البشر لم تكن موجودة بدونها الفيروسات لأن البروتين الفيروسي يلعب دورًا رئيسيًا في تطور المرض الانسان جنين. ومع ذلك، فإنها تشكل في بعض الأحيان تهديدات وجودية في شكل أمراض كما هو الحال في جائحة كوفيد-19 الحالي. بسخرية، الفيروسات تشكل حوالي 8% من الجينوم الخاص بنا، والذي تم اكتسابه خلال مسار التطور، مما يجعلنا "كيميرا تقريبًا".
الكلمة الأكثر سوء السمعة والمروعة في عام 2020 بلا شك هي 'فيروس". الرواية التاجى مسؤول عن مرض COVID-19 الحالي غير المسبوق وانهيار الاقتصاد العالمي تقريبًا. كل هذا ناتج عن جسيم صغير لا يعتبر حتى حيًا "كاملًا" لأنه في حالة غير وظيفية خارج المضيف ، بينما يستمر في الداخل فقط عند إصابة المضيف. الأمر الأكثر إثارة للصدمة هو حقيقة أن البشر لقد كانوا يحملون "الجينات" الفيروسية منذ زمن سحيق وتشكل الجينات الفيروسية حاليًا حوالي 8٪ من الانسان الجينوم (1). فقط لوضع هذا في منظوره الصحيح، فقط ~ 1٪ الانسان الجينوم نشط وظيفيًا ومسؤول عن صنع البروتينات التي تحدد هويتنا.
قصة العلاقة بين البشر و الفيروسات بدأت قبل 20-100 مليون سنة عندما أصيب أسلافنا بالعدوى الفيروسات. تشتق كل عائلة من الفيروسات القهقرية الداخلية من عدوى واحدة للخلايا الجرثومية عن طريق فيروس قهقري خارجي المنشأ، والذي بعد اندماجه في أسلافنا، توسع وتطور (2). الانتشار يليه الانتقال الأفقي من الآباء إلى الأبناء، واليوم لدينا هذه الجينومات الفيروسية مدمجة في الحمض النووي الخاص بنا مثل الانسان الفيروسات القهقرية الذاتية (HERVs). هذه عملية مستمرة وربما تحدث في الوقت الحالي. على مدار التطور، اكتسبت هذه الفيروسات القهقرية طفرات، وأصبحت مستقرة في الانسان الجينوم وفقدت قدرتها على التسبب في المرض. الذاتية الفيروسات القهقرية ليسوا موجودين فقط في البشر ولكنها موجودة في كل الكائنات الحية. جميع هذه الفيروسات القهقرية الداخلية المنشأ المجمعة في ثلاث فئات (الفئات الأولى والثانية والثالثة) التي تحدث عبر أنواع حيوانية مختلفة تظهر علاقة تطورية تعتمد على تشابه تسلسلها (3) كما هو موضح في الشكل أدناه. تنتمي فيروسات HERV إلى المجموعة الأولى.
من بين الفيروسات القهقرية المختلفة الموجودة في الانسان الجينوم، وهو مثال كلاسيكي جدير بالذكر هنا، هو بروتين الفيروس القهقري الذي هو عبارة عن بروتين مغلف عالي النشوة يسمى سينسيتين، (5) وظيفته الأصلية في فيروس كان من المفترض أن تندمج مع الخلايا المضيفة لتسبب العدوى. وقد تم الآن تكييف هذا البروتين في البشر لتكوين المشيمة (اندماج الخلايا لتكوين خلايا متعددة النوى) التي لا توفر الغذاء للجنين من الأم أثناء الحمل فحسب، بل تحمي الجنين أيضًا من الجهاز المناعي للأم بسبب الطبيعة المثبطة للمناعة لبروتين السينسيتين. لقد أثبت هذا الفيروس HERV أنه مفيد للمريض الانسان العرق من خلال تحديد وجوده ذاته.
وقد تورطت فيروسات HERV أيضًا في توفير مناعة فطرية للمضيف عن طريق منع المزيد من العدوى من الأشخاص ذوي الصلة الفيروسات أو تقليل شدة المرض عند إعادة الإصابة بنوع مماثل من الفيروسات. تصف مراجعة أجراها كاتزوراكيس وأسود عام 2016 (6) هذا الأمر الداخلي الفيروسات يمكن أن تكون بمثابة عناصر تنظيمية للجينات التي تتحكم في وظيفة المناعة، مما يؤدي إلى تطوير المناعة. في نفس العام، أثبت تشوونج وآخرون (7) أن بعض فيروسات HERV تعمل كمعززات تنظيمية عن طريق تعديل التعبير عن الجينات المحفزة للإنترفيرون (الإنترفيرون) وبالتالي توفير مناعة فطرية. يمكن أن تعمل منتجات التعبير عن فيروس HERV أيضًا كأنماط جزيئية مرتبطة بالعوامل الممرضة (PAMPs)، مما يؤدي إلى تحفيز المستقبلات الخلوية المسؤولة عن خط دفاعات المضيف الأول (8-10).
جانب آخر مثير للاهتمام في HERVs هو أن بعضها يُظهر تعدد أشكال الإدراج ، أي أن هناك عددًا مختلفًا من النسخ الموجودة في الجينوم بسبب أحداث الإدراج. كشفت دراسة أجريت على 20 شخصًا ينتمون إلى مجموعات عرقية مختلفة عن وجود أنماط تعدد الأشكال بين 0-87٪ في جميع المواد (11). يمكن أن يكون لهذا آثار في التسبب في الأمراض عن طريق تنشيط جينات معينة تكون صامتة بخلاف ذلك.
كما ثبت أن بعض HERVs مرتبطة بتطور اضطرابات المناعة الذاتية مثل التصلب المتعدد (12). في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، يتم تنظيم تعبير HERV بإحكام أثناء وجوده في ظل ظروف مرضية بسبب التغيرات في البيئة الخارجية / الداخلية ، يمكن أن تسبب التغيرات الهرمونية و / أو التفاعل الجرثومي خلل في تنظيم تعبير HERV ، مما يؤدي إلى المرض.
الخصائص المذكورة أعلاه للفيروسات القهقرية تشير إلى أن وجودها ليس فقط في الانسان الجينوم أمر لا مفر منه، لكنها تمتلك القدرة على تنظيم توازن الجهاز المناعي إما عن طريق تنشيطه أو قمعه، وبالتالي التسبب في تأثيرات تفاضلية (من كونها مفيدة إلى التسبب في مرض) في المضيفين.
ينجم جائحة كوفيد-19 أيضًا عن فيروس قهقري SARS-nCoV-2، الذي ينتمي إلى عائلة الأنفلونزا، وقد يكون من المعقول، خلال مسار التطور، أن الجينومات المرتبطة بهذه العائلة من الفيروسات تم دمجها في الانسان الجينوم وهي موجودة الآن على شكل HERVs. من المفترض أن هذه الفيروسات القهقرية قد تظهر أشكالًا متعددة، كما ذكر أعلاه، بين الأشخاص من أعراق مختلفة. قد تكون هذه الأشكال المتعددة في شكل عدد نسخ تفاضلي لهذه الفيروسات القهقرية و/أو وجود أو عدم وجود طفرات (تغيرات في تسلسل الجينوم) متراكمة على مدى فترة من الزمن. قد يقدم هذا التباين في فيروسات HERV المدمجة تفسيرًا لمعدلات الوفيات التفاضلية وشدة مرض كوفيد-19 في البلدان المختلفة المتضررة من الوباء.
***
المراجع:
1. غريفيث دي جي 2001. الفيروسات القهقرية الذاتية في الانسان تسلسل الجينوم. الجينوم بيول. (2001); 2(6) المراجعات 1017. DOI: https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-6-reviews1017
2 - بوك ، دينار ؛ ستوي ، جي بي (1997). "الينقولات العكسية ، الفيروسات القهقرية الذاتية ، وتطور العناصر الرجعية". في نعش ، جم ؛ هيوز ، SH ؛ فارموس ، سعادة ، محرران. الفيروسات القهقرية. مطبعة مختبر كولد سبرينج هاربور. بميد 21433351.
3. فارجيو إل، وآخرون. تصنيف وتوصيف الانسان الفيروسات القهقرية الداخلية. أشكال الفسيفساء شائعة. علم الفيروسات القهقرية (2016); 13: 7. DOI: 10.1186 / s12977-015-0232 ذ
4. Classes_of_ERVs.jpg: Jern P، Sperber GO، Blomberg J (عمل مشتق: Fgrammen (talk)) ، 2010. متاح على الإنترنت على https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Classes_of_ERVs.svg تم الوصول إليه بتاريخ 07 مايو 2020
5. أشقر، جي إل. لافيليت، د؛ شينيت ، ف. بوتون، أو. أوريول ، ج. تشابل فرنانديز، س؛ ماندراندس ، س . ماليت، ف؛ كوسيت، فلوريدا (7 أبريل 2000). "بروتين سكري مغلف من الانسان باطني النمو الارتجاعي يتم التعبير عن HERV-W في المشيمة البشرية وخلايا الصمامات التي تعبر عن مستقبل الفيروس القهقري للثدييات من النوع D. جي فيرول. 74 (7): 3321–9. معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.1128/jvi.74.7.3321-3329.2000.
6. كاتزوراكيس أ، وأسود أ. التطور: داخلي المنشأ الفيروسات توفير اختصارات في المناعة المضادة للفيروسات. علم الأحياء الحالي (2016). 26: آر 427- آر 429. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.072
7. Chuong EB و Elde NC و Feschotte C. التطور التنظيمي للمناعة الفطرية من خلال الخيار المشترك للفيروسات القهقرية الذاتية. العلوم (2016) المجلد. 351 ، العدد 6277 ، ص 1083-1087. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad5497
8. Wolff F ، Leisch M ، Greil R ، Risch A ، Pleyer L. سيف ذو حدين (إعادة) التعبير عن الجينات بواسطة عوامل hypomethylating: من المحاكاة الفيروسية إلى الاستغلال كعوامل تمهيدية لتعديل نقطة التفتيش المناعية المستهدفة. إشارة Cell Commun (2017) 15:13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12964-017-0168-z
9. هيرست TP، ماجيوركينيس G. تفعيل الاستجابة المناعية الفطرية عن طريق الذاتية الفيروسات القهقرية. جي جين فيرول. (2015) 96:1207-1218. معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.1099/vir.0.000017
10. Chiappinelli KB ، Strissel PL ، Desrichard A ، Chan TA ، Baylin SB ، المراسلة S. يؤدي تثبيط مثيلة الحمض النووي إلى استجابة مضاد للفيروسات في السرطان عبر الرنا المزدوج الجديلة بما في ذلك الفيروسات القهقرية الذاتية. الخلية (2015) 162: 974-986. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.07.011
11. محراب جي، سيبل واي، كاني إس، سيفجي إم، ونرمين جي. الإنسان داخلي المنشأ الارتجاعي-H فحص الإدراج. تقارير الطب الجزيئي (2013). معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.3892/mmr.2013.1295
12. Gröger V و Cynis H. الفيروسات القهقرية البشرية الذاتية ودورها المفترض في تطوير اضطرابات المناعة الذاتية مثل التصلب المتعدد. ميكروبيول أمامي. (2018) ؛ 9: 265. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00265
***
