Czy retrowirusy w DNA są dla nas groźne i czy są obecne w szczepionkach?

Pseudonauka kreuje retrowirusy na sprawców wielu chorób przewlekłych i manipulacji w genomie, dokonywanych dzięki szczepieniom. Czym są retrowirusy i czy rzeczywiście mają takie działanie? Na te pytania odpowiadają gościnnie na naszym blogu: Anna Rahnama, lekarka i studentka bioetyki Uniwersytetu Warszawskiego, oraz dr Paula Dobosz, genetyczka i specjalistka immunoonkologii z Uniwersytetu w Tel Awiwie.

Jeśli troszczycie się o swoje zdrowie, a internet jest głównym źródłem wiedzy, prędzej czy później natraficie na informację o retrowirusach. Prawdopodobnie dowiecie się, że są one bardzo szkodliwe i niebezpieczne. Może nawet dotrzecie do informacji, że niektóre szczepionki zawierają retrowirusy, a retrowirusy wbudowane w genom mogą stanowić śmiertelne niebezpieczeństwo dla dzieci. Jak naprawdę jest z tymi retrowirusami i czy powinniśmy się ich obawiać?

Skąd wziął się strach przed retrowirusami?

Strach przed retrowirusami wziął swój początek prawdopodobnie od publikacji Judy Mikovits, biochemiczki z George Washington University, która w 2014 roku wraz z Kentem Heckenlively wydała książkę „Plaga. O poszukiwaniu, przez jednego z nieustraszonych naukowców, prawdy o retrowirusach ludzkich i zespole chronicznego zmęczenia (zapaleniu mózgu i rdzenia z mialgią), autyzmie i innych chorobach”. Autorzy książki twierdzili m.in., że odkryli retrowirusy w szczepionkach. To “rewolucyjne” doniesienie wydaje się jednak bardzo wątpliwe, bo zgodnie z obecnym stanem wiedzy nie ma możliwości, aby dopuszczone do użytku szczepionki były skażone retrowirusami. Szczepionki w przebiegu procesu produkcyjnego przechodzą wielokrotne i szczegółowe badania, także na obecność mikrobiologicznych zanieczyszczeń (vide np.^{1 2 3 4 5 6 7 8 9}) w tym retrowirusów, poprzez ilościowe oznaczanie testem PERT stosowanym do potwierdzania ekspresji niezakaźnych cząstek endogennego retrowirusa w różnych substratach komórek.
Co więcej, wydaje się, że autorka „odkrycia” – Judy Mikovits – nie opublikowała żadnych rzetelnych badań naukowych na ten temat, a głośna publikacja o retrowirusach mających swój udział w zespole przewlekłego zmęczenia (chronic fatique syndrome) została szybko wycofana z prestiżowego czasopisma “Science” (doi publikacji: 10.1126/science.1179052)^{21 22}. Redakcja pisma przeprowadziła szczegółowe dochodzenie w tej sprawie, zaangażowano prawników, przeanalizowano ponownie dane i próbki, zaś niezależni naukowcy z wielu ośrodków uzyskiwali wyniki sprzeczne z wynikami badań Mikovits, gdy próbowali powtórzyć jej eksperyment pod naciskiem rodziców i samych pacjentów^{22 23}. Autorka próbowała przekonać, że w jej laboratorium doszło do zanieczyszczenia próbek i stąd niewłaściwe wyniki²².

Pseudonauka wzięła górę

Jednak te naukowe kontrowersje nie przedostały się do szerokiego odbiorcy, a książka „Plaga” zapoczątkowała masowy strach rodziców przed szczepieniami, podbudzany kolejnymi pseudomedycznymi teoriami, które budowane były w oparciu o strach przed powikłaniami szczepień. Używając wielu trudno brzmiących, niezrozumiałych dla większości społeczeństwa słów, autorzy zbudowali potężną pseudonaukową teorię, która weszła w społeczną świadomość.

W Polsce “teorię retrowirusową” powikłań poszczepiennych i rzekomych ciężkich chorób z nimi związanych zaczął propagować szarlatan Jerzy Zięba na swoich wykładach. W zeszłym roku w warszawskich Włochach odbyła się konferencja zorganizowana przez posła Jarosława Sachajko, w której jednym z zaproszonych gości, oprócz znachora Jerzego Zięby, była Judy Mikovits. Opowiadała o swojej pracy jako badaczki, a także o tym, jak odkryła retrowirusy w szczepionkach.

W trakcie prezentacji podnoszone były teorie, jakoby retrowirusy ze szczepionek odpowiadały praktycznie za wszelkie choroby przewlekłe, immunologiczne, nowotworowe i neurodegeneracyjne. Retrowirusy stały się faktycznym źródłem lęku wielu rodziców, podsycanym przez osoby będące przeciwnikami szczepień. Retrowirusy, które właściwie są częścią naszego życia, stały się popularnym argumentem, poza tiomersalem i aluminium, rzekomo świadczącym o szkodliwości szczepień.

Co to są retrowirusy?

Retrowirusy (czyli Retroviridae) to rodzina wirusów charakteryzująca się obecnością RNA jako głównego materiału genetycznego. Jest ich bardzo wiele, ale najbardziej znanym retrowirusem jest oczywiście HIV (Human Immunodeficiency Virus), powodujący chorobę o nazwie AIDS (Acquired Immunodeficiency Syndrome)^{10 11}. Niektóre z retrowirusów (HTLV) mogą również brać udział w transformacji nowotworowej ludzkich komórek, a zatem prowadzić do powstawania nowotworów. Takie wirusy nazywamy onkowirusami i wiemy, że mogą powodować na przykład niektóre typy białaczki ^{12 13 10 11}.

Głównym materiałem genetycznym retrowirusów jest RNA, zatem ich informacja genetyczna musi zostać przepisania z RNA na DNA, czyli trochę odwrotnie, niż ma to miejsce u większości organizmów (kwestię, „czy wirusy to organizmy żywe?”, zostawiamy na inną okazję). Nazwa “retrowirus” pochodzi właśnie od kierunku przepływu informacji genetycznej, niejako wbrew standardowej drodze przepisywania informacji.

Poza materiałem genetycznym, czyli RNA, w rdzeniu retrowirusów znajdują się również enzymy, zwłaszcza te uczestniczące w procesie odwrotnej transkrypcji. I tutaj bez specjalnego zdziwienia: główny enzym tego procesu nazywany jest odwrotną transkryptazą. Ten enzym jest absolutnie niezbędny, aby materiał genetyczny retrowirusa mógł zostać przepisany na DNA, a później włączony do genomu gospodarza z udziałem innego enzymu – integrazy.

Zakażenie retrowirusem – krok po kroku

Po przedostaniu się wirusa do organizmu (np. na skutek kontaktu z krwią lub niektórymi wydzielinami ciała osoby chorej) wirus łączy się z pewnymi komórkami naszego układu immunologicznego, zwanymi komórkami wrażliwymi na zakażenie, czyli takimi, które posiadają na błonie komórkowej specyficzny receptor CD4 (najczęściej limfocyty T)¹⁰. Po rozpoznaniu receptora następuje proces połączenia się (fuzji) błony komórkowej limfocytu i osłonki wirusowej. Teraz wirusowy RNA wraz z enzymami może swobodnie wniknąć do wnętrza komórki gospodarza, a następnie uruchomić proces odwrotnej transkrypcji, czyli przepisania informacji genetycznej wirusa z RNA na DNA. Jest to niezbędne dla prawidłowego wbudowania się genomu wirusowego do genomu gospodarza – a przecież dokładnie o to chodzi wirusowi!

Po odwrotnej transkrypcji materiał genetyczny wirusa ma postać DNA, zatem dokładnie taką, jak materiał genetyczny gospodarza¹⁰. Teraz nic już nie stoi na przeszkodzie, tzw. prowirusowe DNA wbudowuje się w nasze DNA, a my zostaliśmy zakażeni.

Nie panikujmy ? Zakażenie wirusowe może mieć przynajmniej dwie formy: latentną (utajoną) i replikacyjną. Zakażenie replikacyjne polega na dość szybkim i intensywnym namnażaniu się wirusa w komórce gospodarza, co oczywiście prowadzi dość szybko do zniszczenia komórki oraz wystąpienia objawów chorobowych. Dla kontrastu utajona forma infekcji to sytuacja, w której genom wirusowy wbudował się w genom gospodarza, ale nic się nie dzieje dalej. Chwilowo zakażone komórki stanowią swoisty rezerwuar wirusa. W tej postaci wirus może być obecny w naszych komórkach przez całe tygodnie, lata, a nawet… pokolenia²!

Kiedy nasze komórki ulegają podziałom, również i materiał genetyczny wirusa będzie przekazywany komórkom potomnym. Zdarza się zatem, że wirus „uaktywni się” po wielu tygodniach latencji – pewnie znacie tą sytuację, gdy nagle zmarzniemy na przystanku, zmęczeniu po długim dniu pracy, a tuż na drugi dzień obudzimy się z katarem i gorączką i mówimy, że nas „przewiało”? ? Może się jednak okazać, że wirus pozostaje w naszym genomie na wiele pokoleń³.

Retrowirusy są absolutnymi specjalistami takiego pozostawania na wieki w DNA gospodarza, przy czym tracą zwykle swoje właściwości szkodzenia nam, tracą zdolność tworzenia nowych wirusów potomnych^{3 14}. Ot, stają się małym fragmentem naszego ogromnego DNA, z którego ponad 98% ciągle pozostaje dla nas zagadką. Może nawet nie tak małym, bo według rzetelnych szacunków endogenne retrowirusy stanowią nawet do 8% naszego genomu^{2 15 1}!

Nie jest to jednak powód do paniki. Gdyby były dla nas zagrożeniem, pewnie już dawno zginęlibyśmy jako gatunek, mając tak wiele retrowirusów w genomie. Ogromna większość pozostaje na wieki jedynie spuścizną po infekcjach naszych przodków².

Retrowirusy w naszym DNA

Warto jednak podkreślić, że nie wszystkie retrowirusy w naszym DNA są dla nas całkowicie obojętne. Mogą przybierać formę retrotranspozonów – małych, mobilnych fragmentów DNA, które mają zdolność dosłownie zmieniania miejsca w obrębie naszego genomu. Uważa się, że spora ich część może mieć udział w regulacji ekspresji naszych genów. Jednak wbudowanie się retrotranspozonu w niewłaściwym miejscu genomu może przerwać strukturę naszego genu, powodując jego wyłączenie – mamy zatem mutację.

W tym miejscu musimy jednak pamiętać, że mutacje nie zawsze są złe. To narzędzie ewolucji, warunkujące plastyczność genomu². Mutacja może być dla gospodarza negatywna, na przykład wtedy, gdy powoduje transformację nowotworową komórki (choć pojedyncza mutacja rzadko miewa aż tak dramatyczne skutki)¹. Może być neutralna i przez całe życie nie dowiemy się, że w ogóle ją mamy. A czasem zdarza się, że mutacja będzie dla nas korzystna i przyczyni się do lepszego przystosowania organizmu. Prawdopodobnie tak było w przypadku duplikacji (powielenia) fragmentu genu HLA I, którego ogromne znaczenie w funkcjonowaniu ludzkiego układu immunologicznego być może dało ewolucyjną przewagę nad innymi naczelnymi.

Jak się słusznie domyślacie, nie ma żadnej możliwości usunięcia retrowirusów z genomu naszych komórek. Nie wydaje się to zresztą potrzebne. Bardzo wiele badań dotyczyło możliwości korelacji lub chociaż przyczyniania się endogennych retrowirusów do określonych chorób, na przykład stwardnienia rozsianego czy chorób neurodegeneracyjnych, jednak nie uzyskano przekonywujących wyników^{2 11}. Teoretycznym zagrożeniem mogłyby być endogenne retrowirusy znajdujące się w tkankach przeszczepów ksenogenicznych, zwłaszcza w sytuacji farmakologicznie obniżonej odporności u biorcy, jednak również i tutaj pozostajemy w sferze rozważań teoretycznych, gdyż badania naukowe nie dały powodów do obaw.

Do czego medycyna wykorzystuje retrowirusy?

Od lat wykorzystujemy retrowirusy w biotechnologii i medycynie, zaprzęgając ich ciekawe właściwości do pracy na rzecz ludzkości, na przykład nowych terapii antynowotworowych^{1 13}. Odwrotną transkryptazę wykorzystuje się w wielu technikach laboratoryjnych biologii molekularnej, zaś całe cząsteczki wirusowe modyfikuje się w ten sposób, aby przenosiły do komórek pożądane geny w trakcie terapii genowych^{16 1}, jednocześnie pozbawiając wirusy ich zdolności chorobotwórczych. Nazywamy je wtedy wektorami. Dobrymi wektorami są zwłaszcza retrowirusy należące do grupy lentiwirusów – szacuje się, że w chwili obecnej (początek 2018 roku) są one zaangażowane w ponad 300 różnych badań klinicznych terapii genowych u ludzi^{17 18}.

Retrowirusy nie były jednak nigdy wykorzystywane przy produkcji szczepionek dopuszczonych do użytku przez FDA (amerykańską Agencję Żywności i Leków) czy na terenie Unii Europejskiej. Wszystkie szczepionki przechodzą rygorystyczne testy mające na celu wykrycie ewentualnych „zanieczyszczeń”, w tym badania pod kątem obecności hipotetycznych endowirusów^{19 1 20}. Hipotetycznych, bo ich tam nie ma: wirusy namnażane w liniach komórkowych teoretycznie mogłyby inkorporować fragment materiału genetycznego z komórki, w której są hodowane, jednak w praktyce to nie ma miejsca z uwagi na inne mechanizmy replikacji wirusów pochodzących z różnych rodzin^{5 10 14}.

Aby lepiej to zrozumieć, wyobraźmy sobie różne gatunki ptaków gniazdujące nieopodal naszego miejsca zamieszkania: jedne będą zakładały gniazda wysoko na drzewach, inne w szuwarach i zaroślach, a jeszcze inne chętnie zamieszkają w specjalnie przygotowanych dla nich budkach lęgowych pobliskiego parku. Będą wykorzystywały różne materiały: znalezione gałązki, siano, rośliny, dziuple. Podobnie jest z wirusami: do swojej replikacji angażują różne miejsca w komórce gospodarza i różne geny ^{14 10}. Ciężko jest nam wyobrazić sobie bociana wciskającego się do budki dla szpaków, prawda?

Pomimo usilnych starań naukowców i licznych badań prowadzonych na całym świecie od wielu dekad nie udało się stworzyć alternatywnej, działającej szczepionki na niektóre choroby, stąd też pewne szczepionki wciąż zawierają atenuowane (czyli “osłabione, unieszkodliwione”) wirusy, na przykład te przeciwko różyczce czy odrze. Rygorystyczne i szczegółowe badania, którym obecnie poddawane są wszystkie szczepionki, wynikają nie tylko z błędów przeszłości, ale również z obaw rodziców i specjalistów. Wszyscy pracujemy przecież dla dobra ludzkości, a nie przeciwko.

Retrowirusy, zwłaszcza te endogenne, przydają się również w badaniu naszej przeszłości, w badaniu ewolucji życia na Ziemi². Dzięki postępującemu progresowi technik analizy genomu, zwłaszcza sekwencjonowania, możliwe stało się śledzenie pojedynczych zmian w genomie, które z pozoru niewielkie, a jednak mogły mieć znaczenie dla ukształtowania się gatunków takich, jakie znamy dzisiaj. Nie ma wątpliwości, że retrowirusy miały w tym swój udział.

Bibliografia:

1. Althaf I. Hussain*, Vedapuri Shanmugam*, William M. Switzer*, Shirley X. Tsang*, Aly Fadly†, Donald Thea‡, Rita Helfand*, William J. Bellini*, Thomas M. Folks*, and W. H. Lack of Evidence of Endogenous Avian Leukosis Virus and Endogenous Avian Retrovirus Transmission to Measles Mumps Rubella Vaccine Recipients. Emerg. Infect. Dis.7, (2001).
2. Griffiths, D. J. Endogenous retroviruses in the human genome sequence. GenomeBiol.2, REVIEWS1017 (2001).
3. Weiss, R. A. Adventitious Viral Genomes in Vaccines but Not in Vaccinees. Emerg. Infect. Dis.7, 153–154 (2001).
4. Khan, A. S. & FDA. Investigating Viruses in Cells Used to Make Vaccines; and Evaluating the Potential Threat Posed by Transmission of Viruses to Humans. FDA (2018). Available at: https://www.fda.gov/BiologicsBloodVaccines/ScienceResearch/BiologicsResearchAreas/ucm127327.htm. (Accessed: 13th August 2018)
5. Shahabuddin, M., Sears, J. F. & Khan, A. S. No Evidence of Infectious Retroviruses in Measles Virus Vaccines Produced in Chicken Embryo Cell Cultures. J. Clin. Microbiol.39, 675–684 (2001).
6. Lopalco, P. L. et al. Monitoring and assessing vaccine safety: a European perspective. Expert Rev. Vaccines9, 371–380 (2010).
7. FDA. Vaccines. (2018). Available at: https://www.fda.gov/biologicsbloodvaccines/vaccines/default.htm. (Accessed: 14th August 2018)
8. CDC. CDC Vaccine safety. (2018). Available at: https://www.cdc.gov/vaccines/basics/test-approve.html. (Accessed: 14th August 2018)
9. ECDC. Vaccine safety – European Centre for Disease Prevention and Control. Available at: https://ecdc.europa.eu/en/immunisation-and-vaccines/vaccine-safety. (Accessed: 14th August 2018)
10. Leslie Collier, John Oxford, and P. K. Human Virology. (Oxford University Press, 2016).
11. Jeziorski, E. et al. No evidence for XMRV association in pediatric idiopathic diseases in France. Retrovirology7, 63 (2010).
12. Weiss, R. A. & Vogt, P. K. 100 years of Rous sarcoma virus. J. Exp. Med.208, 2351–2355 (2011).
13. Cegolon, L. et al. Human endogenous retroviruses and cancer prevention: evidence and prospects. BMC Cancer13, 4 (2013).
14. Michael Loeffelholz, Richard L. Hodinka, B. P. & Young, S. Clinical Virology Manual. (ASM Press, 2016).
15. Bustamante Rivera, Y. Y., Brütting, C., Schmidt, C., Volkmer, I. & Staege, M. S. Endogenous Retrovirus 3 – History, Physiology, and Pathology. Front. Microbiol.8, (2018).
16. Kurth, Reinhard; Bannert, N. Retroviruses: Molecular Biology, Genomics and Pathogenesis. (HorizonScientific, 2010).
17. Desport, M. Lentiviruses and Macrophages: Molecular and Cellular Interactions. (Caister Academic, 2010).
18. NIH. Clinical Trials. (2018). Available at: https://clinicaltrials.gov/. (Accessed: 13th August 2018)
19. Birmingham, C. L. et al. Detection of Avian Retroviruses in Vaccines by Amplification on DF-1 Cells with Immunostaining and Fluorescent Product-Enhanced Reverse Transcriptase Endpoint Methods. J. Clin. Microbiol.51, 1496–1504 (2013).
20. Petricciani, J., Sheets, R., Griffiths, E. &Knezevic, I. Adventitious agents in viral vaccines: Lessons learned from 4 case studies. Biologicals42, 223–236 (2014).
21. 21. Why bad science won’t ever die. (2016). Available at: https://qz.com/595909/why-bad-science-wont-ever-die/.
22. 22. Cohen, J. &Enserink, M. False Positive. Science (80-. ). 333, 1694–1701 (2011).
23. Alter, H. J. et al. A Multicenter Blinded Analysis Indicates No Association between Chronic Fatigue Syndrome/Myalgic Encephalomyelitis and either Xenotropic Murine Leukemia Virus-Related Virus or Polytropic Murine Leukemia Virus