Omkring 10 procent av det mänskliga genomet består av DNA-sekvenser som härrör från virus som smittade våra förfäder under miljontals år av vår evolution. Under normala förhållanden inaktiveras (oskadliggörs) dessa gamla virala beståndsdelar - så kallade endogena retrovirus eller kortfattat ERV - genom en komplex process som kallas epigenetisk kontroll.
Men avvikande aktiveringen av ERV kan ske och har beskrivits i olika typer av sjukdomar hos människor, inklusive neurologiska sjukdomar som schizofreni, multipel skleros och Parkinsons sjukdom. Trots detta har orsaks- och verkanstudier som direkt kopplar ERV till utvecklingen av hjärnsjukdomar och neurologiska störningar saknats fram till nu. Med hjälp av teknisk utveckling genom gensaxtekniken CRISPR/Cas9 står vi nu inför nya viktiga forskningsrön.
I en nyligen genomförd studie visar forskargruppen Molekylär neurogenetik - ledd av professor Johan Jakobsson - att dysreglering av ERV under hjärnans utveckling kan leda till både inflammation i hjärnan och genuttrycksmönster som är förbundna med olika neurologiska sjukdomar senare i livet.
– Genom att använda gensaxtekniken CRISPR/Cas9 kunde vi generera flera musmodeller där den epigenetiska kontrollen av ERV inaktiveras, antingen under utvecklingen eller i den vuxna hjärnan, förklarar Marie Jönsson, seniorforskare och förstaförfattare till studien som nyligen publicerades i den vetenskapliga tidskriften EMBO Journal.
Teori om inflammatoriska reaktioner vid neurodegenerativa sjukdomar
– Vi observerade att då den epigenetiska kontrollen av ERV förlorades under utvecklingen aktiverades de gamla virala beståndsdelarna och de behöll sitt uttryck i den vuxna hjärnan, säger Marie Jönsson.
Påfallande nog var effekterna av denna ERV-aktivering inte begränsade till nervceller där den epigenetiska kontrollen specifikt förlorades, men observerades också i intilliggande celltyper där den epigenetiska kontrollen var opåverkad.
– Vid aktivering producerade ERV inte enbart sitt gamla genetiska material utan även proteiner som påverkade intilliggande celler såsom mikroglia det vill säga immunceller som fungerar som en första försvarslinje för hjärnan och som är involverade i bland annat inflammationsprocesser, fortsätter Marie Jönsson.
Forskargruppens teori är att detta fenomen bidrar till de inflammatoriska reaktioner som ofta ses i psykiatriska eller neurodegenerativa sjukdomar.
– Detta är intressanta och spännande resultat som visar hur viktig den epigenetiska kontrollen av ERV är under hjärnans utveckling. De belyser också att händelser som påverkar denna kontroll av ERV under hjärnans utveckling kan spela en viktig roll i utvecklingen av neurologiska sjukdomar mycket senare i livet.
Den vetenskapliga artikeln “Activation of endogenous retroviruses during brain development causes an inflammatory response” är publicerad i The EMBO Journal, 1 mars 2021.
