Inimestel ilma poleks eksisteerinud viirused sest viirusvalgul on võtmeroll selle arengus inim- embrüo. Kuid mõnikord kujutavad need endast eksistentsiaalset ohtu haiguste näol, nagu praeguse COVID-19 pandeemia puhul. Irooniline, viirused moodustavad ~8% meie genoomist, mis on omandatud evolutsiooni käigus, muutes meist "peaaegu kimääri".
2020. aasta kõige kurikuulsam ja kohutavam sõna on kahtlemata "viirus'. Romaan koronaviirus vastutab praeguse enneolematu COVID-19 haiguse ja peaaegu peaaegu peaaegu maailmamajanduse kokkuvarisemise eest. Kõik see on põhjustatud pisikesest osakesest, mida isegi ei peeta "täielikult" elavaks, kuna see on väljaspool peremeesorganismi mittefunktsionaalses olekus, püsides sees aga alles pärast peremeesorganismi nakatamist. Üllatavam ja šokeerivam on asjaolu, et Inimestel on viiruse "geene" kandnud juba ammustest aegadest ja praegu moodustavad viiruse geenid ~8% inim- genoom (1). Ainuüksi selle perspektiivi silmas pidades ainult ~1% inim- genoom on funktsionaalselt aktiivne ja vastutab valkude valmistamise eest, mis määravad, kes me oleme.
Omavahelise suhte lugu Inimestel ja viirused sai alguse 20–100 miljonit aastat tagasi, kui meie esivanemad nakatusid viirused. Iga endogeenne retroviiruse perekond tuleneb idutee rakkude ühest nakatumisest eksogeense retroviirusega, mis pärast meie esivanemaga integreerumist laienes ja arenes (2). Paljundamine, millele järgneb horisontaalne ülekandmine vanematelt järglastele ja tänapäeval on need viiruse genoomid meie DNA-sse manustatud. inim- endogeensed retroviirused (HERV-d). See on pidev protsess ja võib isegi toimuda hetkel. Evolutsiooni käigus omandasid need HERV-d mutatsioonid ja stabiliseerusid inim- genoomi ja kaotasid võime haigust põhjustada. Endogeenne retroviirused ei esine ainult Inimestel kuid on kõikjal esinevad kõigis elusorganismides. Kõik need endogeensed retroviirused, mis on rühmitatud kolme klassi (I, II ja III klass), mis esinevad erinevates loomaliikides, omavad fülogeneetilist seost, mis põhineb nende järjestuste sarnasusel (3), nagu on kujutatud alloleval joonisel. HERV-id kuuluvad I klassi rühma.
Erinevatest manustatud retroviirustest, mis esinevad inim- Siinkohal mainimist vääriv klassikaline näide on retroviiruse valgu genoom, mis on väga fusogeenne ümbrisvalk, mida nimetatakse süntsütiiniks, (5) mille algne funktsioon on viirus pidi sulanduma peremeesrakkudega, et tekitada infektsioon. See valk on nüüdseks kohandatud Inimestel moodustada platsenta (rakkude liitmine mitmetuumaliste rakkude moodustamiseks), mis mitte ainult ei anna lootele raseduse ajal toitu, vaid kaitseb ka loodet ema immuunsüsteemi eest tänu süntsütiini valgu immunosupressiivsele olemusele. See konkreetne HERV on osutunud kasulikuks inim- rassi, määratledes selle olemasolu.
HERV-sid on seostatud ka peremeesorganismile kaasasündinud immuunsuse tagamisega, hoides ära edasise nakatumise viirused või haiguse raskuse vähendamine sarnast tüüpi infektsiooniga uuesti nakatumisel viirused. Katzourakise ja Aswadi 2016. aasta ülevaade (6) kirjeldab seda endogeenset viirused võib toimida immuunfunktsiooni kontrollivate geenide reguleerivate elementidena, põhjustades seeläbi immuunsuse arengut. Samal aastal näitasid Chuong jt (7), et teatud HERV-d toimivad regulatoorsete võimendajatena, moduleerides IFN-i (interferooni) indutseeritavate geenide ekspressiooni, tagades seeläbi kaasasündinud immuunsuse. HERV ekspressiooniproduktid võivad toimida ka patogeeniga seotud molekulaarsete mustritena (PAMP), käivitades rakulised retseptorid, mis vastutavad peremehe esimese kaitseliini eest (8–10).
Veel üks huvitav aspekt HERV-de puhul on see, et mõnel neist ilmneb sisestamise polümorfism, st genoomis on sisestamissündmuste tõttu erinev arv koopiaid. Uuring, milles osales 20 erinevatesse etnilistesse rühmadesse kuuluvat subjekti, näitas sisestamise polümorfismi mustreid 0–87% ulatuses kõigis katsealustes (11). See võib mõjutada haigusi teatud geenide aktiveerimise kaudu, mis muidu vaikivad.
Samuti on näidatud, et teatud HERV-d on seotud autoimmuunhaiguste, näiteks hulgiskleroosi tekkega (12). Normaalsetes füsioloogilistes tingimustes on HERV ekspressioon tihedalt reguleeritud, samas kui patoloogilistes tingimustes võivad välis-/sisekeskkonna muutuste tõttu hormonaalsed muutused ja/või mikroobide interaktsioon põhjustada HERV ekspressiooni düsregulatsiooni, mis põhjustab haigusi.
Ülaltoodud HERV-de omadused viitavad sellele, et mitte ainult nende esinemine inim- genoom on vältimatu, kuid neil on võime reguleerida immuunsüsteemi homöostaasi kas seda aktiveerides või pärssides, põhjustades seeläbi peremeesorganismides erinevat mõju (kasulikust kuni haiguse põhjustamiseni).
COVID-19 pandeemia põhjustab ka retroviirus SARS-nCoV-2, mis kuulub gripi perekonda ja võib olla usutav, et evolutsiooni käigus on selle perekonnaga seotud genoomid. viirused integreeriti inim- genoomi ja on nüüd olemas HERV-dena. Eeldatakse, et nendel HERV-idel võib olla erinev polümorfism, nagu eespool mainitud, erinevast rahvusest inimeste seas. Need polümorfismid võivad esineda nende HERV-de erineva koopiaarvu kujul ja/või teatud aja jooksul kogunenud mutatsioonide (genoomijärjestuse muutuste) olemasolu või puudumisena. See integreeritud HERV-de varieeruvus võib anda selgituse pandeemiast põhjustatud erinevale suremusnäitajale ja COVID-19 haiguse tõsidusele erinevates riikides.
***
viited:
1. Griffiths DJ 2001. Endogenous retroviruses in the inim- genoomi järjestus. Genome Biol. (2001); 2(6) Reviews 1017. DOI: https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-6-reviews1017
2. Boeke, JD; Stoye, JP (1997). "Retrotransposoonid, endogeensed retroviirused ja retroelementide areng". Kirstus, JM; Hughes, SH; Varmus, HE (toim.). Retroviirused. Cold Spring Harbor Laboratory Press. PMID 21433351.
3. Vargiu L jt. Klassifikatsioon ja iseloomustus inim- endogeensed retroviirused; levinud on mosaiikvormid. retroviroloogia (2016); 13: 7. DOI: 10.1186 / s12977-015-0232-y
4. Classes_of_ERVs.jpg: Jern P, Sperber GO, Blomberg J (tuletistöö: Fgrammen (talk)), 2010. Internetis saadaval aadressil https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Classes_of_ERVs.svg Juurdepääs 07. mail 2020
5. Blond, JL; Lavillette, D; Cheynet, V; Bouton, O; Oriol, G; Chapel-Fernandes, S; Mandrandes, S; Mallet, F; Cosset, FL (7. aprill 2000). "Ümbrise glükoproteiin inim- endogeenne retroviirus HERV-W ekspresseerub inimese platsentas ja ühendab rakke, mis ekspresseerivad D-tüüpi imetaja retroviiruse retseptorit. J. Virol. 74 (7): 3321–9. DOI: https://doi.org/10.1128/jvi.74.7.3321-3329.2000.
6. Katzourakis A ja Aswad A. Evolutsioon: endogeenne Viirused Pakkuge viirusevastase immuunsuse otseteid. Current Biology (2016). 26: R427–R429. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.072
7. Chuong EB, Elde NC ja Feschotte C. Kaasasündinud immuunsuse regulatiivne areng endogeensete retroviiruste kooptsiooni kaudu. Teadus (2016) Kd. 351, väljaanne 6277, lk 1083–1087. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad5497
8. Wolff F, Leisch M, Greil R, Risch A, Pleyer L. Kahe teraga mõõk geenide (taas)ekspressiooniks hüpometüleerivate ainete abil: viiruse matkimisest kuni kasutamiseni sihitud immuunkontrollpunkti modulatsiooni käivitavate ainetena. Cell Communal Signal (2017) 15:13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12964-017-0168-z
9. Hurst TP, Magiorkinis G. Kaasasündinud immuunvastuse aktiveerimine endogeense poolt retroviirused. 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. DNA metüülimise inhibeerimine põhjustab dsRNA, sealhulgas endogeensete retroviiruste kaudu vähi korral interferooni vastuse. 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 ja Nermin G. Inimese endogeensed retroviirus-H sisestamise sõeluuring. Molecular Medicine Reports (2013). DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2013.1295
12. Gröger V ja Cynis H. Inimese endogeensed retroviirused ja nende oletatav roll autoimmuunhäirete, nagu hulgiskleroos, tekkes. Eesmine Microbiol. (2018); 9: 265. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00265
***
