Los virus endógenos, más específicamente los retrovirus endógenos humanos (HERVs), son un tema fascinante en la biología y la evolución humana. La mayoría no son funcionales sin embargo otros, son componentes integrales y dinámicos de nuestro genoma. Lejos de ser simple “ADN basura”, son vestigios de antiguas batallas evolutivas siendo reutilizados por nuestro propio genoma para funciones cruciales. Ocasionalmente su reactivación o expresión anómala se asocia con diversas enfermedades. Su estudio continúa revelando aspectos sorprendentes sobre nuestra salud.

¿Qué son los virus endógenos (HERVs)?

  1. Origen:Son restos o “fósiles moleculares” de antiguas infecciones por retrovirus que ocurrieron hace millones de años.
  2. Mecanismo de infección original:Los retrovirus (como el VIH actual) tienen un genoma de ARN. Al infectar una célula, usan una enzima llamada transcriptasa inversa para convertir su ARN en ADN. Este ADN viral luego se integra en el genoma de la célula huésped.
  3. Endogenización:Si esta integración ocurrió en las células germinales (óvulos o espermatozoides) de un ancestro, el ADN viral se transmitió a la descendencia como parte del genoma normal. Así, se volvió “endógeno”, heredado de generación en generación.
  4. Presencia en nuestro Genoma:Se estima que los HERVs y secuencias relacionadas constituyen aproximadamente el 8% del genoma humano. ¡Eso es mucho más que la porción que codifica para nuestras proteínas (~1.5%)!

¿Cómo actúan los virus endógenos?

La mayoría de los HERVs en nuestro genoma ya no son funcionales como virus completos. Han acumulado mutaciones, deleciones o están silenciados por mecanismos epigenéticos (como la metilación del ADN). Esto significa que:

  1. No pueden replicarse:La gran mayoría no puede producir nuevas partículas virales infecciosas.
  2. Son fragmentarios:Muchos son solo secuencias parciales (genes sueltos como gag, pol, env o las secuencias reguladoras LTR).
  3. Generalmente inactivos:Están “apagados” en la mayoría de las células y tejidos.

Sin embargo, no son completamente inertes:

  1. Expresión de genes virales:Bajo ciertas condiciones (enfermedades, desarrollo embrionario, estrés celular), algunas secuencias de HERVs pueden “despertar” y ser transcritas a ARN e incluso traducidas a proteínas virales.
  2. Influencia en genes humanos:Sus secuencias reguladoras (especialmente los LTRs – Long Terminal Repeats) contienen promotores y potenciadores que pueden influir en la expresión de genes humanos cercanos. Pueden activar, desactivar o modificar cómo y cuándo se expresan nuestros propios genes.
  3. Fuente de nuevas secuencias:Pueden ser fuente de material genético que la evolución puede “reutilizar” o cooptar para nuevas funciones.

¿Cuáles son?

Los HERVs se clasifican en familias según su similitud con retrovirus exógenos conocidos. Algunas de las familias más estudiadas en humanos incluyen:

  • HERV-K:Es una de las familias más recientes en integrarse y algunas copias aún conservan marcos de lectura abiertos (potencial para producir proteínas). Se estudia su posible relación con ciertos cánceres y enfermedades autoinmunes.
  • HERV-W:Una proteína derivada del gen env (envoltura) de esta familia ha sido cooptada para una función esencial.
  • HERV-H:Parece estar muy activa durante el desarrollo embrionario temprano y en células madre pluripotentes.
  • Otras familias: HERV-E, HERV-FRD, etc.

Teorías Interesantes sobre la Interacción con el Ser Humano:

La relación entre los HERVs y los humanos es compleja y ambivalente, con roles tanto beneficiosos como potencialmente perjudiciales:

Cooptación para Funciones Beneficiosas (Exaptación):

Formación de la Placenta: ¡Este es el ejemplo más espectacular! Las proteínas llamadas Sincitinas (Syncytin-1 y Syncytin-2) son esenciales para la formación del sincitiotrofoblasto, una capa celular clave en la placenta que permite el intercambio de nutrientes entre madre y feto. Estas sincitinas son, de hecho, proteínas de la envoltura (env) de HERVs (HERV-W y HERV-FRD, respectivamente) que fueron “adoptadas” por nuestro genoma para esta función vital. Sin ellas, la gestación como la conocemos no sería posible.

Regulación del Sistema Inmune: Se cree que algunas proteínas de HERVs podrían ayudar a modular la respuesta inmune, por ejemplo, contribuyendo a la tolerancia inmunológica necesaria durante el embarazo para que la madre no rechace al feto (que es genéticamente diferente).

Protección contra Virus Exógenos: Algunas secuencias o proteínas de HERVs podrían interferir con la infección por retrovirus externos (exógenos), actuando como una forma de “inmunidad innata” heredada.

Regulación Génica y Desarrollo: Los LTRs de los HERVs actúan como interruptores genéticos, influyendo en redes de expresión génica complejas, especialmente durante el desarrollo embrionario y en la diferenciación celular. Podrían haber sido cruciales para la evolución de rasgos específicos de los mamíferos y primates.

Potenciales Efectos Perjudiciales:

Enfermedades Autoinmunes: La expresión anómala de proteínas de HERVs podría ser reconocida como extraña por el sistema inmune, desencadenando respuestas autoinmunes. Se ha propuesto una asociación (aunque no siempre causalidad demostrada) con enfermedades como la Esclerosis Múltiple, Lupus Eritematoso Sistémico y Artritis Reumatoide. Las proteínas HERV podrían actuar como autoantígenos o superantígenos.

Cáncer: Se ha observado una mayor expresión de ciertos HERVs (especialmente HERV-K) en varios tipos de cáncer (melanoma, mama, ovario, próstata, tumores germinales). Podrían contribuir promoviendo la proliferación celular, la inflamación, la inestabilidad genómica o evadiendo la respuesta inmune. Aún se investiga si son causa, consecuencia o simplemente marcadores.

Enfermedades Neurológicas: Hay estudios que exploran posibles vínculos entre la activación de HERVs y enfermedades como la Esquizofrenia o la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), aunque los mecanismos exactos no están claros.

Registro Fósil de la Evolución:Los HERVs actúan como un registro de las pandemias virales que afectaron a nuestros ancestros. Comparar los HERVs entre diferentes especies (humanos, chimpancés, gorilas) permite reconstruir árboles evolutivos y entender la coevolución entre virus y huéspedes.