En utilisant une analyse de séquençage de nouvelle génération pour examiner les sites d’intégration des rétrovirus endogènes humains (HERV), des chercheurs de l’Université de Kumamoto, de l’Institut national de génétique (Japon) et de l’Université du Michigan (États-Unis) ont découvert que ces anciens rétrovirus peuvent subir une rétrotransposition (ADN insertion de séquence avec médiation d’ARN) dans des cellules iPS. L’équipe pense que leur découverte met en lumière un risque possible que posent les HERV lors de l’utilisation de cellules iPS en médecine régénérative.
L’étude des rétrovirus anciens intégrés dans notre génome nécessite des connaissances sur notre coexistence avec les menaces virales à travers l’histoire. On sait que les HERV occupent environ 8% du génome humain et obtiennent des mutations et des délétions sur de longues périodes. Les HERV sont également exprimés dans les embryons précoces et jouent plusieurs rôles physiologiques dans le développement humain. Par exemple, les protéines HERV-W et HERV-FRD Env sont importantes pour la formation placentaire, et on pense que HERV-K protège les cellules hôtes d’une infection rétrovirale exogène. Cependant, on pense également que l’expression incontrôlable de HERV-K est associée à diverses maladies, y compris divers cancers et maladies neurologiques, mais les détails de cette association ne sont pas bien connus chez l’homme.
Étant donné que personne n’a encore découvert de HERV compétents pour la réplication dans notre génome, on pense qu’ils proviennent d’un virus éteint (fossile). Dans leurs travaux actuels, l’équipe de recherche du Japon et des États-Unis a découvert que HERV-K est exprimé dans les cellules exprimant SOX2, telles que celles des embryons précoces, des cellules souches cancéreuses et des cellules iPS. Ils ont également découvert que certains HERV-K sont nouvellement intégrés dans le génome de l’hôte en l’absence d’Env, la glycoprotéine de l’enveloppe virale. Cette intégration dépendait de la transcriptase inverse, de l’intégrase et de la protéase, ainsi les chercheurs ont émis l’hypothèse que le HERV-K intégré dans notre génome ne provient en fait pas d’un virus fossile, mais se déplace sur le génome par la synthèse de la transcription inverse de l’ADN proviral. Fait intéressant, lorsque les chercheurs ont comparé les sites d’intégration HERV-K entre les cellules iPS et les fibroblastes du même donneur, ils ont trouvé de nouveaux sites d’intégration HERV-K dans les cellules iPS. Cependant, les nouveaux sites d’intégration ont rarement été conservés et ont disparu lors de la culture à long terme. HERV-K est susceptible d’être intégré de manière aléatoire dans le génome, il est donc possible que les cellules rétrotransposées HERV-K survivent principalement en fonction de leur site d’intégration.
Le mouvement de HERV-K sur le génome pourrait provoquer des cancers et des maladies neurologiques en modifiant le profil d’expression des gènes. Les chercheurs pensent que le risque de transposition de HERV-K est faible dans les cellules iPS mais suggèrent que la surveillance des sites d’intégration de HERV-K devrait être sérieusement envisagée pour améliorer la sécurité de la médecine régénérative utilisant les cellules iPS.
Cette recherche a été publiée en ligne le 14 avril 2022 dans le Journal de virologie.
Kazuaki Monde et al, Mouvements d’anciens rétrovirus endogènes humains détectés dans des cellules exprimant SOX2, Journal de virologie (2022). DOI : 10.1128/jvi.00356-22