Rămășițe virale vechi de milioane de ani – O nouă cheie pentru tratamentul cancerului

Un virus străvechi care ne-a infectat strămoșii cu milioane de ani în urmă ar putea contribui astăzi la declanșarea cancerului. Un studiu publicat la 17 iulie 2024 în Science Advances arată că aceste rămășițe virale se găsesc încă în ADN-ul nostru și ar putea deschide calea unor tratamente pentru cancer mai eficiente și cu mai puține reacții adverse.

De ce este important acest studiu?

Analiza epigenomică pan-cancer și alte metode de analiză genetică de nouă generație permit o mai bună înțelegere a efectelor secvențelor retrovirale străvechi.

Despre „retrovirusurile endogene” (retrovirusuri endogene), considerate anterior lipsite de funcție biologică, se știe că, de fapt, reglează genele și permit activarea sau dezactivarea unora dintre ele.

Cercetările din ultimii ani au sugerat că aceste rămășițe virale ar putea avea un rol în boli precum cancerul.

Detaliile studiului

Metode de cercetare și constatări

Autorul principal al studiului, biologul genomic Edward Chuong de la Universitatea Colorado Boulder, explică faptul că majoritatea cercetărilor au examinat dacă retrovirusurile endogene codifică proteine. Aceste secvențe virale străvechi nu codifică însă, în general, proteine. Chuong și echipa sa au folosit date de analiză epigenomică pentru a afla dacă rămășițele intervin în reglarea genelor și favorizează cancerul. În Atlasul Genomului Cancerului erau cartografiate 21 de tipuri de cancer; studiindu-le, cercetătorii au identificat 19 secvențe ADN de origine virală care ar putea provoca cancer.

Epigenetica este știința care studiază reglarea expresiei genelor, adică activarea și dezactivarea lor, fără modificarea secvenței ADN. Reglarea are loc prin modificări chimice precum metilarea ADN-ului și modificările histonelor, influențând utilizarea informației genetice.

Analiza epigenomică este o tehnică de studiere sistematică a modificărilor epigenetice din întregul genom al unui organism. Permite cartografierea semnelor epigenetice care influențează expresia genelor și înțelegerea funcțiilor lor.

LTR10 și cancerul

Secvența ADN de interes: LTR10

Cercetătorii au analizat o secvență numită LTR10 deoarece era foarte activă în mai multe cancere, inclusiv cel pulmonar și colorectal. Acest segment ADN, intrat în genomul strămoșilor noștri acum 30 de milioane de ani, este activ într-o treime dintre cancerele colorectale. Folosind tehnologia de editare genetică CRISPR , echipa lui Chuong a redus la tăcere LTR10, diminuând astfel activitatea genelor învecinate stimulate de cancer.

Tratament și pași viitori

Inhibitorii MAP-kinazei și terapia țintită

Studiul a identificat și factorul care determină LTR10 să favorizeze cancerul: protein-kinaza activată de mitogeni (MAP), excesiv de activă în aproximativ 40% dintre cancerele umane. Unele medicamente existente țintesc deja MAP-kinaza. Noile constatări ar putea ajuta la dezvoltarea unor terapii mai țintite sau la optimizarea celor existente.

Totuși, aplicarea constatărilor la pacienți reali cu cancer necesită cercetări suplimentare de laborator, studii la oameni și câțiva ani. Deoarece tehnologia CRISPR de editare a epigenomului este încă în dezvoltare pentru utilizarea clinică, țintirea directă a acestor elemente ca tratament se află la cel puțin 5 ani distanță.

*

Lectură suplimentară: componentele ADN-ului uman

Graficul de mai jos arată, în procente, elementele din care este alcătuit genomul nostru.

• Gene (1-2%): Secvențe ADN care codifică proteine. Genomul uman conține aproximativ 20 de mii până la 25 de mii de gene. Acestea se află printre cele aproximativ 6 miliarde de perechi de nucleotide ale genomului și codifică diversele proteine ale corpului. O mare parte a genomului este formată din regiuni din afara genelor, cu rol în reglarea acestora și în alte funcții biologice. 
• Transpozoni (45%): Secvențe ADN care se deplasează și se multiplică în genom. Grupul include retrotranspozoni (8,3%), LINE (20,4%) și SINE (13,1%).
• Retrovirusuri endogene (ERV) (8%): Fragmente ADN rămase din infecții virale străvechi, care pot influența expresia genelor.
• Pseudogene (1,2%): Gene care și-au pierdut funcția sau sunt incomplete.
• Secvențe repetitive (3%): Telomeri și alte secvențe ADN scurte, repetitive.
• Altele (40%): Introni, elemente de reglare și alte secvențe ADN necodante.