Примерно 8% ДНК человека составляют остатки древних ретровирусов, известных как эндогенные ретровирусы человека (HERVs). Эти элементы появились в геноме наших предков миллионы лет назад в результате перенесенных вирусных инфекций. Хотя большинство HERVs давно утратили активность, некоторые из них сохраняют способность влиять на генетическую активность и иммунные реакции.
Предыдущие исследования уже предполагали, что аномальная активность HERVs может быть связана с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз и боковой амиотрофический склероз (БАС). Однако до сих пор оставалось неясным, играют ли эти вирусные элементы причинную роль в развитии болезней или их активность является лишь реакцией на патологические процессы.
Для изучения этой связи команда специалистов под руководством Родриго Дуарте из Лондонского Королевского колледжа применила в своей работе новаторский метод анализа, известный как ретротранскриптомные ассоциативные исследования. Этот подход позволяет интегрировать данные о генетических рисках с информацией об активности HERVs в тканях мозга, что помогает определить их возможную роль в развитии заболеваний.
Эксперты использовали данные крупномасштабных оценок ассоциаций всего генома для четырех основных нейродегенеративных заболеваний: болезни Альцгеймера, рассеянного склероза, БАС и болезни Паркинсона. Работа охватила десятки тысяч участников, преимущественно европейского происхождения, а также меньшие группы африканцев и азиатов. Данные об экспрессии генов в тканях мозга были взяты из консорциума CommonMind, который объединяет генетическую информацию и образцы посмертных исследований мозга.
Результаты анализа выявили 12 HERV, связанных с генетическим риском нейродегенеративных заболеваний. Среди них особенно выделялись два вирусных элемента. Один из них, расположенный на хромосоме 12, продемонстрировал снижение активности у людей с повышенным генетическим риском развития БАС. Другой, на хромосоме 1, был связан с рассеянным склерозом и также показал уменьшение активности у носителей высокой генетической предрасположенности.
Эти данные позволяют предположить, что генетические факторы риска частично реализуют свое влияние через изменение активности этих специфических HERV. По словам Родриго Дуарте, такие элементы могут даже выполнять защитную функцию для мозга. Например, предварительный анализ показал, что HERV могут участвовать в процессах клеточной адгезии, которые критически важны для стабильности нейронных сетей и синапсов.
Тем не менее, точные механизмы, через которые HERV влияют на биологические процессы, остаются неясными. Ученые подчеркивают, что эти результаты отражают лишь общие процессы, лежащие в основе заболеваний, а не дают прямых указаний для диагностики или лечения отдельных пациентов.
Нейродегенеративные болезни отличаются высокой полигенностью, то есть на их развитие влияет множество генов. HERV, обнаруженные в этом исследовании, представляют лишь малую часть общей генетической картины. Это подчеркивает сложность таких заболеваний и необходимость дальнейших работ для понимания взаимодействий между HERV, другими генетическими факторами и влиянием окружающей среды.
Долгосрочная цель ученых — изучение некодирующей части генома, включая роль HERV в здоровье и болезнях. Эти знания могут открыть новые терапевтические подходы, например, направленные на регулирование активности HERV с помощью лекарств или методов генной терапии.
«Мы надеемся, что в будущем клинические исследования помогут выяснить, как изменения в экспрессии HERV связаны с прогрессированием заболеваний или клиническими исходами», — отметил Дуарте. «Эти элементы также могут стать биомаркерами для ранней диагностики или оценки эффективности лечения».
Можно сделать вывод, что даже, казалось бы, «спящие» участки человеческого генома могут оказывать значительное влияние на развитие сложных заболеваний. Развитие таких направлений, как изучение HERV, открывает новые горизонты для понимания и лечения нейродегенеративных расстройств.
Ранее стало известно, что ИИ поможет врачам выявлять опасные заболевания мозга.