Mense sou daarsonder nie bestaan het nie virusse omdat virale proteïen 'n sleutelrol speel in die ontwikkeling van menslike embrio. Dit hou egter soms eksistensiële bedreigings in in die vorm van siektes soos in die geval van die huidige COVID-19-pandemie. Ironies genoeg, virusse beslaan ~8% van ons genoom, wat in die loop van evolusie verkry is, wat ons "feitlik 'n chimera" maak.
Die mees berugte en aaklige woord van die jaar 2020 is sonder twyfel 'virus'. Die roman corona is verantwoordelik vir die huidige ongekende COVID-19-siekte en 'n amperse ineenstorting van die wêreldekonomie. Dit alles word veroorsaak deur 'n klein deeltjie wat nie eers as 'volledig' lewend beskou word nie, want dit is in 'n nie-funksionele toestand buite die gasheer, terwyl dit net binne bly voortduur wanneer die gasheer besmet is. Meer verrassend en skokkend is die feit dat die mense dra die virale "gene" sedert die vroegste tye en tans maak virale gene ~8% van die menslike genoom (1). Net om dit in perspektief te plaas, slegs ~1% menslike genoom is funksioneel aktief verantwoordelik vir die maak van proteïene wat bepaal wie ons is.
Die verhaal van verhouding tussen mense en virusse 20-100 miljoen jaar gelede begin toe ons voorouers deur besmet geraak het virusse. Elke endogene retrovirusfamilie is afgelei van 'n enkele infeksie van die kiemlynselle deur 'n eksogene retrovirus wat na integrasie in ons voorouer, uitgebrei en ontwikkel het (2). Die voortplanting gevolg deur die horisontale oordrag van ouers na nageslag en vandag het ons hierdie virale genome ingebed in ons DNA as menslike endogene retrovirusse (HERVs). Dit is 'n deurlopende proses en kan selfs op die oomblik gebeur. In die loop van evolusie het hierdie HERV's mutasies opgedoen, gestabiliseer in die menslike genoom en het hul vermoë verloor om die siekte te veroorsaak. Die endogene retrovirusse is nie net teenwoordig in mense maar is alomteenwoordig in alle lewende organismes. Al hierdie endogene retrovirusse gegroepeer in drie klasse (Klas I, II en III) wat oor verskillende dierspesies voorkom, vertoon 'n filogenetiese verwantskap gebaseer op hul volgorde-ooreenkoms (3) soos uitgebeeld in Figuur hieronder. HERVs behoort aan die Klas I-groep.
Van die verskillende ingebedde retrovirusse wat in die menslike genoom, 'n klassieke voorbeeld wat die moeite werd is om hier te noem, is dié van 'n retrovirale proteïen wat hoogs fusogeniese omhulselproteïen is genaamd syncytin, (5) waarvan die oorspronklike funksie in die virus was om met gasheerselle te versmelt om infeksie te veroorsaak. Hierdie proteïen is nou aangepas in mense om plasenta te vorm (samesmelting van selle om meerkernige selle te maak) wat nie net voedsel aan fetus van die moeder verskaf tydens swangerskap nie, maar ook die fetus beskerm teen die moeder se immuunstelsel as gevolg van die immuunonderdrukkende aard van die sinsitienproteïen. Hierdie spesifieke HERV het bewys dat dit voordelig is vir die menslike ras deur sy bestaan te definieer.
HERVs is ook betrokke by die verskaffing van aangebore immuniteit aan die gasheer deur te verhoed dat verdere infeksie verband hou virusse of die vermindering van die erns van die siekte by her-infeksie deur soortgelyke tipe van virusse. 'n 2016 resensie deur Katzourakis en Aswad (6) beskryf dat endogene virusse kan optree as regulatoriese elemente vir gene wat immuunfunksie beheer, wat lei tot immuniteitsontwikkeling. In dieselfde jaar het Chuong et al (7) gedemonstreer dat sekere HERV's as regulatoriese versterkers optree deur die uitdrukking van IFN (interferon) induseerbare gene te moduleer en sodoende aangebore immuniteit te verskaf. HERV-uitdrukkingprodukte kan ook as patogeen-geassosieerde molekulêre patrone (PAMPs) optree, wat die sellulêre reseptore veroorsaak wat verantwoordelik is vir gasheer se eerste lyn van verdediging (8-10).
Nog 'n interessante aspek van HERV's is dat sommige van hulle invoegingspolimorfismes toon, dws verskillende aantal kopieë is in die genoom aanwesig as gevolg van invoegingsgebeure. 'n Studie van 20 proefpersone wat aan verskillende etniese groepe behoort, het invoegingspolimorfismepatrone tussen 0-87% in alle proefpersone aan die lig gebring (11). Dit kan implikasies hê om siektes te veroorsaak deur die aktivering van sekere gene wat andersins stil is.
Daar is ook getoon dat sekere HERV's geassosieer word met die ontwikkeling van outo-immuunafwykings soos veelvuldige sklerose (12). Onder normale fisiologiese toestande word HERV-uitdrukking styf gereguleer terwyl onder patologiese toestande as gevolg van veranderinge in die eksterne/interne omgewing, hormonale veranderinge en/of mikrobiese interaksie disregulering van HERV-uitdrukking kan veroorsaak, wat tot siekte lei.
Die bogenoemde kenmerke van HERVs dui daarop dat nie net hul teenwoordigheid in menslike genoom is onvermydelik, maar hulle beskik oor die vermoë om die homeostase van die immuunstelsel te reguleer, hetsy deur dit te aktiveer of te onderdruk, en daardeur differensiële effekte (van voordelig tot 'n siekte te veroorsaak) in gashere veroorsaak.
Die COVID-19-pandemie word ook veroorsaak deur 'n retrovirus SARS-nCoV-2, wat aan die griepfamilie behoort, en dit kan waarskynlik wees dat, gedurende die verloop van evolusie, genome verwant aan hierdie familie van virusse het geïntegreer in die menslike genoom en is nou teenwoordig as HERV's. Daar word aanvaar dat hierdie HERV's verskillende polimorfismes kan toon, soos hierbo genoem, onder mense van verskillende etnisiteit. Hierdie polimorfismes kan in die vorm wees van differensiële kopiegetal van hierdie HERV's en/of teenwoordigheid of afwesigheid van mutasies (veranderinge in die genoomvolgorde) wat oor 'n tydperk opgehoop is. Hierdie variasie in die geïntegreerde HERV's kan 'n verduideliking bied vir die differensiële sterftesyfers en die erns van COVID-19-siekte in verskillende lande wat deur die pandemie beïnvloed word.
***
Verwysings:
1. Griffiths DJ 2001. Endogene retrovirusse in die menslike genoomvolgorde. Genoom Biol. (2001); 2(6) Resensies 1017. DOI: https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-6-reviews1017
2. Boeke, JD; Stoye, JP (1997). "Retrotransposons, endogene retrovirusse, en die evolusie van retro-elemente". In Doodskis, JM; Hughes, SH; Varmus, HE (reds.). Retrovirusse. Cold Spring Harbor Laboratory Press. PMID 21433351.
3. Vargiu L, et al. Klassifikasie en karakterisering van menslike endogene retrovirusse; mosaïekvorme is algemeen. Retrovirologie (2016); 13: 7. DOI: 10.1186 / s12977-015-0232-y
4. Classes_of_ERVs.jpg: Jern P, Sperber GO, Blomberg J (afgeleide werk: Fgrammen (bespreking)), 2010. Aanlyn beskikbaar by https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Classes_of_ERVs.svg Toegang op 07 Mei 2020
5. Blond, JL; Lavillette, D; Cheynet, V; Bouton, O; Oriol, G; Kapel-Fernandes, S; Mandrandes, S; Mallet, F; Cosset, FL (7 April 2000). "'n Omhulsel glikoproteïen van die menslike endogene retrovirus HERV-W word uitgedruk in die menslike plasenta en smelt selle saam wat die tipe D soogdier retrovirus reseptor uitdruk”. J. Virol. 74 (7): 3321–9. DOI: https://doi.org/10.1128/jvi.74.7.3321-3329.2000.
6. Katzourakis A, en Aswad A. Evolusie: endogeen Virusse Verskaf kortpaaie in antivirale immuniteit. Huidige Biologie (2016). 26: R427-R429. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.072
7. Chuong EB, Elde NC, en Feschotte C. Regulerende evolusie van aangebore immuniteit deur ko-opsie van endogene retrovirusse. Wetenskap (2016) Vol. 351, Uitgawe 6277, pp. 1083-1087. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad5497
8. Wolff F, Leisch M, Greil R, Risch A, Pleyer L. Die tweesnydende swaard van (her)uitdrukking van gene deur hipometilerende middels: van virale nabootsing tot uitbuiting as primermiddels vir geteikende immuunkontrolepuntmodulasie. Cell Commun Signal (2017) 15:13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12964-017-0168-z
9. Hurst TP, Magiorkinis G. Aktivering van die aangebore immuunrespons deur endogene retrovirusse. 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, Korrespondensie S. Inhiberende DNA-metilering veroorsaak 'n interferonreaksie in kanker via dsRNA insluitend endogene retrovirusse. 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 en Nermin G. Menslike endogene retrovirus-H invoeging sifting. Molekulêre Geneeskunde Verslae (2013). DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2013.1295
12. Gröger V, en Cynis H. Menslike endogene retrovirusse en hul vermeende rol in die ontwikkeling van outo-immuunafwykings soos veelvuldige sklerose. Voorste Microbiol. (2018); 9: 265. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00265
***
