Les humains sont des virus à 8 % – comment l’ancien ADN viral présent dans votre génome joue un rôle dans la maladie et le développement

Les vestiges d’anciennes pandémies virales, sous la forme de séquences d’ADN viral intégrées dans nos génomes, sont toujours actifs chez les personnes en bonne santé, selon une nouvelle étude que mes collègues et moi-même avons récemment publiée.

Les HERV, ou rétrovirus endogènes humains, représentent environ 8 % du génome humain. Ils sont le résultat d’infections dont ont souffert les ancêtres primates de l’humanité il y a des millions d’années. Ils sont devenus partie intégrante du génome humain en raison de leur mode de réplication.

Comme le VIH moderne, ces rétrovirus anciens devaient insérer leur matériel génétique dans le génome de leur hôte pour se répliquer. Habituellement, ce type de matériel génétique viral n’est pas transmis de génération en génération. Mais certains rétrovirus anciens ont acquis la capacité d’infecter les cellules germinales, comme l’ovule ou le sperme, qui transmettent leur ADN aux générations futures. En ciblant les cellules germinales, ces rétrovirus se sont incorporés dans les génomes ancestraux de l’homme au cours de millions d’années et pourraient avoir des implications sur la façon dont les chercheurs dépistent et testent les maladies aujourd’hui.

Gènes viraux actifs dans le génome humain

Les virus insèrent leurs génomes dans leurs hôtes sous la forme d’un provirus. Il existe aujourd’hui environ 30 types différents de rétrovirus endogènes humains chez l’homme, ce qui représente plus de 60 000 provirus dans le génome humain. Ils témoignent de la longue histoire des nombreuses pandémies auxquelles l’humanité a été soumise au cours de l’évolution. Les scientifiques pensent que ces virus ont autrefois largement infecté la population, car ils se sont fixés non seulement dans le génome humain, mais aussi dans celui des chimpanzés, des gorilles et d’autres primates.

Les recherches de notre laboratoire et d’autres ont démontré que les gènes HERV sont actifs dans les tissus malades, tels que les tumeurs, ainsi que pendant le développement embryonnaire humain. Mais le degré d’activité des gènes HERV dans les tissus sains était encore largement inconnu.

Pour répondre à cette question, notre laboratoire a décidé de se concentrer sur un groupe de HERVs connu sous le nom de HML-2. Ce groupe est le plus récemment actif des HERVs, s’étant éteint il y a moins de 5 millions d’années. Aujourd’hui encore, certains de ses provirus dans le génome humain conservent la capacité de fabriquer des protéines virales.

Nous avons examiné le matériel génétique d’une base de données contenant plus de 14 000 échantillons de tissus donnés provenant de tout le corps humain. Nous avons recherché des séquences correspondant à chaque provirus HML-2 dans le génome et avons trouvé 37 provirus HML-2 différents qui étaient encore actifs. Les 54 échantillons de tissus que nous avons analysés présentaient des signes d’activité d’un ou plusieurs de ces provirus. En outre, chaque échantillon de tissu contenait également le matériel génétique d’au moins un provirus qui pouvait encore produire des protéines virales.

Les HERV ont influencé l’homme d’une manière que les chercheurs ne comprennent pas encore.

Le rôle des HERVs dans la santé et les maladies humaines.

Le fait que des milliers de morceaux d’anciens virus existent encore dans le génome humain et peuvent même créer des protéines a attiré une attention considérable de la part des chercheurs, en particulier parce que des virus apparentés encore actifs aujourd’hui peuvent causer le cancer du sein et des maladies semblables au SIDA chez les animaux.

La question de savoir si les restes génétiques des rétrovirus endogènes humains peuvent provoquer des maladies chez l’homme est encore à l’étude. Les chercheurs ont repéré des particules de type viral provenant de HML-2 dans des cellules cancéreuses, et la présence de matériel génétique HERV dans des tissus malades a été associée à des maladies telles que la maladie de Lou Gehrig ou la sclérose latérale amyotrophique, ainsi que la sclérose en plaques et même la schizophrénie.

Notre étude ajoute un nouvel angle à ces données en montrant que les gènes HERV sont présents même dans les tissus sains. Cela signifie que la présence de l’ARN du HERV peut ne pas être suffisante pour relier le virus à une maladie.

Ce qui est important, c’est que cela signifie également que les gènes ou les protéines des HERV ne sont peut-être plus de bonnes cibles pour les médicaments. Les HERV ont été explorés en tant que cible pour un certain nombre de médicaments potentiels, notamment les antirétroviraux, les anticorps contre le cancer du sein et les thérapies par cellules T contre le mélanome. Les traitements utilisant les gènes HERV comme biomarqueur du cancer devront également tenir compte de leur activité dans les tissus sains.

Un fœtus en développement partage quelques points communs avec les virus.

D’autre part, nos recherches suggèrent également que les HERVs pourraient même être bénéfiques pour l’homme. Le HERV le plus célèbre intégré dans les génomes humains et animaux, la syncytine, est un gène dérivé d’un ancien rétrovirus qui joue un rôle important dans la formation du placenta. La grossesse chez tous les mammifères dépend de la protéine dérivée du virus codée dans ce gène.

De la même manière, les souris, les chats et les moutons ont également trouvé un moyen d’utiliser les gènes endogènes du virus de l’immunodéficience humaine.rétrovirus pour se protéger contre l’ancien virus qui les a créés. Bien que ces gènes viraux intégrés soient incapables d’utiliser la machinerie de leur hôte pour créer un virus complet, suffisamment de leurs morceaux endommagés circulent dans l’organisme pour interférer avec le cycle de réplication de leur virus ancestral si l’hôte le rencontre. Les scientifiques pensent qu’un HERV pourrait avoir joué ce rôle protecteur chez l’homme il y a des millions d’années. Notre étude met en évidence quelques autres HERV qui pourraient avoir été revendiqués ou cooptés par le corps humain beaucoup plus récemment dans ce même but.

Des inconnues subsistent

Nos recherches révèlent un niveau d’activité des HERV dans le corps humain qui était jusqu’alors inconnu, ce qui soulève autant de questions que de réponses.

Il reste encore beaucoup à apprendre sur les anciens virus qui traînent dans le génome humain, notamment si leur présence est bénéfique et quel mécanisme régit leur activité. Il sera également important de voir si certains de ces gènes sont effectivement transformés en protéines.

La réponse à ces questions pourrait révéler des fonctions précédemment inconnues pour ces anciens gènes viraux et aider les chercheurs à mieux comprendre comment le corps humain réagit à l’évolution aux côtés de ces vestiges d’anciennes pandémies.

Aidan Burn, candidat au doctorat en génétique, Université de Tufts

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