Koala en estado salvaje. Crédito: A. Gillett
El retrovirus koala (KoRV) es un virus que, como otros retrovirus como el VIH, se inserta en el ADN de una célula infectada. En algún momento de los últimos 50.000 años, KoRV infectó los óvulos o el esperma de los koalas, lo que llevó a una descendencia que porta el retrovirus en cada célula del cuerpo.
Toda la población de koalas de Queensland y Nueva Gales del Sur, Australia, ahora porta copias de KoRV en su genoma. Todos los animales, incluidos los humanos, han experimentado infecciones similares de «línea germinal» debido a retrovirus en algún momento de su historia evolutiva y contienen muchos retrovirus antiguos en sus genomas. Estos retrovirus, durante millones de años, han mutado en formas degradadas e inactivas que ya no son dañinas para el huésped.
Como en la mayoría de las especies animales, este proceso tuvo lugar hace millones de años, se desconocen los efectos inmediatos sobre la salud del huésped en ese momento, pero se sospecha desde hace algún tiempo que la invasión de un genoma por un retrovirus puede tener efectos nocivos considerables. efectos a la salud. El koala se encuentra en una etapa muy temprana de este proceso, cuando el retrovirus aún está activo y se pueden estudiar estos efectos sobre la salud.
Como los retrovirus pueden causar cáncer, se pensó que existía un vínculo entre el KoRV y la alta frecuencia de linfoma, leucemia y otros cánceres en los koalas del norte de Australia. Para investigar este vínculo, los científicos de Leibniz-IZW secuenciaron el ADN de koalas salvajes que padecían cáncer. Esto les permitió detectar con precisión la cantidad de copias de KoRV en los genomas del koala e identificar las ubicaciones precisas donde el retrovirus había insertado su ADN. Al comparar esta información entre tejidos sanos y tumorales en koalas individuales, y al comparar los sitios de inserción entre individuos de koalas, encontraron múltiples vínculos entre KoRV y genes que se sabe están involucrados en los tipos de cáncer a los que son propensos los koalas.
“Cada koala tiene entre 80 y 100 copias heredadas de KoRV en su genoma. Las ubicaciones genómicas de la mayoría de ellos no se comparten entre los koalas, lo que indica una rápida expansión y acumulación de copias de KoRV en la población. Cada vez que un retrovirus se copia y se reintroduce en el genoma, causa una mutación, lo que potencialmente interrumpe la expresión del gen, lo que puede ser dañino para el huésped «, dijo el profesor Alex Greenwood, jefe del Departamento de Enfermedades de la Vida Silvestre de Leibniz. IZW. Esto significa que, al copiar con frecuencia a nuevas ubicaciones en el genoma, KoRV actualmente está dando una alta carga mutacional a la población de koalas.
Los tejidos tumorales contienen muchas copias nuevas de KoRV, lo que indica que KoRV es más activo en las células tumorales. Estas copias generalmente se ubicaron cerca de genes asociados con el cáncer. Las nuevas inserciones de KoRV en tejidos tumorales afectaron la expresión de genes en su vecindad. Estos cambios en la expresión génica asociados con el cáncer pueden provocar un aumento del crecimiento y la proliferación celular, lo que conduce a la formación de tumores. Si bien otros factores también pueden contribuir al cáncer en los koalas, es probable que la carga mutacional de KoRV aumente la frecuencia de las células que se vuelven cancerosas y puede acortar el tiempo para que se desarrolle el cáncer.
En un koala, se encontró una copia de KoRV que incorporó un gen completo relacionado con el cáncer del genoma del koala en su secuencia de ADN. Esto aumentó enormemente la expresión de este gen y probablemente causó cáncer en este koala en particular. Si este virus mutante es transmisible, sería de gran preocupación para los esfuerzos de conservación del koala. La comparación de la ubicación genómica de KoRV entre koalas también sugiere que KoRV puede predisponer a los koalas relacionados con tumores específicos, y los koalas comparten inserciones de KoRV en genes específicos relacionados con el cáncer que padecen tipos similares de cáncer que pueden transmitir a su descendencia. En todos los koalas estudiados, hubo «puntos calientes» en el genoma donde KoRV se inserta con frecuencia. Estos puntos calientes también se ubicaron cerca de genes asociados con el cáncer. «En resumen, encontramos varios vínculos a nivel genómico entre genes relacionados con el cáncer y KoRV, revelando las formas en las que KoRV subyace a la alta frecuencia de cáncer en los koalas», explica Gayle McEwen, científica de Leibniz-IZW.
Los resultados destacan las consecuencias nocivas para la salud que pueden sufrir las especies silvestres tras la infección de la línea germinal por retrovirus. Las invasiones de la línea germinal se han experimentado repetidamente durante la evolución de los vertebrados y han dado forma a los genomas de los vertebrados, incluido el linaje que conduce a los humanos modernos. Probablemente se asociaron con graves efectos nocivos para la salud, que deben tolerarse y superarse para garantizar la supervivencia de la especie. Los científicos de Leibniz-IZW demostraron previamente que los viejos retrovirus presentes en el genoma del koala ayudan a la rápida degradación de KoRV. El koala está en una carrera para sobrevivir a los efectos del KoRV el tiempo suficiente para que el virus se degrade. Teniendo en cuenta las muchas amenazas para los koalas, es una carrera que necesitan ganar.
Referencia: «Las integraciones retrovirales contribuyen a altas tasas 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, Young PR, Roca AL, Greenwood AD, 26 de febrero de 2021, Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-021-21612-7
