Vírus antigos estão fundidos em nosso DNA

Os cientistas relataram que uma proteína estranha percorre as veias das mulheres grávidas . Ninguém sabe ao certo para que serve.

O que torna essa proteína, chamada Hemo, tão incomum é que ela não é produzida pela mãe. Em vez disso, é produzido no feto e na placenta, por um gene originalmente originário de um vírus que infectou nossos ancestrais mamíferos há mais de 100 milhões de anos.


Hemo não é a única proteína com uma origem tão estranha: nosso DNA contém aproximadamente 100.000 pedaços de DNA viral. No total, eles representam cerca de 8% do genoma humano. E os cientistas estão apenas começando a descobrir o que esse DNA viral está fazendo conosco.

Aris Katzourakis, virologista da Universidade de Oxford, e seus colegas publicaram recentemente um comentário na revista Trends in Microbiology, no qual eles exploraram a possibilidade de que genes virais que produzem proteínas como Hemo estejam afetando nossa saúde de várias maneiras inesperadas .

Alguns de nossos vírus antigos podem estar nos protegendo de doenças; outros podem estar aumentando nossos riscos para o câncer, entre outras condições. “Não é um ou-ou – essas coisas são boas ou ruins? É muito mais complicado do que isso ”, disse Katzourakis em entrevista. “Mal estamos no início desta pesquisa.”

A maior parte do nosso DNA viral vem de um grupo em particular: retrovírus, um grupo que inclui o HIV.

Um retrovírus invade uma célula hospedeira e insere seus genes no DNA dessa célula. Esses genes virais cooptam a maquinaria da célula, usando-a para produzir novos vírus que escapam para infectar mais células.

Se um retrovírus infectar um óvulo ou esperma, seu DNA pode potencialmente ser passado para a próxima geração e a geração seguinte. Uma vez que os retrovírus se tornam clandestinos herdados, os cientistas se referem a eles como retrovírus endógenos.

A princípio, os retrovírus endógenos persuadem as células a produzir mais retrovírus que podem infectar outras células. Mas, ao longo das gerações, o DNA viral sofre mutação e os retrovírus endógenos acabam perdendo a capacidade de infectar novas células.

Mesmo depois de mancar, esses retrovírus endógenos ainda podem produzir suas proteínas. E eles também podem se reproduzir, de certa forma. Eles podem forçar as células a fazer cópias de seu DNA, que são inseridas de volta no genoma da célula.

Após uma única infecção, um retrovírus endógeno pode acumular centenas de cópias de si mesmo no DNA do hospedeiro.

Alguns retrovírus endógenos são exclusivos para os seres humanos, mas outros são encontrados em uma variedade de espécies. Em janeiro, o Dr. Katzourakis foi co-autor de um estudo mostrando que um retrovírus comum em mamíferos também está presente em peixes como bacalhau e atum . Os retrovírus, segundo o estudo, estavam invadindo nossos ancestrais marinhos há 450 milhões de anos – ou mesmo antes.

Assim como temos defesas contra vírus de vida livre, também desenvolvemos defesas contra retrovírus endógenos. Nossas células podem revestir seu DNA com moléculas que suprimem genes virais, por exemplo.

Mas às vezes esses genes virais conseguem ligar de qualquer maneira. Em muitos tipos de células tumorais, por exemplo, os cientistas encontram proteínas produzidas por retrovírus endógenos. Essa descoberta alimentou um longo debate: os retrovírus endógenos ajudam a causar câncer?

Estudos recentes sugerem que podem. Uma equipe de pesquisadores franceses projetou células humanas saudáveis ??para produzir uma proteína viral encontrada em muitos tumores e observou as células crescerem em uma placa de Petri.

A proteína fez com que as células se comportassem de formas suspeitas de câncer. Eles mudaram de forma, como as células cancerígenas, tornando-se longas e magras. E eles também começaram a se mover pelo prato .

Além disso, a proteína viral fez com que as células ativassem outros genes ligados ao câncer.

Mas John M. Coffin, virologista da Universidade Tufts, suspeita que essas proteínas virais sejam menos do que aparentam os olhos. Ele especula que, em muitos casos, as células cancerígenas produzem proteínas virais apenas porque estão ativando genes à vontade – tanto humanos quanto virais.

“Nossa posição inicial é que esse é um evento casual”, disse Coffin.

Mas, em certos casos, disse Coffin, domesticamos nossos vírus. Produzimos proteínas a partir de retrovírus endógenos para executar funções das quais dependemos. Alguns retrovírus endógenos oferecem proteção contra outros vírus, por exemplo.

E algumas proteínas virais são importantes para a reprodução. As placentas produzem proteínas virais, e os cientistas descobriram que alguns tipos, conhecidos como sincitinas, fundem células placentárias, uma etapa crucial no desenvolvimento fetal.

“Minha especulação é que, sem as sincitinas, a evolução dos mamíferos pareceria muito diferente”, disse Coffin.

Há cinco anos, a bióloga francesa Odile Heidmann e seus colegas procuraram retrovírus mais endógenos no genoma humano.

Heidmann, que trabalha no Gustave Roussy , um instituto de pesquisa de câncer em Paris, descobriu um trecho de DNA viral que havia sido esquecido. Ela e seus colegas deram o nome de Hemo.

O Dr. Heidmann ficou surpreso ao encontrar versões do Hemo em outras espécies. Entre os primatas, o gene que produz essa proteína quase não mudou ao longo dos tempos.

Sua consistência entre muitas espécies mostra que o gene e sua proteína devem ter um trabalho importante a fazer: “Não é simplesmente uma relíquia”, disse Heidmann. Mutações em Hemo devem ter sido prejudiciais ou até fatais para os animais infelizes que as tinham.

A placenta produz o Hemo, assim como as células do próprio embrião. Mas até agora a Dra. Heidmann e seus colegas não conseguiram descobrir o porquê.

“É muito, muito antiga, então precisa fazer alguma coisa”, disse ela. É possível, ela disse, que as proteínas Hemo sejam uma mensagem do feto para a mãe, umedecendo o sistema imunológico da mãe para que não ataque o feto.

Mas há outras possibilidades também.

O embrião inicial é um foco de atividade de retrovírus endógenos, estudos recentes demonstraram. Para entender por que as células embrionárias produzem proteínas virais, os cientistas realizaram experimentos para ver o que acontece quando os genes virais são silenciados.

Esses experimentos sugerem que as proteínas virais ajudam o embrião a desenvolver uma variedade de tecidos.

No início, as células de um embrião podem se transformar em qualquer tecido. À medida que essas células-tronco se dividem, elas podem perder essa flexibilidade, comprometendo-se a se tornar um tipo de célula ou outro. Depois disso, as células normalmente desligam seus genes virais.

As proteínas virais parecem ajudar a impedir que as células-tronco percam esse potencial. E Gkikas Magiorkinis, da Universidade de Atenas, especula que esse recurso possa ter uma origem sinistra.

Os vírus podem ter explorado embriões para fazer mais cópias deles mesmos. Ao manter seus hospedeiros como células-tronco por mais tempo, os vírus foram capazes de invadir mais partes do corpo do embrião.

“Quando o hospedeiro crescer, ele terá cópias no retrovírus na maioria de suas células”, disse Magiorkinis.

Essa estratégia pode fazer mais do que criar mais vírus. As células-tronco podem produzir óvulos e espermatozóides em embriões. Os vírus podem estar aumentando suas chances de entrar na próxima geração.

Em outras palavras, os embriões iniciais podem ter dependido dos truques que os vírus usam para manipulá-los. “Estamos explorando uma propriedade que evoluiu para o benefício do vírus”, disse Katzourakis.

Comente!