Wetenschappers ontrafelen 3D-structuur van oude virale eiwitten in menselijk DNA, wat leidt tot nieuwe therapeutische mogelijkheden

Wetenschappers van het La Jolla Institute for Immunology hebben een belangrijke doorbraak bereikt door de driedimensionale structuur van HERV-K-eiwitten te ontcijferen. Deze eiwitten zijn afkomstig van oude virussen die miljoenen jaren geleden in het menselijk genoom zijn geïntegreerd.

Met behulp van cryo-elektronenmicroscopie hebben de onderzoekers gedetailleerde 3D-beelden van deze eiwitten vastgelegd. Deze doorbraak onthult een unieke eiwitconfiguratie en opent deuren naar nieuwe diagnostische en therapeutische benaderingen voor ziekten zoals kanker en auto-immuunstoornissen. Het menselijk DNA bevat naar schatting 8% genetisch materiaal van oude virussen, ook wel bekend als het 'donkere materie' van ons genoom. Hoewel deze fragmenten doorgaans inactief zijn, kunnen ze onder bepaalde omstandigheden, zoals bij ziekte, opnieuw geactiveerd worden.

De HERV-K-eiwitten, met name het envelope glycoprotein (Env), zijn van bijzonder belang omdat ze worden aangetroffen op het oppervlak van bepaalde kankercellen en bij patiënten met auto-immuunziekten zoals lupus en reumatoïde artritis, maar niet op gezonde cellen. Dit maakt ze een aantrekkelijk doelwit voor gerichte therapieën en diagnostiek. De studie, geleid door Dr. Erica Ollmann Saphire, president en CEO van het La Jolla Institute for Immunology, is gepubliceerd in Science Advances.

Het onderzoeksteam, waaronder Jeremy Shek, heeft de uitdaging overwonnen om de instabiele HERV-K-eiwitten te bestuderen. De ontcijferde structuur van HERV-K Env verschilt van die van retrovirussen zoals HIV en SIV. Bovendien ontwikkelde het team specifieke antilichamen die deze HERV-K-eiwitten kunnen herkennen en onderscheid kunnen maken tussen gezonde individuen en patiënten met specifieke ziekten.

Deze ontdekking biedt een dieper inzicht in de evolutie van de mens en de interactie tussen ons genoom en oude virussen. Het biedt de mogelijkheid om nieuwe diagnostische hulpmiddelen te ontwikkelen voor vroegtijdige ziektedetectie en innovatieve therapieën, zoals immunotherapieën gericht op kankercellen die HERV-K-eiwitten tot expressie brengen. De bevindingen suggereren dat deze virale fragmenten een krachtig instrument kunnen zijn in de strijd tegen ziekten.