I resti di antiche pandemie virali sotto forma di sequenze di DNA virale incorporate nei nostri genomi sono ancora attivi nelle persone sane, secondo nuova ricerca my colleghi e io recentemente pubblicato.
Gli HERV, o retrovirus endogeni umani, si formano in giro otto per cento del genoma umano, lasciato a causa delle infezioni che gli antenati dei primati dell'umanità hanno subito milioni di anni fa. Sono diventati parte del genoma umano grazie a come si replicano.
Come moderno HIV, questi antichi retrovirus hanno dovuto inserire il loro materiale genetico nel genoma del loro ospite per replicarsi. Di solito questo tipo di materiale genetico virale non viene tramandato di generazione in generazione. Ma alcuni antichi retrovirus hanno acquisito la capacità di farlo infettare le cellule germinali, come uovo o sperma, che trasmettono il loro DNA alle generazioni future. Prendendo di mira le cellule germinali, questi retrovirus sono stati incorporati nei genomi ancestrali umani nel corso di milioni di anni e potrebbero avere implicazioni sul modo in cui i ricercatori esaminano e testano le malattie oggi.
Geni virali attivi nel genoma umano
I virus inseriscono i loro genomi nei loro ospiti sotto forma di a virus. Ci sono in giro 30 tipi diversi di retrovirus endogeni umani nelle persone oggi, per un totale di oltre 60,000 provirus nel genoma umano. Dimostrano la lunga storia delle numerose pandemie a cui l'umanità è stata sottoposta nel corso dell'evoluzione. Gli scienziati pensano che questi virus una volta abbiano ampiamente infettato la popolazione, poiché si sono fissati non solo nel genoma umano ma anche in scimpanzé, gorillae altri genomi di primati.
Una ricerca dal il nostro laboratorio e altri hanno dimostrato che i geni HERV sono attivi nel tessuto malato, come tumori, così come durante sviluppo embrionale umano. Ma quanto fossero attivi i geni HERV nei tessuti sani era ancora in gran parte sconosciuto.
Per rispondere a questa domanda, il nostro laboratorio ha deciso di concentrarsi su un gruppo di HERV noto come HML-2. Questo gruppo è il più recentemente attivo degli HERV, essendosi estinto meno di cinque milioni di anni fa. Anche ora, alcuni dei suoi provirus all'interno del genoma umano conservano ancora la capacità di produrre proteine virali.
Abbiamo esaminato il materiale genetico in a banca dati contenente oltre 14,000 campioni di tessuto donati da tutto il corpo. Abbiamo cercato sequenze che corrispondessero a ciascun provirus HML-2 nel genoma e abbiamo trovato 37 diversi provirus HML-2 che erano ancora attivi. Tutti i 54 campioni di tessuto che abbiamo analizzato avevano qualche evidenza di attività di uno o più di questi provirus. Inoltre, ogni campione di tessuto conteneva anche materiale genetico di almeno un provirus che poteva ancora produrre proteine virali.
Il ruolo degli HERV nella salute e nelle malattie umane
Il fatto che migliaia di frammenti di virus antichi esistano ancora nel genoma umano e possano persino creare proteine ha attirato una notevole attenzione da parte dei ricercatori, soprattutto perché i virus correlati ancora attivi oggi possono causare cancro al seno ed Malattia simile all'AIDS negli animali.
È ancora allo studio se i resti genetici dei retrovirus endogeni umani possano causare malattie nelle persone. I ricercatori hanno individuato particelle simili a virus da HML-2 nelle cellule tumoralie la presenza di materiale genetico HERV nel tessuto malato è stata associata a condizioni come La malattia di Lou Gehrig, o sclerosi laterale amiotrofica, così come sclerosi multipla e persino schizofrenia.
Il nostro studio aggiunge una nuova prospettiva a questi dati, mostrando che i geni HERV sono presenti anche nei tessuti sani. Ciò significa che la presenza di HERV RNA potrebbe non essere sufficiente per collegare il virus a una malattia.
È importante sottolineare che significa anche che i geni o le proteine HERV potrebbero non essere più buoni bersagli per i farmaci. Gli HERV sono stati esplorati come bersaglio per una serie di potenziali farmaci, tra cui farmaci antiretrovirali, anticorpi per il cancro al senoe Terapie a cellule T per il melanoma. I trattamenti che utilizzano i geni HERV come biomarcatori del cancro dovranno anche tenere conto della loro attività nei tessuti sani.
D'altra parte, la nostra ricerca suggerisce anche che gli HERV potrebbero anche essere utili per le persone. Il più famoso HERV incorporato nei genomi umani e animali, sincitina, è un gene derivato da un antico retrovirus che svolge un ruolo importante nella formazione della placenta. La gravidanza in tutti i mammiferi dipende dalla proteina derivata dal virus codificata in questo gene.
Analogamente, topi, gatti, ed pecora hanno anche trovato un modo per utilizzare i retrovirus endogeni per proteggersi dall'antico virus originale che li ha creati. Sebbene questi geni virali incorporati non siano in grado di utilizzare i macchinari del loro ospite per creare un virus completo, una quantità sufficiente dei loro pezzi danneggiati circola nel corpo per interferire con il ciclo di replicazione del loro virus ancestrale se l'ospite lo incontra. Gli scienziati lo teorizzano un HERV potrebbe aver svolto questo ruolo protettivo nelle persone milioni di anni fa. Il nostro studio mette in evidenza alcuni altri HERV che avrebbero potuto essere rivendicati o cooptati dal corpo umano molto più recentemente per questo stesso scopo.
Gli sconosciuti rimangono
La nostra ricerca rivela un livello di attività dell'HERV nel corpo umano che prima era sconosciuto, sollevando tante domande quante risposte.
C'è ancora molto da imparare sugli antichi virus che indugiano nel genoma umano, compreso se la loro presenza è benefica e quale meccanismo guida la loro attività. Sarà importante anche vedere se qualcuno di questi geni viene effettivamente trasformato in proteine.
Rispondere a queste domande potrebbe rivelare funzioni precedentemente sconosciute per questi antichi geni virali e aiutare meglio i ricercatori a capire come il corpo umano reagisce all'evoluzione insieme a queste vestigia di antiche pandemie.
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
