En juillet [2017, comme indiqué à la fin de l'article - NdT], des scientifiques ont révélé qu'une étrange protéine circule dans les veines des femmes enceintes. Personne ne sait exactement à quoi elle sert.
Embryon humain à 45 jours
© Omikron, via Science
Un embryon humain à 45 jours. Les scientifiques ont appris qu'une protéine appelée Hemo, fabriquée par un fœtus et son placenta, est produite à partir de l'ADN viral qui est entré dans le génome de nos ancêtres il y a 100 millions d'années.
Ce qui rend cette protéine, appelée Hemo, si inhabituelle, c'est qu'elle n'est pas fabriquée par la mère. Au contraire, elle est fabriquée dans son fœtus et dans le placenta, par un gène qui provient d'un virus qui a infecté nos ancêtres mammifères il y a plus de 100 millions d'années.

L'hémo n'est pas la seule protéine d'origine aussi exogène : notre ADN contient environ 100 000 morceaux d'ADN viral. Au total, ils constituent environ 8 % du génome humain. Et les scientifiques commencent seulement à comprendre ce que cet ADN viral nous fait.

Aris Katzourakis, virologiste à l'université d'Oxford, et ses collègues ont récemment publié dans la revue Trends in Microbiology une analyse dans laquelle ils explorent la possibilité que les gènes viraux qui produisent des protéines comme Hemo affectent notre santé de diverses manières inattendues.

Certains de nos anciens virus peuvent nous protéger des maladies, d'autres peuvent augmenter nos risques de cancer, entre autres. Le Dr Katzourakis a déclaré dans une interview que,
« Ce n'est pas une question de choix ces choses sont-elles bonnes ou mauvaises ? C'est beaucoup plus compliqué que cela. Nous sommes à peine au début de cette recherche. »
La plupart de notre ADN viral provient d'un groupe en particulier : les rétrovirus, un groupe qui comprend le VIH.

Un rétrovirus envahit une cellule hôte et insère ses gènes dans l'ADN de cette cellule. Ces gènes viraux cooptent la machinerie de la cellule, et l'utilisent pour fabriquer de nouveaux virus qui se répandent pour infecter d'autres cellules.

Si un rétrovirus infecte un ovule ou un spermatozoïde, son ADN peut potentiellement être transmis à la génération suivante et à celle qui suit. Une fois que les rétrovirus deviennent des passagers clandestins héréditaires, ils sont nommés rétrovirus endogènes par les scientifiques.

Au début, les rétrovirus endogènes amènent les cellules à fabriquer d'autres rétrovirus qui peuvent infecter d'autres cellules. Mais au fil des générations, l'ADN viral mute et les rétrovirus endogènes finissent par perdre la capacité d'infecter de nouvelles cellules.

Même après avoir été entravés, ces rétrovirus endogènes peuvent encore parfois fabriquer leurs protéines. Et ils peuvent aussi se reproduire, d'une certaine manière. Ils peuvent forcer les cellules à faire des copies de leur ADN, qui sont réinsérées dans le propre génome de la cellule.

Après une seule infection, un rétrovirus endogène peut accumuler des centaines de copies de lui-même dans l'ADN de son hôte.

Certains rétrovirus endogènes sont propres à l'homme, mais d'autres se retrouvent chez diverses espèces. En janvier, le Dr Katzourakis a co-écrit une étude montrant qu'un rétrovirus commun chez les mammifères est également présent dans des poissons comme la morue et le thon. Selon cette étude, les rétrovirus ont envahi nos ancêtres marins il y a 450 millions d'années voire même avant.

Tout comme nous possédons des défenses contre les virus qui sont exogènes, nous avons également développé des défenses contre les rétrovirus endogènes. Nos cellules peuvent, par exemple, enrober leur ADN de molécules qui suppriment les gènes viraux.

Mais il arrive parfois que ces gènes viraux parviennent quand même à s'activer. Dans de nombreux types de cellules tumorales, par exemple, les scientifiques trouvent des protéines produites par des rétrovirus endogènes. Cette découverte a alimenté un débat de longue date : les rétrovirus endogènes contribuent-ils à provoquer le cancer ?

Des études récentes suggèrent que c'est le cas. Une équipe de chercheurs français a modifié des cellules humaines saines pour fabriquer une protéine virale présente dans de nombreuses tumeurs et a observé la croissance des cellules dans une boîte de pétri.


Commentaire : Et cela ne concernerait pas seulement les cancers. En effet, les virus et les rétrovirus peuvent aussi favoriser les maladies chroniques, et certains d'entre eux peuvent augmenter votre risque de problèmes neurologiques et de maladies auto-immunes. Et, « Un rétrovirus endogène a également été associé à la sclérose en plaques, ce qui signifie que les gènes viraux qui font partie de notre génome peuvent être "réveillés". » D'autres, « joueraient un rôle crucial dans le bon fonctionnement de notre cerveau » ou d'autres encore, à l'inverse, « diminueraient les fonctions cognitives ».


La protéine a amené les cellules à se comporter d'une manière qui s'apparente d'une manière suspecte au cancer. Elles ont changé de forme, comme le font les cellules cancéreuses, devenant longues et filiformes. Et elles ont également commencé à se déplacer dans la boîte de pétri.

En outre, la protéine virale a amené les cellules à activer d'autres gènes qui ont été associés au cancer.

Mais John M. Coffin, virologue à l'université de Tufts, pense que ces protéines virales ne sont pas aussi nombreuses qu'on pourrait le croire. Il pense que dans de nombreux cas, les cellules cancéreuses ne fabriquent des protéines virales que parce qu'elles activent des gènes au hasard, qu'il s'agisse de gènes humains ou de gènes viraux. « Notre postulat de départ est qu'il s'agit en grande partie d'un événement fortuit », a déclaré le Dr Coffin.


Commentaire : Quant à savoir si les gènes sont activés au « hasard » ou qu'il s'agisse d'un événement fortuit, rien n'est moins sûr. Qu'en est-il de l'épigénétique ?
« Comme les auteurs de cette étude le disent : « les infections rétrovirales se développent souvent dans des batailles continues entre le système immunitaire et le virus, avec le virus qui mute à maintes reprises pour éviter le système immunitaire et le système immunitaire qui rattrape le virus maintes fois. On peut voir le caractère épisodique de la sclérose en plaques comme une bataille en cours.

Il est crucial de comprendre que ce que nous mangeons est de l'information qui affecte les changements épigénétiques qui régulent l'expression des gènes, et qui peuvent être transmis de génération en génération. »

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Mais dans certains cas, a dit le Dr. Coffin, nous avons domestiqué nos virus. Nous fabriquons des protéines à partir de rétrovirus endogènes pour remplir des fonctions dont nous dépendons. Certains rétrovirus endogènes offrent, par exemple, une protection contre d'autres virus.

Et certaines protéines virales sont importantes pour la reproduction. Les placentas fabriquent des protéines virales, et les scientifiques ont découvert que certains types, appelés syncytines, fusionnent les cellules placentaires, une étape cruciale dans le développement du fœtus. « Mon hypothèse est que sans les syncytines, l'évolution des mammifères aurait été très différente », a déclaré le Dr Coffin.

Il y a cinq ans, la biologiste française Odile Heidmann et ses collègues se sont mis à rechercher plus de rétrovirus endogènes dans le génome humain.

Le Dr Heidmann, qui travaille à Gustave Roussy, un institut de recherche sur le cancer à Paris, a découvert une partie d'ADN viral qui avait été ignorée. Elle et ses collègues l'ont nommé Hemo.

Le Dr Heidmann a été surprise de trouver des versions de Hemo chez d'autres espèces. Chez les primates, le gène qui fabrique cette protéine a à peine changé au cours des âges.

Sa constance chez de nombreuses espèces montre que le gène et sa protéine doivent avoir un rôle important à jouer : « Ce n'est pas simplement une relique », a déclaré le Dr Heidmann. Les mutations de Hemo ont dû être néfastes, voire fatales, pour les malheureux animaux qui en étaient porteurs.

Le placenta produit Hemo, tout comme il produit les cellules de l'embryon précoce. Mais jusqu'à présent, le Dr Heidmann et ses collègues n'ont pas réussi à comprendre pourquoi. « C'est très, très vieux, ça doit donc servir à quelque chose », a-t-elle ajouté. Il est possible, dit-elle, que les protéines Hemo soient un message du fœtus à la mère qui pourrait modérer le système immunitaire de cette dernière afin qu'il n'attaque pas le fœtus.

Mais il y a aussi d'autres possibilités.

Comme des études récentes l'ont montré, l'embryon précoce constitue une pépinière propice à l'activité des rétrovirus endogènes. Pour comprendre pourquoi les cellules embryonnaires fabriquent des protéines virales, les scientifiques ont mené des expériences pour déterminer les effets de gènes viraux réduits au silence.

Ces expériences suggèrent que les protéines virales aident l'embryon à développer une variété de tissus.

Au début, les cellules d'un embryon peuvent se transformer en n'importe quel tissu. Ces cellules souches peuvent perdre cette flexibilité au fur et à mesure qu'elles se divisent, et entreprennent ensuite de se transformer en un type de cellule ou un autre. Après cela, les cellules ferment généralement leurs gènes viraux.

Les protéines virales semblent contribuer à empêcher les cellules souches de perdre ce potentiel de flexibilité. Et Gkikas Magiorkinis de l'université d'Athènes a spéculé que cette caractéristique pourrait avoir une origine inquiétante.

Les virus pourraient avoir exploité des embryons pour faire d'autres copies d'eux-mêmes. En conservant leurs hôtes comme cellules souches plus longtemps, les virus ont pu envahir davantage de parties du corps de l'embryon. « Lorsque l'hôte se développe, il aura des copies du rétrovirus dans la plupart de ses cellules », a déclaré le Dr Magiorkinis.

Cette stratégie pourrait faire davantage que juste créer plus de virus. Les cellules souches peuvent produire des ovules et des spermatozoïdes dans les embryons. Les virus peuvent augmenter leurs chances d'entrer dans la prochaine génération.

En d'autres termes, les premiers embryons pourraient en être venus à dépendre des astuces utilisées par les virus pour les manipuler. « Nous profitons d'une propriété qui a évolué au profit du virus », a déclaré le Dr Katzourakis.


Commentaire :
« Le plus grand choc de la science génomique a été de constater que le génome humain contient plus de gènes viraux que de gènes « humains ». [...] le génome humain est constitué de milliers de virus qui ont infecté nos lointains ancêtres. » [...] Ce que l'on nomme rétrovirus endogènes - endogène signifie produit à l'intérieur - sont les virus qui se cachent dans les génomes d'à peu près tous les grands groupes de vertébrés, des poissons aux reptiles en passant par les mammifères. »

L'ADN « poubelle » viral, le régime cétogène qui améliore l'ADN et les effets cométaires
« Des recherches récentes en génomique environnementale ont montré que les entités biologiques les plus abondantes sur Terre sont les virus, les particules virales étant plus nombreuses que les cellules par un ou deux ordres de grandeur. Ils font preuve d'une extraordinaire diversité et se sont adaptés à pratiquement tous les environnements terrestres. Ils peuvent également être considérés comme les acteurs biologiques les plus performants en termes de potentiel de croissance, d'abondance, de biodiversité, d'adaptabilité et d'impact. »

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Voir aussi :


Source de l'article initialement publié en anglais le 8 octobre 2017 : The New York Times
Traduction : Sott.net