Pot vaccinurile pe bază de ARN-mesager să provoace modificări genetice?

Terapia genică pe bază de ARN-mesager, folosită în principalele vaccinuri anti-COVID aflate pe piață, a ridicat numeroase semne de întrebare legate, printre altele, de posibilitatea modificării ADN-ului uman. Absolut toate informațiile și ghidurile[1] oficiale de vaccinare ne dau asigurări că acest lucru nu se va întâmpla sub nici o formă, deoarece, susțin ele, „ARN-ul-mesager nu intră în nucleul celulei (acolo unde se află ADN-ul) și are structura și compoziția chimică diferită de ADN. Prin urmare, ARNm nu poate fi încorporat în genomul uman”. În ce măsură se justifică însă acest entuziasm și asigurările autorităților în privința terapiei genice aplicată prin intermediul vaccinului? (V.G.)

 Într-un interviu[2] acordat recent canalului de televiziune cipriot „Sigma”, Prof. Ioannis Ioannidis, cunoscutul epidemiolog de la Universitatea din Standford, își exprima elegant îndoiala față de procentele uriașe de siguranță, de peste 90%, pe care se presupune că le au vaccinurile anti-COVID-19. Iar acesta este numai unul dintre oamenii de știință care ridică semne de întrebare privind aceste vaccinuri.

Trecând în revistă istoria terapiei genice, vom constata că, începând cu primul deceniu al secolului nostru, s-au dezvoltat tot mai mult cercetările privind așa-zisele elemente mobile ale genomului, cunoscute și sub denumirea de Junk ADN sau elemente transpozabile. La mamifere, ele constituie aproximativ 45 % din întregul genom. Aceste elemente sunt considerate astăzi un fel de arhitecți ai genomului, în sensul că, prin mecanismul de „copy-paste” și prin transpunerea replicativă, reușesc să-și modifice poziția în cromozom, și chiar să introducă noi fragmente de ADN în genom [3].

La om, elementele transpozabile active sunt retroelementele: elemente transpozabile ARN numite „LINE-1” (Long Interspersed Nuclear Elements, „elemente nucleare intercalate lungi”) sau „L1”. Deși constituie aproximativ 17% din genomul uman, ele exercită un rol esențial în remodelarea genomului, în procesele epigenetice, dar și în apariția cancerului[4 [5] [6], a bolilor autoimune [7] și a altor afecțiuni, precum schizofrenia. De pildă, în apariția cancerului hepatic de sorginte virală, factorul LINE-1 joacă un rol determinant[8].

O observație importantă este aceea că proteinele codificate de LINE-1 – ORF1 și ORF2[9] – sunt supra-exprimate în mai multe cancere[10] [11], în boli precum autismul [12] și schizofrenia, dar și la persoanele expuse mai mult stresului oxidativ. Există, desigur și mecanisme de control al LINE-1, care împiedică, la majoritatea oamenilor, mutațiile cancerigene[13] [14] [15]. Dar există deopotrivă și mecanisme ‒ cum sunt intoxicațiile cu metale grele sau cu xenobiotice ‒ care induc o activitate patologică a acestor elemente transpozabile[16].

Impactul genetic al virusului SARS CoV-2 

În privința infectării cu SARS CoV-2, lucrurile sunt destul de clare. Un studiu publicat la sfârșitul anului trecut demonstra faptul că materialul genetic al virusului poate ajunge să fie inserat în ADN-ul uman, chiar și în lipsa enzimei revers transcriptaza, care, în general, face posibilă transcrierea în ADN-ul uman a ARN-ului viral[17].

„Eroul” mutațiilor genetice pe care le poate produce virusul SARS CoV-2 nu este altul decât LINE-1, adică unitatea genetică de comandă a modificărilor genomice. Se pare că însuși virusul poate crește activitatea acestui element transpozabil, demonstrează studiul, favorizând astfel transcrierea ARN-ului viral și pătrunderea în nucleu, unde are cale liberă adiționării la ADN-ul uman. Aceasta ar explica, potrivit cercetătorilor, faptul că, la distanță destul de mare de o infecție și chiar de o vindecare a bolii, ARN-ul virusului mai poate fi depistat, deși infecții nu au mai existat între timp.

Din nefericire, după cum se va putea constata, pe căile unor mecanisme celulare asemănătoare, și ARN-ul vaccinului anti-COVID poate ajunge în genom. În principiu, publicul larg și chiar personalul medical știu prea puțin despre evoluția terapiei genice în ultimele decenii, fapt care face ca lucrurile să pară foarte confuze atunci când se vorbește despre posibilitatea ca un ARN injectat în corpul uman să producă o mutație genetică. În esență însă, în cele mai multe cazuri, terapia genică chiar asta urmărește: inserția unei noi gene în genom, fiind o preocupare mai veche a cercetătorilor ce doresc vindecarea diferitelor boli prin intermediul acestei metode. Există deja o întreagă literatură pe această temă, demersurile debutând încă din anii ʼ90, când se anticipa chiar folosirea unor virusuri sintetice și a unor produși lipidici, lipozomali, ca vehicule pentru penetrarea celulei ‒ așadar, nimic extraordinar în vaccinul actual, după 25 de ani de cercetări în această direcție [18].

De asemenea, folosirea ARN-ului în acest scop este cât se poate de cunoscută în mediile de specialitate[19] [20]. De pildă, se vorbește mult despre faptul că un retrovirus, precum HIV-ul, se poate insera în ADN-ul celulei-gazdă, însă se are mai puțin în vedere că și un virus ARN poate face același lucru[21] [22]. Metoda presupunea, într-o primă fază, folosirea ca vehicule pentru penetrarea nucleului și inserarea în cromozom a sistemelor „Sleeping Beauty” și „piggyBac” [23], care sunt vectori hibrizi de transfer de gene, utilizați în terapiile genice.

La începutul anului 2010 însă, se experimenta deja integrarea în genom a materialului genetic al unui adenovirus, cu ajutorul vectorului retrotranspozabil LINE-1. Aceasta, pentru că se știa deja că acest element genetic poate sluji ca vehicul pentru transportul unui ARN străin în nucleu, în propriul genom[24]. Experimentul reușește[25]. Vaccinul anti-COVID Astra Zeneca, de pildă, folosește chiar un adenovirus pentru a transmite informația genetică necesară generării anticorpilor la proteina spike.

Pe de altă parte, în esență, discuția privind posibilitatea apariției unor mutații genetice se rezumă la afirmarea faptului că degradarea ARNm-ului se produce imediat după ce a fost citit de ribozomi. Potrivit literaturii de specialitate însă, există mecanisme care reglează timpul de citire și degradare a ARN-ului[26]. Dar, în studiile de până în anul 2019, mecanismul de degradare ‒ adică ce anume determină degradarea ARN-ului și ce o blochează ‒ nu era încă deplin înțeles[27]. Pe site-ul fundației GAVI a lui Bill Gates se afirmă că acest timp este de 72 de ore, dar, practic, nu știe nimeni răspunsul la această necunoscută[28]. Afirmația rămâne astfel la nivelul unui optimism nejustificat sau neverificat științific.

Așadar, pentru a face improbabilă mutația genetică produsă de mARN-ul introdus în corpul uman prin vaccinare, ar trebui să fie îndeplinite cel puțin două condiții:

1. Timpul de viață al acestui mARN să fie suficient de scurt pentru a se reduce la maxim probabilitatea copierii sale către de proteinele ORF1 și ORF2, exprimate de LINE-1.

2. Activitatea elementului retrotranspozabil LINE-1 să fie scăzută, ceea ce iarăși ar reduce mult probabilitatea acestei copieri a mARN-ului proteinei skipe. În nici unul dintre cazuri însă, indiferent de condiții, această probabilitate nu poate fi zero, aceasta fiind o observație extrem de important de reținut.

Așadar, în caz contrar, adică în condițiile în care mARN-ul proteinei spike ar rezista mai mult până la dizolvare, iar activitatea lui LINE-1 ar fi crescută, ar putea fi foarte mare probabilitatea – căci despre probabilitate este vorba – ca acest ARN să pătrundă în nucleu pentru a se adiționa ADN-ului nostru.

Cauze ale vulnerabilității genetice

Având în vedere aceste lucruri, ce ar putea să împiedice inserția mARN-ului injectat prin vaccin în ADN-ul uman? Care este probabilitatea copierii mARN-ului străin în genom, prin transformarea lui într-o secvență ADN, cu ajutorul elementului transpozabil LINE-1? Răspunsul este dat de gradul de activare a acestui element, care, la rândul lui, depinde de stresul oxidativ[29], de infecții, intoxicații[30] și de alți factori de activare a acestui element mobil. Așadar, dacă infecția cu ARN-ul străin, produsă prin intermediul vaccinului sau al unei infecții cu un virus ARN, are loc în perioada în care elementul retrotranspozabil LINE-1 este activat, probabilitatea ca acesta să fie copiat și introdus în genom pentru a fi adiționat propriului nostru ADN devine foarte mare. Aceasta, mai ales în condițiile în care însuși mARN-ul respectiv este capabil să rămână mai mult în citoplasmă până va fi distrus.

Care va fi efectul pătrunderii ARN-ului străin în materialul nostru genetic? Desigur, consecințele nu pot fi ușor anticipate. Dar, de pildă, în cazul vaccinurilor anti-COVID pe bază de mesager ARN, producerea ulterioară de proteină spike va conduce, cel mai probabil, la o boală autoimună, atâta timp cât anticorpii neutralizanți anti-proteina spike deja s-au produs prin infecția inițială.

Esențial rămâne însă faptul că noul vaccin anti-proteina spike inaugurează, la scară largă, o nouă epocă a terapiilor bazate pe inginerii genetice, care vor determina alterarea materialului genetic uman. Cum ne putem apăra?

Dr. Bioetician Virgiliu Gheorghe

[1] http://www.ms.ro/wp-content/uploads/2021/01/Brosura-medici-vaccinarea-covid-MS-1.pdf

[2] https://www.youtube.com/watch?v=2ixvLW_S2NU&feature=youtu.be

[3] Kozeretska, I. A., S. V. Demydov, and L. I. Ostapchenko. "Mobile genetic elements and cancer. From mutations to gene therapy." Experimental oncology (2011).

[4] Xiao-Jie, Lu, et al. "LINE-1 in cancer: multifaceted functions and potential clinical implications." Genetics in Medicine 18.5 (2016): 431-439.

[5] Kemp, Jacqueline R., and Michelle S. Longworth. "Crossing the LINE toward genomic instability: LINE-1 retrotransposition in cancer." Frontiers in chemistry 3 (2015): 68.

[6] Sciamanna, Ilaria, Chiara De Luca, and Corrado Spadafora. "The reverse transcriptase encoded by LINE-1 retrotransposons in the genesis, progression, and therapy of cancer." Frontiers in chemistry 4 (2016): 6.

[7] Crow, Mary K. "Long interspersed nuclear elements (LINE-1): potential triggers of systemic autoimmune disease." Autoimmunity 43.1 (2010): 7-16.

[8] Honda, Tomoyuki. "Links between human LINE-1 retrotransposons and hepatitis virus-related hepatocellular carcinoma." Frontiers in chemistry 4 (2016): 21.

[9] ORF, Open Reading Frame (cadrul de citire deschis), este termenul folosit pentru o secvență de nucleotide care, atunci când e decodificată și transformată în secvența de aminoacizi, nu conține codoni „Stop”. Sunt implicate în diferite tipuri de mutații genetice.

[10] McKerrow, Wilson, et al. "Human transposon insertion profiling by sequencing (TIPseq) to map LINE-1 insertions in single cells." Philosophical Transactions of the Royal Society B 375.1795 (2020): 20190335.

[11] Tufarelli, Cristina, and Richard M. Badge. "Retrotransposon-Driven Transcription and Cancer." Human Retrotransposons in Health and Disease. Springer, Cham, 2017. 259-273.

[12] Shpyleva, Svitlana, et al. "Overexpression of LINE-1 retrotransposons in autism brain." Molecular neurobiology 55.2 (2018): 1740-1749.cancer

[13] Ariumi, Yasuo. "Guardian of the human genome: host defense mechanisms against LINE-1 retrotransposition." Frontiers in chemistry 4 (2016): 28.

[14] Tiwari, Bhavana, et al. "p53 directly represses human LINE1 transposons." Genes & development 34.21-22 (2020): 1439-1451.

[15] Muñoz-Lopez, Martin, et al. "Study of transposable elements and their genomic impact." Transposons and Retrotransposons (2016): 1-19.

[16] Hancks, Dustin C., and Haig H. Kazazian Jr. "Active human retrotransposons: variation and disease." Current opinion in genetics & development 22.3 (2012): 191-203.

[17] Zhang, Liguo, et al. "SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome." bioRxiv (2020).

[18] Hodgson, C. P., et al. "Biosynthetic retrovectoring systems for gene therapy." Journal of molecular medicine 75.4 (1997): 249-258.

[19] Di Matteo, Mario, et al. "Recent developments in transposon-mediated gene therapy." Expert opinion on biological therapy 12.7 (2012): 841-858.

[20] Tipanee, Jaitip, et al. "Preclinical and clinical advances in transposon-based gene therapy." Bioscience reports 37.6 (2017).

[21] Shimizu, Akira, et al. "Characterisation of cytoplasmic DNA complementary to non-retroviral RNA viruses in human cells." Scientific reports 4.1 (2014): 1-9.

[22] Geuking, Markus B., et al. "Recombination of retrotransposon and exogenous RNA virus results in nonretroviral cDNA integration." Science 323.5912 (2009): 393-396.

[23] Vargas, José Eduardo, et al. "Retroviral vectors and transposons for stable gene therapy: advances, current challenges and perspectives." Journal of translational medicine 14.1 (2016): 1-15.

[24] Hancks, Dustin C., and Haig H. Kazazian Jr. "Active human retrotransposons: variation and disease." Current opinion in genetics & development 22.3 (2012): 191-203.

[25] Soifer, Harris, et al. "Stable integration of transgenes delivered by a retrotransposon–adenovirus hybrid vector." Human gene therapy 12.11 (2001): 1417-1428.

[26] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2241649/

[27] Karousis, Evangelos D., and Oliver Mühlemann. "Nonsense-mediated mRNA decay begins where translation ends." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 11.2 (2019): a032862.

[28] https://www.gavi.org/vaccineswork/will-mrna-vaccine-alter-my-dna

[29] Patchsung M, Boonla C, Amnattrakul P, Dissayabutra T, Mutirangura A, Tosukhowong P. Long interspersed nuclear element-1 hypomethylation and oxidative stress: correlation and bladder cancer diagnostic potential. PLoS One 2012; 7: e37009.

[30] Stribinskis, Vilius, and Kenneth S. Ramos. "Activation of human long interspersed nuclear element 1 retrotransposition by benzo (a) pyrene, an ubiquitous environmental carcinogen." Cancer research 66.5 (2006): 2616-2620.