Αρχαίο ιικό DNA στο γονιδίωμά μας είναι σύμμαχος του καρκίνου

Μέσα στα περίπου 20.000 γονίδια που δομούν το ανθρώπινο γονιδίωμα βρίσκονται ενσωματωμένα θραύσματα ιικού DNA, υπολείμματα ιικών λοιμώξεων που μόλυναν τους προγόνους των πρωτευόντων πριν από εκατομμύρια χρόνια. Αυτά τα αρχαία τμήματα DNA, που ονομάζονται ενδογενείς ρετροϊοί, κάποτε θεωρούνταν αβλαβή και ανενεργά.

Ωστόσο, πρόσφατη μελέτη ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο αποκαλύπτει ότι αυτοί οι ρετροϊοί μπορούν να επανενεργοποιηθούν και να διαδραματίσουν ζωτικό ρόλο στην ανάπτυξη και την επιβίωση του καρκίνου. Η μελέτη δείχνει επίσης ότι η στόχευση και η αποσιώπηση συγκεκριμένων ενδογενών ρετροϊών θα μπορούσε να ενισχύσει την αποτελεσματικότητα των θεραπειών για τον καρκίνο.

«Η μελέτη μας δείχνει ότι οι ασθένειες μπορούν να επηρεαστούν σημαντικά από αυτές τις αρχαίες ιικές λοιμώξεις στις οποίες μέχρι πρόσφατα πολύ λίγοι ερευνητές έδιναν προσοχή», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Έντουαρντ Τσουόνγκ, επίκουρος καθηγητής μοριακής, κυτταρικής και αναπτυξιακής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο.

Οι έρευνες δείχνουν ότι περίπου το 8% του ανθρώπινου γονιδιώματος αποτελείται από ενδογενείς ρετροϊούς που μεταφέρουν το γενετικό τους υλικό. Αυτοί οι ρετροϊοί έχουν διεισδύσει στο σπέρμα, τα ωάρια και τα έμβρυα και έχουν επηρεάσει τις εξελικτικές διαδικασίες.

Αν και δεν μπορούν πλέον να παράγουν λειτουργικούς ιούς, η νέα μελέτη έδειξε ότι οι ενδογενείς ρετροϊοί λειτουργούν σαν «διακόπτες» που ενεργοποιούν τα γονίδια. Ορισμένοι έχουν παίξει ρόλο στην ανάπτυξη του πλακούντα, ένα κομβικό γεγονός στην ανθρώπινη εξέλιξη, και στην ανοσολογική απόκριση σε σύγχρονους ιούς όπως ο COVID-19.

Ο ρόλος του ιικού DNA στην ανάπτυξη του καρκίνου

Για να διερευνήσουν την επίδραση των ιών αυτών στον καρκίνο, οι ερευνητές εξέτασαν γονιδιωματικά δεδομένα από 21 τύπους καρκίνου. Η έρευνά τους αποκάλυψε ότι μια συγκεκριμένη σειρά ενδογενών ρετροϊών που ονομάζεται LTR10, η οποία μόλυνε ορισμένα πρωτεύοντα θηλαστικά πριν από περίπου 30 εκατομμύρια χρόνια, παρουσίασε απροσδόκητα υψηλά επίπεδα δραστηριότητας σε διάφορους καρκίνους, όπως ο καρκίνος του πνεύμονα και του παχέος εντέρου. Περαιτέρω ανάλυση όγκων από ασθενείς με καρκίνο του παχέος εντέρου έδειξε ότι οι ρετροϊοί LTR10 ήταν ενεργοί στο 1/3 περίπου των περιπτώσεων.

Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR για την αφαίρεση ή την αποσιώπηση αλληλουχιών όπου εντοπίστηκαν οι ρετροϊοί LTR10, η ομάδα διαπίστωσε ότι κρίσιμα γονίδια που προωθούν την ανάπτυξη του καρκίνου επίσης απενεργοποιήθηκαν.

«Διαπιστώσαμε πως όταν αποσιωπήσαμε αυτόν τον ρετροϊό στα καρκινικά κύτταρα, απενεργοποιήθηκε η έκφραση των γονιδίων», εξήγησαν.

«Γνωρίζουμε ότι τα καρκινικά κύτταρα εκφράζουν πολλά γονίδια που δεν πρέπει να είναι ενεργοποιημένα, αλλά κανείς δεν ξέρει πραγματικά τι τα ενεργοποιεί», δήλωσε ο Τσουόνγκ. «Αποδεικνύεται ότι πολλοί από τους διακόπτες που τα ενεργοποιούν προέρχονται από αυτούς τους αρχαίους ιούς» πρόσθεσε.

Άλλα θέματα υγείας

Ο ενδογενής ρετροϊός που εξέτασαν οι ερευνητές φαίνεται να ενεργοποιεί γονίδια στο μονοπάτι της MAP-κινάσης, ένα γνωστό κυτταρικό μονοπάτι που συχνά δυσρυθμίζεται σε πολλούς καρκίνους. Η μελέτη υποδηλώνει ότι τα υπάρχοντα φάρμακα που ονομάζονται αναστολείς της MAP-κινάσης μπορεί να δρουν, εν μέρει, απενεργοποιώντας τον διακόπτη του ενδογενούς ρετροϊού.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, αυτή η οικογένεια ρετροϊών ρυθμίζει έως και 70 γονίδια που σχετίζονται με τον καρκίνο στο μονοπάτι της MAP-κινάσης. Διαφορετικές γενεαλογίες ρετροϊών πιθανόν να επηρεάζουν διάφορα μονοπάτια, προωθώντας διαφορετικούς τύπους καρκίνου. Ο Τσουόνγκ εκτιμά ότι καθώς οι άνθρωποι γερνούν, η γονιδιωματική τους άμυνα μειώνεται, επιτρέποντας στους αρχαίους ιούς να επανενεργοποιηθούν και ενδεχομένως να συμβάλουν και σε άλλα προβλήματα υγείας.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances.