Wirusolog: SARS-CoV-2 może aktywować drzemiące w naszym DNA geny retrowirusów HERV

PAP: Badania nad SARS-CoV-2 wciąż nas zaskakują, odkrywane są nowe oblicza tego wirusa. Ostatnio stwierdzono, że aktywuje on produkcję białka otoczki ludzkich endogennych retrowirusów (HERV), uśpionych w limfocytach krwi i tkankach, co wpływa na nasilenie stanu zapalnego i uszkodzenie płuc, serca i mózgu. To jeszcze bardziej może komplikować przebieg choroby COVID-19 - ale też uświadamia, że drzemiące w naszym genomie tajemnicze retrowirusy mogą nam zaszkodzić.

Prof. Agnieszka Szuster-Ciesielska: Geny retrowirusowe HERV połączyły się z genami naszych przodków już dość dawno, bo przed około 40 mln lat. Nie zostały wyeliminowane w trakcie ewolucji, ponieważ okazały się potrzebne.

PAP: Jaką zatem ważną rolę pełnią?

Prof. Sz-C.: Pełnią ważna rolę fizjologiczną, gdyż umożliwiają rozwój prawidłowego łożyska i zabezpieczają płód przed odrzuceniem przez organizm matki.

PAP: W jakiej części genomu się znajdują geny retrowirusowe, w tej tzw. niekodującej, stanowiącej większość naszego DNA?

Prof. Sz.-C: Tak. Większość HERV nie ulega ekspresji ze względu na liczne unieczynniające mutacje. Wirusy te są ponadto często wyciszane za pomocą mechanizmów epigenetycznych. Niektóre HERV są jednak aktywne i ich ekspresja jest regulowana przez wiele różnych czynników, np. czynniki infekcyjne.

PAP: Materiał genetyczny retrowirusów zawsze jest w całości uśpiony?

Prof. Sz.-C: Wirusy HERV są na ogół ciche, nieaktywne i „milczące”, jednak w pewnych warunkach mogą ulegać aktywacji. Powodem tej aktywacji może być promieniowanie rentgenowskie lub ultrafioletowe. Tak się zdarza w przebiegu łuszczycy. Aktywację genów retrowirusowych mogą też spowodować pewne białka uczestniczące w rozwoju stanów zapalnych, nazywane cytokinami. Jest to jeszcze jeden z powodów, żeby nie dopuszczać do rozwoju długotrwałego stanu zapalnego. Tak jak w przypadku choroby COVID-19.

PAP: Geny retrowirusowe mogą także ulegać aktywacji podczas infekcji? Wskazuje na to najnowsze okrycie, że potrafią to robić wirusy SARS-CoV-2?

Prof. Sz.-C: Tak, mogą to spowodować różnego typu infekcje wirusowe, np. zakażenia wirusem Epsteina-Barra, opryszczki, grypy i cytomegalowirusem. Uruchomienie genów retrowirusowych powoduje, że produkowane są białka otoczkowe retrowirusa. To właśnie z tego powodu badacze postanowili sprawdzić, czy wirus SARS-CoV-2 również jest zdolny do aktywacji tych genów.

PAP: I potwierdzono, że jest zdolny.

Prof. Sz.-C: Najpierw badania przeprowadzono na limfocytach zdrowych dawców krwi. Okazało się, że u jednej trzeciej z nich pod pływem wirusa SARS-CoV-2 komórki te produkcją białka otoczkowe retrowirusów. Zaczęto zatem badać również osoby z COVID-19 w różnych stadiach choroby. I także u nich obecne było białko otoczkowe retrowirusa endogennego. Ale co ciekawe okazało się, że jego stężenie korelowało z natężeniem objawów chorobowych. U pacjentów z ciężkim przebiegiem COVID-19, którzy musieli być leczeni na oddziale intensywnej terapii, wykrywano zdecydowanie większe stężenie tych białek niż u chorych, którzy przechodzili chorobę lekko lub bezobjawowo.

PAP: Co to oznacza?

Prof. Sz.-C: Przede wszystkim to, że białko otoczkowe endogennych retrowirusów może być czynnikiem prognostycznym. Gdy jego stężenie rośnie, może to sugerować, w jakim kierunku zmierza choroba. Prace naukowców ujawniły też, że białko to może być bezpośrednio zaangażowane w nasilenie objawów chorobowych, a także odpowiadać za pojawienie się odległych powikłań, zwłaszcza neurologicznych i psychicznych. Badania pośmiertne pacjentów chorych na COVID-19 wykazały bowiem obecność tego białka w różnych narządach człowieka, na przykład w układzie oddechowym oraz w mózgu.

PAP: Na tej podstawie można byłoby prognozować u kogo z ozdrowieńców może się rozwinąć tzw. long-Covid?

Prof. Sz.-C: Nad tym właśnie zastanawiają się badacze, tym bardziej, że w long-Covid pojawiają się też objawy ze strony układu nerwowego.

PAP: Czy pod wpływem takich infekcji jak wirus SARS-CoV-2 mogą być uaktywniane drzemiące w naszym genomie retrowirusy, czy tylko ich białka otoczkowe?

Prof. Sz.-C: Nie, nie mówimy o całych retrowirusach, jedynie o ich białkach. Absolutnie nie jest tak, że pod wpływem koronawirusa czy innych wirusów nagle w naszym organizmie odnawia się i powstaje na przykład wirus HIV. Cały wirus nie może powstać. Białka wirusów endogennych mają właściwości prozapalne i autoimmunizacyjne. Powstałe białka retrowirusów mogą się przyczynić do rozwoju niektórych schorzeń, takich jak schizofrenia i stwardnienie rozsiane. U pacjentów ze stwardnieniem rozsianym wykrywano we krwi właśnie białka otoczkowe retrowirusów.

PAP: Geny retrowirusowe mogą wpływać na powstawanie chorób autoimmunologicznych?

Prof. Sz.-C: Tak, pojawiły się już doniesienia naukowe na ten temat. Endogenne HERV mogą wyzwalać takie choroby autoimmunologiczne jak reumatoidalne zapalenie stawów czy toczeń układowy.

PAP: Wirus SARS-CoV-2 ma tak wiele właściwości, czy raczej lepiej go poznajemy, bo na całym świecie, także w Polsce, bada się go wyjątkowo intensywnie?

Prof. Sz.-C: To prawda, badania tego wirusa są wyjątkowo intensywne. Coraz więcej jest też obserwacji odległych skutków COVID-19. Aż 30 proc. osób zakażonych koronawirusem, po przejściu choroby COVID-19, obojętnie jakiej – objawowej czy bezobjawowej, lekkiej czy ciężkiej, po kilku miesiącach doświadcza choć jednego długotrwałego objawu. A są to różnego rodzaju dolegliwości, zarówno ze strony układu nerwowego, układu oddechowego, jak też sercowo-naczyniowego. To będzie wkrótce poważne wyzwanie dla całego sytemu opieki medycznej, na co najmniej kolejne miesiące.

PAP: Nie wiadomo jak będzie wyglądała kolejna fala zachorowań na COVID-19, ale między jedną a drugą falą coraz więcej może być pacjentów wymagających pomocy z powodu long-Covid.

Prof. Sz.-C: Są już ośrodki rehabilitacyjne dla tych pacjentów, ale może się okazać, że jest ich zdecydowanie za mało. Już teraz wiele osób doświadczających tych długotrwałych symptomów musi sama zmagać się z tym problemem, szukając pomocy u lekarzy różnych specjalności. (PAP)

Autor: Zbigniew Wojtasiński (PAP)

dsk/