Menn hefði ekki verið til án veirur vegna þess að veiru prótein gegnir lykilhlutverki í þróun manna fósturvísa. Hins vegar, stundum, stafar af þeim tilvistarógnir í formi sjúkdóma eins og þegar um núverandi COVID-19 heimsfaraldur er að ræða. Það er kaldhæðnislegt, veirur samanstanda af ~8% af erfðamengi okkar, sem hefur verið aflað í þróunarferlinu, sem gerir okkur „nánast að kímeru“.
Alræmdasta og hræðilegasta orð ársins 2020 án efa er 'veira'. Skáldsagan kransæðavírus er ábyrgur fyrir núverandi fordæmalausu COVID-19 sjúkdómi og næstum næstum hruni heimshagkerfisins. Allt þetta stafar af örlítilli ögn sem er ekki einu sinni talin „fullkomlega“ lifandi vegna þess að hún er í óvirku ástandi utan hýsilsins, á meðan hún heldur aðeins við inni við sýkingu hýsilsins. Meira á óvart og átakanlegt er sú staðreynd að menn hafa borið veiru "genin" frá örófi alda og nú eru veiru genin ~8% af manna erfðamengi (1). Bara til að setja þetta í samhengi, aðeins ~1% manna erfðamengi er virkt og ber ábyrgð á því að búa til prótein sem ákvarða hver við erum.
Sagan af sambandi milli menn og veirur byrjaði fyrir 20-100 milljón árum þegar forfeður okkar smituðust af veirur. Hver innræn retroveirufjölskylda er fengin úr einni sýkingu í kímfrumum með utanaðkomandi retroveiru sem eftir að hafa aðlagast forföður okkar, stækkaði og þróaðist (2). Fjölgunin sem fylgt er eftir af láréttri flutningi frá foreldrum til afkvæma og í dag höfum við þessi veiru erfðamengi innbyggð í DNA okkar sem manna innrænar retróveiru (HERV). Þetta er stöðugt ferli og gæti jafnvel verið að gerast í augnablikinu. Með þróuninni öðluðust þessi HERV stökkbreytingar, urðu stöðugar í manna erfðamengi og misstu getu sína til að valda sjúkdómnum. Hið innræna retróveiru eru ekki aðeins til staðar í menn en eru alls staðar í öllum lífverum. Allar þessar innrænu afturveirur, flokkaðar í þrjá flokka (flokkur I, II og III) sem koma fyrir í mismunandi dýrategundum, sýna sýkingartengsl byggt á raðlíkingu þeirra (3) eins og sýnt er á myndinni hér að neðan. HERV tilheyra flokki I hópnum.
Af hinum ýmsu innbyggðu retroveirum sem eru til staðar í manna erfðamengi, klassískt dæmi sem vert er að nefna hér, er afturveiru prótein sem er mjög samruna hjúpprótein sem kallast syncytin, (5) sem hefur upprunalega virkni í veira var að sameinast hýsilfrumum til að valda sýkingu. Þetta prótein hefur nú verið aðlagað inn menn að mynda fylgju (samruna frumna til að búa til fjölkjarna frumur) sem veitir fóstrinu ekki aðeins fæðu frá móðurinni á meðgöngu heldur verndar fóstrið einnig gegn ónæmiskerfi móðurinnar vegna ónæmisbælandi eðlis syncytínpróteins. Þetta tiltekna HERV hefur reynst gagnlegt fyrir manna kynstofni með því að skilgreina sjálfa tilvist hans.
HERVs hafa einnig verið bendluð við að veita hýsilnum meðfædd ónæmi með því að koma í veg fyrir að frekari sýkingar tengist þeim veirur eða draga úr alvarleika sjúkdómsins við endursýkingu með svipaðri tegund af veirur. Í umsögn frá Katzourakis og Aswad frá 2016 (6) er lýst því innræna veirur geta virkað sem stjórnunarþættir fyrir gena sem stjórna ónæmisvirkni og þar með leitt til þróunar ónæmis. Sama ár sýndu Chuong et al (7) fram á að tiltekin HERV virka sem eftirlitsaukari með því að stilla tjáningu IFN (interferón) framkallanlegra gena og veita þar með meðfædd ónæmi. HERV tjáningarvörur geta einnig virkað sem sýklatengd sameindamynstur (PAMPs), sem kveikja á frumuviðtökum sem bera ábyrgð á fyrstu varnarlínu hýsilsins (8-10).
Annar áhugaverður þáttur HERVs er að sum þeirra sýna innsetningarfjölbreytni, þ.e. mismunandi fjöldi eintaka er til staðar í erfðamenginu vegna innsetningaratburða. Rannsókn á 20 einstaklingum sem tilheyrðu mismunandi þjóðernishópum leiddi í ljós margbreytileika í innsetningu á bilinu 0-87% í öllum einstaklingum (11). Þetta getur haft áhrif á að valda sjúkdómum með virkjun ákveðinna gena sem eru annars þögul.
Einnig hefur verið sýnt fram á að ákveðin HERV tengist þróun sjálfsofnæmissjúkdóma eins og MS (12). Við eðlilegar lífeðlisfræðilegar aðstæður er HERV tjáning þétt stjórnað á meðan við meinafræðilegar aðstæður vegna breytinga á ytra/innra umhverfi geta hormónabreytingar og/eða örverusamskipti valdið vanstjórnun á HERV tjáningu, sem leiðir til sjúkdóms.
Ofangreind einkenni HERVs benda til þess að ekki aðeins tilvist þeirra í manna erfðamengi er óumflýjanlegt en þeir búa yfir getu til að stjórna jafnvægi ónæmiskerfisins annað hvort með því að virkja eða bæla það og valda þar með mismunandi áhrifum (frá því að vera gagnlegt til að valda sjúkdómi) í hýslum.
COVID-19 heimsfaraldurinn er einnig af völdum retroveiru SARS-nCoV-2, sem tilheyrir inflúensufjölskyldunni, og það getur verið líklegt að á meðan á þróuninni stendur hafi erfðamengi sem tengist þessari fjölskyldu af veirur fléttast inn í manna erfðamengi og eru nú til staðar sem HERV. Gert er ráð fyrir að þessi HERV gæti sýnt mismunandi fjölbreytni, eins og getið er hér að ofan, meðal fólks af mismunandi þjóðerni. Þessar fjölbreytni geta verið í formi mismunandi afritafjölda þessara HERVs og/eða nærveru eða fjarveru stökkbreytinga (breytingar á erfðamengisröð) sem safnast hefur upp á tímabili. Þessi breytileiki í samþættu HERVs getur gefið skýringu á mismunandi dánartíðni og alvarleika COVID-19 sjúkdómsins í mismunandi löndum sem hafa áhrif á heimsfaraldurinn.
***
Tilvísanir:
1. Griffiths DJ 2001. Innrænir retróvírusar í manna erfðamengi röð. Erfðamengi Biol. (2001); 2(6) Umsagnir 1017. DOI: https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-6-reviews1017
2. Boeke, JD; Stoye, JP (1997). „Retrotransposons, Endogenous Retroviruses og þróun Retroelements“. Í Coffin, JM; Hughes, SH; Varmus, HE (ritstj.). Retrovírusar. Cold Spring Harbor Laboratory Press. PMID 21433351.
3. Vargiu L, o.fl. Flokkun og lýsing á manna innrænar afturveirur; mósaíkform eru algeng. Retrovirology (2016); 13: 7. DOI: 10.1186 / s12977-015-0232-y
4. Classes_of_ERVs.jpg: Jern P, Sperber GO, Blomberg J (afleitt verk: Fgrammen (talk)), 2010. Aðgengilegt á netinu á https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Classes_of_ERVs.svg Skoðað þann 07. maí 2020
5. Ljóshærð, JL; Lavillette, D; Cheynet, V; Bouton, O; Óríól, G; Kapella-Fernandes, S; Mandrandes, S; Mallet, F; Cosset, FL (7. apríl 2000). „Hjúpglýkóprótein af manna innrætt retrovirus HERV-W er tjáð í fylgju manna og sameinar frumur sem tjá tegund D spendýra retroveiruviðtaka“. J. Virol. 74 (7): 3321–9. DOI: https://doi.org/10.1128/jvi.74.7.3321-3329.2000.
6. Katzourakis A og Aswad A. Þróun: Innræn Vírusar Veita flýtileiðir í veirueyðandi ónæmi. Núverandi líffræði (2016). 26: R427-R429. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.072
7. Chuong EB, Elde NC og Feschotte C. Reglubundin þróun meðfædds ónæmis með samvirkni innrænna retroveira. Vísindi (2016) árg. 351, hefti 6277, bls. 1083-1087. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad5497
8. Wolff F, Leisch M, Greil R, Risch A, Pleyer L. Tvíeggjað sverð (endur)tjáningar gena með undirmetýlerandi efnum: frá veiruhermingu til nýtingar sem frumefni fyrir markvissa mótun ónæmiseftirlitsstaða. Cell Commun Signal (2017) 15:13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12964-017-0168-z
9. Hurst TP, Magiorkinis G. Virkjun á meðfæddu ónæmissvörun með innrænu retróveiru. J Gen Virol. (2015) 96:1207–1218. DOI: https://doi.org/10.1099/vir.0.000017
10. Chiappinelli KB, Strissel PL, Desrichard A, Chan TA, Baylin SB, Correspondence S. Hindrun DNA metýleringar veldur interferónsvörun í krabbameini í gegnum dsRNA þ.mt innræna retroveira. Cell (2015) 162:974–986. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.07.011
11. Mehrab G, Sibel Y, Kaniye S, Sevgi M og Nermin G. Innrænir menn retrovirus-H innsetningarskimun. Sameindalæknisskýrslur (2013). DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2013.1295
12. Gröger V, og Cynis H. Innrænir retróveirar úr mönnum og hugsanlegt hlutverk þeirra í þróun sjálfsofnæmissjúkdóma eins og MS. Microbiol að framan. (2018); 9: 265. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00265
***
