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8% do DNA humano vem de vírus, isso é muito bom para a imunidade




O conceito de que micróbios como os do intestino e da pele contribuem para a saúde humana não é novo. De fato, os cientistas também descobriram que centenas de milhares de fragmentos de DNA no corpo humano são derivados de vírus; esses fragmentos foram incorporados no corpo humano há muito tempo e transmitidos de geração em geração; e esses fragmentos de DNA e os vírus dos quais são derivados são conhecidos como "retrovírus endógenos".

O que esses DNAs virais fazem com o corpo humano? Não foi até anos recentes que as pessoas descobriram que esses materiais genéticos estranhos também podem desempenhar um papel no aumento da imunidade humana.

Yuanyu Jeng, ex-médico assistente do Departamento de Doenças Infecciosas do Hospital Geral de Veteranos de Taipei, explicou esse tópico em detalhes.

Um estudo no Science Journal: Fragmentos de DNA viral protegem contra a infecção viral

Um estudo publicado na Science em outubro de 2022 apontou que uma proteína chamada Suppressyn pode proteger as células humanas da infecção pelo vírus RD114.

Suppressyn pode ser produzido pelo próprio corpo humano, mas os cientistas descobriram através de análises aprofundadas que o DNA que produz Suppressyn no corpo humano foi introduzido por um vírus. Eles acreditam que o processo de invasão do vírus ocorreu em nossos ancestrais. O vírus pode ser transmitido de geração em geração, uma vez que infecta células germinativas, para começar. Então, hoje, os seres humanos geralmente possuem esse gene viral.

Portanto, todos nascem com genes virais herdados de seus ancestrais. Estudos descobriram agora que cerca de 8% da informação genética no DNA humano é composta de retrovírus endógenos.


Como a invasão retroviral altera o DNA celular?


O corpo humano pode produzir ácido ribonucleico (RNA) com referência à informação genética do DNA, produzindo assim a substância essencial que constitui o corpo humano – proteínas. "Transcrição" refere-se ao processo pelo qual o corpo humano produz RNA com referência ao DNA.

Naturalmente, o DNA do corpo humano precisa ser protegido, então os cientistas costumavam acreditar que o processo de transcrição de DNA em RNA é unidirecional e irreversível.

No entanto, os cientistas foram pegos de surpresa pela descoberta de "retrovírus", já que esses vírus podem usar células humanas com referência ao seu próprio RNA, fazer fragmentos de DNA com vírus e colocá-los no DNA das células. Em outras palavras, é possível que o DNA nas células de um organismo seja invadido e alterado.

Simplificando, os retrovírus podem inserir sua própria informação genética no DNA das células humanas, alterando assim seu DNA.

O vírus HIV que causa a AIDS e o vírus da hepatite B que causa a hepatite são retrovírus comuns.


Os vírus que alteram o DNA humano podem transformar as pessoas em "mutantes"?


Depois que o DNA humano for alterado, as pessoas serão transformadas em "mutantes", "ciborgues" ou "zumbis", como visto nos filmes?

Claro que não.

Por exemplo, o vírus da hepatite B apenas altera as células do fígado, enquanto o HIV tem como alvo as células T auxiliares. O DNA de outras células do corpo não é alterado. Em outras palavras, o DNA da prole do paciente não será afetado pelos vírus.

No entanto, se um retrovírus infecta células germinativas, como espermatogônia ou oogonia, e altera seu DNA, as alterações podem ser transmitidas para a prole do paciente e, em seguida, transmitidas de geração em geração.

Assim, todos nós nascemos com DNA viral que herdamos de nossos ancestrais que foram infectados com o vírus. Eles são chamados de retrovírus "endógenos", pois a informação de DNA desses vírus está "naturalmente" presente em nossos corpos.

Rastreando de volta à origem, os fragmentos retrovirais endógenos no DNA humano foram adquiridos a partir de infecção externa por nossos ancestrais. Outros animais, incluindo porcos, macacos e orangotangos, também contêm informações endógenas de retrovírus em seu DNA.


Os genes virais herdados de nossos ancestrais ainda podem causar infecção?


Quando foi descoberto pela primeira vez que havia fragmentos de vírus estranhos no DNA humano, os cientistas pensaram que eles poderiam ser apenas "fósseis" remanescentes de vírus antigos e não eram funcionais. Basicamente, os seres humanos ou outros animais sobrevivem depois de superar essas infecções virais, mas não podem se livrar do DNA estranho, então permanecem no DNA como "resíduos".

Os retrovírus endógenos humanos não foram considerados patogênicos ou infecciosos, mas foi confirmado que as células humanas podem produzir uma entidade viral chamada retrovírus endógeno humano K.

Embora este seja o único vírus completo descoberto até agora, os retrovírus endógenos realmente representam até 8% do DNA humano; outras partes de retrovírus, como fragmentos de RNA e partículas de proteína, também podem ser feitas a partir de células humanas.

Olhando de outra perspectiva, no processo de entrar nas células humanas e passar de geração em geração, alguns do DNA desses vírus se tornaram incompletos, alguns se tornaram inativos e alguns são até benéficos para os seres humanos.


Retrovírus endógenos têm efeitos bons e ruins no corpo humano


Como exemplo, o corpo produz uma proteína chamada sincina que estabiliza a estrutura placentária. Sem sincitina, as mulheres grávidas experimentarão condições e doenças relacionadas à placenta, como aborto espontâneo, restrição do crescimento fetal e pré-eclâmpsia.

Estudos descobriram que o gene que codifica a sincitina é trazido por um retrovírus endógeno, e a sincitina tem sido um fator de estabilidade crucial para a reprodução humana.

No entanto, algumas doenças, incluindo esclerose múltipla, esquizofrenia e transtorno bipolar, podem estar associadas a anormalidades de sincitina no sistema nervoso.

Estudos também descobriram que alguns outros componentes retrovirais endógenos também podem estar relacionados a doenças autoimunes, incluindo diabetes tipo 1 e artrite reumatoide.

É concebível que os genes virais herdados pelos seres humanos fossem originalmente "invasores" de nossos ancestrais. Depois de ser transmitido de geração em geração, o sistema imunológico gradualmente tolera a existência desses genes.

Então, é possível que o sistema imunológico considere esses genes virais como "invasores" estrangeiros e lance um ataque, causando doenças autoimunes? A este respeito, estudos atuais encontraram uma associação preliminar.

Se a desvantagem de um gene viral embutido no DNA humano são as doenças autoimunes, qual é a vantagem? Bem, ele permite que o sistema imunológico responda mais cedo, simulando um ambiente no corpo semelhante a uma invasão viral.


Retrovírus endógenos usam células comuns para combater vírus


Falando dos benefícios dos genes retrovirais endógenos para o corpo humano, o estudo da Science acima mencionado descobriu que uma proteína derivada de genes retrovirais endógenos, Supressina, tem propriedades antivirais.

O estudo também descobriu que as células-tronco placentárias e embrionárias têm altos níveis de expressão gênica Suppressyn, o que produz a proteína Suppressyn. Em outras palavras, o corpo humano já tem a capacidade de lutar contra vírus quando ainda está no estágio embrionário, o que nunca foi pensado no passado.


Então, como o Suppressyn combate infecções virais?


O vírus RD114 detectado pelos pesquisadores é um vírus comum em espécies felinas, como gatos domésticos. O vírus pode se ligar ao receptor ASCT2 na superfície das células humanas e infectar as células. Suppressyn pode interferir com o processo de ligação do vírus RD114 e do receptor ASCT2, impedindo assim que o vírus infecte as células.

Claro, as propriedades antivirais de Suppressyn são apenas um exemplo. Existem mais de 100.000 fragmentos de DNA de retrovírus endógenos no corpo humano e ajudam o sistema imunológico a lutar contra os vírus de mais de uma maneira.

Por exemplo, a invasão do vírus estimulará o corpo a produzir anticorpos com alta capacidade de ligação. É uma das funções do sistema imunológico adquirido.

Por que é chamado de imunidade "adquirida"? Isso ocorre porque quando o corpo humano é exposto a um patógeno, o sistema imunológico precisa identificar as características do patógeno antes que ele possa produzir anticorpos através do "aprendizado adquirido". Portanto, leva tempo para o corpo humano produzir anticorpos, e os anticorpos só podem lutar contra um alvo específico.

No entanto, depois que o vírus invade o corpo humano, ele também produz uma substância chamada RNA de fita dupla, que pode desencadear e ativar o sistema imunológico inato e melhorar as capacidades antivirais. A resposta imune inata tem um efeito amplo, pois o processo não requer a identificação de características específicas do vírus. A imunidade inata pode combater rapidamente infecções virais quando a imunidade adquirida falha.

Estudos descobriram que algumas células ativam os genes retrovirais endógenos, expressam RNA de fita dupla e chamam o sistema imunológico para fazer uma resposta mais forte quando vírus estranhos invadem. Tais achados foram observados em experimentos celulares com influenza A.

Os retrovírus endógenos do DNA humano também têm outras formas de combater os vírus, como a "interferência do receptor" descrita abaixo.

Existem muitas etapas complexas no processo pelo qual um vírus invade uma célula, se replica em grande número e, em seguida, deixa a célula. As células humanas podem usar os genes retrovirais endógenos para produzir uma variedade de componentes semelhantes a vírus que podem ocupar as posições onde os vírus precisam se ligar, como os receptores de entrada celular ou as vias de saída. Existem também componentes que podem interferir na atividade viral, como o processo de replicação viral.

De fato, cada célula do corpo humano tem um conjunto completo de informações de DNA, incluindo fragmentos de DNA de todos os retrovírus endógenos. Em teoria, muitas células do corpo têm o potencial de utilizar esses DNAs virais. Isso equivale a lançar uma "defesa anti-vírus total" com células comuns do corpo humano, em vez de depender apenas de células imunes.


Retrovírus endógenos podem ser úteis na detecção de câncer


Fragmentos de retrovírus endógenos no DNA humano podem ter outra aplicação.

Verificou-se que as células cancerosas são particularmente propensas a ativar a expressão desses genes retrovirais endógenos. É incerto se as células se deterioram e se tornam cancerosas porque esses genes são ativados anormalmente, ou se as células cancerosas têm esses genes ativados.

Em qualquer caso, há mais uma diferença identificável entre as células cancerosas e as células normais que podemos ser capazes de utilizar. Isso ocorre porque os produtos de expressão desses genes são componentes virais antigos e, com base na imunoterapia contra o câncer existente, eles podem induzir o sistema imunológico a atingir os genes retrovirais endógenos que são ativados nas células cancerígenas. É uma abordagem promissora para o tratamento do câncer.


Source:

Cornell University

Journal reference:

Frank, J.A., et al. (2022) Evolution and antiviral activity of a human protein of retroviral origin. Science. doi.org/10.1126/science.abq7871.


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