Primer vistazo a proteína viral clave podría mejorar diagnóstico de enfermedades autoinmunes

Alrededor del 8 % del genoma humano proviene de virus antiguos incorporados durante la evolución, una parte del genoma conocida como "materia oscura". Estos remanentes virales, llamados retrovirus endógenos humanos (HERV), suelen permanecer inactivos, pero pueden reactivarse en enfermedades. Aparecen en ciertos tipos de cáncer, trastornos autoinmunes y enfermedades neurodegenerativas. Un equipo de científicos ha resuelto por primera vez la estructura tridimensional de una proteína HERV humana, lo que ofrece una nueva vía para el diagnóstico y las terapias.

Investigadores del Instituto de Inmunología de La Jolla (La Jolla, CA, EUA) mapearon la glicoproteína de la envoltura (Env) del HERV-K, el retrovirus más activo de su tipo. Históricamente, las proteínas Env eran imposibles de estudiar debido a su inestabilidad, que a menudo se desplegaba antes del análisis. Para preservar su forma natural, el equipo introdujo sustituciones estabilizadoras y utilizó criomicroscopía electrónica para capturar la proteína en sus estados de prefusión, inductor de infección y unido a anticuerpos.

Imagen: renderizaciones que ofrecen una vista superior y vista lateral de la proteína (foto cortesía de LJI/Saphire Lab)

El estudio, publicado en Science Advances, reveló que, a diferencia de los trímeros del VIH o el VIS, la env de HERV-K presenta una estructura trimérica alta y delgada con un pliegue único. Este avance marca un hito en la biología estructural, ya que es la primera estructura de la proteína HERV humana descifrada hasta la fecha y la tercera estructura de la envuelta retroviral descifrada en general. El equipo también desarrolló anticuerpos para anclar la proteína y visualizar sus diversas subunidades, lo que proporciona la primera comprensión clara de cómo las respuestas inmunitarias se dirigen a estas moléculas.

Es importante destacar que las proteínas Env de HERV-K aparecen en la superficie de las células cancerosas, incluyendo tumores de mama y ovario, pero no en las células sanas. Esto las convierte en un objetivo atractivo para las inmunoterapias contra el cáncer, que pueden distinguir el tejido enfermo del sano. De igual manera, pacientes con enfermedades autoinmunes, como aquellos con lupus o artritis reumatoide, muestran una expresión aberrante de HERV, lo que sugiere que la proteína podría servir como biomarcador diagnóstico de enfermedades de origen inmunitario.

El descubrimiento también proporciona información sobre por qué las células inmunitarias a veces atacan por error al organismo. El equipo demostró que sus anticuerpos diseñados podían detectar la expresión anormal de HERV en neutrófilos en muestras de pacientes, pero no en individuos sanos. Estos hallazgos resaltan el potencial de HERV-K Env como herramienta de investigación y marcador clínico en oncología, inmunología y neurología.

“En muchas enfermedades, como las autoinmunes y el cáncer, estos genes se reactivan y comienzan a producir fragmentos de estos virus”, afirmó Erica Ollmann Saphire, Ph.D., MBA, presidenta y directora ejecutiva del Instituto de Inmunología de La Jolla. “Comprender la estructura de la enzima HERV-K y los anticuerpos que tenemos actualmente abre nuevas oportunidades de diagnóstico y tratamiento”.

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Instituto de Inmunología de La Jolla