενης «σκοτεινής ύλης» του DNA.
Ωστόσο, η ομάδα του LJI δημοσίευσε στην επιστημονική επιθεώρηση Science Advances την πρώτη τρισδιάστατη απεικόνιση μιας πρωτεΐνης αυτής της κατηγορίας, γνωστής ως HERV-K Env. Πρόκειται για την πρώτη φορά που οι επιστήμονες κατάφεραν να λύσουν τη δομή μιας ανθρώπινης HERV πρωτεΐνης – και μόλις την τρίτη φορά στην ιστορία που αποκαλύπτεται δομή πρωτεΐνης φακέλου ρετροϊού, μετά το HIV και το SIV.
Από τον ιό στον καρκίνο και τα αυτοάνοσα
Στο παρελθόν, η πρωτεΐνη HERV-K Env βρισκόταν στην επιφάνεια των ιών HERV-K, επιτρέποντας τη μόλυνση των κυττάρων. Σήμερα, εμφανίζεται στην επιφάνεια καρκινικών κυττάρων αλλά και σε κύτταρα ασθενών με αυτοάνοσα και νευροεκφυλιστικά νοσήματα. Αυτή η παρουσία την καθιστά ελκυστικό στόχο για νέα διαγνωστικά τεστ και καινοτόμες θεραπείες.
Η Erica Ollmann Saphire, πρόεδρος και διευθύνουσα σύμβουλος του LJI, τονίζει:
Σε πολλές ασθένειες, όπως ο καρκίνος ή τα αυτοάνοσα, αυτά τα γονίδια ξυπνούν ξανά και αρχίζουν να παράγουν κομμάτια των αρχαίων ιών. Αν κατανοήσουμε τη δομή της HERV-K Env και πώς την αναγνωρίζουν τα αντισώματα, ανοίγεται μπροστά μας ένας νέος διαγνωστικός και θεραπευτικός ορίζοντας.
Η πρόκληση της «αόρατης» πρωτεΐνης
Μέχρι σήμερα, οι HERV πρωτεΐνες παρέμεναν αόρατες, λόγω της ευαισθησίας και της αστάθειάς τους. Το LJI χρειάστηκε να σταθεροποιήσει την HERV-K Env στην ευαίσθητη «προ-σύντηξη» μορφή της, προτού χρησιμοποιήσει την τεχνική της κρυο-ηλεκτρονικής μικροσκοπίας για να αποκαλύψει τη δομή της.
Το αποτέλεσμα ήταν μια πρωτεΐνη εντελώς διαφορετική από ό,τι περίμεναν οι επιστήμονες. Σε αντίθεση με τους πιο συμπαγείς τριμερείς σχηματισμούς του HIV και του SIV, η HERV-K Env εμφανίζεται ψηλή, λεπτή και με μια μοναδική αναδίπλωση, που δεν μοιάζει με κανέναν άλλο ρετροϊό.
Από τη θεωρία στην κλινική πράξη
Η χαρτογράφηση της HERV-K Env προσφέρει πολύτιμα δεδομένα για την ανάπτυξη νέων εφαρμογών. Για παράδειγμα, πολλά είδη καρκινικών κυττάρων – από τον καρκίνο του μαστού έως τον καρκίνο των ωοθηκών – εμφανίζουν την πρωτεΐνη, ενώ τα υγιή κύτταρα όχι. Αυτό σημαίνει ότι ειδικά αντισώματα θα μπορούσαν να αναγνωρίζουν και να στοχεύουν τα καρκινικά κύτταρα με ακρίβεια, ανοίγοντας τον δρόμο για νέες μορφές ανοσοθεραπείας.
Παράλληλα, σε ασθενείς με αυτοάνοσα νοσήματα όπως ο λύκος και η ρευματοειδής αρθρίτιδα, η HERV-K Env ενεργοποιεί τα Β κύτταρα, οδηγώντας στην παραγωγή αντισωμάτων που πυροδοτούν φλεγμονώδεις αντιδράσεις. Η ομάδα του LJI δημιούργησε δικά της αντισώματα, τα οποία αποκάλυψαν πώς το ανοσοποιητικό επιτίθεται στα διάφορα τμήματα της πρωτεΐνης. Αυτή η γνώση μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναπτύξουν θεραπείες που μπλοκάρουν τις βλαπτικές φλεγμονές.
Διαγνωστικά εργαλεία του μέλλοντος
Επιπλέον, οι ερευνητές δοκίμασαν τα αντισώματα τους σε δείγματα ασθενών με ρευματοειδή αρθρίτιδα και λύκο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μπορούσαν να εντοπίσουν γρήγορα την παρουσία HERV-K Env στα ουδετερόφιλα – έναν τύπο ανοσοκυττάρων που ευθύνονται για τη φλεγμονή. Σημαντικό είναι ότι η ίδια ένδειξη δεν εμφανίστηκε σε δείγματα υγιών ανθρώπων, κάτι που προσφέρει ελπίδες για τη δημιουργία νέων, πιο αξιόπιστων διαγνωστικών τεστ.
Η επόμενη μέρα
Το ενδιαφέρον για τα HERVs μεγαλώνει με ταχύτητα. Οι επιστήμονες εντοπίζουν συνεχώς νέες ασθένειες όπου η HERV-K Env φαίνεται να παίζει ρόλο. Όπως σημειώνει ο Jeremy Shek, μέλος της ερευνητικής ομάδας: «Μπορούμε να επιλέξουμε οποιαδήποτε ασθένεια μας ενδιαφέρει και να ερευνήσουμε τον ρόλο αυτών των ιικών πρωτεϊνών». Το μεγάλο στοίχημα είναι ότι αυτή η γνώση δεν θα μείνει μόνο στο πεδίο της βασικής έρευνας, αλλά θα οδηγήσει σε πρακτικές λύσεις για την ιατρική.
[via]
