Reactivación de genes virales antiguos del genoma humano en algunos tipos de esclerosis lateral amiotrófica

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

Neuronas. Imagen cortesía de Dr. LaPadula.

Neuronas. Imagen cortesía de Dr. La Padula.

Aproximadamente un 8% de nuestro genoma está formado por retrovirus endógenos humanos (HERVs), fragmentos ancestrales derivados de retrovirus exógenos integrados en el genoma humano durante la evolución. Aunque la mayor parte de los HERVs han acumulado mutaciones que los hacen defectuosos, existen evidencias que sugieren que podrían tener un papel importante en diversos procesos fisiológicos o patológicos.

Un reciente estudio dirigido por el Instituto de Salud de EE.UU. indica que la reactivación de retrovirus endógenos en el genoma humano contribuye a la destrucción de neuronas en algunos tipos de esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Los investigadores observaron que los tres genes principales característicos de los elementos de la familia HERV-K se expresan en el cerebro de los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica esporádica, pero no en el de personas sanas usadas como control o pacientes de Alzhéimer. Con el objetivo de determinar el efecto que la expresión de los genes HERV-K puede tener en las células nerviosas, el equipo introdujo el elemento HERV completo y uno de los genes, env, en neuronas en cultivo. De este modo observaron que la expresión de ambos contribuye a la muerte neuronal, además afectar a sus prolongaciones nerviosas de las neuronas, necesarias para su comunicación

Para ver el efecto de la activación de la familia HERV-K in vivo, a continuación, los investigadores desarrollaron un modelo animal en el que el gen env se expresaba en las neuronas. En él, observaron que pese a la activación de env en todas las células nerviosas, los animales transgénicos desarrollaban una enfermedad motora progresiva resultado de la pérdida específica de los grupos de neuronas motoras afectados en los pacientes con ELA. Además, las neuronas afectadas mostraban cambios morfológicos y fisiológicos importantes. Los mecanismos por los que la activación de HERK-K desencadenan la muerte neuronal no están del todo claros, pero la presencia de roturas en el ADN y la retención de una proteína necesaria para el correcto ensamblaje y transporte de los ribosomas, sugiere que la función de los ribosomas podría estar implicada. Estos resultados son compatibles con algunas evidencias encontradas en pacientes con esclerosis lateral amiotrófica.

“La gente llama a los genes de estos virus ADN basura,” indica Avindra Nath, director clínico en el Instituto Nacional de Salud de EE.UU., y director del trabajo. “Nuestros resultados sugieren que podrían activarse durante la ELA. Hemos demostrado que las neuronas motoras podrían ser susceptibles a la activación de estos genes.”

Los investigadores muestran también que HERV-K es regulada por la proteína multifuncional TDP-43, la cual se sobreexpresa en los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica y forma agregados en el citoplasma de las células.

Los resultados del trabajo deberán ser replicados en un mayor número de pacientes, además de comprobar si la los elementos de la familia HERV-K se activan también en aquellos pacientes con formas genéticas de ELA. No obstante, aportan evidencias consistentes de que la activación de los elementos de la familia HERV-K contribuye a la neurodegeneración selectiva observada en los pacientes con ELA esporádica.

En la actualidad, el equipo del Dr. Nath colabora con el centro de ELA de la Universidad John Hopkins para estudiar la posibilidad de utilizar tratamientos antiretrovirales para la controlar la activación de los miembros de la familia HERV-K en pacientes con ELA:

Referencia: Li W, et al. Human endogenous retrovirus-K contributes to motor neuron disease. Sci Trans Med. 2015. Vol. 7, Issue 307, pp. 307ra153. Doi: 10.1126/scitranslmed.aac8201

Fuente: http://www.ninds.nih.gov/news_and_events/news_articles/pressrelease_ALS_viral_genes_09302015.htm

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