15.07.19 14:48

Aktuelle Publikation in Frontiers in Genetics

Verstecken sich die Auslöser für MS, ALS und Schizophrenie in unserer DNA?

Von: Frontiers in Genetics, Deutsch v. David Kremer

Viren, die sich tief in der DNA unserer Vorfahren versteckt hatten, wachen nun in unseren Körpern auf. Was wäre, wenn die sogenannten „Umweltfaktoren“, die für einige der tödlichsten bekannten neurologischen Erkrankungen mitverantwortlich gemacht werden, in Wahrheit tief in unserer DNA stecken?

In zwei Artikeln, die vor kurzem in den Zeitschriften Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America und Frontiers in Genetics veröffentlicht wurde, erklären Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, wie es dazu kam, dass sich Viren in unserem Erbmaterial, der DNA, befinden und wie sie mit ungeklärten Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose (MS) zusammenhängen.

Der Feind in uns

Unglaubliche acht Prozent unserer DNA stammen ursprünglich von Viren. Insbesondere von sogenannten „Retroviren“, die ihre DNA vor Millionen von Jahren in das Erbmaterial unserer Vorfahren eingeschleust haben. Im Laufe der Jahrtausende wurde der Großteil dieser als „humane endogene Retroviren (HERVs)“ bezeichneten viralen Fossile durch Mutationen funktionsunfähig gemacht. Andere sind jedoch weiterhin intakt und können durch Infektionen mit neuzeitlichen Viren aus ihrem genetischen Dornröschenschlaf geweckt werden. Sie könnten die fehlende Erklärung für bislang ungeklärte neurologische Erkrankungen sein.

„HERVs werden mit dem Auftreten und dem Fortschreiten von Erkrankungen wie Multipler Sklerose (MS), Amyotropher Lateralsklerose (ALS) und Schizophrenie (SCZ) in Verbindung gebracht“, erklärt Prof. Dr. Patrick Küry, Seniorautor der Veröffentlichungen. „Schlafende HERVs können durch Umweltfaktoren wie Entzündungen, Mutationen, bestimmte Medikamente oder durch Infektionen mit anderen Viren reaktiviert werden. Dadurch könnten sie die entscheidende Verbindung zwischen diesen bekannten prädisponierenden Faktoren und dem tatsächlichen Auftreten von MS, ALS oder Schizophrenie darstellen.“

Die Rolle von HERVs bei MS

Die meisten Beweise für einen Zusammenhang gibt es bislang zwischen HERVs und Multipler Sklerose (MS).

„MS wird durch eine autoimmune Attacke auf die sogenannten Myelinscheiden des Gehirns und des Rückenmarks verursacht, die die Ausläufer der Nervenzellen umgeben“, erläutert PD Dr. David Kremer, Neurologe und Erstautor einer der beiden Studien. „Aber wir verstehen noch nicht, wie diese Attacken eigentlich ausgelöst werden.“

Eine Vielzahl verschiedener Studien legt nahe, dass eine Reaktivierung von HERVs eben dieser Auslöser sein kann.

„Schon im Jahr 1989 wurden Retroviren mit MS in Verbindung gebracht, aber erst Jahrzehnte später wurde klar, dass es sich in Wahrheit um HERVs handelte. Dann konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass sich im Gehirn und Nervenwasser von MS Patienten mehr HERV-Bestandteile als bei Gesunden befinden. Später wurde dann festgestellt, dass HERV Proteine eine Autoimmunreaktion gegen Myelinscheiden auslösen können, was die HERV-Reaktivierung in direkte Verbindung mit MS bringt.“

Der Mechanismus für diese Vorgänge könnte auf sogenanntem „molekularem Mimikry“ basieren. Denn neben direkten Effekten von HERVs auf myelinbildende Zellen gibt es strukturelle Ähnlichkeiten zwischen HERV Proteinen und Bestandteilen von Myelin. Auf diese Weise könnte das Immunsystem irregeleitet werden, sodass es das Gehirn schädigt, wenn es eigentlich HERVs angreifen will.“

Weitere Nachweise im Menschen

Ähnliche Untersuchungen haben HERVs mit peripheren myelinschädigenden Erkrankungen wie der CIDP (Neuropathie) oder Motoneuronen-Erkrankungen wie der ALS in Verbindung gebracht. Bei Schizophrenie, einer hochkomplexen neuropsychiatrischen Erkrankung, scheint die Lage jedoch undurchsichtiger zu sein.

„HERV Proteine steigern die Aktivität von Genen, die mit Schizophrenie assoziiert sind,“ erklärt Küry. „Aber Studien haben widersprüchliche Ergebnisse erbracht, was das Auftreten von HERVs im Blut, dem Nervenwasser oder dem Gehirn von Schizophreniepatienten angeht.“

Ob nun HERVs maßgeblich an diesen und weiteren ungeklärten neurologischen Erkrankungen beteiligt sind, muss in zukünftigen Studien geklärt werden. Hierbei wird ein entscheidender Schritt darin bestehen, HERV-neutralisierende Antikörper bei betroffenen Patienten einzusetzen.

„Bei Patienten mit schubförmig remittierender MS wurde bereits eine klinische Phase 2b Studie mit dem HERV-neutralisierenden Antikörper Temelimab durchgeführt. Diese hat basierend auf MRT-Aufnahmen gezeigt, dass Myelin besser repariert wird und Neurodegeneration verhindert werden kann. Ob diese Effekte allerdings zu einem spürbaren Nutzen für Patienten führen, ist bislang unklar und muss nun in weiteren Studien gezeigt werden.“ gibt abschließend Kremer zu Bedenken.

(Dt. Version der Press Release von Frontiers in Genetic vom 11. Juli)

Publikationen:

Kremer, D., Gruchot, J., and Küry, P. (2019) Neural cell responses upon exposure to human endogenous retroviruses. Front. Genet. 11 July 2019, undefinedhttps://doi.org/10.3389/fgene.2019.00655

Kremer, D., Gruchot, J., Weyers, V., Oldemeier, L., Göttle, P., Healy, L., Jang, J.H., Xu, Y.K.T., Volsko, C., Dutta, R., Trapp, B.D., Perron, H., Hartung, H.P., and Küry, P. (2019) pHERV-W envelope protein fuels microglial cell-dependent damage of myelinated axons in multiple sclerosis. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. Proc Natl Acad Sci USA first published June 18, 2019, undefinedhttps://doi.org/10.1073/pnas.1901283116

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