Oud viraal DNA in het menselijk genoom in verband gebracht met ernstige psychiatrische stoornissen

Uit een nieuw onderzoek onder leiding van King's College London is gebleken dat duizenden DNA-sequenties, afkomstig van oude virusinfecties, tot uiting komen in de hersenen. Sommige van deze sequenties dragen bij aan de vatbaarheid voor psychische stoornissen als schizofrenie, bipolaire stoornis en depressie.

Het werk werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Ongeveer 8% van ons genoom bestaat uit zogenaamde humane endogene retrovirussen (HERV's). Deze sequenties zijn het resultaat van oude virusinfecties die honderdduizenden jaren geleden plaatsvonden. Tot voor kort werd gedacht dat deze "virale fossielen" gewoon "junk"-DNA waren zonder belangrijke functie in het lichaam. Dankzij de vooruitgang in genomisch onderzoek kunnen wetenschappers nu echter bepalen waar deze virale fossielen zich in ons DNA bevinden, waardoor we beter kunnen begrijpen wanneer ze tot expressie komen en welke functies ze mogelijk vervullen.

Deze nieuwe studie bouwt voort op deze ontwikkelingen en toont voor het eerst aan dat een aantal specifieke HERV's die in de menselijke hersenen tot expressie komen, bijdragen aan de vatbaarheid voor psychische stoornissen. Dit is een stap voorwaarts in het begrijpen van de complexe genetische componenten die bijdragen aan deze aandoeningen.

Dr. Timothy Powell, medeauteur van de studie en hoofddocent aan het Institute of Psychiatry, Psychology and Neuroscience (IoPPN) van King's College London, zei: "Deze studie maakt gebruik van een nieuwe en robuuste aanpak om te beoordelen hoe genetische vatbaarheid voor psychiatrische aandoeningen wordt beïnvloed door de expressie van oude virale sequenties die aanwezig zijn in het moderne menselijke genoom. Onze bevindingen suggereren dat deze virale sequenties waarschijnlijk een belangrijkere rol spelen in de menselijke hersenen dan eerder werd gedacht, met specifieke HERV-expressieprofielen die geassocieerd worden met een verhoogde vatbaarheid voor sommige psychiatrische aandoeningen."

In het onderzoek werden gegevens uit grote genetische onderzoeken onder tienduizenden mensen met en zonder psychische stoornissen geanalyseerd, evenals informatie uit hersenmonsters die bij autopsie van 800 personen waren afgenomen. Zo werd onderzocht hoe DNA-variaties die verband houden met psychische stoornissen de expressie van HERV's beïnvloeden.

Hoewel de meeste genetische risicovarianten die geassocieerd worden met psychiatrische diagnoses genen met bekende biologische functies aantastten, ontdekten de onderzoekers dat sommige genetische risicovarianten bij voorkeur de expressie van HERV's beïnvloedden. De onderzoekers rapporteerden vijf robuuste HERV-expressiepatronen die geassocieerd worden met psychiatrische aandoeningen, waaronder twee HERV's die geassocieerd worden met een risico op schizofrenie, één met een risico op zowel een bipolaire stoornis als schizofrenie, en één met een risico op depressie.

Dr. Rodrigo Duarte, eerste auteur en IoPPN Research Fellow aan King's College London, zei: "We weten dat psychische stoornissen een significante genetische component hebben, waarbij veel delen van het genoom progressief bijdragen aan de vatbaarheid. In onze studie konden we de delen van het genoom onderzoeken die overeenkomen met HERV's, wat leidde tot de identificatie van vijf sequenties die relevant zijn voor psychische stoornissen. Hoewel het nog niet duidelijk is hoe deze HERV's hersencellen beïnvloeden en zo een verhoogd risico veroorzaken, suggereren onze bevindingen dat het reguleren van hun expressie belangrijk is voor de hersenfunctie."

Dr. Douglas Nixon, medeauteur van de studie en onderzoeker bij het Feinstein Institutes for Medical Research van Northwell Health, VS, zei: "Verder onderzoek is nodig om de precieze functie van de meeste HERV's te begrijpen, inclusief die welke in onze studie zijn geïdentificeerd. Wij zijn van mening dat een beter begrip van deze oude virussen en de genen waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij psychische stoornissen, een revolutie teweeg kan brengen in het onderzoek naar geestelijke gezondheid en kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe behandelingen of diagnostiek voor deze aandoeningen."