Daň za placentu: roztroušená skleróza či schizofrenie?!

Schizofrenie
Schizofrenie

V průběhu evoluce lidského druhu se nám do genomu dostalo několik virů a trvale se v něm zabydlelo, takže je dnes nosíme v sobě i my. Jedná se o viry, které se v rámci svého rozmnožovacího cyklu musí začlenit do DNA hostitelské buňky, tedy tzv. retroviry. Tohle postihlo také tkáň zárodečného epitelu dávného jedince, která produkovala pohlavní buňky, nebo byly retrovirem napadeny rovnou pohlavní buňky samotné, které tím byly „obohaceny“ o retrovirovou infekci, která se přenesla na potomky – u těch už se mohl retrovirus nacházet v každé buňce. Retrovirus se tak začal chovat podobně jako lidský gen – byl součástí všech buněk těla, mohl se v nich jistým způsobem projevovat a dědil se z generace na generaci.

Sekvencím retrovirů tímto procesem natrvalo zabydleným v hostitelské DNA se říká endogenní retroviry (ERV). Mladé ERV mohly být ještě stále infekční – měly možnost se z buňky uvolnit a napadnout buňky jiného jedince. Jakmile se ale doba, kdy byly ERV součástí hostitelské DNA, stále prodlužovala, tak narůstala pravděpodobnost, že je něco poškodí, a zamezí tak třeba i jejich infekčnosti. Navíc se přítomnost ERV nelíbila ani buňkám samotným, proto se je snažily jistými způsoby omezovat, protože se jednalo o potenciální patogeny. Ty nejstarší z ERV prošly mnoha změnami, mohly se v rámci genomu různě rozdělit na menší kousky, a tak se v něm rozprostřít. Také si v průběhu let nastřádaly ve své DNA mnoho mutací, které vyřadily některé jejich funkce, takže už nejsou klasickými viry, jak si představujeme. Mutací se porouchal jeden z nezbytných mechanismů ERV pro opuštění hostitelské buňky, a tak zde zůstaly nejen natrvalo, ale třeba i neúplné nebo inaktivní, tzn. neschopné se množit a infikovat jiné jedince. K opuštění hostitelských buněk takového viru již nemohly být použity jeho vlastní nástroje, ale jeho rozmnožování mu stále umožňoval hostitel, neboť ERV byly část jeho genomu. To, že nemohly buňku opustit, jim ale nutně nemuselo bránit v tom, aby se mnohonásobně zkopírovaly a nacpaly se do dalších míst DNA v buňce, kterou obývaly. takže dnes často nejdeme v DNA mnoho kopií jednoho druhu ERV.

Inaktivní retroviry však mohou být i zpětně aktivovány, což bývá spojené s rozvojem nemoci. A tak začalo kdysi dávno celé naše dnešní snažení dopátrat se struktury a funkce původního retroviru a zjistit, jakou má roli v dnešním kontextu to, co z retroviru zbylo např. v naší DNA. Možná vás to překvapí, ale dle současných znalostí tvoří endogenní retroviry přibližně 8 % našeho genomu – tedy několikanásobně větší část DNA, než je ta určená ke kódování všech našich proteinů.

Lidskému endogennímu retroviru typu W (dále jen HERV-W) zůstal za těch několik milionů let, co je součástí postupného vývoje naší DNA, funkční jen jeden gen. Ten kóduje rozporuplný protein syncytin. V průběhu naší evoluce si tento protein vydobyl jedinečnou a naprosto nezastupitelnou funkci – dává vzniknout placentě. Protein syncytin byl součástí obalu – tzv. kapsidy – původního retroviru, ale nyní umožňuje buněčnou fúzi povrchových placentárních buněk, čímž vznikne spojení mezi matkou a dítětem kryté částečnou bariérou fungující, jednoduše řečeno, jako filtr. Díky tomu je zahájena výživa embrya.

Avšak k buněčné fúzi indukované syncytinem může dojít téměř ve všech tkáních, tam je to ovšem nežádoucí jev. Protein syncytin je spojován se zánětlivými reakcemi a ty jsou zase dávány do souvislosti s mnoha nemocemi – v nervové soustavě pak především se schizofrenií nebo roztroušenou sklerózou, u kterých byla prokázána role lidského endogenního retroviru typu W (HERV-W) produkujícího syncytin. Je známo, že např. herpes viry (původci oparů) včetně viru Epstein-Barrové, viry chřipky, nebo HIV dokáží HERV-W aktivovat [2;3].

Na základě zmíněných poznatků se dnes dokonce vyvíjí zcela nový způsob léčby schizofrenie a roztroušené sklerózy zaměřený právě na HERV-W. V této terapii, která již prochází na lidech testy bezpečnosti a účinnosti, je pomocí protilátek neutralizován syncytin, který má prokázaný podíl na těchto nemocech [3].

Tomáš Heger, 4. B

Reference:

[1] LEBOYER, M., R. TAMOUZA, D. CHARRON, R. FAUCARD a H. PERRON. Human endogenous retrovirus type W (HERV-W) in schizophrenia: a new avenue of research at the gene-environment interface. The world journal of biological psychiatry. 2013, 14(2): 80–90. DOI: 10.3109/15622975.2010.601760.

[2] DOLEI, A., E. ULERI, G. IBBA, M. CAOCCI, C. PIU a C. SERRA. The aliens inside human DNA: HERV-W/MSRV/syncytin-1 endogenous retroviruses and neurodegeneration. Journal of infection in developing countries. 2015, 9(6): 577–587. DOI: 10.3855/jidc.6916.

[3] Co přinese výzkum endogenního retroviru šílenství? OSEL: Objective Source E-Learning [online]. Praha, 2015 [cit. 2015-12-30]. Dostupné z: http://www.osel.cz/8612-co-prinese-vyzkum-endogenniho-retroviru-silenstvi.html

Napsat komentář