DNA virale-Immagine:a ricerca suggerisce che i retrovirus endogeni all’interno del genoma umano potrebbero influenzare lo sviluppo di malattie neurodegenerative contribuendo alla diffusione di aggregati proteici anomali nel cervello. Credito: SciTechDaily.com
I ricercatori vedono i geni antichi come potenziali bersagli per il trattamento della demenza
I residui genetici dei virus naturalmente presenti nel genoma umano potrebbero influenzare lo sviluppo di malattie neurodegenerative. I ricercatori della DZNE sono giunti a questa conclusione sulla base di studi su colture cellulari. Lo sutio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications. A loro avviso, tali “retrovirus endogeni” potrebbero contribuire alla diffusione di aggregati proteici aberranti – segni distintivi di alcune demenze – nel cervello. Pertanto, queste reliquie virali sarebbero potenziali bersagli per le terapie.
Influenza virale sulle malattie neurodegenerative
Da tempo si sospetta che le infezioni virali contribuiscano alla genesi e allo sviluppo di malattie neurodegenerative. Studi di laboratorio condotti dagli scienziati DZNE suggeriscono ora un meccanismo che, sebbene correlato ai virus, non richiede l’infezione da parte di agenti patogeni esterni. Secondo questo studio i colpevoli sarebbero i “retrovirus endogeni” naturalmente presenti nel genoma umano.
“Durante l’evoluzione, nel nostro DNA si sono accumulati i geni di numerosi virus. La maggior parte di queste sequenze genetiche sono mutate e normalmente mutate”, ha spiegato Ina Vorberg, leader del gruppo di ricerca presso DZNE e Prof.ssa all’Università di Bonn. “Tuttavia, ci sono prove che i retrovirus endogeni si attivano in determinate condizioni e contribuiscono al cancro e alle malattie neurodegenerative. Infatti, proteine o altri prodotti genetici derivati da tali retrovirus si trovano nel sangue o nei tessuti dei pazienti”.
Esperimenti con aggregati Tau
Vorberg ha seguito questa traccia insieme ai colleghi di Bonn e Monaco. Utilizzando colture cellulari, i ricercatori hanno simulato la situazione in cui le cellule umane producono determinate proteine dall’involucro dei retrovirus endogeni. Nello specifico, questo ha coinvolto HERV-W e HERV K: entrambi i virus sono presenti nel genoma umano, ma sono solitamente dormienti.
Tuttavia, gli studi indicano che l’HERV-W è attivato nella sclerosi multipla e l’HERV-K nella malattia neurologica “sclerosi laterale amiotrofica” (SLA) e nella demenza frontotemporale (FTD). Ora, il team di Vorberg ha scoperto che le proteine virali facilitano il trasporto dei cosiddetti aggregati tau da cellula a cellula. Gli “aggregati Tau” sono minuscoli grumi proteici che si verificano nel cervello di persone affette da alcune malattie neurodegenerative, tra cui il morbo di Alzheimer e la FTD.
“Certamente, le condizioni nel cervello sono molto più complesse di quanto il nostro sistema modello cellulare possa replicarle. Tuttavia, i nostri esperimenti mostrano che i retrovirus endogeni possono influenzare la diffusione degli aggregati tau tra le cellule”, ha affermato Vorberg. “I retrovirus endogeni non sarebbero quindi fattori scatenanti della neurodegenerazione, ma potrebbero alimentare il processo patologico una volta che è già in corso”.
Mediatori del trasporto virale
La ricerca attuale e gli studi precedenti del team di Vpèorberg suggeriscono che le proteine virali fungono da mediatori di trasporto per gli aggregati tau perché si inseriscono nella membrana cellulare e nella membrana delle cosiddette vescicole extracellulari: si tratta di piccole bolle di grasso che vengono naturalmente secrete dalle cellule.
“Per il trasporto degli aggregati tau da cellula a cellula vediamo in particolare due percorsi. Trasferimento tra cellule che sono in contatto diretto e trasporto all’interno di vescicole che agiscono come capsule di carico, per così dire, e passano da una cellula all’altra per poi fondersi con essa”, ha spiegato Vorberg.
“In entrambi gli scenari, le membrane devono fondersi. Le proteine dell’involucro dei virus possono favorire questo processo. Questo perché molti virus sono adattati per fondersi con le cellule ospiti. Ciò avviene per mezzo di speciali proteine che i virus trasportano sulla loro superficie. Se proprio queste proteine vengono incorporate nella membrana cellulare e nella membrana delle vescicole extracellulari, è comprensibile che gli aggregati tau si diffondano poi più facilmente”.
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Punti di partenza per la terapia
Nel corso del naturale processo di invecchiamento, la regolazione dei geni può cambiare: i retrovirus endogeni originariamente “dormienti” potrebbero quindi essere “risvegliati”. Infatti, i sintomi della maggior parte delle malattie neurodegenerative non si manifestano fino all’età avanzata. Ciò solleva due possibili approcci alla terapia. “Da un lato si potrebbe provare a sopprimere in modo mirato l’espressione genetica, cioè a inattivare nuovamente i retrovirus endogeni. Questo andrebbe alla radice del problema”, ha detto Vorberg. “Ma si potrebbe anche iniziare altrove e provare a neutralizzare le proteine virali, ad esempio con gli anticorpi”.
Alla ricerca degli anticorpi
Secondo i ricercatori è probabile che i pazienti affetti da demenza con aggregati tau portino quantità maggiori di tali anticorpi. Se fosse possibile isolarli e riprodurli utilizzando metodi biotecnologici, sarebbe possibile sviluppare un vaccino passivo. Pertanto, in collaborazione con i colleghi del DZNE a Berlino e Bonn, il team di Vorberg mira a cercare specificamente tali anticorpi nei pazienti. Inoltre, gli scienziati stanno valutando la possibilità di farmaci antivirali. Nelle colture cellulari hanno già scoperto che tali agenti possono effettivamente fermare la diffusione degli aggregati proteici. “Questo è un altro approccio che intendiamo perseguire”, ha affermato Vorberg.
Fonte: Nature Communications
