Neaktivni virusni geni se lahko prebudijo, da povzročijo ALS: študija NIH lahko odpre neizkušeno pot za iskanje zdravil | 2020

Vsebina:

Anonim

Že več generacij ljudje prenašajo genetske ostanke okužb s HERV, ki so se morda zgodili pred milijoni let. Čeprav je skoraj osem odstotkov normalnega človeškega genoma sestavljen iz teh genov, je zelo malo znanega o njihovi vlogi v zdravju in bolezni.

"Ljudje kličejo gene za te neželene DNK viruse. Naši rezultati kažejo, da se lahko aktivirajo med ALS," je dejala Avindra Nath, MD, klinični direktor na Nacionalnem inštitutu za nevrološke motnje in možgansko kap (NINDS) in avtorica študije. . "Navsezadnje upamo, da bodo rezultati privedli do učinkovitega zdravljenja za srčne težave."

Trenutno ni učinkovitega zdravljenja za več kot 12.000 Američanov, ki živijo z ALS. Ta smrtna motnja uničuje nevrone, ki nadzorujejo gibanje, vključno z govorjenjem, hojo, dihanjem in požiranjem. V redkih primerih, okuženi z virusom HIV, bolniki z aidsom razvijejo simptome, podobne ALS. Pri mnogih od teh bolnikov se lahko simptomi obrnejo z zdravljenjem s protiretrovirusnimi zdravili. Prejšnje študije so odkrile povratno transkriptazo, beljakovino, ki jo kodirajo retrovirusni geni, v krvi nekaterih bolnikov z ALS, vendar je njena vloga v motnji neznana.

Ta opažanja so dr. Natha in njegovo ekipo pozvala, naj raziščejo možno povezavo med retrovirusi in ALS. Nepričakovano so ugotovili, da lahko endogeni ali podedovani retrovirusi sodelujejo z ALS.

Na začetku so pokazali, da so imeli možganski vzorci bolnikov z ALS višjo raven od normalne ravni RNA (mRNA), ki so jo kodirali geni človeškega endogenega retrovirusa K (HERV-K). Protein, kodiran s kritičnim genom HERV-K, imenovanim env, je bil najden v možganskih vzorcih bolnikov z ALS, ne pa iz zdravih posameznikov ali bolnikov z Alzheimerjevo boleznijo. Pokazali so tudi, da je aktivacija genov HERV-K ubila zdrave človeške nevrone, ki so jih gojili v petrijevih posodah.

Da bi preizkusili vlogo HERV v ALS, so znanstveniki genetsko modificirali miši, tako da so njihovi nevroni aktivirali gen HERV-K env. Miševi so umrli prej kot normalno in so imeli težave z ravnotežjem in hojo, ki se je s starostjo postopno poslabšala. Ko so znanstveniki pregledali možgane, hrbtenice in mišice teh miši, so ugotovili, da so bili poškodovani le motorni nevroni, celice, ki nadzorujejo gibanje in umirajo v ALS. Celice v drugih delih živčnega sistema so ostale zdrave.

"Pokazali smo, da so motorni nevroni lahko dovzetni za aktivacijo teh genov med ALS," je dejal dr. Nath.

Na koncu so znanstveniki pokazali, da se aktivacija genov HERV-K lahko nadzoruje s TDP-43, proteinom, ki uravnava gen, ki je močno povezan z ALS in za katerega je znano, da nadzoruje proizvodnjo HIV. Gensko izboljšanje TDP-43 v človeških nevronih je povečalo proizvodnjo celic mRNA in proteinov HERV-K, medtem ko je gensko blokiranje TDP-43 v drugih celicah zmanjšalo aktivnost HERV-K reverzne transkriptaze.

Dr. Nath in njegova ekipa zdaj sodelujeta z ALS centrom na Univerzi Johns Hopkins, da bi preučila, ali so protiretrovirusna zdravljenja učinkovita pri nadzoru replikacije HERV-K v podskupini bolnikov z ALS.

"Morda smo odkrili natančno medicinsko rešitev za zdravljenje nevrodegenerativne motnje," je dejal dr. Nath.