Дополнительные доказательства подтверждают, что гены SARS-CoV-2 могут интегрироваться в ДНК человека

Группа выдающихся ученых доказала свою гипотезу о том, что генетические частицы пандемического коронавируса могут интегрироваться в наши хромосомы и оставаться там еще долгое время после окончания инфекции. 

Если они правы - скептики утверждали, что их результаты, скорее всего, являются лабораторными артефактами, - то вставки могут объяснить редкий случай, когда люди могут выздороветь от COVID-19, но спустя несколько месяцев снова обнаружить SARS-CoV-2.

Биолог по стволовым клеткам Рудольф Яениш и специалист по регуляции генов Ричард Янг из Массачусетского технологического института, возглавлявшие работу, вызвали бурю в Твиттере в декабре 2020 года, когда их команда впервые представила эту идею в препринте на сайте bioRxiv. 

Исследователи подчеркнули, что вирусная интеграция не означает, что люди, выздоровевшие от COVID-19, остаются заразными. Но критики обвинили их в разжигании необоснованных опасений, что вакцины COVID-19, основанные на мессенджерной РНК (мРНК), могут каким-то образом изменить ДНК человека. (Янесич и Янг подчеркивают, что их результаты, как оригинальные, так и новые, никоим образом не означают, что эти вакцины интегрируют свои последовательности в нашу ДНК).

Исследователи также представили ряд научных критических замечаний, некоторые из которых команда рассматривает в статье, опубликованной сегодня в онлайновом издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). "Теперь у нас есть однозначные доказательства того, что последовательности коронавируса могут интегрироваться в геном", - говорит Яениш.

Вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, имеет гены, состоящие из РНК, и Jaenisch, Young и соавторы утверждают, что в редких случаях фермент в клетках человека может копировать вирусные последовательности в ДНК и вставлять их в наши хромосомы. Этот фермент, обратная транскриптаза, кодируется элементами LINE-1 - последовательностями, которые занимают 17% человеческого генома и представляют собой артефакты древних инфекций, вызванных ретровирусами. В своем препринте исследователи представили доказательства того, что при заражении коронавирусом человеческих клеток, содержащих дополнительные элементы LINE-1, ДНК-версии последовательностей SARS-CoV-2 встраиваются в хромосомы клеток.

Многие исследователи, специализирующиеся на элементах LINE-1 и других "ретротранспозонах", посчитали, что данные слишком скудны, чтобы поддержать это утверждение. "Если бы у меня были такие данные, я бы тогда не подал ни одной публикации", - говорит Седрик Фешотте из Корнельского университета, изучающий эндогенные ретровирусные фрагменты в геноме человека. Он и другие также сказали, что ожидали более высокого качества работы от ученых калибра Яениша и Янга. В двух последующих исследованиях, оба из которых были опубликованы на сайте bioRxiv, критики представили доказательства того, что предполагаемые химеры следов человеческой и вирусной ДНК регулярно создаются с помощью той самой техники, которую группа использовала для их поиска в хромосомах. Как говорится в одном из отчетов, человеческо-вирусные последовательности "скорее всего, являются методическим продуктом, [sic] чем результатом настоящей обратной транскрипции, интеграции и экспрессии".

В своей новой работе Яениш, Янг и их коллеги признают, что использованная ими техника случайно создает химеры человек-вирус. "Я думаю, что это обоснованное замечание", - говорит Яениш. Он добавляет, что когда они впервые подавали статью в журнал, они знали, что она нуждается в более убедительных данных, которые они надеялись добавить в процессе рецензирования. Но этот журнал, как и многие другие, требует от авторов немедленного размещения всех результатов COVID-19 на сервере препринтов. Вероятно, мне следовало сказать: "Пошел ты, я не буду размещать это на bioRxiv". Это был просчет", - говорит Яениш.

В новой статье PNAS группа исследователей приводит доказательства того, что артефакты сами по себе не могут объяснить обнаруженные уровни химерной ДНК вируса и человека. Ученые также показали, что части элементов LINE-1 фланкируют интегрированную вирусную генетическую последовательность, что еще больше подтверждает их гипотезу. Они сотрудничали с одним из первоначальных скептиков, Стивеном Хьюзом из Национального института рака, который предложил эксперимент, чтобы выяснить, была ли интеграция реальной или шумовой, основываясь на ориентации интегрированных вирусных последовательностей относительно человеческих. Результаты подтверждают первоначальную гипотезу, говорит Хьюз, соавтор новой статьи. "Этот анализ оказался важным", - говорит он.

"Данные по интеграции в культуре клеток гораздо более убедительны, чем те, что были представлены в препринте, но они все еще не совсем чисты", - говорит Фешотте, который теперь называет гипотезу Яениша и Янга "правдоподобной". (SARS-CoV-2, отмечает он, также может сохраняться в организме человека в течение нескольких месяцев без интеграции своих генов).

Настоящий вопрос заключается в том, имеют ли данные клеточных культур какое-либо отношение к здоровью человека или диагностике. "В отсутствие доказательств интеграции у пациентов, самое большее, что я могу вынести из этих данных, это то, что можно обнаружить события ретропозиции РНК SARS-CoV-2 в инфицированных клеточных линиях, где L1 сверхэкспрессирован", - говорит Фешотте. "Клиническое или биологическое значение этих наблюдений, если таковое имеется, на данный момент является предметом чистого предположения".

Команда Яениша и Янга действительно сообщает о намеках на интеграцию SARS-CoV-2 в ткани живых и вскрытых пациентов с COVID-19. В частности, исследователи обнаружили высокий уровень типа РНК, которая производится только интегрированной вирусной ДНК, когда клетка считывает ее последовательность для создания белков. Но, признает Янг, "у нас пока нет прямых доказательств этого".

Хармит Малик, специалист по древним вирусам в геноме человека в Центре исследования рака имени Фреда Хатчинсона, говорит, что это "законный вопрос", почему люди, которые должны были очиститься от вируса, иногда имеют положительные результаты анализа полимеразной цепной реакции на его последовательность. Но он также не убежден в том, что объяснением является интегрированный вирус. "В обычных условиях в клетках человека имеется так мало механизмов обратной транскрипции", - говорит Малик.

С декабря полемика стала более цивилизованной. И Янг, и Яениш говорят, что получили более острую критику за препринт, чем за любое другое исследование в их карьере, отчасти потому, что некоторые исследователи опасаются, что он сыграл на руку скептикам вакцин, распространяющим ложные утверждения о недавно разрешенных мРНК-вакцинах. 

"Если когда-либо и существовал препринт, который следовало бы удалить, так это этот! Было безответственно даже размещать его в качестве препринта, учитывая полное отсутствие соответствующих доказательств. Теперь некоторые используют его для распространения сомнений относительно новых вакцин", - написала в то время в комментарии на сайте bioRxiv Мари-Луиза Хаммаршельд, микробиолог из Университета Вирджинии.

А что же с оригинальной статьей в журнале? "Они ее отклонили", - говорит Яениш.