Os vírus fundamentais na evolução humana:luva bet demora quanto tempo para cair na conta

Pode ser algo surpreendente para um réptil, que normalmente coloca ovos com cascas endurecidas. Mas a verdadeira revelação veio 16 anos depois, quando Ramírez-Pinilla associou-se ao geneticista Thierry Heidmann, do Instituto Gustave Roussyluva bet demora quanto tempo para cair na contaParis, na França, e seus colegas.

Eles descobriram que os lagartos têm um gene essencial para a formação da placenta – e que esse gene veioluva bet demora quanto tempo para cair na contaum vírus.

Em algum momento nos últimos 25 milhõesluva bet demora quanto tempo para cair na contaanos, os ancestrais dos lagartos foram infectados por um vírus que incorporou parte do seu próprio DNA ao genoma dos répteis. Mas,luva bet demora quanto tempo para cair na contavezluva bet demora quanto tempo para cair na contaserem prejudicados, os lagartos,luva bet demora quanto tempo para cair na contaalguma forma, cooptaram o DNA viral e o utilizaram para desenvolver suas primeiras placentas.

Graças ao vírus, os lagartos evoluíram para formar um novo órgão.

“A aquisição genômica coincidiu com a mudança dos lagartos,luva bet demora quanto tempo para cair na contanão placentários, para placentários”, segundo Heidmann.

Mas o incomum sobre esta história é que ela não é nada incomum. Cercaluva bet demora quanto tempo para cair na conta10% do genoma humano vêm dos vírus – e o DNA viral desempenhou papel fundamental na nossa evolução.

Parte dele é a fonte da placenta dos mamíferos. Outras partes estão envolvidas na nossa reação imunológica contra doenças e na formaçãoluva bet demora quanto tempo para cair na contanovos genes. Sem os vírus, os seres humanos não poderiam ter evoluído.

Os vírus são tão simples que muitos biólogos não os consideram totalmente vivos.

Cada vírus é essencialmente um pacote microscópicoluva bet demora quanto tempo para cair na contamaterial genético. Eles só podem reproduzir-se infectando células vivas – os vírus subvertem a maquinaria celular para fazer cópiasluva bet demora quanto tempo para cair na contasi mesmos. E, ao fazê-lo, frequentemente deixam seus hospedeiros doentes.

Os vírus que inserem seu próprio material genético no genoma do hospedeiro são chamados retrovírus. Sua natureza foi compreendida pela primeira vez nos anos 1960 e 1970, mas alguns deles foram isolados décadas antes.

Depoisluva bet demora quanto tempo para cair na contauma sugestão,luva bet demora quanto tempo para cair na conta1964,luva bet demora quanto tempo para cair na contaque alguns vírus podem copiar seu próprio material genético no DNA dos seus hospedeiros, pesquisadores identificaram DNAluva bet demora quanto tempo para cair na contaorigem viral nos genomasluva bet demora quanto tempo para cair na contagalinhas.

Apesarluva bet demora quanto tempo para cair na contaserem um grupo grande e diversoluva bet demora quanto tempo para cair na contavírus, são conhecidos atualmente apenas quatro retrovírus que infectam seres humanos.

Todos eles foram descobertos nos anos 1980: o vírus linfotrópico da célula T humana (HTLV-1), que causa uma formaluva bet demora quanto tempo para cair na contacâncer, e o vírus relacionado HTLV-2; e os vírus da imunodeficiência humana (HIV) do tipo 1 e 2, que causam a Aids.

Um retrovírus que infecta uma célula dos pulmões ou da peleluva bet demora quanto tempo para cair na contaalguém pode ser uma má notícia para aquela pessoa, mas as suas consequências para a evolução da nossa espécie são limitadas, já que esse DNA não é transmitido para a geração seguinte.

Ocorre que, às vezes, um retrovírus entra na linha germinal – as células que geram óvulos e espermatozoides,luva bet demora quanto tempo para cair na contaonde o DNA viral pode ser transmitido para as gerações seguintes.

Estes pedaçosluva bet demora quanto tempo para cair na contaDNA viral são chamados retrovírus endógenos (ERVs, na siglaluva bet demora quanto tempo para cair na containglês). São esses pedaços herdadosluva bet demora quanto tempo para cair na contaDNA viral que podem alterar o curso da evolução.

ERVsluva bet demora quanto tempo para cair na contatoda parte

A imensa escalaluva bet demora quanto tempo para cair na contaERVs humanos foi revelada quando foi publicada a primeira versão do genoma humano,luva bet demora quanto tempo para cair na conta2001.

“Resultou que havia uma enorme quantidadeluva bet demora quanto tempo para cair na contasequências virais”, segundo Heidmann. Cercaluva bet demora quanto tempo para cair na conta8% do genoma humano consistemluva bet demora quanto tempo para cair na contaERVs. E alguns deles são muito antigos.

Um estudo identificouluva bet demora quanto tempo para cair na conta2013 um ERV no cromossomo humano 17 que tem pelo menos 104 milhõesluva bet demora quanto tempo para cair na contaanosluva bet demora quanto tempo para cair na contaidade e, provavelmente, é ainda mais velho. Ou seja, ele é o resultadoluva bet demora quanto tempo para cair na contaum vírus que infectou um mamífero na eraluva bet demora quanto tempo para cair na contaque os dinossauros dominavam a Terra.

O ERV só é encontradoluva bet demora quanto tempo para cair na contamamíferos placentários,luva bet demora quanto tempo para cair na contaforma que pode ter sido integrado pouco depois que os mamíferos placentários se separaram dos seus primos marsupiais.

Os ERVs também não se restringem aos mamíferos e répteis. “Todos os vertebrados possuem retrovírus endógenos”, segundo a virologista molecular Nicole Grandi, da Universidadeluva bet demora quanto tempo para cair na contaCagliari, na Itália.

A maioria dos ERVs humanos não é exclusiva da nossa espécie, podendo também ser encontradaluva bet demora quanto tempo para cair na contapelo menos alguns outros primatas, como os chimpanzés.

Isso indica que eles entraram nos genomas dos primatas milhõesluva bet demora quanto tempo para cair na contaanos atrás, muito antes da evolução da nossa espécie, e que nós os herdamos dos nossos ancestrais.

Curiosamente, não há evidêncialuva bet demora quanto tempo para cair na contaque novos ERVs tenham entrado no genoma humano nos últimos milharesluva bet demora quanto tempo para cair na contaanos. Os únicos retrovírus que a nossa espécie precisa enfrentar atualmente são o HTLV e o HIV, segundo Grandi, e nenhum deles foi encontrado infectando células da linha germinal.

“Atualmente, não encontramos endogenização ativaluva bet demora quanto tempo para cair na contaseres humanos”, afirma Grandi – o que é muito diferenteluva bet demora quanto tempo para cair na contaoutras espécies.

Os coalas, por exemplo, são invadidos atualmente pelo retrovírus do coala (KoRV), cujo DNA é encontradoluva bet demora quanto tempo para cair na contaalgumas populaçõesluva bet demora quanto tempo para cair na contacoalas e nãoluva bet demora quanto tempo para cair na contaoutras. Por isso, os geneticistas dos coalas podem observar uma “invasão genômicaluva bet demora quanto tempo para cair na contatempo real”.

A origem da placenta

Originalmente, acreditava-se que os ERVs humanos fossem “sequências fósseis” inativas ou parte do “DNA lixo” do genoma. Mas ocorre que, da mesma forma que ocorre com grande parte do suposto DNA lixo, muitos ERVs humanos são ativos.

Os ERVs mais estudados do genoma humano são os chamados HERV-W, descritos pela primeira vezluva bet demora quanto tempo para cair na conta1999. Eles codificam proteínas chamadas sincitinas, que são encontradas na placenta. Da mesma forma que os lagartos Mabuya, esses genes virais são essenciais para a formação da placenta.

A relação entre os vírus e a placenta faz sentido quando você considera a verdadeira função das sincitinas. Estas proteínas têm a capacidadeluva bet demora quanto tempo para cair na contafundir duas ou mais célulasluva bet demora quanto tempo para cair na contauma.

Quando eram proteínas virais, os vírus as usavam para fundir-se com a membrana externaluva bet demora quanto tempo para cair na contauma célula e, desta forma, infectá-la. Esta capacidadeluva bet demora quanto tempo para cair na contafusão foi cooptada pela placenta. Ao fundir células da mãe e do embrião, a placenta consegue transferir nutrientes para o embrião e extrair resíduos.

E não são apenas os seres humanos. Proteínasluva bet demora quanto tempo para cair na contasincitina similares são encontradasluva bet demora quanto tempo para cair na contaoutros primatas, como os gorilas.

Estudos mais recentes demonstraram que os retrovírus infectaram mamíferos repetidamente ao longo da história evolutiva. Por isso, diferentes gruposluva bet demora quanto tempo para cair na contamamíferos, muitas vezes, possuem sincitinas diferentes, derivadasluva bet demora quanto tempo para cair na contadiferentes retrovírus.

“Nossa hipótese é que, na verdade, houve uma capturaluva bet demora quanto tempo para cair na contaERV inicial 150 milhõesluva bet demora quanto tempo para cair na contaanos atrás, que gerou o surgimentoluva bet demora quanto tempo para cair na contamamíferos com placenta”, afirma Heidmann. E, desde então, infecções repetidas parecem ter sobrescrito aquele ERV original,luva bet demora quanto tempo para cair na contaforma que ele não pode ser encontradoluva bet demora quanto tempo para cair na contanenhum mamífero vivo.

O estudo com lagartos Mabuya foi importante porque demonstrou que os lagartos somente desenvolveram placenta depoisluva bet demora quanto tempo para cair na contaadquirir,luva bet demora quanto tempo para cair na contaprimeiro lugar, o ERV do vírus, o que sugere que o mesmo aconteceu no ancestralluva bet demora quanto tempo para cair na contatodos os mamíferos com placenta.

“Ele forneceu a demonstração da ligação entre o surgimento da placenta e a obtenção da sincitina”, explica Heidmann.

A história das sincitinas e da placenta é um dos exemplos mais dramáticos da influência do DNA viral sobre a evolução. Ela é particularmente importante porque um gene viral completo sobreviveu no genoma humano e codifica uma proteína.

Muitos outros ERVs não codificam proteínas, mas ainda têm suas funções. Alguns contribuem com as células-tronco – as células com múltiplos propósitos encontradas nos embriõesluva bet demora quanto tempo para cair na contadesenvolvimento. E algumas células-tronco são pluripotentes, ou seja, elas podem desenvolver-seluva bet demora quanto tempo para cair na contaqualquer tipoluva bet demora quanto tempo para cair na contacélula no corpo, desde neurônios até fibras musculares.

A famílialuva bet demora quanto tempo para cair na contaretrovírus chamada HERV-H é essencial para a pluripotência. Mas eles não codificam as proteínas. Na verdade, as sequências HERV-H são copiadasluva bet demora quanto tempo para cair na contamoléculas chamadas RNAs, que mantêm as células pluripotentes.

“Se elas forem suprimidas, a morfologia celular se altera e ela perde a capacidadeluva bet demora quanto tempo para cair na contamanter seu estado não diferenciado”, afirma a virologista Christine Kozak, do Instituto Nacionalluva bet demora quanto tempo para cair na contaAlergia e Doenças Infecciosasluva bet demora quanto tempo para cair na contaBethesda, no Estado norte-americanoluva bet demora quanto tempo para cair na contaMaryland.

Outros ERVs regulam a atividade dos genes e, portanto, controlam processos do corpo. Os nossos corpos utilizam, por exemplo, uma enzima chamada amilase para decompor carboidratos nos nossos alimentos, como amido.

“Nós temos amilase no pâncreas e, na boca, temos amilase na saliva”, afirma Grandi. O gene da amilase é ativado nas glândulas salivares por uma sequêncialuva bet demora quanto tempo para cair na contaDNA chamada promotora – que vemluva bet demora quanto tempo para cair na contaum ERV.

Os vírus que nos mantêm saudáveis

Muitos cientistas estão interessados no papel dos ERVs na saúde e nas doenças – o que não surpreende, já que eles vêm dos vírus.

Um desses exemplos foi descritoluva bet demora quanto tempo para cair na conta2022, por pesquisadores liderados pelo biólogo molecular e geneticista Cédric Feschotte, da Universidade Cornellluva bet demora quanto tempo para cair na contaIthaca, Nova York, nos Estados Unidos. A equipe tentava encontrar um casoluva bet demora quanto tempo para cair na contaseres humanosluva bet demora quanto tempo para cair na contaum fenômeno já bem conhecidoluva bet demora quanto tempo para cair na contaoutros animais.

Às vezes, os genesluva bet demora quanto tempo para cair na contaERV codificam proteínas que podem ser cooptadas pelo sistema imunológico e utilizadas para combater outros vírus. Os vírus alvo podem apresentar relação próxima com o vírus que gerou inicialmente o ERV ou ter relação apenas distante.

Feschotte afirma que as proteínas antiviraisluva bet demora quanto tempo para cair na contaERVs foram estudadasluva bet demora quanto tempo para cair na contacamundongos, galinhas e gatos. “Mas,luva bet demora quanto tempo para cair na contameu conhecimento, não havia exemplos no genoma humano”, segundo ele.

A equipe analisou os ERVs conhecidos no genoma humano e identificou centenasluva bet demora quanto tempo para cair na contasequências que poderiam codificar proteínas antivirais. Em seguida, eles se concentraramluva bet demora quanto tempo para cair na contaum gene chamado Suppressyn, que codifica uma proteína similar às que compõem os outros envelopesluva bet demora quanto tempo para cair na contavírus.

A proteína Suppressyn bloqueia a entrada dos retrovírus nas células, pois ela se liga a receptores sobre a membrana celular externa que os próprios vírus usariam para entrar na célula. Feschotte compara com a inserçãoluva bet demora quanto tempo para cair na contauma chave quebradaluva bet demora quanto tempo para cair na contauma fechadura, para evitar que outras pessoas destravem a porta.

Suppressyn é principalmente encontrada na placenta e nos embriõesluva bet demora quanto tempo para cair na contadesenvolvimento, o que indica que era originalmente utilizada para evitar que os retrovírus infectassem embriões, que possuem sistemas imunológicos muito fracos.

“Ela protege a linha germinal e não o organismo como um todo”, explica Feschotte. Mas ele acredita que os ERVs provavelmente fazem muito mais no nosso sistema imunológico.

“Temos 1,5 mil candidatos”, segundo ele. “São muitos genes.”

Embora muitos geneticistas ainda pensemluva bet demora quanto tempo para cair na contaERVs como inertes ou anômalos, isso não é verdade. “Eles estãoluva bet demora quanto tempo para cair na contadecomposição, mas ainda produzem RNA e muitas proteínas”, afirma Feschotte. “Precisamos dar uma boa olhada neles.”

E o quadro ainda estáluva bet demora quanto tempo para cair na contadesenvolvimento. Um estudo publicadoluva bet demora quanto tempo para cair na contaabrilluva bet demora quanto tempo para cair na conta2023 concluiu que alguns ERVs ajudam o sistema imunológico a combater células cancerosas.

Os ERVs nos deixam doentes?

Embora eles possam nos proteger contra doenças, não seria surpreendente se alguns ERVs também pudessem ser responsáveis por produzir efeitos negativos à saúdeluva bet demora quanto tempo para cair na contaseres humanos.

“Existe realmente muito interesse no momento pela possibilidadeluva bet demora quanto tempo para cair na contaque os ERVs humanos possam ser associados a doenças”, afirma Christine Kozak. “No momento, existem muitas evidências sugestivas, mas nenhuma prova concreta.”

Para Cédric Feschotte, é fundamental descobrir exatamente o que fazem os ERVs, o que nem sempre entendemos corretamente.

“Desde que os retrovírus endógenos foram descobertos, as pessoas vêm tentando relacioná-los ao câncer”, ele conta. Isso ocorre porque os primeiros ERVs descobertosluva bet demora quanto tempo para cair na contaanimais eram causadoresluva bet demora quanto tempo para cair na contacâncer.

Financiadores “despejaram toneladasluva bet demora quanto tempo para cair na contadinheiro” na pesquisa dos ERVs, na esperançaluva bet demora quanto tempo para cair na contadescobrir os mecanismos do câncer e, com isso, possíveis tratamentos. “Muitas pessoas voltaramluva bet demora quanto tempo para cair na contamãos vazias.”

O ponto principal é que os ERVs humanos não são capazesluva bet demora quanto tempo para cair na contaformar vírus que pudessem infectar outras células.

“Em camundongos, existem muitos e, nas galinhas, existem muitos”, afirma Feschotte. “Eles causam todo tipoluva bet demora quanto tempo para cair na contadoença.” Mas os ERVs humanos estão sujeitos a níveisluva bet demora quanto tempo para cair na contacontrole muito maiores pelo resto do genoma,luva bet demora quanto tempo para cair na contaforma que eles não causam infecções virais.

“É muito mais sutil e, provavelmente, envolve a regulação ou desregulação genética, eu acho”, segundo Feschotte.

Como os ERVs são distribuídosluva bet demora quanto tempo para cair na contaforma muito ampla no genoma humano, eles podem coordenar as atividadesluva bet demora quanto tempo para cair na contadiversos genes que são separados por imensas sequências. Muitos processos do corpo precisam que os genes sejam ligados e desligadosluva bet demora quanto tempo para cair na contasequências precisas e os ERVs desempenham um grande papel nesse controle.

“Agora, estamos revisitando o papel dessas coisasluva bet demora quanto tempo para cair na contadoenças, mas por meioluva bet demora quanto tempo para cair na contamecanismos diferentes”, explica ele.

O papel dos ERVsluva bet demora quanto tempo para cair na contadoenças, por enquanto, é um mistério. Mas o que sabemos ao certo é que eles são um motor da evolução.

Mosaico humano

Ao inserir novos pedaçosluva bet demora quanto tempo para cair na contaDNA ao longo do nosso genoma, os vírus estimularam incontáveis mudanças da nossa composição genética.

Quando os ERVs estão no lugar, eles podem acionar a duplicação ou exclusãoluva bet demora quanto tempo para cair na contatrechosluva bet demora quanto tempo para cair na contaDNA e, se as mudanças forem benéficas, eles se espalham. Nenhum animal existiria naluva bet demora quanto tempo para cair na contaforma atual sem eles, incluindo os seres humanos.

A lição final é que os seres humanos são,luva bet demora quanto tempo para cair na contafato, um mosaicoluva bet demora quanto tempo para cair na contaespécies. Muitosluva bet demora quanto tempo para cair na contanós temos parte do DNA, cercaluva bet demora quanto tempo para cair na conta2% do nosso genoma,luva bet demora quanto tempo para cair na contaneandertais. Algumas populações também têm DNAluva bet demora quanto tempo para cair na contaoutro grupo extintoluva bet demora quanto tempo para cair na contahominídeos, os denisovanos. E todos nós carregamos 8% do nosso genoma provenientesluva bet demora quanto tempo para cair na contavírus.

“Se você pensar no nosso catálogo genético humano, é quase uma questão existencial”, afirma Feschotte. Afinal, cercaluva bet demora quanto tempo para cair na conta20 mil genes codificadoresluva bet demora quanto tempo para cair na contaproteínas são conhecidos e uma quantidade comparável do nosso DNA vemluva bet demora quanto tempo para cair na contavírus. “É meio que estonteante.”

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.