Эндогенные ретровирусы человека (human endogenous retroviruses, HERVs) представлены полноценными копиями или фрагментами ДНК вирусных геномов, интегрированных в геном человека миллионы лет назад. Хотя эти вирусные элементы не способны к репликации, они могут экспрессировать РНК и белки. Активация транскрипции HERV может происходить в ответ на воздействие различных физических и биологических факторов, в частности УФ-излучение, бактериальную или вирусную инфекцию. Содержание HERVs в интронах – некодирующих участках генома, в пять раз выше, чем в кодирующих последовательностях ДНК.
Особый интерес вызывает изучение роли HERVs в патогенезе различных заболеваний, в том числе нейродегенеративных. Нейротоксический эффект HERVs был неоднократно продемонстрирован, хотя в большинстве случаев удавалось установить только корреляционную, но не причинно-следственную связь.
Исследователи из Института вирусологии Мюнхенского Центра Гельмгольца впервые обнаружили способность эндогенных ретровирусов человека семейства HERV-K(HML-2) непосредственно влиять на дифференцировку клеток центральной нервной системы в процессе эмбрионального развития.
Активация транскрипции HERV-K(HML-2) с помощью технологии CRISPR в нейрональных стволовых клетках эмбриона приводила к выраженными морфологическим изменениям и потере функциональной активности нейронов коры больших полушарий. В частности, длина и количество ветвлений аксонов в таких клетках были меньше, чем в здоровых нейронах. Однако эти нарушения не затрагивали дофаминергические нейроны, что указывает на специфичность действия HERV-K(HML-2).
Увеличение уровня транскрипции HERV-K(HML-2) нарушало формирование корковых слоев. Кроме того, активация HERV-K(HML-2) была связана с увеличением экспрессии нейротрофической рецепторной тирозинкиназы NTRK3, играющей важную роль в дифференциации эмбриональных стволовых клеток, в частности клеток-предшественниц проприоцептивных нейронов.
Таким образом, регуляция транскрипционной активности HERVs является потенциальной терапевтической мишенью при лечении и профилактике нейродегенеративных заболеваний.
