As implicações da integração do genoma de SARS-CoV-2 no DNA humano - PEBMED
As implicações da integração do genoma de SARS-CoV-2 no DNA humano
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Dentre as diversas particularidades que emergiram precocemente com o surgimento das infecções pelo coronavírus SARS-CoV-2, associado à pandêmica síndrome de Covid-19, foi observada a ocorrência prolongada de resultados positivos pelo teste molecular de RT-PCR a partir de secreção de nasofaringe/orofaringe dos pacientes infectados. Em muitos pacientes, os repetitivos testes apresentam resultados positivos por períodos acima de 14 dias, mesmo após recuperação clínica da doença, com alguns relatos de detecção positiva por até 150-160 dias, mesmo que de forma intermitente. Estariam esses pacientes com infecção ativa? Estariam eles com a produção de partículas viáveis, infectantes ou apenas fragmentos virais? Representaria reinfecção ou novas infecções?
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Um dos estudos recentemente publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) sugere concretas respostas para essas questões. Zhang et al. (2021) abordam os diversos casos de pacientes que apresentam contínua positividade nos testes de RT-PCR para SARS CoV-2 após a melhora dos sintomas e conclusão do período de quarentena. Ou aqueles casos em que novos testes positivos foram obtidos após intervalos curtos de resultados negativos, sem associação ou significância clínica compatível com novo quadro de Covid-19. Em alguns poucos estudos prévios de coorte, não foram isoladas partículas virais viáveis ou infectantes. Excluem-se dessas considerações aqueles pacientes com novos episódios de sinais e sintomas de Covid-19 que estariam relacionados a novo quadro infeccioso.
O vírus SARS-CoV-2 apresenta o RNA fita positiva como genoma, e apresenta em sua estrutura uma RNA polimerase dependente de RNA responsável por replicar o genoma viral e transcrever RNAs subgenômicos (fragmentos). Zhang et al. (2021) exploram a hipótese de que, em alguns casos de Covid-19, ocorre a produção de cópias de DNA originadas a partir de RNAs subgenômicos, as quais podem ser integradas no DNA das células humanas hospedeiras por um mecanismo molecular de transcrição reversa, de forma semelhante que ocorre em outros vírus que não pertencem ao grupo dos retrovírus (que apresentam a enzima transcriptase reversa em sua composição). Tal hipótese responderia às questões citadas acima.
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Outras sequências de fragmentos subgenômicos de não retrovírus, como os vírus da estomatite vesicular ou vírus da coriomeningite linfocítica (LCMV) já foram descritas no DNA de células humanas como resultado da ação de uma transcriptase reversa endógena, com a integração proporcionada por retrotransposons autônomos (também conhecidos como elementos nucleares interespaciais longos – LINE). Tais retrotransposons são comuns em células de pacientes oncológicos,e são superexpressos no cenário da infecção viral, incluindo pelo vírus SARS-CoV-2.
Através de três estratégias moleculares para a detecção de sequências genômicas de SARS-CoV-2 integrado no genoma das células HEK293T infectadas, incluindo o sequenciamento longo via Nanopore, sequenciamento de genoma completo por Illumina e o sequenciamento enriquecido por integração baseada em Tn5, tal hipótese de transcrição reversa e integração de fragmentos do genoma viral no DNA das células humanas por ação de LINE1 foi confirmada.
Para confirmar tais achados, foram analisados dados de RNA-seq publicados a partir de células infectadas com SARS-CoV-2, que evidenciaram abundantes transcritos quiméricos de RNAm vírus-célula, especialmente contendo sequências do gene do nucleocapsídeo viral (NC), tanto em cultura de células quanto em tecidos obtidos de pacientes falecidos por Covid-19, incluindo em fragmentos de tecidos pulmonares, cardíacos, cerebrais e gástricos.
Tais resultados consistem em boas evidências de que os longos resultados positivos obtidos em testes moleculares de RT-PCR para a detecção de SARS-CoV-2 são consequências da integração de fragmentos virais no genoma das células humanas, mas não representam a produção de partículas virais íntegras, viáveis ou infectantes. Por outro lado, desconhece-se ainda se essa integração poderia representar algum papel no curso clínico da Covid-19, nas diversas expressões da síndrome pós-Covid-19 ou mesmo na durabilidade do estímulo imunogênico para maior efetividade vacinal. Maiores detalhes sobre esse estudo podem ser observados na publicação de Zhang et al. (2021) citada abaixo e nas publicações relacionadas.
Geuking MB, et al. Recombination of retrotransposon and exogenous RNA virus results in nonretroviral cDNA integration. Science (2009) 323, 393–396. doi: 10.1126/science.1167375
Horie M, Tomonaga K. Non-retroviral fossils in vertebrate genomes. Viruses. 2011 Oct; 3(10): 1836–1848. doi: 10.3390/v3101836
Zhang L, Richards A, Barrasa MI, Hughes SH, Young RA, Jaenisch R. Reverse transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 May 25;118(21):e2105968118. doi: 10.1073/pnas.2105968118