Čo sú ľudské endogénne retrovírusy?

Ľudské endogénne retrovírusy , skrátene HERV, sa v ľudskom genóme vyskytujú vo veľkom počte. Súčasťou genómu sa stali už dávno. Prostredníctvom mnohých mutácií sa vo svojej sekvencii nahromadili rôznymi spôsobmi . Okrem iného ako bodové mutácie, inzercie iných retroelementov, delécie, rekombinácie, miniatúrne a mikrosatelitové expanzie. Vzhľadom na zmeny v sekvencii retrovírusov je veľmi ťažké nájsť HERV. Predpokladá sa, že niektoré z týchto ľudských endogénnych retrovírusov sú príčinou vzniku rôznych autoimunitných ochorení. Najmä v prípade roztrúsenej sklerózy. O iných sa predpokladá, že sú zodpovedné za reguláciu a vývoj zásadných orgánov, napríklad placenty u cicavcov. V priebehu projektu ľudského genómu sa v ľudskom genóme našlo mnoho tisíc endogénnych retrovírusov, ktoré boli pôvodne zaradené do 24 rôznych rodín. Medzitým však jazyk tvorí 31 skupín, z ktorých každá vznikla jedinou integračnou udalosťou. Endogénne retrovírusy môžu byť reaktivované zápalovými procesmi, liekmi, mutáciami alebo tiež infekciami inými vírusmi, napríklad vírusom Epsteina-Barrovej.

Čo sú endogénne retrovírusy vo všeobecnosti?

Endogénne retrovírusy sú vírusy, ktoré nikdy neprešli kompletným cyklom replikácie, ale boli prenesené z jednej generácie na druhú v genóme hostiteľa ako takzvaný provirus. Možno predpokladať, že tieto vírusy vznikli pred niekoľkými generáciami v dôsledku infekcie zárodočných buniek stavovcov a človeka.

Retrovírusy majú vlastnosť prepisovať svoj RNA genóm do DNA vďaka vírusovému enzýmu reverznej transkriptáze, takže sa môžu dokonale integrovať do genómu hostiteľskej bunky. Väčšina týchto retrovírusov môže infikovať len niekoľko somatických typov buniek. Niektorým sa môže podariť infikovať zárodočné bunky. Takto sa môžu prenášať na ďalšie generácie a zostať v genóme hostiteľa dlhý čas. Väčšinou však môžu zostať infekčné len krátku dobu , pretože replikácia hostiteľom spôsobuje akumuláciu mutácií, ktoré vedú k inaktivácii vírusu. Na druhej strane niekoľko zostáva aktívnych. Môžu nepretržite produkovať exogénne častice vírusu . Za zvláštnych okolností môže dôjsť k remobilizácii , takže retrovírusy transponujú.

Nevyhnutne je istá účasť endogénnych retrovírusov na vývoji niektorých nádorov. Okrem iných sa to týka vírusu leukémie mačiek a tiež vírusov ľudskej T-bunkovej leukémie HTLV-1 a HTLV-2. Vo väčšine prípadov je vývoj leukémie inzertnou mutagenézou podmienený. To znamená, že provírus sa integruje v blízkosti protoonkogénu . U vírusov leukémie mačiek sú rekombinácie s endogénnymi retrovírusmi často príčinou vzniku nádorov.

Úloha ľudských endogénnych retrovírusov pri vývoji a vzniku ľudských nádorov nebola doteraz objasnená. Zvýšená expresia ľudských endogénnych retrovírusov sa zistila v melanómoch a v nádoroch zo zárodočných buniek. U postihnutých jedincov bolo možné zistiť aj špecifické protilátky proti ľudským endogénnym retrovírusom.

Napriek tomu stále nie je úplne jasné, či sa tento provírus kauzálne podieľa na vzniku nádorov a ak áno, tak akým spôsobom. Na rozdiel od gammaretrovírusov sú ľudské endogénne retrovírusy veľmi komplexné vírusy. To znamená, že nielen obal, kapsida a reverzná transkriptáza, ale aj proteíny Rev- a Rec môžu prispievať k vzniku nádorov.

Prispievajú ľudské endogénne retrovírusy k rozvoju sklerózy multiplex?

Vedci opakovane spájajú sklerózu multiplex alebo skrátene SM a ľudské endogénne retrovírusy. SM je demyelinizačné ochorenie CNS s neznámou príčinou. SM spôsobuje rôzne príznaky, ako sú motorické, senzorické a kognitívne poruchy.

Skleróza multiplex je charakterizovaná infiltráciou imunitných buniek. Tiež stratou myelínových pošiev a ložiskovým zápalom. Výsledkom sú poškodenia sivej a bielej hmoty, ako aj atrofia mozgu. Hlavnou príčinou, ale nie výlučnou, progresie a neskoršieho štádia ochorenia je axonálna degenerácia, ktorá vedie k nezvratným deficitom.

Spojitosť medzi SM a endogénnymi retrovírusmi bola objavená v roku 1989. Stalo sa tak na základe analýzy primárnych leptomeningeálnych bunkových kultúr, ktoré boli zistené ako izolácia od pacientov s SM. Tieto vírusové častice sa spočiatku nazývali retrovírusy spojené s SM. V neskorších štúdiách sa však zistilo, že tieto vírusy sú v skutočnosti ľudské endogénne retrovírusy. Mnohými štúdiami sa podarilo dokázať, že expresia a aktivácia inak neaktívnych ľudských endogénnych retrovírusov a s tým spojená produkcia kódovaného obalového proteínu vyvoláva imunitnú odpoveď.

Medzitým existuje veľké množstvo dôkazov, že endogénne prvky vírusov, pôsobia prostredníctvom vírusových častíc alebo aj prostredníctvom proteínov. To môže v súvislosti s diagnostikovaným degeneratívnym ochorením CNS mať negatívny vplyv na priebeh ochorenia.

Vedci sú si však v súčasnosti pomerne istí, že ľudské endogénne retrovírusy sa podieľajú nielen na vzniku sklerózy multiplex , ale aj na vzniku najmenej dvoch ďalších ochorení, a to :

• ALS: amyotrofická laterálna skleróza - ide o neurodegeneratívne ochorenie, ktoré postihuje veľmi špecifické skupiny nervových buniek: motorické neuróny, ktoré tvoria motorické nervové bunky. Tie sa nachádzajú v mieche a v mozgu a sú zodpovedné za ovládanie svalov.
• Schizofrénia - Ide o veľmi závažné duševné ochorenie, ktoré je spojené s mnohými poruchami v dôsledku zásadných a dočasných porúch vnímania, myslenia a prežívania. Pre toto ochorenie je tiež typická strata referencie na realitu.

 
Podľa vedcov obnovenie ľudských endogénnych retrovírusov súvisí s prejavmi, ako aj progresiou uvedených ochorení. V tomto štádiu výskumu však tento predpoklad nemožno bez pochybností dokázať. Vzhľadom na to uplynie ešte mnoho rokov, kým vedci a výskumníci budú môcť poskytnúť stopercentné výsledky a zistenia.