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26/02/2021 11:00
Retrovírus reescrevem o genoma do coala e causam câncer
Dipl. Soz. Steven Seet Science Communication Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (IZW) em Forschungsverbund Berlin eV
Os coalas enfrentam vários problemas ambientais e de saúde que ameaçam sua própria sobrevivência. Além de acidentes de trânsito, ataques de cães e a perda de seu habitat - como no ano passado devido a incêndios florestais - eles também sofrem de infecções fatais por clamídia e incidência extremamente alta de câncer. Uma equipe de pesquisa internacional chefiada pelo Instituto Leibniz para Pesquisa em Zoológicos e Animais Selvagens (Leibniz-IZW) conseguiu demonstrar que um certo retrovírus que penetra na linhagem germinativa dos coalas causa alta incidência de câncer. Os resultados são publicados na revista Nature Communications.
O coala retrovírus (KoRV) é um vírus que, como outros retrovírus, como o HIV, se constrói no genoma de uma célula infectada. Em algum momento nos últimos 50.000 anos, o KoRV infectou os óvulos ou espermatozoides de coalas, criando descendentes que carregam o retrovírus em todas as células de seu corpo. Toda a população de coalas de Queensland e New South Wales, na Austrália, agora carrega cópias do KoRV em sua constituição genética. Todos os animais, incluindo humanos, tiveram infecções de "linhagem germinativa" semelhantes em algum ponto de sua história evolutiva e têm muitos retrovírus antigos em sua constituição genética. Ao longo de milhões de anos, esses retrovírus sofreram mutações em formas degradadas e inativas que não são mais prejudiciais ao hospedeiro Como esse processo ocorreu na maioria das espécies animais há milhões de anos, os efeitos imediatos na saúde do hospedeiro na época são desconhecidos, mas os cientistas acreditam que uma invasão de retrovírus em um genoma pode causar danos significativos à saúde. em um estágio muito inicial neste processo, onde o retrovírus ainda está ativo e seus efeitos sobre a saúde podem ser estudados. Como os retrovírus podem causar câncer, foi sugerido que há uma ligação entre KoRV e altas incidências de linfoma, leucemia e outros Tipos de câncer em coalas em Nordaust ralien lá. Para investigar essa conexão, uma equipe científica do Leibniz-IZW sequenciou o DNA de coalas selvagens que desenvolveram câncer. Isso permitiu que eles determinassem com precisão o número de cópias do KoRV no genoma do coala e identificassem os locais exatos onde o retrovírus havia incorporado seu DNA (locais de inserção). Ao comparar essas informações entre o tecido saudável e o tecido tumoral de coalas individuais, e ao comparar os locais de inserção entre os coalas, a equipe de pesquisa encontrou várias ligações entre o KoRV e os genes associados ao câncer. “Cada coala tem cerca de 80-100 cópias herdadas de KoRV em seu genoma. As localizações genômicas da maioria dessas cópias diferem entre os coalas, indicando uma rápida disseminação e acúmulo de cópias do KoRV na população. Cada vez que um retrovírus é copiado e reinserido no genoma, ele causa uma mutação que possivelmente interrompe a expressão do gene e pode ser prejudicial ao hospedeiro ”, explica o Prof. Alex Greenwood, chefe do Departamento de Doenças da Vida Selvagem em Leibniz-IZW. Isso significa que o KoRV está atualmente criando uma alta carga de mutação na população de coalas por meio de cópias frequentes para novos locais no genoma. O tecido tumoral contém muitas novas cópias de KoRV, sugerindo que ele é mais ativo nas células tumorais. Essas cópias geralmente foram encontradas nas proximidades de genes conhecidos por estarem envolvidos no desenvolvimento do câncer. Novas inserções de KoRV em tecidos tumorais influenciam a expressão de genes em sua vizinhança. Essas mudanças na expressão gênica associadas ao câncer podem causar aumento do crescimento celular e acelerar a divisão celular, causando tumores. Embora outros fatores possam contribuir para o desenvolvimento do câncer em coalas, a carga da mutação do KoRV provavelmente aumentará a frequência das células se tornarem cancerosas e reduzirá o tempo que leva para o câncer se desenvolver. A equipe científica encontrou uma cópia do KoRV em um coala que incorporou um gene relevante para o câncer completo do genoma do coala em sua sequência de DNA. Isso aumentou significativamente a expressão desse gene e muito provavelmente causou o câncer neste coala em particular. Caso esse retrovírus mutante se espalhe ainda mais, ele terá sérios efeitos negativos sobre os esforços de conservação dos coalas. A comparação das posições dos KoRVs no genoma de diferentes coalas sugere que o retrovírus pode tornar os coalas relacionados suscetíveis a certos tumores. Coalas que têm as mesmas inserções de KoRV em certos genes associados ao câncer sofrem de cânceres semelhantes e podem transmiti-los para seus descendentes. Em todos os coalas examinados, havia “pontos quentes” no genoma, nos quais o KoRV costumava ser inserido. Esses pontos quentes também estavam próximos aos genes envolvidos no câncer. “Em resumo, o KoRV pode estar relacionado a várias doenças dos coalas. No nível genômico, os resultados do trabalho científico atual mostram quão intimamente o retrovírus está relacionado à alta incidência de desenvolvimento de câncer em coalas ”, explica Gayle McEwen, cientista da Leibniz-IZW. As descobertas enfatizam as consequências diretas para a saúde das invasões da linha germinativa por retrovírus para animais selvagens ser capaz. Essas invasões ocorreram repetidamente durante a evolução dos vertebrados e moldaram o genoma das espécies de vertebrados, incluindo a linhagem que deu origem ao homem hoje. No curso da evolução, o processo de inversão retroviral provavelmente foi associado a sérios efeitos adversos à saúde. As espécies selvagens precisam aceitar e superar esses efeitos negativos. Em outro trabalho de pesquisa publicado recentemente, uma equipe de pesquisa de Leibniz-IZW mostrou que antigos retrovírus estão presentes no genoma do coala, que suportam a rápida decomposição do KoRV. Coalas estão, portanto, em uma corrida. Portanto, você tem que sobreviver aos efeitos negativos do KoRV por tempo suficiente para que o vírus se decomponha ou se inative. Dadas as muitas ameaças aos coalas, é uma corrida que eles precisam vencer. PublicaçãoMcEwen 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): Integrações retrovirais contribuem para taxas elevadas de câncer no hospedeiro durante a invasão da linha germinativa. NAT COMM. doi: 10.1038 / s41467-021-21612-7. Instituto Leibniz para Pesquisa de Zoológicos e Vida Selvagem (IZW) em Forschungsverbund Berlin eVAlfred-Kowalke-Str. 1710315 BerlinAlex D. Greenwood (greenwood@izw-berlin.de) Chefe do Departamento de Doenças da Vida Selvagem, tel. 030 51 68 255Gayle K. McEwen (mcewen@izw-berlin.de) Departamento de Cientistas, Doenças da Vida Selvagem, Tel. 030 51 68 464 Steven Seet (seet@izw-berlin.de) Chefe de Comunicação Científica Tel .: 0177 857 26 73
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Alex D. Greenwood (greenwood@izw-berlin.de) Chefe do Departamento de Doenças da Vida Selvagem, tel. 030 51 68 255Gayle K. McEwen (mcewen@izw-berlin.de) Departamento de Cientistas, Doenças da Vida Selvagem, Tel. 030 51 68 464
Publicação 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): Integrações retrovirais contribuem para o hospedeiro elevado taxas de câncer durante a invasão da linha germinativa. NAT COMM. doi: 10.1038 / s41467-021-21612-7.
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