لا تزال بقايا الأوبئة الفيروسية القديمة على شكل تسلسلات الحمض النووي الفيروسي المدمجة في جينوماتنا نشطة لدى الأشخاص الأصحاء، وفقًا لبحث جديد نشرته أنا وزملائي مؤخرًا.
تشكل فيروسات HERVs، أو الفيروسات القهقرية البشرية الداخلية، حوالي 8% من الجينوم البشري، والتي خلفتها نتيجة للعدوى التي عانى منها أسلاف الإنسان من الرئيسيات منذ ملايين السنين. لقد أصبحوا جزءًا من الجينوم البشري بسبب طريقة تكاثرهم.
مثل فيروس نقص المناعة البشرية الحديث، كان على هذه الفيروسات القهقرية القديمة إدخال مادتها الجينية في جينوم مضيفها للتكاثر. عادةً لا ينتقل هذا النوع من المادة الوراثية الفيروسية من جيل إلى جيل. لكن بعض الفيروسات القهقرية القديمة اكتسبت القدرة على إصابة الخلايا الجرثومية، مثل البويضات أو الحيوانات المنوية، التي تنقل الحمض النووي الخاص بها إلى الأجيال القادمة. ومن خلال استهداف الخلايا الجرثومية، أصبحت هذه الفيروسات القهقرية مدمجة في جينومات أسلاف الإنسان على مدار ملايين السنين، وقد يكون لها آثار على كيفية فحص الباحثين للأمراض واختبارها اليوم.
الجينات الفيروسية النشطة في الجينوم البشري
تقوم الفيروسات بإدخال جينوماتها في مضيفيها على شكل بروفيروس. يوجد حوالي 30 نوعًا مختلفًا من الفيروسات القهقرية الذاتية البشرية في البشر اليوم، والتي تصل إلى أكثر من 60.000 من طلائع الفيروسات في الجينوم البشري. إنها تظهر التاريخ الطويل للعديد من الأوبئة التي تعرضت لها البشرية على مدار التطور. يعتقد العلماء أن هذه الفيروسات أصابت السكان على نطاق واسع، لأنها أصبحت ثابتة ليس فقط في الجينوم البشري ولكن أيضًا في جينومات الشمبانزي والغوريلا وغيرها من الرئيسيات.
أثبتت الأبحاث التي أجريت في مختبرنا وآخرين أن جينات فيروس HERV تنشط في الأنسجة المريضة، مثل الأورام، وكذلك أثناء التطور الجنيني البشري. لكن مدى نشاط جينات فيروس HERV في الأنسجة السليمة لا يزال غير معروف إلى حد كبير.
للإجابة على هذا السؤال، قرر مختبرنا التركيز على مجموعة واحدة من فيروسات HERV المعروفة باسم HML-2. هذه المجموعة هي أحدث مجموعة من الفيروسات القهقرية النشطة، حيث انقرضت منذ أقل من 5 ملايين سنة. وحتى الآن، لا تزال بعض طلائع الفيروس داخل الجينوم البشري تحتفظ بالقدرة على صنع البروتينات الفيروسية.
قمنا بفحص المادة الوراثية في قاعدة بيانات تحتوي على أكثر من 14000 عينة من الأنسجة المتبرع بها من جميع أنحاء الجسم. لقد بحثنا عن التسلسلات التي تطابق كل فيروس HML-2 في الجينوم ووجدنا 37 فيروسًا مختلفًا من فيروسات HML-2 التي لا تزال نشطة. تحتوي جميع عينات الأنسجة الـ 54 التي قمنا بتحليلها على بعض الأدلة على نشاط واحد أو أكثر من هذه الفيروسات. علاوة على ذلك، تحتوي كل عينة من الأنسجة أيضًا على مادة وراثية من طليعة فيروس واحدة على الأقل والتي لا يزال بإمكانها إنتاج بروتينات فيروسية.
دور HERVs في صحة الإنسان والمرض
إن حقيقة أن آلاف القطع من الفيروسات القديمة لا تزال موجودة في الجينوم البشري، ويمكنها حتى إنتاج البروتين، قد جذبت قدرًا كبيرًا من الاهتمام من الباحثين، خاصة وأن الفيروسات ذات الصلة التي لا تزال نشطة اليوم يمكن أن تسبب سرطان الثدي والأمراض الشبيهة بالإيدز في الحيوانات.
ما إذا كانت البقايا الجينية للفيروسات القهقرية البشرية الذاتية يمكن أن تسبب المرض لدى البشر لا تزال قيد الدراسة. اكتشف الباحثون جزيئات تشبه الفيروس من HML-2 في الخلايا السرطانية، وارتبط وجود المادة الوراثية HERV في الأنسجة المريضة بحالات مثل مرض لو جيريج، أو التصلب الجانبي الضموري، وكذلك التصلب المتعدد وحتى الفصام.
تضيف دراستنا زاوية جديدة لهذه البيانات من خلال إظهار أن جينات فيروس HERV موجودة حتى في الأنسجة السليمة. وهذا يعني أن وجود HERV RNA قد لا يكون كافيًا لربط الفيروس بالمرض.
والأهم من ذلك، أن هذا يعني أيضًا أن جينات أو بروتينات فيروس HERV لم تعد أهدافًا جيدة للأدوية. تم استكشاف فيروسات HERV كهدف لعدد من الأدوية المحتملة، بما في ذلك الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية، والأجسام المضادة لسرطان الثدي، وعلاجات الخلايا التائية للورم الميلانيني. العلاجات التي تستخدم جينات HERV كمؤشر حيوي للسرطان ستحتاج أيضًا إلى أن تأخذ في الاعتبار نشاطها في الأنسجة السليمة.
ومن ناحية أخرى، تشير أبحاثنا أيضًا إلى أن فيروسات HERV يمكن أن تكون مفيدة للناس. أشهر فيروس HERV مدمج في الجينوم البشري والحيواني، Syncytin، هو جين مشتق من فيروس قهقري قديم يلعب دورًا مهمًا في تكوين المشيمة. يعتمد الحمل في جميع الثدييات على البروتين المشتق من الفيروس والمشفر في هذا الجين.
وبالمثل، وجدت الفئران والقطط والأغنام أيضًا طريقة لاستخدام الفيروسات القهقرية الذاتية لحماية نفسها من الفيروس القديم الأصلي الذي خلقها. في حين أن هذه الجينات الفيروسية المدمجة غير قادرة على استخدام آلية مضيفها لإنشاء فيروس كامل، فإن ما يكفي من قطعها التالفة يدور في الجسم للتدخل في دورة تكرار فيروس أسلافها إذا واجهه المضيف. ويعتقد العلماء أن أحد فيروسات HERV ربما لعب هذا الدور الوقائي لدى البشر منذ ملايين السنين. تسلط دراستنا الضوء على عدد قليل من فيروسات HERVs التي كان من الممكن أن يستولي عليها جسم الإنسان أو يختارها في الآونة الأخيرة لنفس الغرض.
وتبقى مجهولة
يكشف بحثنا عن مستوى من نشاط فيروس HERV في جسم الإنسان لم يكن معروفًا من قبل، مما يثير العديد من الأسئلة كما أجاب.
لا يزال هناك الكثير لنتعلمه عن الفيروسات القديمة التي لا تزال باقية في الجينوم البشري، بما في ذلك ما إذا كان وجودها مفيدًا وما هي الآلية التي تحرك نشاطها. سيكون من المهم أيضًا معرفة ما إذا كان أي من هذه الجينات قد تم تحويله بالفعل إلى بروتينات.
إن الإجابة على هذه الأسئلة يمكن أن تكشف عن وظائف غير معروفة سابقًا لهذه الجينات الفيروسية القديمة وتساعد الباحثين بشكل أفضل على فهم كيفية تفاعل الجسم البشري مع التطور جنبًا إلى جنب مع بقايا الأوبئة القديمة.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: ايدان بيرن، جامعة تافتس
اقرأ أكثر:
يتلقى إيدان بيرن التمويل من المعهد الوطني للسرطان.