Czym są ludzkie retrowirusy endogenne?

Ludzkie endogenne retrowirusy , w skrócie HERV, występują w dużej liczbie w ludzkim genomie. Stały się one częścią genomu dawno temu. Poprzez wiele mutacji, nagromadziły się w swojej sekwencji na różne sposoby . Między innymi jako mutacje punktowe, insercje innych retroelementów, delecje, rekombinacje, mini i ekspansja mikrosatelitów. Ze względu na retrowirusowe zmiany sekwencji, HERV są bardzo trudne do znalezienia. Uważa się, że niektóre z tych ludzkich retrowirusów endogennych są przyczyną rozwoju różnych chorób autoimmunologicznych. Szczególnie w przypadku stwardnienia rozsianego. Inne uważa się za odpowiedzialne za regulację i rozwój ważnych narządów, na przykład łożyska u ssaków. W trakcie projektu ludzkiego genomu znaleziono wiele tysięcy endogennych retrowirusów w ludzkim genomie i początkowo sklasyfikowano je w 24 różnych rodzinach. W międzyczasie jednak, język składa się z 31 grup, z których każda powstała w wyniku pojedynczego zdarzenia integracyjnego. Retrowirusy endogenne mogą być reaktywowane przez procesy zapalne, leki, mutacje lub infekcje innymi wirusami, na przykład wirusem Epsteina-Barr.

Czym ogólnie są retrowirusy endogenne?

Retrowirusy endogenne to wirusy, które nigdy nie przeszły pełnego cyklu replikacji , ale były przekazywane z pokolenia na pokolenie w genomie gospodarza jako tak zwany prowirus . Można założyć, że wirusy te powstały kilka pokoleń temu w wyniku infekcji komórek linii zarodkowej kręgowców i ludzi.

Retrowirusy posiadają właściwość przepisywania swojego genomu RNA na DNA dzięki wirusowemu enzymowi odwrotnej transkryptazy, dzięki czemu mogą doskonale zintegrować się z genomem komórki gospodarza. Większość z tych retrowirusów może infekować tylko kilka typów komórek somatycznych. Niektórym z nich udaje się zainfekować komórki zarodkowe. W ten sposób mogą być przekazywane kolejnym pokoleniom i pozostawać w genomie gospodarza przez długi czas. W większości przypadków mogą one pozostać zakaźne tylko przez krótki okres , ponieważ replikacja przez gospodarza powoduje akumulację mutacji, które prowadzą do inaktywacji wirusa. Z drugiej strony, kilka pozostaje aktywnych. Mogą one stale produkować egzogenne cząsteczki wirusa . W szczególnych okolicznościach może dojść do remobilizacji , w wyniku której retrowirusy ulegają transpozycji.

Nieuchronnie udział endogennych retrowirusów w rozwoju niektórych nowotworów jest pewny. Dotyczy to między innymi wirusa białaczki kotów , a także wirusów ludzkiej białaczki limfocytów T HTLV-1 i HTLV-2. W większości przypadków rozwój mutagenezy insercyjnej białaczki jest warunkowy. Oznacza to, że prowirus integruje się w pobliżu protoonkogenu . W przypadku wirusów białaczki kotów rekombinacje z endogennymi retrowirusami są często przyczyną rozwoju guza.

Rola ludzkich endogennych retrowirusów w rozwoju i powstawaniu ludzkich nowotworów nie została jeszcze wyjaśniona do dnia dzisiejszego. Zwiększoną ekspresję ludzkich endogennych retrowirusów stwierdzono w czerniakach i nowotworach zarodkowych. Również specyficzne przeciwciała przeciwko ludzkim endogennym retrowirusom mogły zostać wykryte u osób dotkniętych chorobą.

Pomimo tego wszystkiego, nadal jest całkowicie niejasne, czy prowirus ten jest przyczynowo zaangażowany w rozwój nowotworu , a jeśli tak, to w jaki sposób. W przeciwieństwie do gammaretrowirusów, ludzkie retrowirusy endogenne są bardzo złożonymi wirusami. Oznacza to, że nie tylko otoczka , kapsyd i odwrotna transkryptaza, ale także białka Rev- i Rec mogą przyczyniać się do progresji nowotworu.

Czy ludzkie endogenne retrowirusy przyczyniają się do rozwoju stwardnienia rozsianego?

Naukowcy wielokrotnie łączą stwardnienie rozsiane (w skrócie SM) z ludzkimi retrowirusami endogennymi . Stwardnienie rozsiane to choroba demielinizacyjna ośrodkowego układu nerwowego o nieznanej przyczynie. Stwardnienie rozsiane powoduje różne objawy, takie jak zaburzenia motoryczne, czuciowe i poznawcze.

Stwardnienie rozsiane charakteryzuje się infiltracją komórek odpornościowych. Charakteryzuje się również utratą osłonek mielinowych i ogniskowym stanem zapalnym. Skutkuje to uszkodzeniami istoty szarej i białej oraz atrofią mózgu. Główną przyczyną, ale nie jedyną, progresji i późniejszego stadium choroby jest degeneracja aksonalna, która prowadzi do nieodwracalnych deficytów.

Związek między stwardnieniem rozsianym a endogennymi retrowirusami został odkryty w 1989 roku. Dokonano tego na podstawie analizowanych pierwotnych hodowli komórek leptomeningeal, które zostały wykryte jako izolacja od pacjentów ze stwardnieniem rozsianym. Te cząsteczki wirusa zostały początkowo nazwane retrowirusami związanymi ze stwardnieniem rozsianym. Jednak w późniejszych badaniach stwierdzono, że wirusy te były w rzeczywistości ludzkimi endogennymi retrowirusami. Wiele badań było w stanie udowodnić , że ekspresja i aktywacja uśpionych ludzkich retrowirusów endogennych i związana z tym produkcja zakodowanego białka otoczki wyzwalają odpowiedź immunologiczną.

Tymczasem istnieje wiele dowodów na to, że endogenne elementy wirusów działają poprzez cząsteczki wirusa lub również poprzez białka. Może to w związku ze zdiagnozowaną chorobą zwyrodnieniową OUN mieć negatywny wpływ na przebieg choroby.

Jednak naukowcy są obecnie dość pewni, że ludzkie endogenne retrowirusy są zaangażowane nie tylko w rozwój stwardnienia rozsianego , ale także w co najmniej dwie inne choroby, a mianowicie :

• ALS: stwardnienie zanikowe boczne - jest to choroba neurodegeneracyjna, która dotyka bardzo specyficznych grup komórek nerwowych: neuronów ruchowych, które tworzą ruchowe komórki nerwowe. Znajdują się one w rdzeniu kręgowym i w mózgu i są odpowiedzialne za kontrolowanie mięśni.
• Schizofrenia - Jest to bardzo ciężka choroba psychiczna, która wiąże się z wieloma upośledzeniami wynikającymi z podstawowych i tymczasowych zaburzeń percepcji, myślenia i doświadczenia. Również typowa dla tej choroby jest utrata odniesienia do rzeczywistości.

 
Według naukowców , odrodzenie się ludzkich endogennych retrowirusów jest związane z manifestacją, jak również progresją wyżej wymienionych chorób. Jednak na tym etapie badań nie można udowodnić tego założenia ponad wszelką wątpliwość. Z tego powodu minie jeszcze wiele lat, zanim naukowcy i badacze będą mogli dostarczyć 100% wyników i ustaleń.