Retrovírusaink okozzák a plaszticitást

Az amerikai UT Southwestern Medical Center és a svédországi Karolinska Institutet kutatói felfedezték, hogy az endogén retrovírusok (ERV) alapvető szerepet játszanak a szervezetünk baktériumok és vírusok elleni védekezésében.

Mint a kutatást vezető Bruce Beutler, az UT Southwestern Medical Center immungenetikai központjának vezetője kifejti, a legtöbb tudós az képzeli, hogy a retrovírusok általában kártékonyak, ezzel szemben kiderült, hogy endogén retrovírusok nélkül nem indul be az antitestek termelődése.

Beutler neve ismerős lehet az olvasók számára, hiszen 2011-ben két társával együtt ő kapta az élettani-orvosi Nobel-díjat, Beutler konkrétan azért a felfedezéséért, miszerint a bakteriális lipopliszacharidok érzékeléséért, és ezáltal az adaptív immunválasz beindításáért a szervezetben a Toll-like receptorok (TLR) a felelősek. E felfedezés hatására óriási mértékben felgyorsult a veleszületett/adaptív immunválasz kutatása, és az elmúlt néhány évben már kb. egy tucatnyi különböző TLR-t azonosítottak, amelyek mind különböző fajta bakteriális molekulákat ismernek fel. A TLR-ek mutációi következtében megnő a gyulladásra való hajlam, illetve a krónikus gyulladásos betegségek kialakulásának kockázata.

Az emberek esetében a DNS majd’ 45%-a retrovirális eredetű, a jobban megőrződött másolatokat pedig endogén retrovírusoknak nevezzük, ezek genetikai anyagunk kb. 8%-át adják.

A Science-ben megjelent tanulmányukban - MAVS, cGAS, and endogenous retroviruses in T-independent B cell responses - Beutler és munkatársai kifejtik: amikor nagyméretű polimer antigének, pl. a baktériumok poliszacharidjai aktiválják a szervezet B-sejtjeit, azok antitesttermelésbe kezdenek – ez az úgy nevezett T-sejt független, 2-es típusú antigénválasz (TI-2). A szervezet vírusok és baktériumok elleni védekezésében központi szerepet játszó TI-2 antigénválasz kialakulásához alapvetően fontos az endogén retrovírusok működése. Az immunválasz során az antigénspecifikus B-sejtekben megnő az ERV-átíródás, a létrejövő RNS-ek pedig két jelátviteli út működését is beindítják: az egyik a mitokondriális antivirális jelátvivő fehérje-dependens RNS-érzékelő útvonal (mitochondrial antiviral signaling protein (MAVS)–dependent RNA sensing pathway), a másik pedig a reverz transzkripció után beinduló cGAS-cGAMP-STINGútvonal, aminek következtében a B-sejtek képessé válnak aktivált állapotban maradni, osztódni és antitesteket, így speciális immunglobulin M molekulákat termelni. MAVS vagy cGAS hiányában, illetve MAVS-hiányos egerek reverz transzkriptáz gátló kezelése esetén drámai módon csökken a TI-2 antigénválasz, ami azt bizonyítja, hogy az ERV és az általa aktivált két jelátviteli út alapvető szerepet játszik a B-sejtek TI-2 antigénválaszának kialakulásában, az adaptív immunrendszer működésében.

A kutatók azt is megjegyzik, hogy a sejt plazmájában a retrovírusok DNS-másolatait normális esetben lebontó enzim (TREX1) mutációi autoimmun betegségek kialakulását okozzák, továbbá Beutler hozzáteszi: lehetséges, hogy az ERV-ek szerepe nem mindig pozitív, elképzelhető, hogy a B-sejtekben történő ERV-aktiváció a gyulladás és a tumoros megbetegedések között képez kapcsolatot.

A vírusok miatt vagyunk okosak?

Az endogén retrovírusok, úgy tűnik, alapvető szerepet játszanak az agy működésében is, konkrétan a gének expressziójának szabályozásában, annak meghatározásában, hogy a több mint ezer féle különböző neuronban melyik gén hol és mikor kapcsolódik be. Az ERV-ek valószínűleg azért aktiválódnak speciálisan az agyban, mert eltérően az egyéb szöveti sejtektől, a neuronok nem alakulnak át tumoros sejtekké, mondja Johan Jakobsson, a Lund University molekuláris neurogenetikai kutatócsoportjának vezetője, a Cell című lapban megjelent, másik témába vágó tanulmány - TRIM28 Represses Transcription of Endogenous Retroviruses in Neural Progenitor Cells - vezető szerzője.

Jakobsson és munkatársai neurális őssejtekben vizsgálták azokat a folyamatokat, amelyek révén ezek az őssejtek a retrovírusok aktivációját kontrollálják (TRIM28-mediált hiszton-modifikáció). Mint írják, mivel az ERV-ek számos másolatban vannak jelen genomszerte, ez lehetővé teszi a génexpresszió network-szerű szabályozását.

Mindez az agy betegségeinek újfajta szempontú tanulmányozását is eredményezi: „Napjainkig, ha a betegségek hátterében álló genetikai tényezőket kerestünk, általában a géneket vizsgáltuk meg, holott azok a genomnak mindössze két százalékát adják. Eredményeink arra utalnak, hogy a genom sokkal szélesebb területén érdemes keresni. Bár ezáltal az agyról alkotott képünk jóval bonyolultabbá válik, a genetikai komponenssel bíró agyi betegségekkel, így pl. a neurodegeneratív kórképekkel, a pszichiátriai megbetegedésekkel vagy az agytumorokkal kapcsolatos tudásunk is komplexebb lesz”, hangsúlyozza Jakobsson.