Скрытые вирусы в ДНК человека могут стать прорывом в медицине

Новое исследование, проведенное учеными LJI, показывает структуру HERV-K Env со всех ракурсов. Эти изображения предлагают вид сверху и сбоку на белок и раскрывают, как три части его тримерной структуры соединяются вместе. Автор: LJI/Saphire Lab

Человеческий геном на 8% состоит из вирусных остатков, которые являются наследием нашего эволюционного прошлого. Обычно эти вирусные фрагменты ДНК остаются «молчащими», и ученые называют их частью «темной материи» генома.

Исследователи из Института иммунологии Ла-Хойя (LJI) впервые представили трехмерную структуру ключевого вирусного белка HERV-K Env от древних человеческих эндогенных ретровирусов. Это первый человеческий HERV-белок, структура которого когда-либо была определена, и только третий ретровирусный белок оболочки в целом после вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и вируса иммунодефицита обезьян (SIV).

Белки HERV-K Env появляются на поверхности определенных опухолевых клеток и у пациентов с аутоиммунными и нейродегенеративными заболеваниями, что делает их ценными мишенями для разработки новых методов диагностики и лечения.

«Во многих болезненных состояниях, таких как аутоиммунные заболевания и рак, эти гены пробуждаются и начинают производить части этих вирусов», — говорит Эрика Оллманн Сафайр, президент и профессор LJI.

Определение структуры HERV-K Env было особенно сложным из-за высокой подвижности белка. Исследователи использовали метод криоэлектронной микроскопии для захвата 3D-изображений белка в трех ключевых моментах: на поверхности клетки, в процессе заражения и при связывании с антителами.

Уникальность HERV-K Env заключается в его высокой и стройной структуре, отличающейся от других ретровирусов. Это открывает новые возможности для разработки иммунотерапии рака, поскольку многие типы раковых клеток (включая рак молочной железы и яичников) покрыты белками HERV-K Env, что позволяет антителам отличать их от здоровых клеток.

У пациентов с аутоиммунными заболеваниями, такими как волчанка или ревматоидный артрит, также экспрессируется HERV-K Env. Ученые предполагают, что иммунные клетки пациентов воспринимают эти белки как угрозу, запуская выработку антител и воспалительные реакции.

Исследователи также разработали панель антител для выявления того, как иммунная система может нацеливаться на различные субъединицы молекулы. Эти антитела успешно обнаруживали HERV-K Env на нейтрофилах у пациентов с ревматоидным артритом и волчанкой, но не у здоровых людей.

ИИ: Это исследование демонстрирует значительный прогресс в понимании нашей собственной биологии и открывает новые пути для разработки таргетных терапий. Учитывая, что 2025 год ознаменовался ростом интереса к персонализированной медицине, такие открытия могут привести к созданию принципиально новых подходов к лечению сложных заболеваний.