Wirusy śpią w DNA

Wirusy śpią w DNA

Zarazki sprzed milionów lat mogą się uaktywnić

Aż 8% ludzkiego DNA pochodzi od wirusów, które wdarły się do komórek rozrodczych przodków człowieka ok. 40 mln lat temu. Wirusy przeważnie pozostają uśpione, jednak w pewnych okolicznościach mogą się obudzić i przyczynić do powstawania groźnych chorób.
Te niejako obce części ludzkiego DNA pochodzą od retrowirusów – wirusów, których informacja genetyczna jest zapisana w cząsteczce kwasu rybonukleinowego (RNA). Gdy wirus przedostanie się do komórki gospodarza, informacja jest przepisywana do DNA za pomocą odwrotnej transkryptazy. To wirusowe DNA może zostać zintegrowane z genomem gospodarza i powielać się razem z nim. Jeśli wirus włączy się do chromosomu w komórce rozrodczej, będzie przekazywany potomkom zarażonego organizmu. Wirusy już stale wchodzące w skład genomu człowieka to ludzkie retrowirusy endogenne (ang. Human Endogenous Retrovirus, HERV). Przez miliony lat ulegały uszkodzeniom, więc nie mogą wyprodukować kompletu białek. Są uśpione i niegroźne. Naukowcy wyróżniają ok. 30 ich rodzin. Podobne prastare wirusy tkwią w genomach innych ssaków. To jakby układ między intruzem a gospodarzem. Wirus nie szkodzi, może zatem zostać, osiągając ewolucyjną nieśmiertelność.
W szczególnych okolicznościach wirusy wracają jednak do życia, a nawet odzyskują zjadliwość. Niektóre HERV są aktywowane przez promieniowanie rentgenowskie i światło ultrafioletowe.
Problemem wirusów endogennych zajęli się specjaliści z National Institute for Medical Research w Londynie. Na czele zespołu badawczego stali Jonathan Stoye i George Kassiotis, którzy poinformowali o wynikach swoich prac na łamach fachowego magazynu „Nature”.
Naukowcy z Londynu spostrzegli, że w organizmach myszy mających osłabiony układ odpornościowy zaktywizowały się te regiony genomu, w których tkwiły wirusy endogenne. Szczególnie często odczytywana była sekwencja Emv2, należąca do wirusa białaczki MLV. Teoretycznie nie powinno to mieć żadnych następstw, gdyż wirusowy materiał genetyczny był niekompletny i pełen błędów. Wirus nie miał więc szans na rozmnożenie. Tymczasem zdumieni badacze wykryli we krwi gryzoni cząsteczki MLV. Jakimś cudem wirus odczytał i przejął istniejące jeszcze w genomie nietknięte sekwencje i w ten sposób powrócił do życia. Następstwa dla myszy okazały się fatalne. Dwie trzecie użytych do eksperymentu zwierząt laboratoryjnych w ciągu roku zachorowało na raka węzłów chłonnych. Natomiast zdrowe myszy, mające wystarczającą liczbę przeciwciał, nie miały guzów nowotworowych. Zdaniem naukowców z Londynu, przeciwciała atakują nie wirusy, lecz bakterie z flory jelitowej. Gdy zabraknie przeciwciał, bakterie jelitowe rozmnażają się nadmiernie, powstają ich szkodliwe szczepy, które aktywizują uśpione retrowirusy.
Reaktywacja retrowirusów następuje niekiedy także w organizmie człowieka. Niemieccy naukowcy z Instytutu Wirusologii w Monachium badali pacjentów chorych na schizofrenię oraz psychozę maniakalno-depresyjną. Zespołem badawczym kierowała prof. Christine Leib-Mösch. Okazało się, że leczenie środkami antypsychotycznymi, takimi jak kwas walproinowy, aktywizuje w komórkach mózgowych pacjentów niektóre wirusy HERV. Efekt ten znany był już wcześniej, uważano jednak, że powoduje go choroba. Analiza porównawcza próbek tkanek osób chorych i zdrowych wykazała, że wirusy budzą się pod wpływem leków antypsychotycznych.
Na łamach magazynu „PLOS ONE” badacze z Monachium stwierdzili: „Nasze badania wykazały, że lekarstwa powinny zostać przetestowane także pod kątem powodowania w komórkach zmian epigenetycznych (zmian ekspresji genów). Leki mogą aktywować lub dezaktywować nie tylko retrowirusy endogenne, lecz także geny komórkowe, co może wywołać poważne skutki uboczne”.
Wiele faktów świadczy o roli, jaką HERV odgrywają w poważnych chorobach układu nerwowego, np. stwardnieniu rozsianym. We krwi i w płynie mózgowo-rdzeniowym wielu chorych odkryto części HERV lub nawet całe wirusy. Problem związku retrowirusów endogennych ze stwardnieniem rozsianym bada od początku 2012 r. międzynarodowy zespół naukowców z uniwersytetu w Düsseldorfie.
Zdaniem niektórych ekspertów, istnieje też powiązanie między retrowirusami endogennymi a chorobą szalonych krów (BSE), której ludzką postacią jest śmiertelna choroba Creutzfeldta-Jakoba. Choroby te są powodowane przez priony, białka, które niekiedy zmieniają kształt i w tej agresywnej formie niszczą tkankę nerwową w mózgu. Eksperci z Instytutu Badań Zoologicznych w Berlinie stwierdzili, że w mózgach chorych na BSE makaków jawajskich jest znacznie więcej czynnych retrowirusów endogennych niż w mózgach zdrowych małp tego gatunku. Być może stanie się to przełomem w poszukiwaniach metody terapii. Infekcje retrowirusami są przecież uleczalne.

Wydanie: 50/2012

Kategorie: Nauka

Komentarze

  1. biohaker
    biohaker 29 kwietnia, 2019, 18:32

    Fascynujące. „Nasze badania wykazały, że lekarstwa powinny zostać przetestowane także pod kątem powodowania w komórkach zmian epigenetycznych (zmian ekspresji genów)…” Oczami wyobraźni widzę, jak koncerny farmaceutyczne ustawiają się w kolejce 😉

    Odpowiedz na ten komentarz

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy