Cum se trezeşte ADN-ul, aflat în stare latentă în organismul uman, pentru a conduce cancerul? În urma noilor descoperiri, oamenii de ştiinţă speră că terapiile de reducere la tăcere a „retrovirusurilor endogene” ar putea face ca tratamentele împotriva cancerului să funcţioneze mai bine.
O privire în interiorul genomului uman, printre cele aproximativ 20 000 de gene care servesc ca elemente constitutive de bază ale vieţii, dezvăluie urme de ADN lăsate în urmă de virusuri care i-au infectat pe strămoşii primatelor cu zeci de milioane de ani în urmă.
Aceşti oportunişti antici, cunoscuţi sub denumirea de retrovirusuri endogene, au fost mult timp consideraţi ADN inert sau „junk”, lipsit de orice capacitate de a produce daune.
Însă acum, o nouă cercetare a unei echipe de oameni de ştiinţă de la Universitatea Boulder, din Colorado (CU), Statele Unite ale Americii, publicată miercuri în revista Science Advances arată că, atunci când sunt trezite la viaţă, ele pot juca un rol esenţial în supravieţuirea şi dezvoltarea cancerului. Studiul sugerează, de asemenea, că reducerea la tăcere a anumitor retrovirusuri endogene poate face ca tratamentele împotriva cancerului să funcţioneze mai bine.
„Studiul nostru arată că bolile de astăzi pot fi influenţate în mod semnificativ de aceste infecţii virale străvechi cărora, până de curând, foarte puţini cercetători le acordau atenţie”, a declarat într-un comunicat autorul principal Edward Chuong, profesor asistent de biologie moleculară, celulară şi a dezvoltării la Institutul BioFrontiers al CU.
Parte uman, parte virus
Studiile arată că aproximativ 8 % din genomul uman este alcătuit din retrovirusuri endogene care s-au strecurat în celulele strămoşilor noştri evolutivi, convingându-şi gazdele să copieze şi să transporte materialul lor genetic.
În timp, acestea s-au infiltrat în spermatozoizi, ovule şi embrioni, lăsând ADN-ul lor ca o înregistrare fosilă pentru generaţiile viitoare - şi modelând, pe parcurs, evoluţia.
În ciuda faptului că nu mai pot produce virusuri funcţionale, cercetările lui Chuong au arătat că retrovirusurile endogene pot acţiona ca nişte „comutatoare” care activează genele din apropiere.
Unele au contribuit la dezvoltarea placentei, o piatră de hotar esenţială în evoluţia umană, precum şi la răspunsul nostru imun la virusurile moderne precum SARS-CoV-2 care provoacă boala Covid-19.
Acest nou studiu dezvăluie o latură mai întunecată a acestor elemente genetice străvechi.
Există numeroase lucrări care arată că aceste retrovirusuri endogene pot fi domesticite în beneficiul nostru, dar nu multe care să arate cum ne-ar putea afecta, spun cercetătorii.
Activarea genelor canceroase
Ca să exploreze rolul lor în cancer, laboratorul de la CU a analizat datele genomice de la 21 de tipuri de cancer uman din seturi de date disponibile public.
Ei au descoperit că o linie specifică de retrovirus endogen cunoscut sub numele de LTR10, care a infectat unele primate în urmă cu aproximativ 30 de milioane de ani, a prezentat niveluri surprinzător de ridicate de activitate în mai multe tipuri de cancer, inclusiv cancer pulmonar şi de colon.
Analiza tumorilor de la zeci de pacienţi cu cancer colorectal a arătat că LTR10 era activ în aproximativ o treime dintre acesteaa.
Laboratorul a utilizat instrumentul de editare a genelor CRISPR pentru a edita sau reduce la tăcere secvenţele în care era prezent retrovirusul, şi a descoperit că genele cheie, cunoscute pentru promovarea dezvoltării şi creşterii cancerului au devenit, de asemenea, tăcute.
„Am văzut că atunci când acest retrovirus este redus la tăcere în celulele canceroase, el opreşte expresia genelor din apropiere”, a declarat Atma Ivancevic, cercetător asociat şi una dintre autoarele studiului.
Experimentele pe şoareci au produs rezultate similare: în cazul în care un „comutator” LTR10 a fost eliminat din celulele tumorale, genele cheie care favorizează cancerul, inclusiv una numită XRCC4, au fost şi ele dezactivate, iar tratamentele pentru micşorarea tumorilor au funcţionat mai bine
„Ştim că celulele canceroase exprimă o mulţime de gene care nu ar trebui să fie activate, dar nimeni nu ştie cu adevărat ce le activează", a explicat Chuong.”Se pare că multe dintre comutatoarele care le activează provin de la aceşti virusuri antice", a completat el.
Reactivarea virusurilor străvechi. Înţelegerea modului în care funcţionează terapiile existente
În mod remarcabil, retrovirusul endogen studiat pare să activeze genele din ceea ce se numeşte calea MAP-kinazei, o cale celulară renumită care este reprogramată negativ în multe tipuri de cancer.
Studiul sugerează că medicamentele existente, cunoscute sub numele de inhibitori ai MAP-kinazei, funcţionează probabil, în parte, prin dezactivarea comutatorului retrovirusului endogen.
Autorii notează că doar această familie de retrovirusuri reglează până la 70 de gene asociate cancerului în această cale. Liniile genealogice diferite influenţează probabil diferite căi care promovează diferite tipuri de cancer.
Oamenii de ştiinţă suspectează că, pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, apărarea lor genomică cedează, permiţând unor asemenea virusuri antice să se trezească şi să contribuie şi la alte probleme de sănătate.
„Originile modului în care bolile se manifestă în celule au fost întotdeauna un mister", spune Chuong.
Retrovirusurile endogene nu reprezintă întreaga poveste, dar ar putea fi o mare parte a acesteia, cred cercetătorii americani.
