Drámai felfedezés: halálos vírusokat találtak emberekben

A rokonoktól örökölt gének között elszórtan megtalálhatók azoknak a vírusoknak a maradványai, amelyek a múltban megpróbálták legyőzni felmenőink szervezetét. Ha ezeknek az egykori betolakodóknak a nyomait kutatjuk saját testünkben, akkor pár érdekes dolgot kideríthetünk a betegségekről. Egy új kutatás arra jutott, hogy az ősi vírustöredékek aktívak lehetnek és még az egészséges szövetekben is kifejlődhetnek. Hogy ez mihez vezet, még nem tudni, de akár szerepet játszhat az olyan betegségek kialakulásában és terjedésében is, mint a rák. Emellett a jelenség diagnosztikai célokra is használható – összegzi a most megjelent tanulmányt a Science Alert tudományos portál.

A tudósok becslése szerint az ember génállományának (genomjának) körülbelül 8 százalékát humán endogén retrovírusok (HERV-ek) alkotják. Amikor a retrovírusok aktívak, képesek saját genomjuk egy sablonját beilleszteni a gazdasejt DNS-ébe, hozzáadva azt a genetikai utasításkészletet, amelyet a sejt követ.

Sok HERV mára kihalt, de genomjuk darabjai - bár már nem alkotnak fertőző vírust - a mai napig képesek befolyásolni szervezetünk működését. Jó és rossz értelemben egyaránt.

Retrovírusok Forrás: BSIP via AFP/CAVALLINI JAMES / BSIP/Cavallini James

Provírusok pro és kontra

Ha egy vírusbetét bekerül egy petesejt vagy spermium DNS-ébe, akkor az egész egy új szervezetbe másolódhat, és akár több tízmillió éven át öröklődhet az egymást követő generációkon keresztül.

Ezeket a maradványokat provírusoknak nevezik, és a legutóbbiak, amelyek az emberi genomba épültek, a HERV-ek HML-2 nevű alcsoportjába tartoznak. Ezt az alcsoportot főemlős őseink körülbelül 35 millió évvel ezelőtt gyűjtötték be, és szekvenciáinak töredékei még mindig megtalálhatók az emberi génállományban.

Több, a múltban szerzett provírusnak ma fontos biológiai funkciója van. Egyes provírusok a méhlepény kialakulásában játszanak szerepet az emlősök terhessége során, más provírusok pedig az aktív vírusok sejtreceptorait blokkolják.

Sajnos a HERV-ek jelenléte nem minden esetben hasznos. Azok a provírusok, amelyek még elég épek ahhoz, hogy fehérjekódoló géneket fejezzenek ki, autoimmun betegség vagy rákos megbetegedés hatására újra aktiválódhatnak az emberi szervezetben. A HML-2 provírusok szerkezeti fehérjéi gyakran nagy sűrűségben találhatók meg emlőrákban, melanomában és teratomákban. Ezen eredmények fényében a tudósok azt javasolták, hogy a HML-2 expresszióját a beteg szövetek biomarkereként használják. (A biomarkerek olyan mérhető jelzőanyagok, amelyek jelenléte felhasználható bizonyos betegségek kimutatására.)

Egy új tanulmány szerint azonban még az egészséges emberi szövetek is tartalmaznak HML-2 expressziót.

A Tufts University munkatársai a kutatás során 948 emberi donor 54 egészséges szövettípusát vizsgálták. Minden egyes elemzett szövettípusban HML-2 transzkriptumokat találtak. Egyes szövettípusok több transzkriptumot tartalmaztak, mások kevesebbet.

A provirális fehérjék szintje különösen magas volt a kisagyban, amely az agy hátsó részén helyezkedik el, valamint a herékben. Ezekben a szövetekben 19, illetve 17 provírus fejeződött ki. A pajzsmirigy is nagyszámú provirális maradványt tartalmazott, akárcsak az agyalapi mirigy, amely egy bab alakú szerkezet az agyban, és hormonokat termel.

Az egészséges szövetekben azonosított provírusok közül az idők során sokat mutációk vagy deléciók károsítottak. Néhány azonban érintetlen maradt.

Illusztráció Forrás: Science Photo Library/KTSDESIGN/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Ktsdesign/Science Photo Library

Milyen hatással lehet a felfedezés ránk nézve?

A fent ismertetett felfedezés funkcionális következményei nem világosak, a klinikai vonatkozási azonban nagyon fontosak.

Amennyiben a HML-2 transzkriptumokat a betegségek biomarkereként akarjuk alkalmazni, akkor az egészséges szövetekben is meg kell mérni a kifejeződésük mértékét.

Ellenkező esetben úgy tűnhet, mintha minden szövet beteg lenne.

Azt találtuk, hogy szinte minden normális emberi szövet RNS-ében kifejeződik a mintegy három tucat endogén provírus egyik vagy másik típusa, amelyek távoli őseink széles körben elterjedt retrovírus-fertőzésének maradványai. Arra számítunk, hogy ez a felfedezés alapot nyújt a további vizsgálatokhoz, amelyek célja ezen elemek szerepének megértése az emberi biológiában és betegségekben"

- magyarázza John Coffin virológus.

A HERV-ek HML-2 csoportja számos, egymással szoros rokonságban álló provírusból áll, de mindegyik vírus egyedi, és különböző mutációkat szerezhetett, amíg az emberi génállományban volt.

Illusztráció Forrás: BSIP via AFP/BERANGER / BSIP/Beranger

A Tufts kutatói szeretnék feltárni minden egyes provírus funkcionális következményeit, de ehhez aprólékos és hosszadalmas kutatásokra van szükség.

A mostani tanulmány eredményei alapján úgy tűnik, hogy a régebbi provírusok valóban kifejeződnek az emberi genomban. Ez azt sugallja, hogy a fiatalabb provírusok kifejeződése elnyomott lehet, esetleg azért, mert nagyobb veszélyt jelentenek.

Az idősebb provírusoknak több idejük volt mutálódni, és talán még biológiai előnyökkel is rendelkeztek, amelyek idővel szelektálódhattak. De ez egyelőre csak egy elmélet a sok közül. A HERV-ek szerepe az emberi biológiában továbbra is nagyrészt rejtély marad.

A teljes tanulmány a PLoS Biology tudományos szakfolyóiratban olvasható.