In una scoperta innovativa, i ricercatori del King’s College di Londra, in collaborazione con Northwell Health, hanno identificato una connessione tra specifici segmenti di DNA virale ancestrale, noti come retrovirus endogeni umani (HERV), e il rischio di sviluppare malattie neurodegenerative, tra cui la sclerosi multipla e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Pubblicato sulla rivista Brain, Behavior, and Immunity, lo studio rappresenta un importante passo avanti per comprendere l’impatto di questi antichi residui virali, evidenziando che il nostro genoma potrebbe non essere un semplice “archivio” di DNA inattivo ma una struttura dinamica, influenzata da processi che risalgono a milioni di anni fa.
Gli HERV e la loro integrazione nel genoma umano
I retrovirus endogeni umani (HERV) rappresentano una porzione significativa del nostro DNA, circa l’8% del genoma umano, e derivano da infezioni virali che risalgono a decine di milioni di anni fa, quando i nostri antenati vennero infettati da retrovirus. Nel corso del tempo, alcuni di questi virus sono stati integrati permanentemente nel genoma delle cellule germinali, diventando parte dell’eredità genetica umana. Tuttavia, questi elementi virali sono stati per lungo tempo considerati “fossili genetici”, prigionieri del DNA senza alcuna funzione.
Grazie ai progressi delle tecnologie di sequenziamento e analisi genetica, gli scienziati hanno iniziato a esplorare le implicazioni di questi HERV, riscontrando come possano giocare un ruolo attivo in processi biologici complessi, incluso il funzionamento del sistema nervoso. Studi recenti suggeriscono che, in particolari condizioni, gli HERV possano riattivarsi e contribuire alla suscettibilità a malattie complesse, tra cui alcune forme di cancro e malattie autoimmuni. Ora, con questa ricerca, si aggiunge un nuovo capitolo: l’associazione tra specifici HERV e le patologie neurodegenerative.
La ricerca: un’analisi su larga scala delle sequenze HERV
Per studiare l’influenza degli HERV sulle malattie neurodegenerative, il team di ricerca ha utilizzato centinaia di campioni di cervello umano, analizzando la relazione tra l’espressione di sequenze HERV e i fattori di rischio genetici associati a malattie come SLA, sclerosi multipla, morbo di Parkinson e Alzheimer. Le malattie neurodegenerative sono caratterizzate dalla progressiva perdita della funzione neuronale, con conseguente deterioramento delle funzioni motorie e cognitive. La sclerosi multipla, una delle malattie neurodegenerative più comuni tra i giovani adulti, colpisce oltre 150.000 persone solo nel Regno Unito, mentre la SLA, pur meno comune, presenta una prognosi severa e ha un impatto devastante sui pazienti e sulle loro famiglie.
Per condurre lo studio, gli scienziati hanno utilizzato avanzate tecnologie di genomica e un nuovo approccio di analisi in grado di individuare le sequenze HERV all’interno di specifici loci cromosomici. I risultati hanno identificato due HERV in particolare: MER61_12q14.2 e ERVLE_1p36.32a. Il primo, localizzato sul cromosoma 12, è stato associato alla SLA, mentre il secondo, situato sul cromosoma 1, è stato correlato alla sclerosi multipla. Questi elementi virali sembrano contribuire al rischio di malattia alterando i meccanismi di adesione cellulare omofila, un processo cruciale per la comunicazione neuronale e la stabilità delle reti cerebrali.
Implicazioni dei retrovirus endogeni per la neurodegenerazione
I retrovirus endogeni possono agire come elementi regolatori, influenzando l’espressione dei geni circostanti e, in determinate condizioni, potrebbero “accendersi” o essere attivati da fattori ambientali o genetici. I ricercatori ipotizzano che questa attivazione possa giocare un ruolo chiave nella progressione delle malattie neurodegenerative.
“I nostri risultati offrono una solida prova che specifiche sequenze virali all’interno del nostro genoma contribuiscono al rischio di malattie neurodegenerative“, ha dichiarato il dottor Rodrigo R. R. Duarte, co-autore principale e ricercatore presso l’Institute of Psychiatry, Psychology, and Neuroscience (IoPPN) del King’s College di Londra. “Queste sequenze non sono solo fossili statici derivati da antiche infezioni virali, ma devono influenzare attivamente la funzione cerebrale in modi che stiamo solo iniziando a capire.”
HERV e la funzione cerebrale: nuovi scenari per la terapia
L’indagine del King’s College di Londra e Northwell Health non si limita a svelare la connessione tra HERV e neurodegenerazione, ma getta le basi per possibili terapie innovative. Comprendere il ruolo che questi elementi virali svolgono nella funzione neuronale potrebbe infatti aprire la strada a trattamenti mirati, capaci di bloccare o regolare l’attività degli HERV.
La sclerosi multipla, ad esempio, è una malattia autoimmune in cui il sistema immunitario attacca erroneamente la mielina, una sostanza che riveste e protegge le fibre nervose. Recenti studi hanno mostrato come l’attivazione di specifiche sequenze HERV possa scatenare risposte immunitarie che accelerano il processo di demielinizzazione, contribuendo al decorso della malattia. Analogamente, nella SLA, gli HERV potrebbero contribuire alla degenerazione dei motoneuroni, le cellule nervose che controllano i movimenti volontari, compromettendo la capacità di trasmettere segnali dal cervello ai muscoli.
Queste scoperte hanno portato i ricercatori a ipotizzare che il targeting degli HERV possa rappresentare una strategia promettente per ritardare o ridurre la progressione di queste patologie. “Utilizzando grandi set di dati genetici e una nuova pipeline di analisi, questo studio è ben attrezzato per individuare quali HERV specifici sono importanti nell’aumentare la suscettibilità alle malattie neurodegenerative,” ha detto il dottor Timothy R. Powell, co-autore principale e docente senior di genetica traslazionale e neuroscienze presso il King’s IoPPN. “Ora dobbiamo capire meglio come questi HERV influiscono sulla funzione cerebrale e se il targeting degli HERV potrebbe offrire nuove opportunità terapeutiche“.
Le prospettive future e la complessità del trattamento HERV
Mentre il coinvolgimento degli HERV nella neurodegenerazione è promettente, il loro targeting terapeutico presenta sfide considerevoli. Gli HERV sono incorporati in numerosi punti del genoma e influenzano funzioni complesse; bloccarli completamente potrebbe avere effetti collaterali imprevisti. Gli scienziati stanno quindi esplorando modi per modulare specificamente l’espressione degli HERV associati alle malattie, senza compromettere altri aspetti della funzione genetica.
In un contesto globale in cui oltre 50 milioni di persone soffrono di malattie neurodegenerative, il numero di casi è destinato a triplicare entro il 2050. Questi risultati rappresentano una scoperta fondamentale che potrebbe portare a terapie personalizzate basate sull’analisi genomica e su approcci di “editing” genetico, che consentirebbero di intervenire selettivamente sui loci degli HERV coinvolti.
Il finanziamento per questo studio è stato garantito dal National Institute for Health and Care (NIHR) Maudsley Biomedical Research Centre, dal National Institutes of Health (NIH) e dal Psychiatry Research Trust. Questa ricerca pionieristica non rappresenta solo un avanzamento scientifico nella lotta alle malattie neurodegenerative, ma sottolinea anche l’importanza di un approccio collaborativo tra enti di ricerca globali per affrontare i complessi meccanismi della genetica umana.
Un nuovo paradigma nella genetica delle malattie neurodegenerative
Le conclusioni dello studio aprono un nuovo paradigma per la ricerca genetica e il trattamento delle malattie neurodegenerative. La scoperta che residui di antichi virus potrebbero non solo essere attivi, ma influenzare direttamente la nostra salute e il nostro invecchiamento, invita a ripensare il modo in cui comprendiamo la nostra biologia. Gli HERV, lungi dall’essere sequenze dormienti, potrebbero rappresentare dei regolatori chiave della salute neuronale, con implicazioni su tutta la gamma delle malattie neurodegenerative.
“Se riusciamo a dimostrare che il targeting selettivo di questi HERV può effettivamente rallentare la progressione delle malattie neurodegenerative, allora ci troviamo di fronte a una vera e propria rivoluzione nel campo della genetica traslazionale e della neurologia,” ha concluso il dottor Powell.
