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AIDAN QUEMAR / THE CONVERSATION
Los remanentes de pandemias virales antiguas en forma de secuencias de ADN viral incrustadas en nuestros genomas todavía están activos en personas sanas, según una nueva investigación que mis colegas y yo publicamos recientemente.
Los HERV, o retrovirus endógenos humanos, constituyen alrededor del 8% del genoma humano , dejado atrás como resultado de las infecciones que sufrieron los ancestros primates de la humanidad hace millones de años. Se convirtieron en parte del genoma humano debido a cómo se replican.
Al igual que el VIH moderno, estos antiguos retrovirus tenían que insertar su material genético en el genoma de su huésped para replicarse. Por lo general, este tipo de material genético viral no se transmite de generación en generación. Pero algunos retrovirus antiguos adquirieron la capacidad de infectar células germinales , como el óvulo o el esperma, que transmiten su ADN a las generaciones futuras. Al dirigirse a las células germinales, estos retrovirus se incorporaron a los genomas ancestrales humanos a lo largo de millones de años y pueden tener implicaciones en la forma en que los investigadores detectan y analizan enfermedades en la actualidad.
Genes virales activos en el genoma humano
Los virus insertan sus genomas en sus huéspedes en forma de provirus . Hay alrededor de 30 tipos diferentes de retrovirus endógenos humanos en las personas hoy en día, lo que representa más de 60 000 provirus en el genoma humano. Demuestran la larga historia de las muchas pandemias a las que la humanidad ha estado sujeta a lo largo de la evolución. Los científicos creen que estos virus alguna vez infectaron ampliamente a la población, ya que se han fijado no solo en el genoma humano sino también en los genomas de chimpancés , gorilas y otros primates.
La investigación de nuestro laboratorio y de otros ha demostrado que los genes HERV están activos en tejidos enfermos, como tumores , así como durante el desarrollo embrionario humano . Pero aún se desconocía en gran medida qué tan activos son los genes HERV en el tejido sano.
Para responder a esta pregunta, nuestro laboratorio decidió centrarse en un grupo de HERV conocido como HML-2. Este grupo es el activo más reciente de los HERV , ya que se extinguió hace menos de 5 millones de años. Incluso ahora, algunos de sus provirus dentro del genoma humano aún conservan la capacidad de producir proteínas virales.
Examinamos el material genético en una base de datos que contenía más de 14.000 muestras de tejidos donados de todo el cuerpo. Buscamos secuencias que coincidieran con cada provirus HML-2 en el genoma y encontramos 37 provirus HML-2 diferentes que todavía estaban activos. Las 54 muestras de tejido que analizamos tenían alguna evidencia de actividad de uno o más de estos provirus. Además, cada muestra de tejido también contenía material genético de al menos un provirus que aún podría producir proteínas virales.
El papel de los HERV en la salud y las enfermedades humanas
El hecho de que todavía existan miles de fragmentos de virus antiguos en el genoma humano e incluso puedan crear proteínas ha llamado mucho la atención de los investigadores, sobre todo porque los virus relacionados que todavía están activos en la actualidad pueden causar cáncer de mama y enfermedades similares al SIDA en los animales.
Todavía se está estudiando si los restos genéticos de los retrovirus endógenos humanos pueden causar enfermedades en las personas. Los investigadores han detectado partículas similares a virus de HML-2 en las células cancerosas , y la presencia de material genético de HERV en el tejido enfermo se ha asociado con afecciones como la enfermedad de Lou Gehrig o la esclerosis lateral amiotrófica , así como la esclerosis múltiple e incluso la esquizofrenia .
Nuestro estudio agrega un nuevo ángulo a estos datos al mostrar que los genes HERV están presentes incluso en tejido sano. Esto significa que la presencia de ARN del HERV puede no ser suficiente para conectar el virus con una enfermedad.
Es importante destacar que también significa que los genes o proteínas de HERV ya no pueden ser buenos objetivos para los medicamentos. Los HERV se han explorado como un objetivo para una serie de medicamentos potenciales, incluidos los medicamentos antirretrovirales , los anticuerpos para el cáncer de mama y las terapias de células T para el melanoma . Los tratamientos que utilizan genes HERV como biomarcadores de cáncer también deberán tener en cuenta su actividad en tejido sano.
Por otro lado, nuestra investigación también sugiere que los HERV podrían incluso ser beneficiosos para las personas. El HERV más famoso incrustado en genomas humanos y animales, la sincitina , es un gen derivado de un antiguo retrovirus que desempeña un papel importante en la formación de la placenta. El embarazo en todos los mamíferos depende de la proteína derivada del virus codificada en este gen.
Del mismo modo, ratones , gatos y ovejas también encontraron una forma de utilizar retrovirus endógenos para protegerse contra el antiguo virus original que los creó. Si bien estos genes virales incrustados no pueden usar la maquinaria de su huésped para crear un virus completo, suficientes piezas dañadas circulan en el cuerpo para interferir con el ciclo de replicación de su virus ancestral si el huésped lo encuentra. Los científicos teorizan que un HERV pudo haber desempeñado este papel protector en las personas hace millones de años. Nuestro estudio destaca algunos HERV más que podrían haber sido reclamados o cooptados por el cuerpo humano mucho más recientemente para este mismo propósito.
Quedan incógnitas
Nuestra investigación revela un nivel de actividad de HERV en el cuerpo humano que antes se desconocía, lo que genera tantas preguntas como respuestas.
Todavía queda mucho por aprender sobre los virus antiguos que permanecen en el genoma humano, incluso si su presencia es beneficiosa y qué mecanismo impulsa su actividad. También será importante ver si alguno de estos genes se convierte realmente en proteínas.
Responder a estas preguntas podría revelar funciones previamente desconocidas para estos genes virales antiguos y ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo reacciona el cuerpo humano a la evolución junto con estos vestigios de pandemias antiguas.
Candidato a PhD en Genética, Tufts University
Fuente: https://theconversation.com/humans-are-8-virus-how-the-ancient-viral-dna-in-your-genome-plays-a-role-in-human-disease-and-development-192322