Todos os animais evoluíram graças ao fato de que certos vírus infectaram organismos primitivos há centenas de milhões de anos. O material genético viral foi integrado ao genoma dos primeiros seres multicelulares e ainda hoje está em nosso DNA.

Antes desta etapa, cada uma das duas células do embrião é totipotente, ou seja, pode desenvolver-se dentro de um organismo independente; as quatro células do estágio seguinte não são totipotentes, mas pluripotentes, porque podem se diferenciar em células de qualquer tecido especializado do corpo.

Para Sergio de la Rosa e Nabil Djouder, primeiro autor e autor sênior respectivamente, a descoberta é relevante para o campo da medicina regenerativa e para a criação de embriões artificiais, pois abre uma nova forma de gerar linhagens celulares estáveis nas fases de totipotência. Djouder lidera o Grupo de Fatores de Crescimento, Nutrientes e Câncer do CNIO.

O material genético dos agora chamados “retrovírus endógenos” foi integrado nos genomas de organismos que podem ter sido os impulsionadores da explosão cambriana, um período há mais de 500 milhões de anos, quando os mares do mundo sofreram um “boom” de biodiversidade. Na última década, descobriu-se que as sequências genéticas desses vírus constituem pelo menos 8–10% do genoma humano.

“Até recentemente, esses restos virais eram considerados ‘DNA lixo’, material genético inutilizável ou mesmo prejudicial”, explica De la Rosa. “Intuitivamente, pensava-se que ter vírus no genoma não poderia ser bom. No entanto, nos últimos anos começamos a perceber que estes retrovírus, que coevoluíram conosco ao longo de milhões de anos, têm funções importantes, como regular outros genes. É um campo de pesquisa extremamente ativo."

A investigação mostra que o retrovírus endógeno MERVL marca o ritmo do desenvolvimento embrionário, especialmente durante a fase específica da transição da totipotência para a pluripotência, e explica o mecanismo que faz com que isso aconteça.

“É um papel totalmente novo para os retrovírus endógenos”, diz Djouder. “Descobrimos um novo mecanismo que explica como um retrovírus endógeno controla diretamente os fatores de pluripotência”.

Esse novo mecanismo de ação envolve o URI, gene que o grupo de Djouder está pesquisando aprofundadamente. Anos atrás, descobriu-se que se o URI for eliminado em animais de laboratório, os embriões nem sequer conseguem se desenvolver. De la Rosa queria descobrir o porquê e como foi descoberta a sua ligação com o retrovírus MERVL.

Os resultados mostram que uma das funções da URI é possibilitar a ação de moléculas essenciais para a aquisição de pluripotência; se o URI não atua, os fatores de pluripotência também não, e a célula permanece em estado de totipotência. Acontece que é um retrovírus endógeno, MERVL-gag, que modula a ação do URI.

Os pesquisadores descobriram que durante a fase de totipotência, quando há apenas duas células no ovócito, a expressão da proteína viral MERVL-gag MERVL-gag é elevada; esta proteína se liga ao URI e impede sua ação. No entanto, os níveis mudam gradualmente, de modo que os níveis da proteína viral MERVL-gag diminuem e a URI pode entrar em ação: surge a pluripotência.

Como explica De la Rosa: "É uma transição suave. Quando há uma alta expressão de proteína viral, há menos fatores de pluripotência; à medida que a expressão de ERV diminui, o URI estabiliza esses fatores".

“Nossas descobertas revelam a coevolução simbiótica de retrovírus endógenos com suas células hospedeiras, a fim de garantir a progressão suave e oportuna do desenvolvimento embrionário inicial”, explicam os autores.

Em outras palavras, a relação de três vias entre a proteína viral, a URI e os fatores de pluripotência é finamente modulada, “para permitir tempo suficiente para o embrião se ajustar e coordenar a transição suave da totipotência para a pluripotência e a especificação da linhagem celular durante o desenvolvimento embrionário”. conclui Djouder.