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26/02/2021 11:00
Los retrovirus reescriben el genoma del koala y causan cáncer
Dipl. Soz. Steven Seet Science Communication Instituto Leibniz para la Investigación de Zoológicos y Vida Silvestre (IZW) en Forschungsverbund Berlin eV
Los koalas se enfrentan a numerosos problemas ambientales y de salud que amenazan su propia supervivencia. Además de los accidentes de tráfico, los ataques de perros y la pérdida de su hábitat, como el año pasado debido a los incendios forestales, también sufren infecciones mortales por clamidia y una incidencia extremadamente alta de cáncer. Un equipo de investigación internacional encabezado por el Instituto Leibniz de Investigación en Zoológicos y Vida Silvestre (Leibniz-IZW) ha podido demostrar que un cierto retrovirus que penetra en la línea germinal de los koalas provoca una alta incidencia de cáncer. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.
El retrovirus koala (KoRV) es un virus que, al igual que otros retrovirus, como el VIH, se acumula en el genoma de una célula infectada. En algún momento de los últimos 50.000 años, KoRV infectó los óvulos o el esperma de los koalas, creando descendencia que porta el retrovirus en cada célula de su cuerpo. Toda la población de koalas de Queensland y Nueva Gales del Sur en Australia ahora lleva copias de KoRV en su composición genética. Todos los animales, incluidos los humanos, han tenido infecciones similares de "línea germinal" en algún momento de su historia evolutiva y tienen muchos retrovirus antiguos en su composición genética. A lo largo de millones de años, estos retrovirus han mutado en formas degradadas e inactivas. que ya no son dañinos para el huésped Dado que este proceso ocurrió en la mayoría de las especies animales hace millones de años, se desconocen los efectos inmediatos sobre la salud del huésped en ese momento, pero los científicos creen que una invasión retrovirus de un genoma puede causar daños significativos a la salud. en una etapa muy temprana de este proceso, donde el retrovirus aún está activo y se pueden estudiar sus efectos sobre la salud. Como los retrovirus pueden causar cáncer, se ha sugerido que existe un vínculo entre el KoRV y la alta incidencia de linfoma, leucemia y otros Tipos de cáncer en koalas en Nordaust ralien allí. Para investigar esta conexión, un equipo científico de Leibniz-IZW secuenció el ADN de koalas salvajes que habían desarrollado cáncer. Esto les permitió determinar con precisión el número de copias de KoRV en el genoma del koala e identificar las ubicaciones exactas donde el retrovirus había incorporado su ADN (sitios de inserción). Al comparar esta información entre tejido sano y tejido tumoral de koalas individuales, y al comparar los sitios de inserción entre individuos de koala, el equipo de investigación encontró varios vínculos entre KoRV y los genes asociados con el cáncer. “Cada koala tiene alrededor de 80-100 copias heredadas de KoRV en su genoma. Las ubicaciones genómicas de la mayoría de estas copias difieren entre los koalas, lo que indica una rápida propagación y acumulación de copias de KoRV en la población. Cada vez que un retrovirus se copia y se reintroduce en el genoma, provoca una mutación que posiblemente interrumpe la expresión génica y podría ser perjudicial para el huésped ”, explica el profesor Alex Greenwood, jefe del Departamento de Enfermedades de la Vida Silvestre de Leibniz-IZW. Esto significa que KoRV está creando actualmente una alta carga de mutaciones en la población de koalas mediante la copia frecuente a nuevas ubicaciones en el genoma. El tejido tumoral contiene muchas copias nuevas de KoRV, lo que sugiere que es más activo en las células tumorales. Estas copias se encontraron generalmente en la vecindad de genes que se sabe están involucrados en el desarrollo del cáncer. Las nuevas inserciones de KoRV en tejidos tumorales influyen en la expresión de genes en su vecindad. Tales cambios asociados con el cáncer en la expresión génica pueden provocar un aumento del crecimiento celular y acelerar la división celular, provocando tumores. Aunque otros factores pueden contribuir al desarrollo del cáncer en los koalas, es probable que la carga de la mutación de KoRV aumente la frecuencia de las células cancerosas y reduzca el tiempo que tarda en desarrollarse el cáncer. El equipo científico encontró una copia de KoRV en un koala que había incorporado un gen completo relevante para el cáncer del genoma del koala en su secuencia de ADN. Esto aumentó significativamente la expresión de este gen y probablemente causó el cáncer en este koala en particular. Si este retrovirus mutado se propagara aún más, tendría serios efectos negativos en los esfuerzos de conservación de los koalas. La comparación de las posiciones de los KoRV en el genoma de diferentes koalas sugiere que el retrovirus podría hacer que los koalas relacionados sean susceptibles a ciertos tumores. Los koalas que tienen las mismas inserciones de KoRV en ciertos genes asociados al cáncer padecen cánceres similares y pueden transmitirlos a su descendencia. En todos los koalas examinados había "puntos calientes" en el genoma, en los que a menudo se insertaba KoRV. Estos puntos calientes también estaban cerca de genes implicados en el cáncer. “En resumen, KoRV puede estar relacionado con varias enfermedades de los koalas. A nivel genómico, los resultados del trabajo científico actual muestran cuán estrechamente está relacionado el retrovirus con la alta incidencia del desarrollo del cáncer en los koalas ”, explica Gayle McEwen, científica de Leibniz-IZW. Los hallazgos subrayan las consecuencias directas para la salud de las invasiones de la línea germinal por retrovirus para animales salvajes. Tales invasiones se han producido repetidamente durante la evolución de los vertebrados y han dado forma al genoma de las especies de vertebrados, incluido el linaje que llevó al hombre hoy. En el curso de la evolución, es muy probable que el proceso de inversión retroviral se haya asociado con efectos adversos graves para la salud. Las especies de vida silvestre deben aceptar y superar estos efectos negativos. En otro trabajo de investigación publicado recientemente, un equipo de investigación de Leibniz-IZW mostró que los retrovirus antiguos están presentes en el genoma del koala, lo que respalda la rápida descomposición de KoRV. Los koalas están, pues, en una carrera. Por lo tanto, debe sobrevivir a los efectos negativos de KoRV el tiempo suficiente para que el virus se descomponga o se inactive. Dadas las muchas amenazas para los koalas, es una carrera que tienen que ganar.PublicaciónMcEwen 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 (2021): Las integraciones retrovirales contribuyen a tasas elevadas de cáncer del huésped durante la invasión de la línea germinal. NAT COMM. doi: 10.1038 / s41467-021-21612-7. Instituto Leibniz para la Investigación del Zoológico y la Vida Silvestre (IZW) en Forschungsverbund Berlin eVAlfred-Kowalke-Str. 1710315 BerlínAlex D. Greenwood (greenwood@izw-berlin.de) Jefe del Departamento de Enfermedades de la Vida Silvestre Tel. 030 51 68255 Gayle K. McEwen (mcewen@izw-berlin.de) Departamento de Científicos Enfermedades de la Vida Silvestre Tel. 030 51 68464 Steven Seet (seet@izw-berlin.de) Jefe de Comunicación Científica Tel.: 0177 857 26 73
Contacto científico:
Alex D. Greenwood (greenwood@izw-berlin.de) Jefe del Departamento de Enfermedades de la Vida Silvestre Tel. 030 51 68255 Gayle K. McEwen (mcewen@izw-berlin.de) Departamento de Científicos Enfermedades de la Vida Silvestre Tel. 030 51 68 464
Publicación original:
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 (2021): las integraciones retrovirales contribuyen a un host elevado tasas de cáncer durante la invasión de la línea germinal. NAT COMM. doi: 10.1038 / s41467-021-21612-7.
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