Os vírus em nossos genes: quando ativados, eles prejudicam o desenvolvimento do cérebro
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| ilustração: vírus |
Os pesquisadores conseguiram provar pela primeira vez que a ativação de retrovírus endógenos humanos distintos, que fazem parte do nosso genoma, prejudica dramaticamente o desenvolvimento do cérebro. Essa descoberta pode ajudar no avanço da pesquisa em terapias para doenças neurodegenerativas. O estudo se originou de uma colaboração internacional liderada por Helmholtz Zentrum München.
Desde que nossos ancestrais se infectaram com retrovírus há milhões de anos, carregamos elementos desses vírus em nossos genes - conhecidos como retrovírus endógenos humanos, ou HERVs, para abreviar. Esses elementos virais perderam sua capacidade de se replicar e infectar durante a evolução, mas são parte integrante de nossa composição genética. Na verdade, os humanos possuem cinco vezes mais HERVs em partes não codificantes do que genes codificadores. Até agora, um grande foco tem sido dedicado à correlação de HERVs e o início ou progressão de doenças. É por isso que a expressão do HERV foi estudada em amostras de origem patológica. Embora importantes, esses estudos não fornecem conclusões sobre se os HERVs são a causa ou a consequência dessa doença.
Hoje, as novas tecnologias permitem que os cientistas recebam uma visão mais profunda dos mecanismos dos HERVs e de suas funções. Junto com seus colegas, a virologista Michelle Vincendeau * conseguiu pela primeira vez demonstrar os efeitos negativos da ativação do HERV no desenvolvimento do cérebro humano.
A ativação do HERV prejudica o desenvolvimento do cérebro
Usando a tecnologia CRISPR, os pesquisadores ativaram um grupo específico de retrovírus endógenos humanos ** em células-tronco embrionárias humanas e geraram células nervosas (neurônios). Esses elementos virais, por sua vez, ativaram genes específicos, incluindo fatores clássicos de desenvolvimento, envolvidos no desenvolvimento do cérebro. Como resultado, os neurônios corticais, ou seja, as células nervosas em nosso córtex cerebral, perderam totalmente sua função. Eles se desenvolveram de maneira muito diferente de neurônios saudáveis nesta região do cérebro - com um axônio muito mais curto (extensão de células nervosas) que era muito menos ramificado. Assim, a ativação de um grupo específico de HERV prejudica o desenvolvimento de neurônios corticais e, em última instância, o desenvolvimento do cérebro.
Relevância clinica
Uma vez que as doenças neurodegenerativas estão frequentemente associadas à ativação de vários grupos de HERV, o impacto negativo da ativação de HERV no desenvolvimento de neurônios corticais é um achado essencial. Já se sabe que fatores ambientais como vírus, bactérias e luz ultravioleta podem ativar HERVs distintos, contribuindo potencialmente para o aparecimento de doenças. Esse conhecimento, por sua vez, torna os HERVs ainda mais interessantes para aplicação clínica. Desligar elementos virais distintos pode abrir um novo campo de pesquisa para o tratamento de pacientes com doenças neurodegenerativas. Em uma próxima etapa, o grupo da Helmholtz Zentrum München estudará o impacto da desativação do HERV nos neurônios no contexto da doença.
Novos caminhos para pesquisa básica
Além disso, os resultados da pesquisa fornecem indicações importantes de que os mecanismos epigenéticos mantêm os elementos virais sob controle no desenvolvimento do cérebro saudável. Michelle Vincendeau até suspeita de um papel funcional para os HERVs controlados no desenvolvimento normal do cérebro. “Carregamos esses elementos por cerca de 40 a 70 milhões de anos. Presumimos que sua presença seja relevante para nossos processos naturais, caso contrário não os teríamos retido por tanto tempo durante a evolução”, diz Vincendeau. Outras pesquisas básicas nessa direção podem revelar novos papéis funcionais para os HERVs.
Notas :
* Michelle Vincendeau lidera o grupo de pesquisa para retrovírus endógenos humanos no Instituto de Viorologia em Helmholtz Zentrum München. Parte dos dados do estudo atual foi gerada no contexto de seu trabalho anterior no Memorial Sloan Kettering Cancer Center em Nova York. Para este artigo, ela também colaborou com pesquisadores da Universidade Técnica de Munique e da Universidade de Saarland.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Helmholtz Zentrum München - Centro Alemão de Pesquisa em Saúde Ambiental
