Co jsou lidské endogenní retroviry?

Lidské endogenní retroviry , zkráceně HERV, se v lidském genomu vyskytují ve velkém množství. Součástí genomu se staly již dávno. Prostřednictvím mnoha mutací se různými způsoby nahromadily ve své sekvenci . Mimo jiné jako bodové mutace, inzerce dalších retroelementů, delece, rekombinace, mini a mikrosatelitová expanze. Vzhledem ke změnám v sekvenci retrovirů je velmi obtížné HERV najít. Některé z těchto lidských endogenních retrovirů jsou považovány za příčinu vzniku různých autoimunitních onemocnění. Zejména v případě roztroušené sklerózy. O jiných se předpokládá, že jsou zodpovědné za regulaci a vývoj základních orgánů, například placenty u savců. V průběhu projektu lidského genomu bylo v lidském genomu nalezeno mnoho tisíc endogenních retrovirů, které byly původně zařazeny do 24 různých rodin. Mezitím však jazyk tvoří 31 skupin, z nichž každá vznikla jedinou integrační událostí. Endogenní retroviry mohou být reaktivovány zánětlivými procesy, léky, mutacemi nebo také infekcí jinými viry, například virem Epsteina-Barrové.

Co jsou endogenní retroviry obecně?

Endogenní retroviry jsou viry, které nikdy neprošly kompletním cyklem replikace, ale byly předány z jedné generace na druhou v genomu hostitele jako takzvaný provirus. Lze předpokládat, že tyto viry vznikly před několika generacemi v důsledku infekce zárodečných buněk obratlovců a člověka.

Retroviry mají tu vlastnost, že díky virovému enzymu reverzní transkriptáze přepisují svůj RNA genom do DNA, takže se mohou dokonale integrovat do genomu hostitelské buňky. Většina těchto retrovirů může infikovat pouze několik somatických typů buněk. Některým se může podařit infikovat zárodečné buňky. Mohou se tak přenášet na další generace a zůstat v genomu hostitelské buně po dlouhou dobu. Většinou však mohou zůstat infekční pouze po krátkou dobu , protože při replikaci hostitelem dochází k hromadění mutací, které vedou k inaktivaci viru. Na druhou stranu několik zůstává aktivních. Mohou nepřetržitě produkovat exogenní částice viru . Za zvláštních okolností může dojít k remobilizaci , takže retroviry transponují.

Nevyhnutelně je jistá účast endogenních retrovirů na rozvoji některých nádorů. To se mimo jiné týká viru kočičí leukémie a také virů lidské T-buněčné leukémie HTLV-1 a HTLV-2. Ve většině případů je vývoj leukémie inzertní mutagenezí podmíněn. To znamená, že provirus se integruje v blízkosti protoonkogenu . U virů kočičí leukémie jsou rekombinace s endogenními retroviry často příčinou vzniku nádorového onemocnění.

Úloha lidských endogenních retrovirů ve vývoji a vzniku lidských nádorů nebyla doposud objasněna. . Zvýšená exprese lidských endogenních retrovirů byla zjištěna u melanomů a u nádorů ze zárodečných buněk. U postižených jedinců bylo možné detekovat také specifické protilátky proti lidským endogenním retrovirům.

Přes to všechno je stále zcela nejasné, zda se tento provirus kauzálně podílí na vzniku nádorů a pokud ano, jakým způsobem. Na rozdíl od gammaretrovirů jsou lidské endogenní retroviry velmi komplexní viry. To znamená, že k rozvoji nádorů může přispívat nejen obal, kapsida a reverzní transkriptáza, ale také proteiny Rev- a Rec.

Přispívají lidské endogenní retroviry k rozvoji roztroušené sklerózy?

Vědci opakovaně spojují roztroušenou sklerózu, zkráceně RS, a lidské endogenní retroviry. RS je demyelinizační onemocnění CNS s neznámou příčinou. RS způsobuje různé příznaky, jako jsou motorické, senzorické a kognitivní poruchy.

Roztroušená skleróza je charakterizována infiltrací imunitních buněk. Také ztrátou myelinových pochev a fokálním zánětem. To má za následek poškození šedé a bílé hmoty a také atrofii mozku. Hlavní příčinou, ale ne výlučnou, progrese a pozdějšího stádia nemoci je axonální degenerace, která vede k nevratnému deficitu.

V roce 1989 byla objevena souvislost mezi RS a endogenními retroviry. Stalo se tak na základě analýzy primárních leptomeningeálních buněčných kultur, které byly zjištěny jako izolát od pacientů s RS. Tyto virové částice byly zpočátku nazývány retroviry asociované s RS. V pozdějších studiích však bylo zjištěno, že tyto viry jsou ve skutečnosti lidské endogenní retroviry. V mnoha studiích se podařilo prokázat, že exprese a aktivace jinak spících lidských endogenních retrovirů a s tím související produkce kódovaného obalového proteinu vyvolává imunitní odpověď.

Mezitím existuje velké množství důkazů, že endogenní elementy virů, působí prostřednictvím virových částic nebo také prostřednictvím proteinů. To může v souvislosti s diagnostikovaným degenerativním onemocněním CNS mít negativní vliv na průběh onemocnění.

Vědci jsou si však nyní poměrně jisti, že lidské endogenní retroviry se podílejí nejen na vzniku roztroušené sklerózy , ale také na vzniku nejméně dvou dalších onemocnění, a to :

• ALS: Amyotrofická laterální skleróza - jedná se o neurodegenerativní onemocnění, které postihuje velmi specifické skupiny nervových buněk: motorické neurony, které tvoří motorické nervové buňky. Ty se nacházejí v míše a v mozku a jsou zodpovědné za ovládání svalů.
• Schizofrenie - Jedná se o velmi závažné duševní onemocnění, které je spojeno s mnoha poruchami v důsledku zásadních a dočasných poruch vnímání, myšlení a prožívání. Pro tuto nemoc je také typická ztráta reference k realitě.

 
Podle vědců souvisí obnovení lidských endogenních retrovirů s projevy i progresí výše zmíněných onemocnění. V této fázi výzkumu však tento předpoklad nelze bez pochybností prokázat. Vzhledem k tomu uplyne ještě mnoho let, než budou vědci a výzkumníci schopni poskytnout stoprocentní výsledky a zjištění.