Της Ιωάννας Κουτσοτόλη,
Ιδιαίτερα τα τελευταία δύο χρόνια με την πανδημία του COVID-19, η κοινωνία έχει αναπτύξει μια στενή επαφή με τον όρο «ιός». Όμως, κανείς δεν μπορεί να φανταστεί ποσό στενή και διαχρονική είναι στην πραγματικότητα αυτή η σχέση που έχει ο άνθρωπος με τους ιούς και συγκεκριμένα, με μια ιδιαίτερη κατηγορία αυτών, τους ανθρώπινους ενδογενείς ρετροϊούς. Είναι γεγονός ότι αρχαίοι ρετροϊοί (ιοί που φέρουν RNA ως γενετικό υλικό) έχουν αφήσει το στίγμα τους στο ανθρώπινο γονιδίωμα, επηρεάζοντας με αυτόν τον τρόπο σημερινές ασθένειες, καθώς και λειτουργίες του ανοσοποιητικού συστήματος του ανθρώπου. Όμως, πώς είναι δυνατόν αρχαίες ιογενείς λοιμώξεις να έχουν πιθανή επίπτωση σε πολυάριθμες πτυχές της υγείας στη σημερινή εποχή με το πέρας χιλιετιών;
Οι ανθρώπινοι ενδογενείς ρετροϊοί (HERVs) αντιπροσωπεύουν περίπου το 8% του ανθρώπινου γονιδιώματος. Οι αλληλουχίες αυτές είναι αποτέλεσμα αρχαίων λοιμώξεων και κατάφεραν να αποτελούν μέρος του γονιδιώματος εξαιτίας του τρόπου αναπαραγωγής των ρετροϊών. Συγκεκριμένα, αυτοί οι RNA ιοί ενσωματώνουν το γονιδίωμά τους στο γονιδίωμα του ξενιστή (με τη μορφή προϊού) και χρησιμοποιούν τους μηχανισμούς του κυττάρου για τη δημιουργία νέων ιών. Ορισμένοι κατάφεραν, στοχεύοντας με αυτόν τον τρόπο τα γεννητικά κύτταρα, να ενσωματωθούν στα ανθρώπινα προγονικά γονιδιώματα κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών.
Υπάρχουν περίπου 30 διαφορετικά είδη ανθρώπινων ενδογενών ρετροϊών, αποδεικνύοντας τη μακρά ιστορία των πολλών πανδημιών στις οποίες έχει υποβληθεί η ανθρωπότητα κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τέτοιου είδους ιοί κάποτε μόλυναν διάφορα είδη οργανισμών, καθώς αποτελούν, επίσης, μέρος του γονιδιώματος χιμπατζήδων, γοριλών και άλλων πρωτευόντων. Τα περισσότερα HERVS δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες, λόγω της συσσώρευσης μεταλλάξεων, ενώ για καιρό επικρατούσε η άποψη ότι αποτελούσαν άχρηστο DNA (junk DNA). Ωστόσο, κάποια από αυτά δεν είναι αδρανή και έχουν επιπτώσεις στην εμβρυική ανάπτυξη και τη γήρανση. Ταυτόχρονα, εμπλέκονται σε διάφορες ασθένειες, όπως είναι ο καρκίνος και τα νευροεκφυλιστικά νοσήματα.
- Εμβρυική ανάπτυξη-πλακούντας: Σύμφωνα με ερευνητικά δεδομένα, κάποιες πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από HERV και φυσιολογικά θα χρησιμοποιούνταν για τον πολλαπλασιασμό των νέων ιών εμπλέκονται στη δημιουργία του πλακούντα στα θηλαστικά. Αν και είναι απαραίτητη η περαιτέρω μελέτη παρόμοιων παρατηρήσεων, είναι φανερό ότι γονίδια ρετροϊών μπορεί να έπαιξαν ρόλο στην εξέλιξη των θηλαστικών και συγκεκριμένα, της εμβρυικής ανάπτυξης που στηρίζεται στον πλακούντα.
- Γήρανση και νευροεκφυλιστικές ασθένειες: Γενικότερα, οι ανθρώπινοι ενδογενείς ρετροϊοί είναι αδρανείς σε μεγάλο βαθμό, εξαιτίας μηχανισμών που σχετίζονται με την προστασία του DNA. Όμως, με την αύξηση της ηλικίας, μπορεί αυτοί οι μηχανισμοί να επηρεαστούν και να μεταβληθούν αρνητικά, ενεργοποιώντας έτσι τα συγκεκριμένα γονίδια. Πειραματικά δεδομένα σε ηλικιωμένα ποντίκια έδειξαν μια αύξηση στη συχνότητα έκφρασης γονιδίων HERVs. Επιπλέον, η ξαφνική ενεργοποίησή τους έχει ανιχνευθεί σε άτομα που πάσχουν από κάποια νευροεκφυλιστική ασθένεια. Για παράδειγμα, αυξημένη σύνθεση μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται HERV-W ανιχνεύεται σε μυϊκά κύτταρα ατόμων με αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS). Ταυτόχρονα, μια άλλη πρωτεΐνη τέτοιου είδους, η HERV-K, ανιχνεύεται σε εγκεφάλους ατόμων που πάσχουν από τη συγκεκριμένη ασθένεια. Αξίζει να σημειωθεί ότι μία πρόσφατα ολοκληρωμένη κλινική μελέτη σε άτομα με ALS έδειξε ότι η εξουδετέρωση της πρωτεΐνης HERN-K με χρήση αντισωμάτων είναι δυνατό να έχει προστατευτική επίδραση στα νευρικά κύτταρα. Παρόμοιες παρατηρήσεις έχουν βρεθεί για το Alzheimer, τον αυτισμό, καθώς και τη σχιζοφρένεια.
- Καρκίνος και ανοσοποιητικό σύστημα: Η ενεργοποίηση των HERVs είναι ένα κοινό χαρακτηριστικό σε πολλά είδη ανθρώπινων καρκίνων, κάτι το οποίο οδηγεί πολλούς επιστήμονες στην άποψη ότι τα υπολείμματα των ανθρώπινων ενδογενών ρετροϊών είναι είτε αιτία είτε συμπαράγοντας που συμβάλλει στην εμφάνιση καρκίνου. Ενδιαφέρον παρουσιάζει μια υπόθεση, σχετικά με την οποία η ενεργοποίηση των HERVs μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία ογκοκατασταλτικών ή πρωτο-ογκογονιδίων, δηλαδή γονιδίων που πολλές φορές είναι υπεύθυνα για την εμφάνιση κυτταρικών όγκων. Έρευνες στρέφονται γύρω από το γεγονός ότι τα υπολείμματα των ανθρώπινων ενδογενών ρετροϊών μπορεί να σχετίζονται με την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος σε διάφορες φυσιολογικές ή παθολογικές καταστάσεις. Εκτός από την αρνητική επίπτωση που έχουν σχετικά με τον καρκίνο, είναι πιθανή και η αντικαρκινική δράση που μπορεί να αναπτύξουν, συμβάλλοντας στην ανοσοθεραπεία της συγκεκριμένης ασθένειας.
Ένα μικρό ποσοστό ιϊκού γονιδιώματος μπορεί να έχει ακόμη και σήμερα σημαντικές επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου. Οι ιοί δεν μπορούν να υπάρξουν χωρίς ένα κύτταρο ξενιστή. Ζουν, δηλαδή, μια ζωή δανεική, που εξαρτάται από τους μηχανισμούς ενός κυττάρου και πολλοί από αυτούς εξαφανίζονται κατά τη διάρκεια της ιστορίας της ζωής. Οι ανθρώπινοι ενδογενείς ρετροϊοί έχουν καταφέρει να ενσωματώσουν γονίδιά τους στο γονιδίωμα του ανθρώπου, μετατρέποντας αυτή την τυπικά δανεική ζωή, σε αιώνια. Είναι απαραίτητο περισσότερες έρευνες και πειραματικά δεδομένα να εξελίξουν τις γνώσεις της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας. Είναι σαφές ότι η κατανόηση των μηχανισμών έκφρασης των HERVs είναι πιθανό να αποτελεί μέσο αντιμετώπισης ασθενειών που ταλανίζουν στη σημερινή εποχή μεγάλο ποσοστό του πληθυσμού.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Human Endogenous Retroviruses (HERVs): Shaping the Innate Immune Response in Cancers, ncbi.nlm.nih.gov. Διαθέσιμο εδώ
- Human endogenous retroviruses in viral disease and therapy, onlinelibrary.wiley.com. Διαθέσιμο εδώ
- How the ancient viral DNA in our genome affects disease and development, scientificamerican.com. Διαθέσιμο εδώ
- Human endogenous retroviruses in development and disease, sciencedirect.com. Διαθέσιμο εδώ
