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

In zwei Artikeln erklären Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, wie es dazu kam, dass sich Viren in unserer DNA befinden und wie sie mit ungeklärten Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose (MS) zusammenhängen.

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. 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 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 der Schizophrenie 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 Kremer abschließend zu Bedenken.

Publikationen:
Kremer D., Gruchot J. and Küry, P.: Neural cell responses upon exposure to human endogenous retroviruses. Front Genet, 11. Juli 2019
Kremer D. et al.: pHERV-W envelope protein fuels microglial cell-dependent damage of myelinated axons in multiple sclerosis. PNAS, 18. Juni 2019