Kaj so človeški endogeni retrovirusi?

Človeški endogeni retrovirusi, krajše HERV, se v človeškem genomu pojavljajo v velikem številu. Del genoma so postali že pred časom. S številnimi mutacijami so se v njihovem zaporedju na različne načine nakopičili. Med drugim kot točkovne mutacije, vstavitve drugih retroelementov, delecije, rekombinacije, mini in širitev mikrosatelitov. Zaradi sprememb zaporedja retrovirusov je HERV zelo težko najti. Nekateri od teh človeških endogenih retrovirusov naj bi bili vzrok za razvoj različnih avtoimunskih bolezni. Zlasti v primeru omajne multiple skleroze. Drugi naj bi bili odgovorni za uravnavanje in razvoj pomembnih organov, na primer placente pri sesalcih. Med projektom človeškega genoma je bilo v človeškem genomu najdenih več tisoč endogenih retrovirusov, ki so bili sprva razvrščeni v 24 različnih družin. Medtem pa je jezik 31 skupin, od katerih je vsaka nastala z enim samim integracijskim dogodkom. Endogene retroviruse lahko reaktivirajo vnetni procesi, zdravila, mutacije ali tudi okužbe z drugimi virusi, na primer virusom Epstein-Barr.

Kaj so endogeni retrovirusi na splošno?

Endogeni retrovirusi so virusi, ki nikoli niso šli skozi celoten cikel replikacije, temveč so se iz generacije v generacijo prenašali v genomu gostitelja kot tako imenovani provirus. Domnevamo lahko, da so virusi nastali pred več generacijami zaradi okužbe zarodnih celic vretenčarjev in človeka.

Retrovirusi imajo lastnost prepisovanja svojega genoma RNK v DNA zaradi virusnega encima reverzne transkriptaze, tako da se lahko popolnoma vključijo v genom gostiteljske celice. Večina teh retrovirusov lahko okuži le nekaj somatskih vrst celic. Nekateri lahko uspešno okužijo zarodne celice. Tako se lahko prenesejo na naslednje generacije in dolgo časa ostanejo v genomu gostitelja . Večinoma lahko ostanejo kužni le kratek čas, ker se pri replikaciji v gostitelju kopičijo mutacije, ki povzročijo inaktivacijo virusa. Nekaj pa ostane aktivnih. Ti lahko nenehno proizvajajo eksogene virusne delce . V posebnih okoliščinah lahko pride do remobilizacije , tako da retrovirusi transponirajo.

Neizogibno je, da so endogeni retrovirusi vpleteni v razvoj nekaterih tumorjev. To med drugim velja za virus mačje levkemije ter tudi za virusa človeške T-celične levkemije HTLV-1 in HTLV-2. V večini primerov je razvoj levkemije z vstavljeno mutagenezo pogojen. To pomeni, da se provirus integrira v bližino protoonkogena . Pri virusih mačje levkemije so rekombinacije z endogenimi retrovirusi pogosto vzrok za razvoj tumorja.

Vloga človeških endogenih retrovirusov pri razvoju in nastanku človeških tumorjev do danes še ni bila pojasnjena. Povečano izražanje človeških endogenih retrovirusov je bilo ugotovljeno pri melanomih in tumorjih zarodnih celic. Pri prizadetih posameznikih je bilo mogoče odkriti tudi specifična protitelesa proti človeškim endogenim retrovirusom.

Kljub vsemu temu še vedno ni povsem jasno, ali je ta provirus vzročno vključen v razvoj tumorjev in če je, kako. V nasprotju z gammaretrovirusi so človeški endogeni retrovirusi zelo kompleksni virusi. To pomeni, da k razvoju tumorjev ne prispevajo le ovojnica, kapsida in reverzna transkriptaza, temveč tudi beljakovine Rev- in Rec.

Ali človeški endogeni retrovirusi prispevajo k razvoju multiple skleroze?

Raziskovalci večkrat povezujejo multiplo sklerozo ali krajše MS in človeške endogene retroviruse. Multipla skleroza je demielinizacijska bolezen CNS z neznanim vzrokom. MS povzroča različne simptome, kot so motorične, senzorične in kognitivne motnje.

Za multiplo sklerozo je značilna infiltracija imunskih celic. Prav tako izguba mielinskih ovojnic in žariščno vnetje. Posledica tega so poškodbe sive in bele snovi ter atrofija možganov. Glavni, vendar ne izključni vzrok za napredovanje in poznejšo stopnjo bolezni je aksonalna degeneracija, ki vodi do nepopravljivih primanjkljajev.

Povezava med MS in endogenimi retrovirusi je bila odkrita leta 1989. To je bilo storjeno na podlagi analiziranih primarnih leptomeningealnih celičnih kultur, ki so bile odkrite kot izolacija pri bolnikih z MS. Ti virusni delci so bili sprva imenovani retrovirusi, povezani z MS. Vendar je bilo v poznejših študijah ugotovljeno, da so ti virusi dejansko človeški endogeni retrovirusi. Številne študije so lahko dokazale, da izražanje in aktiviranje sicer mirujočih človeških endogenih retrovirusov ter s tem povezana proizvodnja kodiranega proteina ovojnice sprožita imunski odziv.

Medtem obstaja veliko dokazov, da endogeni elementi virusov, delujejo prek virusnih delcev ali tudi prek beljakovin. To lahko v povezavi z diagnosticirano degenerativno boleznijo CNS negativno vpliva na potek bolezni.

Raziskovalci pa so zdaj precej prepričani, da človeški endogeni retrovirusi niso vpleteni le v razvoj multiple skleroze , temveč tudi v vsaj dve drugi bolezni, in sicer :

• ALS: amiotrofična lateralna skleroza - to je nevrodegenerativna bolezen, ki prizadene zelo specifične skupine živčnih celic: motorične nevrone, ki tvorijo motorične živčne celice. Ti se nahajajo v hrbtenjači in možganih ter so odgovorni za nadzor mišic.
• Shizofrenija - To je zelo huda duševna bolezen, ki je povezana s številnimi motnjami zaradi temeljnih in začasnih motenj zaznavanja, mišljenja in doživljanja. Za to bolezen je značilna tudi izguba reference na resničnost.

 
Po mnenju znanstvenikov je ponovni pojav človeških endogenih retrovirusov povezan tako z manifestacijo kot tudi z napredovanjem zgoraj omenjenih bolezni. Vendar na tej stopnji raziskav te domneve ni mogoče nedvomno dokazati. Zaradi tega bo minilo še veliko let, preden bodo znanstveniki in raziskovalci lahko zagotovili stoodstotne rezultate in ugotovitve.