I virus antichi alimentano i tumori moderni

AGI - Quando risvegliati, i virus antichi possono svolgere un ruolo fondamentale nell'aiutare il cancro a sopravvivere ed espandersi. Lo rivela una nuova ricerca della CU Boulder pubblicata sulla rivista Science Advances. I risultati suggeriscono anche che silenziare alcuni retrovirus endogeni potrebbe aumentare l'efficacia dei trattamenti per il cancro. Dando un'occhiata all'interno del genoma umano, tra i circa 20.000 geni che costituiscono i mattoni della vita, si scorgono anche frammenti di DNA lasciati dai virus che, decine di milioni di anni fa, hanno infettato gli antenati dell'uomo primati.

Questi antichi autostoppisti, noti come retrovirus endogeni, sono stati a lungo considerati DNA inerte o "spazzatura", privi di qualsiasi capacità di causare danni. Ma, ora nuove evidenze mostrano che non è così. "Il nostro studio dimostra che le malattie di oggi possono essere influenzate in modo significativo da queste antiche infezioni virali a cui fino a poco tempo fa pochi ricercatori prestavano attenzione", ha dichiarato Edward Chuong, professore assistente di biologia molecolare, cellulare e dello sviluppo presso il BioFrontiers Institute della CU e autore senior.

Gli studi dimostrano che circa l'8% del genoma umano è costituito da retrovirus endogeni che si sono insinuati nelle cellule dei nostri antenati evolutivi, inducendo i loro ospiti a copiare e trasportare il loro materiale genetico. Nel corso del tempo, si sono infiltrati nello sperma, negli ovuli e negli embrioni, conservando il loro DNA come una traccia fossile per le generazioni a venire e dando forma all'evoluzione. Anche se non possono più produrre virus funzionali, la ricerca di Chuong ha dimostrato che i retrovirus endogeni possono agire come "interruttori" che attivano i geni vicini. Alcuni hanno contribuito allo sviluppo della placenta, una pietra miliare nell'evoluzione umana, e alla risposta immunitaria umana ai virus moderni, come il COVID.

"Ci sono stati molti lavori che hanno dimostrato che questi retrovirus endogeni possono essere addomesticati a nostro vantaggio, ma non molti che hanno mostrato come potrebbero danneggiarci", ha affermato Chuong.

Per esplorare il loro ruolo nel cancro, Chuong, assieme a Atma Ivancevic, ricercatore associato nel suo laboratorio e primo autore dello studio, hanno analizzato i dati genomici di 21 tipi di cancro umano provenienti da serie di dati disponibili pubblicamente. I riercatori hanno scoperto che uno specifico lignaggio di retrovirus endogeni, noto come LTR10, che infettava alcuni primati circa 30 milioni di anni fa, mostrava livelli sorprendentemente elevati di attività in diversi tipi di cancro, tra cui quello al polmone e al colon.

Ulteriori analisi dei tumori di decine di pazienti affetti da cancro del colon-retto hanno rivelato che LTR10 era attivo in circa un terzo di essi. Quando il gruppo di ricerca ha utilizzato lo strumento di editing genico CRISPR per tagliare o silenziare le sequenze in cui era presente, ha scoperto che anche i geni critici noti per promuovere lo sviluppo e la crescita del cancro si sono oscurati. "Abbiamo visto che quando si silenzia questo retrovirus nelle cellule tumorali, si spegne l'espressione dei geni vicini", ha dichiarato Ivancevic. Gli esperimenti sui topi hanno dato risultati simili: quando un "interruttore" LTR10 è stato rimosso dalle cellule tumorali, anche i geni chiave che alimentano il cancro, tra cui uno chiamato XRCC4, si sono spenti e i trattamenti per ridurre i tumori hanno funzionato meglio.

"Sappiamo che le cellule tumorali esprimono molti geni che non dovrebbero essere attivati, ma nessuno sa davvero cosa li accenda", ha osservato Chuong. "Si è scoperto che molti degli interruttori che li attivano derivano da questi antichi virus" ha proseguito Chuong. In particolare, il retrovirus endogeno studiato sembra attivare i geni della cosiddetta via delle MAP-chinasi, una famosa via cellulare che viene ricablata negativamente in molti tipi di cancro. I farmaci esistenti, noti come inibitori della MAP-chinasi, probabilmente funzionano, in parte, disabilitando l'interruttore del retrovirus endogeno, secondo lo studio.

Gli autori hanno sottolineato che solo questa famiglia di retrovirus regola ben 70 geni associati al cancro in questo percorso, ed è probabile che lignaggi diversi influenzino percorsi diversi che promuovono tumori diversi. Chuong sospetta che, con l'invecchiamento, le difese genomiche delle persone si rompano, consentendo ai virus antichi di risvegliarsi e contribuire anche ad altri problemi di salute. "Le origini di come le malattie si manifestano nella cellula sono sempre state un mistero", ha notato Chuong. "I retrovirus endogeni non sono l'intera storia, ma potrebbero essere una parte importante", ha concluso Chuong.