Los retrovirus reescriben el genoma del koala y causan cáncer

Koala en estado salvaje. Crédito: Prof. Gillette

El retrovirus koala (KoRV) es un virus que, como otros retrovirus como el VIH, se introduce en ADN Para una célula infectada. En algún momento de los últimos 50.000 años, el coronavirus emergente ha infectado óvulos o espermatozoides de koalas, lo que ha dado como resultado una descendencia que porta el retrovirus en cada célula del cuerpo.

Todo el grupo de koalas en Queensland y Nueva Gales del Sur en Australia ahora porta copias de KoRV en su genoma. Todos los animales, incluidos los humanos, han estado expuestos a una infección de “línea germinal” similar por retrovirus en algún momento de su historia evolutiva y contienen muchos retrovirus antiguos en sus genomas. Estos retrovirus han mutado, durante millones de años, en formas degradadas e inactivas que ya no son dañinas para el huésped.

Dado que este proceso ocurrió en la mayoría de las especies animales hace millones de años, se desconocen los impactos directos en la salud del huésped en ese momento, pero se sospecha desde hace algún tiempo que la invasión del genoma por un retrovirus puede tener efectos adversos significativos para la salud. Los koalas se encuentran en una etapa muy temprana de este proceso cuando los retrovirus aún están activos y se pueden estudiar estos efectos sobre la salud.

Debido a que los retrovirus pueden causar cáncer, se ha pensado en un vínculo entre el coronavirus emergente y una mayor incidencia de linfoma, leucemia y otros cánceres en los koalas del norte de Australia. Para investigar esta asociación, los científicos de Leibniz-IZW secuenciaron ADN de koalas salvajes plagados de cáncer. Esto les permitió detectar con precisión la cantidad de copias de KoRV en los genomas de koala y señalar las ubicaciones exactas donde el retrovirus insertó su ADN. Al comparar esta información entre tejidos sanos y un tumor en koalas individuales, y al comparar los sitios de inserción entre koalas individuales, encontraron múltiples vínculos entre KoRV y genes que se sabe que están involucrados en el tipo de cáncer a los que son susceptibles los koalas.

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Cada koala lleva entre 80 y 100 copias heredadas de KoRV en su genoma. Las ubicaciones genómicas de la mayoría de estos organismos no se comparten entre los koalas, lo que indica la rápida expansión y acumulación de copias de KoRV en la población. “Cada vez que los retrovirus se copian a sí mismos y se vuelven a insertar en el genoma, causan una mutación que podría alterar la expresión genética, lo que podría dañar al huésped”, dice el profesor Alex Greenwood, Jefe de Enfermedades de la Vida Silvestre en Leibniz-IZW. Esto significa que, al copiarse repetidamente a sí mismo en nuevas ubicaciones en el genoma, KoRV está dotando actualmente de una carga útil de mutación alta a la población de koalas.

El tejido tumoral contiene muchas copias nuevas de KoRV, lo que indica que KoRV es más activo en las células cancerosas. Estas copias generalmente estaban cerca de genes relacionados con el cáncer. Las nuevas introducciones de KoRV en tejidos tumorales afectaron la expresión génica en su vecindad. Tales cambios en la expresión génica asociados con el cáncer pueden conducir a un mayor crecimiento y proliferación celular, dando lugar a tumores. Aunque existen otros factores que también pueden contribuir al cáncer en los koalas, es probable que la carga de mutaciones del coronavirus emergente aumente la frecuencia de las células cancerosas y acorte el tiempo de desarrollo del cáncer.

En un koala, se encontró una copia de KoRV que incluía un gen completo relacionado con el cáncer del genoma del koala en su secuencia de ADN. Esta expresión de este gen aumentó considerablemente y probablemente causó cáncer en este koala en particular. Si este virus mutado es transmisible, será una de las principales preocupaciones de los esfuerzos de conservación de los koalas. Una comparación de la ubicación genómica de KoRV entre koalas también indica que KoRV puede predisponer a los koalas a tumores específicos, y los koalas participan en la introducción de KoRV en genes específicos relacionados con el cáncer que padecen tipos similares de cáncer que podrían transmitirlos a su descendencia. En todos los koalas estudiados, hubo “puntos calientes” en el genoma donde KoRV se introdujo repetidamente. Estos puntos calientes también se encuentran cerca de genes relacionados con el cáncer. “En resumen, entonces, encontramos múltiples vínculos a nivel genómico entre genes relacionados con el cáncer y KoRV, revelando las formas en que KoRV se encuentra en la alta frecuencia de cáncer en koalas”, explica Gail McEwen, científica de Leibniz-IZW.

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Los resultados destacan las consecuencias adversas para la salud que pueden sufrir las especies silvestres después de la infección por retrovirus. Las invasiones de la línea germinal se han expuesto repetidamente durante la evolución de los vertebrados y han dado forma a los genomas de los vertebrados, incluidos los linajes que condujeron a los humanos modernos. Lo más probable es que estos estuvieran relacionados con efectos adversos graves para la salud, que deben tolerarse y abordarse para garantizar la supervivencia de la especie. Los científicos de Leibniz-IZW han demostrado previamente que los retrovirus antiguos que se encuentran en el genoma del koala ayudan a la rápida degradación de KoRV. El koala se encuentra en una carrera para sobrevivir a los efectos de KoRV el tiempo suficiente para que el virus se degrade. Dadas las muchas amenazas a las que están expuestos los koalas, es una carrera que necesitan ganar.

Referencia: “Las integraciones de retrovirus contribuyen a tasas más altas de cáncer del huésped durante la invasión de la línea germinal” Por McEwen GK, Alquezar-Planas DE, Dayaram A, Gillett A, Tarlinton R, Mongan N, Chappell KJ, Henning J, Tan M, Timms P Roca All Greenwood, Young PR, 26 de febrero de 2021 Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-021-21612-7

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