Z vedeckého hľadiska ide o zaujímavú hypotézu, ktorú však nepodporujú presvedčivé dôkazy. Zámerne ju môžu zneužiť aj odporcovia očkovania.
Ilustračná fotografia koronavírusu. Zdroj: iStockphoto.com.
Vo vedeckých kruhoch i medzi laikmi vyvolali ostrú polemiku dvaja uznávaní americkí profesori biológie v Massachusettskom technologickom inštitúte. Tvrdili, že vírus SARS-CoV-2 môže vnášať svoj genetický materiál do ľudského genómu.
Polemika o tom, či dokáže nový koronavírus integrovať kúsky svojej RNA do ľudskej DNA, nemá v súčasnosti okrem autorov Rudolfa Jaenischa a Richarda A. Younga takmer nijakých zástancov. Hoci nejde o hypotézu, ktorá by sa mala bez akékoľvek experimentálneho overovania a náležitej diskusie odmietať, jej oponenti zdvíhajú varovný prst. Obávajú sa totiž, že ju zneužijú odporcovia očkovania.
Pri obhajobe hypotézy obaja vedci zdôrazňujú, že ich experimentálne výsledky v žiadnom prípade nenaznačujú, že by mohli aj vakcíny na báze mRNA vnášať svoje sekvencie či fragmenty do ľudskej DNA, ako to tvrdia niektorí antivaxeri. Jaenisch a Young takúto konšpiráciu jednoznačne odmietajú.
Pozrite si
Dôkazy z Petriho misiek
Snahou obidvoch profesorov bolo podať rukolapné dôkazy na podporu hypotézy, podľa ktorej sa môžu fragmenty koronavírusu spojiť s ľudskou DNA. Dôsledkom takejto integrácie by bol povel na syntézu neinfekčnej vírusovej RNA.
Mimoriadne tvrdenia si vyžadujú mimoriadne dôkazy, najmä ak majú dopad na ľudské zdravie. Dôkazy však nie sú podľa viacerých špičkových odborníkov dostatočne presvedčivé na to, aby nimi mohli obidvaja prominentní vedci svoju hypotézu spoľahlivo podoprieť. Získali ich pomocou experimentov, ktoré vykonali v podmienkach in vitro, teda v skúmavke, presnejšie na Petriho miske. Využili ľudské bunkové kultúry a tkanivá, ktoré získali od pacientov s ochorením COVID-19.
Zatiaľ sa však takéto včlenenie RNA koronavírusu do ľudskej DNA nepodarilo jednoznačne potvrdiť ako proces, ktorý sa bežne odohráva v našich bunkách.
Impulzom bola nečakaná pozitivita pacientov
V máji 2021 zverejnili obom vedcom v prestížnom časopise PNAS článok s názvom Reverzne transkribovaná RNA vírusu SARS-CoV-2 sa môže integrovať do genómu ľudských bunkových kultúr a exprimovať v tkanivách získaných z pacienta. Argumentovali v ňom v prospech získaných laboratórnych poznatkov a vyvracali námietky recenzentov i ďalších kritikov.
Viacerí špičkoví vedci vyhlásili, že v článku nepoužili najkorektnejšie dôkazy, ale ide skôr o mystifikácie, ktoré využívajú moderné vedecké argumenty. Oponenti sú presvedčení, že hypotéza je síce pre všeobecné vedecké poznanie zaujímavá, ale dôkazy, žiaľ, nie sú presvedčivé.
Dôležitým impulzom, prečo sa Jaenisch a Young pustili do takto zameraného výskumu, bola ich snaha odhaliť príčinu pozitivity niektorých pacientov. Potvrdzovali ju testy PCR dlho po prekonaní ochorenia, ktoré vyvolával nový koronavírus, a to napriek tomu, že sa u vyliečených pacientov nepodarilo nájsť infekčné vírusové častice.
Pri objasňovaní hypotézy sa obaja vedci opierali o poznatky, ktoré sa týkajú štruktúry nositeľa genetickej informácie človeka – ľudskej DNA. Svoje tvrdenia obhajujú aj tým, že genetická výbava človeka (genóm) obsahuje v rámci takzvanej „sebeckej“ DNA niekoľko stôp, ktoré potvrdzujú, že počas evolúcie človeka viaceré vírusy prepašovali svoju RNA do DNA človeka.
Ľudská DNA obsahuje približne stotisíc kúskov pochádzajúcich z vírusov, ktoré Homo sapiens nahromadil vo svojom genetickom materiáli za milióny rokov evolúcie.
Mutácie koronavírusu. Zdroj: iStockphoto.com
Čo je „sebecká“ DNA?
Najprv si však objasníme, čo je „sebecká“ DNA, v ktorej sa nachádzajú aj pozostatky vírusovej RNA.
Keď významní svetoví genetici spojili úsilie a pustili sa do prelomového sekvenovania ľudského genómu, najviac ich prekvapilo zistenie, že genóm človeka obsahuje len približne dvadsaťtisíc funkčných génov. Ostatná časť jeho genetickej informácie prislúcha akémusi bezvýznamnému balastu, ktorému sa hovorí sebecká DNA.
Je takmer neuveriteľný poznatok, že z celkového počtu troch miliárd „písmen“ genetickej informácie zapísanej v ľudskej DNA, tvoria funkčné gény len necelé dve percentá. Zvyšok vedci dlho považovali za zbytočný a nepotrebný balast.
Predpokladali, že táto časť ľudskej genetickej informácie nemá žiadnu funkciu a jej snahou je iba sebecky sa replikovať a spolu s geneticky aktívnou DNA sa len odovzdávať ďalším generáciám.
Čo potrebuje vírus, aby sa začlenil do DNA?
O tom, že sa ľudstvo stretávalo počas evolučného vývoja s vírusovými infekciami, dnes málokto pochybuje. Menej je však známe, že napríklad vírusy hepatitídy C, chrípky a osýpok dokážu zabudovať svoj genetický materiál do genetického materiálu človeka.
Avšak nie všetky vírusy majú výsadu automaticky sa integrovať do DNA človeka. Potrebujú na to príslušné vybavenie. Ich genóm musí obsahovať genetickú informáciu pre syntézu zaujímavého enzýmu, zvaného reverzná transkriptáza. Tento enzým dokáže prepísať vírusovú genetickú informáciu v nezvyčajnom smere z RNA do DNA, teda v opačnom, reverznom smere, ako prebieha bežný prenos genetickej informácie.
Z DNA sa najprv prekladá do mRNA a potom do poradia aminokyselín príslušnej bielkoviny, ako to vyplýva z centrálnej „dogmy“ molekulárnej biológie. Slovo dogma sa píše v úvodzovkách preto, že po objavení enzýmu reverzná transkriptáza sa môže genetická informácia prenášať aj opačným smerom.
Výsledkom takéhoto opačného prepisu (prenosu) genetickej informácie je komplementárna DNA (cDNA, z anglického complementary DNA). Tá sa infiltruje do ľudskej DNA a stáva sa jej súčasťou. Pre zaujímavosť je potrebné uviesť, že vírusová nukleová kyselina môže na určitý čas v cudzom genóme aj zaspať. Keď sa z takéhoto latentného stavu preberie, vytvára v bunkách človeka nové kópie vírusov.
Môže si koronavírus požičať takýto enzým?
V tomto kontexte nie je celkom nezmyselná ani úvaha, že aj koronavírus by si mohol požičať reverznú transkriptázu od iných vírusov, napríklad od vírusu HIV. Takáto pomoc by sa mohla odohrať u ľudí, ktorí sa súčasne infikovali SARS-CoV-2 aj HIV. Mechanizmy, ktoré zabezpečujú reverznú transkripciu, si vírus potenciálne môže prepožičať aj od „preskakujúcich“ génov či mobilných elementov.
Preskakujúce gény sú úseky DNA, ktoré sa môžu presúvať z jednej oblasti genómu do inej. Príkladom pre takéto prvky, ktoré nesú genetickú informáciu na zabezpečenie vlastnej reverznej transkripcie, sú mobilné elementy, zvané LINE1. Nachádzajú sa v ľudskom genóme v obrovských množstvách a sú súčasťou hlavne sebeckej alebo nepotrebnej DNA.
O tomto mechanizme uvažujú pri integrácii RNA koronavírusu (po jej prepísaní do cDNA) do DNA človeka aj profesori Jaenisch a Young.
Nevyriešený problém
Pomerne málo sa vie o tom, prečo sa pri vyhodnocovaní testov PCR ukázalo, že niektorí pacienti zostávajú pozitívni aj niekoľko týždňov po prekonaní pôvodnej infekcie. Ich test je vyhodnotený tak, že testovaná osoba má akútnu infekciu ochorenia COVID-19. A to aj napriek tomu, že vo vzorkách odobratých z ich tkanív sa nenašli žiadne infekčné vírusové častice. Jednoducho povedané, aj napriek pozitívnemu PCR nie sú už infekční.
Je to dôležité, pretože nie je jasné, či sa takíto jedinci znovu nakazili alebo je príčinou ich pretrvávajúcej pozitivity niečo iné. Aké je pravdepodobné vysvetlenie?
Dosiaľ sa táto záhada aj v odborných kruhoch vysvetľuje tak, že organizmus človeka je po prekonaní nákazy vírusom SARS-CoV-2 ešte stále nejaký čas znečistený a zanesený zvyškami zneškodnených vírusových častíc. Objavujú sa aj úvahy, že imunitný systém takýchto ľudí nedokázal odvrátiť ďalší útok koronavírusu.
Alebo majú v tele pretrvávajúcu vírusovú infekciu, čo by mohlo naznačovať, že SARS-CoV-2 by mohol pretrvávať v človeku aj mesiace bez integrácie do jeho genetického materiálu. Na jednoznačnú odpoveď a rozuzlenie tohto problému si budeme musieť ešte počkať.
Zdravotníčka v ochrannom obleku vykonávajúca mužovi výter z hrdla. Zdroj: iStockphoto.com
Čo hovoria Jaenisch a Young
Profesori ponúkajú prekvapivé vysvetlenie. Podľa interpretácie výsledkov ich experimentov sa malé fragmenty koronavírusu môžu integrovať do ľudského genómu. Práve tieto integrované vírusové sekvencie možno zachytiť pomocou testov. Predpokladajú, že mobilné elementy LINE1 lemujú integrované vírusové sekvencie, ktoré teda využili mechanizmy zabezpečujúce reverznú transkripciu, aby sa ich pomocou vkradli a prepašovali do ľudskej DNA.
Profesori zdôrazňujú, že ich výsledky nenaznačujú, že by sa SARS-CoV-2 stával trvalým genetickým rezidentom v ľudských bunkách, kde by produkoval nové kópie, ako to robí vírus HIV.
Tiež argumentujú, že integrácia fragmentov nového koronavírusu nevedie k tvorbe živého a infekčného SARS-CoV2.
Čo hovoria odborní oponenti o hypotéze
Oponenti najprv starostlivo preskúmali databázy a zisťovali, či sa niektorý z mnohých existujúcich koronavírusov integroval do niektorého z dostupných živočíšnych genómov. Po miliónoch rokov evolúcie napriek existujúcim mobilným elementom v ich genómoch nebolo ani stopy po tom, že by koronavírusy prenikli do genómov zvierat, aj keď ich často infikovali.
Hypotéza, ktorú zverejnili v časopise PNAS, tak vyvoláva viac otázok ako odpovedí. Napríklad otázku, aká je pravdepodobnosť, že sa tento trik podaril v takom krátkom čase úplne novému koronavírusu, a to napriek tomu, že sa to dosiaľ počas evolúcie žiadnemu koronavírusu nepodarilo.
Iní odborníci sa rozchádzajú v názore na dôležitosť hypotézy a jej významu pre ľudské zdravie. Ďalší sú k hypotetickým záverom Jaenischa a Younga veľmi kritickí a odmietajú ich.
Tí vedci, ktorí sa pokúsili o podobné experimenty, nenašli presvedčivý dôkaz o integrácii SARS-CoV-2 do ľudského genómu. Jednoducho konštatovali, že vírusovo-ľudské chimérické transkripty, ktoré sa vyskytujú vo veľmi nízkej frekvencii, sú laboratórne artefakty vytvorené počas sekvenovania.
Zásadná otázka
Argumentácia iných vedcov sa zakladá hlavne na skutočnosti, že výsledky odborníkov z Jaenischovho a Youngovho tímu sa opierali o sekvenovanie RNA, ktorú vyizolovali z bunkových kultúr pestovaných in vitro. Tie potom zámerne infikovali koronavírusom a mobilnými elementmi LINE1. Skeptici jednoducho konštatujú, že takéto udalosti sa pravdepodobne v podmienkach in vivo buď neodohrávajú, alebo sú príliš zriedkavé na to, aby sa ich pomocou mohla vysvetliť pozitívna detekcia v PCR aj po zotavení pacientov.
Zdôrazňujú, že článok v PNAS preukázal túto integráciu iba v experimentoch vykonaných v laboratórnej Petriho miske, hoci sa v článku spomínajú aj sekvenačné údaje od ľudí infikovaných koronavírusom.
Zásadnou otázkou je, či majú údaje získané z experimentov, ktoré vedci realizovali pomocou bunkovej kultúry, v tomto kontexte význam pre ľudské zdravie alebo diagnostiku. Nie je tiež jasné, či v ľudských tkanivách zostanú tie bunky, ktoré by mohli obsahovať potenciálne reverzné prepisy koronavírusu, dlhý čas alebo skoro odumrú.
V súčasnosti existujú viaceré štúdie, ktoré prezentujú dôkazy, že autori problematickej hypotézy použili počas analýzy detekčnú technológiu na generovanie hybridných ľudsko-vírusových sekvencií. Tá skôr umožnila detegovať artefakty než udalosti či procesy, ktoré prebehli v bunkách.
Všeobecne platí o záveroch, ktoré vyplývajú z pokusov v podmienkach in vitro, že ich vždy nemožno aplikovať na podmienky in vivo, a preto experimentálne vedecké overovanie záverov profesorov Jaenischa a Younga a diskusia o ich hypotéze pokračujú.
Zdroje: DOI: 10.1073/pnas.2105968118, DOI: 10.3389/fmicb.2021.676693, DOI: 10.1128/JVI.00294-21, DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109530, Tlačová správa Purduovej univerzity, Science
