Древняя вирусная ДНК, встроенная в геном человека, может повысить восприимчивость людей к нервно-психическим расстройствам, таким как депрессия, биполярное расстройство и шизофрения.
Исследование, опубликованное в мае в журнале Nature Communications, сосредоточило внимание на эндогенных ретровирусах человека (HERV) — фрагментах ДНК, которые составляют примерно 8% генома современного человека.
Психиатрические расстройства, как правило, передаются в семьях, и исследования близнецов также намекнули, что генетика играет роль в том, развиваются ли они у людей. По оценкам, наследственность шизофрении и биполярного расстройства может достигать 80%, а это означает, что большая часть изменчивости, наблюдаемой при этих расстройствах, сводится к различиям в генетике людей.
«Мы были очарованы концепцией того, что [HERV] существуют в человеческом геноме, но о них так много не было известно», — рассказал соавтор исследования Тимоти Пауэлл, нейробиолог и молекулярный генетик из Королевского колледжа Лондона.
HERV — это фрагменты вирусов, которые были вплетены в геном человека в течение эволюционного периода, причем самые старые образцы были завезены нашим предкам более 1,2 миллиона лет назад. Известно, что некоторые HERV активируются в раковых клетках и могут способствовать развитию заболевания; другие активны в здоровых тканях или играют важную роль в раннем развитии, поэтому не обязательно все они плохие. Некоторые HERV даже активны в мозге, но пока неясно, что они задумали.
Ранее ученые изучали роль HERV при психических расстройствах, сравнивая генетический материал людей без таких расстройств с генетическим материалом людей, страдающих данным расстройством. Однако недостатком этого метода является то, что он не учитывает влияние факторов окружающей среды или других условий, которые могут возникнуть у человека. Из-за этого трудно с уверенностью сказать, что данный участок ДНК в отдельности тесно связан с заболеванием.
В новом исследовании использовался другой подход для оценки эффектов тысяч HERV. Исследователи получили доступ к генетическим данным предыдущих исследований, в которых участвовали десятки тысяч людей, а также к посмертным образцам тканей головного мозга, собранным почти у 800 пациентов с психическими расстройствами и без них. Затем они изучили, какие варианты генов носят разные люди, отметив, влияют ли они на близлежащие HERV.
Они обнаружили, что определенные варианты генов связаны с более высоким риском трех психических расстройств — шизофрении, депрессии и биполярного расстройства. Эти варианты также влияли на то, были ли «включены» HERV в мозге и в какой степени.
«Эта [ассоциация] дает нам гораздо больше уверенности в том, что генетические различия, которые мы наблюдаем между случаями и контрольной группой, скорее всего, являются истинным отражением биологии расстройства», — сказал Родриго Дуарте, научный сотрудник Королевского колледжа в Лондоне.
Команда первой выявила пять новых HERV, тесно связанных с психическими расстройствами. Два из них были связаны с шизофренией, один был общим для шизофрении и биполярного расстройства, а третий был специфичен для большого депрессивного расстройства. Эти пять HERV отличаются от любых ранее связанных с каждым из состояний.
«Это большое достижение», — сказал доктор Авидра Нэт, клинический директор Национального института неврологических расстройств и инсульта, который не принимал участия в исследовании. «То, как мы изучали все эти другие неврологические заболевания, нам нужно снова взглянуть на них, используя их технику», — сказал Нэт.
Исследование предполагает, что эти HERV повышают вероятность развития заболеваний, но на данный момент мало что можно сказать о том, насколько эти генетические фрагменты повышают риск для отдельного человека. Наличие одного из HERV не обязательно гарантирует, что у человека возникнет связанное с ним заболевание.
В дальнейшем группа планирует манипулировать активностью HERV в клетках головного мозга в лабораторных условиях, чтобы увидеть, влияют ли они на рост нейронов и формирование связей.
«С генетической точки зрения это прогресс в этой области», — сказал Нэт. «Но с точки зрения патогенеза еще многое предстоит ответить» на вопрос о том, как HERV на самом деле способствуют заболеванию.
