Scienziati Decifrano la Struttura 3D delle Antiche Proteine Virali nel DNA Umano, Aprendo Nuove Vie Terapeutiche

Una scoperta rivoluzionaria nel campo della biologia molecolare e dell'immunologia sta illuminando il ruolo di antiche sequenze virali annidate nel nostro DNA. Ricercatori del La Jolla Institute for Immunology (LJI) hanno svelato la prima struttura tridimensionale di una proteina derivata dai retrovirus endogeni umani (HERV), in particolare della famiglia HERV-K. Questa proteina, nota come glicoproteina dell'involucro (Env), è un residuo di antiche infezioni virali che si sono integrate nel genoma umano, costituendo circa l'8% del nostro DNA, e che storicamente sono state considerate "materia oscura" genetica.

Guidato da Erica Ollmann Saphire, presidente e CEO del LJI, lo studio, pubblicato su Science Advances, rappresenta un traguardo significativo poiché è la prima volta che viene risolta la struttura di una proteina HERV umana. Questo lavoro segue la risoluzione delle strutture delle proteine di virus come l'HIV e il SIV. La proteina HERV-K Env, che un tempo rivestiva la superficie dei retrovirus HERV-K, si manifesta oggi sulla superficie di alcune cellule tumorali e in individui affetti da malattie autoimmuni e neurodegenerative. Questa riattivazione la rende un bersaglio promettente per lo sviluppo di nuovi strumenti diagnostici e terapie.

La sfida nello studio di queste proteine risiede nella loro intrinseca instabilità; tendono a collassare in uno stato post-fusione, rendendo difficile la loro visualizzazione nello stato pre-fusione essenziale per comprenderne la funzione. Il team del LJI ha superato questo ostacolo attraverso modifiche strutturali mirate e l'uso di anticorpi specifici per stabilizzare la proteina. Utilizzando tecniche avanzate di microscopia crioelettronica, i ricercatori hanno potuto catturare immagini ad alta risoluzione della proteina HERV-K Env in diverse fasi del suo ciclo vitale.

La struttura rivelata è notevolmente diversa da quella di altri retrovirus, presentando una conformazione trimerica insolitamente alta e snella, a differenza delle forme più corte e tozze di HIV e SIV. Le implicazioni cliniche di questa scoperta sono profonde. La struttura dettagliata della proteina HERV-K Env apre la porta a nuove strategie per la diagnosi e il trattamento di patologie complesse.

Ad esempio, la proteina HERV-K Env è presente sulla superficie di vari tipi di cellule tumorali, tra cui quelle di cancro al seno e alle ovaie, ma non su quelle sane. Ciò suggerisce che gli anticorpi mirati contro HERV-K Env potrebbero distinguere le cellule cancerose da quelle sane, aprendo la strada a immunoterapie mirate contro le cellule tumorali. Inoltre, la presenza di HERV-K Env in malattie autoimmuni come il lupus e l'artrite reumatoide indica un potenziale ruolo diagnostico e terapeutico anche in queste condizioni. Studi preliminari hanno dimostrato che gli anticorpi sviluppati dal team LJI sono in grado di rilevare specificamente la proteina HERV-K Env su cellule immunitarie di pazienti affetti da artrite reumatoide e lupus, ma non in individui sani.

Questa ricerca non solo approfondisce la nostra comprensione dell'interazione tra il genoma umano e i resti virali antichi, ma fornisce anche una base concreta per lo sviluppo di terapie innovative. La capacità di visualizzare e caratterizzare la struttura della proteina HERV-K Env rappresenta un passo avanti cruciale, promettendo nuove speranze per affrontare sfide mediche significative.