A HERV-K Env fehérje sajátos felépítése
A HERV-K az úgynevezett „emberi endogén retrovírusok” közé tartozik – ezek olyan vírusok, amelyek egykor sejtjeinket fertőzték meg, majd beépültek örökítőanyagunkba. Az LJI kutatói most először mutatták be, hogyan fest ennek a vírusnak az Env felszíni glikoproteinje háromdimenziós szerkezetben. Ez azért jelent mérföldkövet, mert jelenleg a HERV-K Env mindössze a harmadik ilyen, részletesen feltérképezett retrovirális burkos fehérje; a másik kettőt az emberi immunhiány vírusról (HIV – Emberi immunhiányt okozó vírus) és a majom immunhiány vírusról (SIV – Simian Immunodeficiency Virus) ismerjük.
Nem elhanyagolható, hogy a HERV-K Env fehérje jelentősen különbözik a többi retrovírus burkos fehérjéjétől. Míg azok tömzsi, alacsony trimer szerkezetet alkotnak, a HERV-K Env karcsúbb, magasabb struktúrát képez. A fehérje fonata, vagyis a szálak és hurkok szerkezete is egyedülálló; ilyen megjelenést eddig más retrovírusnál nem figyeltek meg. E sajátos szerkezet miatt a fehérje célzott felismerése és a rá irányuló immunterápiák fejlesztése kulcsfontosságú lehet.
Technológiai áttörés a szerkezetmeghatározásban
A kutatók számára óriási kihívást jelentett, hogy a HERV-K Env fehérje rendkívül instabil és mozgékony – mintha rugóra lenne szerelve, és a legkisebb hatásra is „elszabadulna”. Az LJI csapata ezért apró, mesterséges módosításokat vezetett be, hogy rögzítse a fehérje természetes, úgynevezett „előfúziós” – azaz fertőzés előtt aktív – állapotát. Ezt követően a legmodernebb, krio-elektronmikroszkópos képalkotással három „pillanatot” rögzítettek: amikor a fehérje a sejtfelszínen található, amikor éppen fertőz, illetve amikor antitestekhez kapcsolódik.
Kifejezetten erre a fehérjére fejlesztettek ki antitesteket, amelyek segítségével sikerült stabilizálni, valamint megjeleníteni annak különböző alakváltozatait. Ennek eredményeként egészen eddig láthatatlan részletek tárultak fel a vírusfehérje szerkezetéről.
Új terápiás lehetőségek daganatos és autoimmun betegségek esetén
A HERV-K Env fehérjék közös tulajdonsága, hogy nem jelennek meg egészséges sejtek felszínén, csak bizonyos daganatsejtek – például emlő-, petefészek- vagy tüdőrákos sejtek –, illetve autoimmun és neurodegeneratív betegségek esetén. Ez az egyedi megjelenés erős alapot ad arra, hogy a jövőben felismerjék, majd célzottan pusztítsák el a beteg sejteket.
A kutatói csapat olyan antitesteket fejlesztett ki, amelyek kifejezetten a HERV-K Env-et ismerik fel. Ezek nemcsak terápiás jelentőséggel bírhatnak – például daganatsejtek célzott felismerésére és elpusztítására –, hanem diagnosztikai eszközként is alkalmazhatók lehetnek. Amikor például lupusszal vagy reumás ízületi gyulladással küzdő betegek sejtjeit vizsgálták, az antitestek gyorsan észlelték a HERV-K Env-t hordozó neutrofileket, míg egészséges kontrollcsoportban ez nem volt tapasztalható.
Az evolúciós múltból az orvosi jövőbe
Mindezek fényében kijelenthető, hogy az olyan endogén retrovírus fehérjék, mint a HERV-K Env, úttörő szerepet játszhatnak a daganatos, autoimmun, sőt, akár más, eddig kevéssé ismert betegségek korai felismerésében és kezelésében is. Az MI-alapú fehérjestruktúra-elemzés, valamint az antitestek fejlesztése hozzájárulhat ahhoz, hogy ezek a vírusmaradványok egészen új klinikai megközelítéseket tegyenek lehetővé a jövőben.
A mintegy 2,7 kg-os génkészletünk jelentős részét ilyen vírusok adták örök mementóként, amelyek most – evolúciós „nyomként” – az orvoslás forradalmasításához járulhatnak hozzá. Végső soron mindannyiunkban ott rejtőznek ezek az ősi vírusok: itt az idő, hogy jobban megismerjük vírusos önmagunkat – legyen szó akár a rák, akár autoimmun betegségek elleni küzdelemről.
