Wat zijn menselijke endogene retrovirussen?

Menselijke endogene retrovirussen, kortweg HERV's, komen in grote aantallen voor in het menselijk genoom. Ze zijn lang geleden onderdeel geworden van het genoom. Door vele mutaties hebben ze zich op verschillende manieren in hun sequentie opgehoopt . Onder andere als puntmutaties, invoegingen van andere retroelementen, deleties, recombinaties, mini- en microsatellietuitbreidingen. Vanwege de retrovirale sequentieveranderingen zijn HERV's erg moeilijk te vinden. Van sommige van deze Humane Endogene Retrovirussen wordt gedacht dat ze oorzakelijk zijn voor het ontstaan van verschillende auto-immuunziekten. Vooral in het geval van multiple sclerose. Andere zouden verantwoordelijk zijn voor de regulering en ontwikkeling van essentiële organen, bijvoorbeeld de placenta bij zoogdieren. In de loop van een menselijk genoomproject werden vele duizenden endogene retrovirussen gevonden in het menselijk genoom en aanvankelijk ingedeeld in 24 verschillende families. Inmiddels gaat het echter om 31 groepen, die elk zijn ontstaan door één enkele integratiegebeurtenis. Endogene retrovirussen kunnen gereactiveerd worden door ontstekingsprocessen, medicijnen, mutaties of ook door infecties met andere virussen, bijvoorbeeld het Epstein-Barr virus.

Wat zijn endogene retrovirussen in het algemeen?

De endogene retrovirussen zijn virussen die nooit de volledige replicatiecyclus hebben doorlopen, maar van de ene generatie op de volgende zijn doorgegeven in het genoom van een gastheer als een zogenaamd provirus. Aangenomen kan worden dat de virussen enkele generaties geleden zijn ontstaan door een infectie van de kiembaancellen van gewervelde dieren en mensen.

Retrovirussen bezitten de eigenschap om hun RNA-genoom te herschrijven tot een DNA dankzij het virale enzym reverse transcriptase, zodat ze perfect kunnen integreren in het genoom van de gastheercel. De meeste van deze retrovirussen kunnen slechts enkele somatische celtypen infecteren. Sommige kunnen erin slagen de kiemcellen te infecteren. Zo kunnen ze worden doorgegeven aan volgende generaties en lang in het genoom van de gastheer blijven. Meestal kunnen ze slechts kort besmettelijk blijven, omdat replicatie door de gastheer mutaties veroorzaakt die leiden tot inactivering van het virus. Enkele daarentegen blijven actief. Zij kunnen voortdurend exogene virusdeeltjes produceren . Onder bijzondere omstandigheden kan remobilisatie optreden zodat de retrovirussen transponeren.

Onvermijdelijk is de betrokkenheid van endogene retrovirussen bij het ontstaan van sommige tumoren. Dit geldt onder andere voor het feline leukemievirus en ook voor de menselijke T-cel leukemievirussen HTLV-1 en HTLV-2. In de meeste gevallen is de ontwikkeling van leukemie insertiemutagenese voorwaardelijk. Dit betekent dat het provirus integreert in de buurt van een proto-oncogen. Bij katachtige leukemievirussen zijn recombinaties met endogene retrovirussen vaak oorzakelijk voor het ontstaan van een tumor.

De rol van menselijke endogene retrovirussen bij de ontwikkeling en het ontstaan in menselijke tumoren is tot nu toe nog niet opgehelderd. Een verhoogde expressie van humane endogene retrovirussen werd gevonden in melanomen en in kiemceltumoren. Ook konden specifieke antilichamen tegen humane endogene retrovirussen worden aangetoond bij getroffen personen.

Ondanks dit alles is het nog volledig onduidelijk of dit provirus causaal betrokken is bij de ontwikkeling van tumoren en zo ja, hoe. In tegenstelling tot gammaretrovirussen zijn humane endogene retrovirussen zeer complexe virussen. Dit betekent dat niet alleen de enveloppe, het capside en het reverse transcriptase, maar ook de Rev- en Rec-eiwitten kunnen bijdragen aan tumorprogressie.

Dragen humane endogene retrovirussen bij tot het ontstaan van multiple sclerose?

Onderzoekers leggen herhaaldelijk een verband tussen multiple sclerose, kortweg MS, en de humane endogene retrovirussen. MS is een demyeliniserende ziekte van het CZS met een onbekende oorzaak. MS veroorzaakt verschillende symptomen zoals motorische, sensorische en cognitieve stoornissen.

Multiple sclerose wordt gekenmerkt door infiltratie van immuuncellen. Ook door het verlies van myelinescheden en focale ontstekingen. Dit resulteert in verwondingen van de grijze en witte stof en hersenatrofie. De belangrijkste oorzaak, maar niet de enige, van de progressie en het latere ziektestadium is axonale degeneratie, die leidt tot onomkeerbare gebreken.

In 1989 werd een verband ontdekt tussen MS en de endogene retrovirussen. Dit gebeurde op basis van geanalyseerde primaire leptomeningeale celculturen, die als isolatie van MS-patiënten werden ontdekt. Deze virusdeeltjes werden aanvankelijk MS-geassocieerde retrovirussen genoemd. In latere studies bleek echter dat deze virussen in feite menselijke endogene retrovirussen waren. Veel studies konden aantonen dat expressie en activering van anders slapende humane endogene retrovirussen en de daarmee gepaard gaande productie van gecodeerd enveloppe-eiwit een immuunrespons uitlokken.

Inmiddels is er veel bewijs dat de endogene elementen van virussen, via virusdeeltjes of ook via de eiwitten, inwerken. Dit kan in verband met een gediagnosticeerde degeneratieve ziekte van het CZS negatieve invloeden hebben op het verloop van de ziekte.

Onderzoekers zijn er nu echter vrij zeker van dat de menselijke endogene retrovirussen niet alleen betrokken zijn bij het ontstaan van multiple sclerose , maar ook bij tenminste twee andere ziekten, namelijk :

• ALS: Amyotrofische Laterale Sclerose - Dit is een neurodegeneratieve ziekte die zeer specifieke groepen zenuwcellen aantast: de motorische neuronen die de motorische zenuwcellen vormen. Deze bevinden zich in het ruggenmerg en in de hersenen en zijn verantwoordelijk voor de aansturing van de spieren.
• Schizofrenie - Dit is een zeer ernstige geestesziekte, die gepaard gaat met vele stoornissen als gevolg van fundamentele en tijdelijke stoornissen in de waarneming, het denken en de ervaring. Typerend voor deze ziekte is ook het verlies van referentie aan de werkelijkheid.

 
Volgens wetenschappers is de heropleving van de menselijke endogene retrovirussen gerelateerd aan zowel het ontstaan als het voortschrijden van bovengenoemde ziekten. In dit stadium van het onderzoek kan deze veronderstelling echter niet onomstotelijk bewezen worden. Daarom zullen er nog vele jaren verstrijken voordat wetenschappers en onderzoekers 100% resultaten en bevindingen kunnen geven.