Разгадка трёхмерной головоломки: учёные обнаружили ключ к лечению волчанки и онкологии

Учёные из Института иммунологии Ла-Хойя (LJI) впервые расшифровали трёхмерную структуру белка древнего вируса, сохранившегося в нашем геноме. Речь идёт о гликопротеине оболочки эндогенного ретровируса человека HERV-K Env. Этот прорыв может изменить подходы к диагностике и лечению рака, аутоиммунных и нейродегенеративных заболеваний.

Вирусы в нашем геноме

Около 8% человеческой ДНК состоит из остатков древних вирусов. Обычно эти фрагменты остаются "спящими" и не проявляют активности, поэтому их называют "тёмной материей" генома. Но в определённых условиях — например, при развитии опухоли или аутоиммунного заболевания — они начинают продуцировать вирусные белки.

"Это первая структура белка человеческого HERV, которую когда-либо удалось определить, и только третья структура оболочки ретровируса в целом, после ВИЧ и SIV", — пояснила профессор Эрика Оллманн Сафайр, генеральный директор LJI.

Как удалось "увидеть" HERV-K Env

Белки оболочки вирусов находятся в активном состоянии, словно взведённая пружина, и из-за своей подвижности долго оставались невидимыми даже для самых современных методов. Чтобы зафиксировать HERV-K Env, учёные внесли небольшие замены в структуру, сохранив её естественную форму.

С помощью криоэлектронной микроскопии исследователи получили изображения белка в трёх ключевых состояниях: на поверхности клетки, в момент заражения и при связывании с антителами.

Оказалось, что HERV-K Env сильно отличается от аналогов: в отличие от компактных белков ВИЧ и SIV, он высокий и стройный, а его сложная укладка не похожа ни на один другой ретровирус.

"Достаточно просто взглянуть на них, и они развернутся", — отметил постдокторант Джереми Шек, описывая сложность работы с такими белками.

Значение для медицины

Белки HERV-K Env обнаруживаются на поверхности многих раковых клеток — от опухолей молочной железы до яичников. Это делает их мишенью для антител, которые могут различать здоровые и злокачественные ткани.

Экспрессия этих белков выявляется и при аутоиммунных болезнях — ревматоидном артрите и волчанке. Иммунные клетки начинают воспринимать их как сигнал атаки и вырабатывать собственные антитела, что усугубляет воспаление.

Таким образом, изучение структуры HERV-K Env открывает возможности как для диагностики, так и для разработки новых методов терапии.

Новый шаг в понимании человека

Эти исследования подтверждают: вирусы — не просто внешние враги, но и часть нашей биологической истории. Понимание их роли может не только продвинуть медицину, но и углубить знания о том, как устроен человек.

Три интересных факта по теме

1. Эндогенные ретровирусы попали в наш геном миллионы лет назад, встраиваясь в ДНК половых клеток предков человека.

2. У некоторых млекопитающих "одомашненные" вирусные гены помогают формировать плаценту — без них эмбриональное развитие было бы невозможным.

3. Исследования показывают, что активность HERV может возрастать при стрессах и инфекциях, что делает их возможными "спусковыми крючками" для болезней.