Эндогенные ретровирусы давно стали частью генома человека и обычно неактивны. Однако иногда они «просыпаются» и создают проблемы: новое исследование показало, что такие вирусы могут запускать процесс нейродегенерации при болезни Альцгеймера и подобных заболеваниях.
Геном человек — настоящий зверинец, в котором уживаются самые разные типы последовательностей ДНК. Это и строго организованные кодирующие области, и склонные быстро меняться повторяющиеся участки, и «прыгающие» с место на место транспозоны — на них, кстати, приходится половина генома человека. Среди прочего несколько процентов нашей ДНК представляют собой… остатки древних вирусов.
Это так называемые эндогенные ретровирусы (ERV), которые когда-то были настоящими вирусами и заражали наших предков. При этом они умели встраиваться в геном — и потому однажды «застряли» в нем, став неотъемлемой частью. В прошлом эндогенные вирусы имели немалое значение для эволюции, в том числе при появлении оболочки нервных волокон.
Как правило, эндогенные ретровирусы приобретают множество мутаций по мере «обживания» в ДНК и не проявляют активность. Однако иногда они могут «включиться» и наделать бед — например, запустить развитие рака.
Новая статья в журнале Nature Communications посвящена другой опасности, связанной с вирусами, которые таятся в геноме. Речь идет о развитии нейродегенеративных заболеваний, то есть медленном и неуклонном разрушении мозга из-за гибели нервных клеток.
Многие нейродегенерации начинаются из-за того, что некоторые белки приобретают неправильную трехмерную форму и «заражают» ею соседние молекулы. Такой механизм называют прионоподобным, поскольку он напоминает «чисто белковые» инфекции вроде куру или губчатого энцефалита.
Теперь же ученые выяснили, что на распространение прионных свойств по мозгу сильно влияют эндогенные ретровирусы. Оказалось, их «включение» резко ускоряет распространение неправильной формы белков. Авторы продемонстрировали это с помощью культур клеток на примере тау-белка.
Белок тау стабилизирует «внутриклеточную арматуру» нейронов (микротрубочки) и имеет хорошо изученные свойства приона. Тау связан с развитием болезней, называемых «таупатии», из которых особенно важна болезнь Альцгеймера — самая распространенная нейродегенерация, вызывающая нарушение памяти и когнитивных функций.
Похожую роль эндогенных ретровирусов ученые предполагают и в случае бокового амиотрофического склероза (БАС). Это болезнь, которая разрушает двигательные нейроны и лишает человека подвижности — как это случилось со знаменитым Стивеном Хокингом.
Открытие нового механизма предполагает и новые способы лечения. Авторы исследования полагают, что упомянутые нейродегенерации можно лечить с помощью антивирусных препаратов. В их экспериментах такие лекарства успешно замедлили «эпидемию неправильной формы» белков в культивируемых клетках.