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La activación de retrovirus endógenos puede afectar a la función de las neuronas

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Un estudio dirigido por el Centro de Investigación Helmholtz en Munich muestra cómo la activación de ciertos retrovirus endógenos presentes en el genoma humano compromete la diferenciación y función de las neuronas de la corteza cerebral.

El genoma de los humanos modernos contiene la huella de infecciones virales ocurridas hace millones de años. Los llamados retrovirus endógenos son secuencias integradas en el genoma de forma permanente que derivan de pasadas infecciones. Su presencia es destacable ya que ocupan un 8% del genoma (casi el 50% si se consideran también fragmentos derivativos).

La mayor parte de los retrovirus endógenos se mantienen silenciosos, razón por la cual durante mucho tiempo se consideraron “basura” molecular. Sin embargo, en los últimos años se han encontrado evidencias de que algunos de ellos pueden intervenir en ciertas funciones fisiológica. Además, también se ha observado el efecto patológico de ciertos retrovirus endógenos en algunas enfermedades. Por ejemplo, la activación de HERV-K (HML-2) se ha relacionado con neurotoxicidad, aunque hasta el momento se desconocía el mecanismo biológico de esta relación.

Un estudio reciente del Centro de Investigación Helmholtz en Munich ha permitido identificar cómo la activación HERV-K (HML-2) es perjudicial para el desarrollo y función de las neuronas de la corteza cerebral.

 

retrovirus neuronas
Comparación entre células nerviosas control y células en las que se ha activado el retrovirus endógeno HERV-K(HML-2 (a la derecha). Las neuronas donde se activa el retrovirus han perdido parte de su función y muestran características diferentes. Imagen: Helmholtz Zentrum München / Michelle Vincendeau.

 

Los investigadores han utilizado un sistema de edición del genoma basado en CRISPR para activar o reprimir la expresión del retrovirus endógeno HERV-K (HML-2) en células madre embrionarias y ver sus efectos en el desarrollo y diferenciación a células nerviosas. Mediante esta estrategia, el equipo ha encontrado que la activación de HERV-K (HML-2) tiene efectos negativos específicos sobre las neuronas. La expresión del retrovirus endógeno compromete la diferenciación y la función de las neuronas corticales. Además, afecta a la formación de las diferentes capas de la corteza cerebral, según indican los estudios con células y organoides del equipo.

La activación de HERV-K (HML-2) deriva en un aumento de la expresión de genes específicos, dentro de los que los investigadores destacan a NTRK3, que codifica para un receptor de un factor neurotrófico. La activación de NTRK3 tiene efectos similares a la inducción de HERV-K (HML-2) y su represión con el retrovirus endógeno activado restaura la diferenciación de las neuronas corticales.

Los resultados del trabajo ofrecen un mecanismo al efecto patológico de la activación del retrovirus endógeno HERV-K (HML-2) en el desarrollo de las neuronas de la corteza cerebral y ofrecen una vía para investigar el posible papel de otros retrovirus endógenos en el desarrollo normal del cerebro o en la aparición de enfermedades neurodegenerativas. Además, en el futuro, podrían derivar en aproximaciones terapéuticas basadas en la activación o inactivación de retrovirus endógenos en células concretas.

Referencia: Padmanabhan Nair V, et al. Activation of HERV-K(HML-2) disrupts cortical patterning and neuronal differentiation by increasing NTRK3. Cell Stem Cell. 2021 Apr 26:S1934-5909(21)00166-1. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.stem.2021.04.009

Fuente: The viruses in our genes: When activated, they damage brain development. https://www.helmholtz-muenchen.de/en/aktuelles/latest-news/press-information-news/article/49578/index.html

 

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