Vedci odhalili temné tajomstvo DNA: Ukrývajú sa v nej tichý zabijaci mozgu
Ľudský genóm má ďaleko od dokonalosti. Až 40 % našej DNA tvoria pozostatky pradávnych vírusov, najmä retrotranspozóny, známe aj ako „skáčuce gény“. Tieto genetické úlomky pochádzajú z dávnych infekcií, ktoré sa zapísali do chromozómov našich predkov pred miliónmi rokov. Väčšina z nich je dnes neškodná, mlčí alebo je poškodená. No niektoré dokážu prežiť a za určitých okolností sa znovu prebudiť.
Skryté nebezpečenstvo retrotranspozónov
Retrotranspozóny sa správajú podobne ako vírusy – kopírujú sa pomocou enzýmu reverznej transkriptázy a vkladajú sa na nové miesta v genóme. Aby sa ich aktivita udržala pod kontrolou, bunky ich zvyčajne uzamykajú do silne zbalených častí DNA, kde sú prakticky neprístupné. S pribúdajúcim vekom sa však tieto „genetické skrinky“ môžu otvárať. Vtedy sa retrotranspozóny začnú kopiť a vytvárať vírusom podobné RNA a proteíny, ktoré spúšťajú zápalové reakcie a poškodzujú nervové bunky.
Prepojenie s ALS a Alzheimerovou chorobou
Neurovírusačka Renée Douville si v roku 2008 všimla čudný jav: v mozgoch pacientov, ktorí zomreli na amyotrofickú laterálnu sklerózu (ALS), sa objavili vírusové proteíny – bez známok akejkoľvek aktívnej infekcie. Ukázalo sa, že pochádzajú z reaktivovaných retrotranspozónov, konkrétne HERV-K. U myší viedla aktivácia tohto génu k poškodeniu nervových vlákien a k symptómom pripomínajúcim ALS.
Podobná situácia sa objavuje aj pri Alzheimerovej chorobe. Tam zohráva úlohu patologický proteín tau, ktorý narúša bunkové štruktúry a uvoľňuje retrotranspozóny z ich „genetického väzenia“. Výsledkom je tzv. „retrotranspozonová búrka“, prudká vlna aktivity týchto génov, ktorá sa objavuje už v raných štádiách ochorenia.
Proteíny, ktoré strácajú kontrolu
Dôležitým hráčom je aj proteín TDP-43. V zdravých neurónoch reguluje gény a potláča retrotranspozóny. Pri ALS a frontotemporálnej demencii však opúšťa jadro bunky a vytvára toxické zhluky v cytoplazme. Strata jeho dohľadu spôsobí, že retrotranspozóny sa aktivujú, čo ďalej podporuje degeneráciu nervových buniek. Vzniká začarovaný kruh, ktorý urýchľuje priebeh ochorenia.
Nové možnosti liečby
Keďže retrotranspozóny fungujú podobne ako vírusy, vedci sa obrátili na už existujúce antivirotiká, najmä lieky proti HIV. Klinické skúšky ukázali, že inhibítory reverznej transkriptázy môžu znižovať aktivitu retrotranspozónov, utlmiť zápal a spomaliť priebeh ALS či Alzheimerovej choroby. Výsledky sú zatiaľ predbežné, no povzbudzujúce.
Ďalší výskum
Hoci retrotranspozóny nevysvetľujú všetky prípady neurodegeneratívnych ochorení, pribúda dôkazov, že zohrávajú významnú úlohu aspoň u časti pacientov. Okrem ALS a Alzheimerovej choroby sa skúma ich prepojenie s Parkinsonovou chorobou, roztrúsenou sklerózou a ďalšími zápalovými poruchami mozgu.
To, čo kedysi boli zvyšky dávnych vírusov, môže byť dnes jedným z kľúčov k pochopeniu a možno aj k liečbe devastujúcich ochorení nervového systému. Ľudský genóm tak nesie nielen spomienku na dávne infekcie, ale aj potenciál pre budúce medicínske prevraty.
