Paléovirologie este studiul virusurilor vechi sau tulpini de virus care a existat în trecut și nu mai erau astăzi. Ea caută să urmărească valurile infecțiilor virale din trecut pentru a înțelege modul în care organismele infectate au reușit să se protejeze de aceste atacuri. În acest fel, cunoștințele dobândite contribuie la furnizarea unui cadru conceptual și a instrumentelor necesare dezvoltării de noi strategii medicale pentru combaterea virușilor patogeni.
În general, virușii nu se pot fosiliza. Prin urmare, pentru reconstrucția lor sunt utilizate metode indirecte. De exemplu, virușii pot face ca gazdele lor să evolueze, iar semnăturile acestei evoluții pot fi găsite și interpretate.
„Știm acum că de la originea vertebratelor în urmă cu aproximativ 500 de milioane de ani, numeroase inserții de retrovirusuri au avut loc în genomul gametilor (spermatozoizi și ovule) din speciile lor gazdă. [...] Rezultatul acestui lung proces de acumulare a secvențelor de origine retrovirală în genomul vertebratelor este destul de surprinzător, chiar deranjant, deoarece se pare că mai mult de 8% din genomul uman derivă din retrovirusuri. Cu alte cuvinte, având în vedere că din cele 3,5 miliarde de perechi de baze care alcătuiesc genomul nostru, aproximativ 300 de milioane sunt de origine virală, putem spune că suntem într-un fel legat de viruși ”
- Clement Gilbert,
În cazul în care virusurile au dispărut acum, ADN - ul lor poate persista in genomul de eucariotelor . Vorbim apoi despre „virusul fosil” pentru a desemna acele regiuni ale unui genom care provin din integrarea materialului genetic viral. Acest material genetic viral provine din retrovirusuri , virusuri al căror material genetic nu constă din ADN, ci din ARN . Datorită unei enzime , transcriptaza inversă , ARN-ul acestor virusuri ARN va fi transcris în ADN pentru a fi apoi integrat în genomul celulei gazdă infectate. Cu toate acestea, în anumite cazuri, acest ADN de origine virală rămâne latent fără a fi transcris în ARN și se transmite din generație în generație fără a afecta organismul sau descendenții acestuia, se vorbește apoi despre retrovirusuri endogene . De-a lungul a milioane de ani, acest ADN viral va fi acumulat numeroase mutații. Unele dintre aceste mutații sunt totuși capabile să transforme aceste retrovirusuri endogene în viruși oncogeni care transformă celula într-o celulă canceroasă . Pentru paleovirologi, aceștia fac mai dificilă identificarea ADN-ului viral într-un genom. Este totuși posibil să se facă această identificare prin identificarea secvențelor repetate terminale lungi ( secvența lungă repetare terminală engleză sau LTR), o secvență nucleotidică în ADN caracteristică capetelor retrovirusului . Odată ce ADN-ul viral este reperat, rămâne pentru cercetători să identifice mutațiile pe care le-a suferit acest ADN de-a lungul a milioane de ani. Acest lucru se poate face prin compararea ADN-ului aceluiași virus găzduit în genomul altor celule. Acest ADN care a suferit mutații distincte, diferă de la un ADN la altul pentru același ADN viral. Prin jocul comparațiilor, ca și pentru un text rescris de mai multe ori în care fiecare copie conține erori în locuri diferite, este posibil să reveniți la textul original. Odată ce secvența originală a fost găsită, cercetătorii pot reactiva virusul pe care îl codifică. Asta tocmai au realizat Thierry Heidmann și echipa sa de la Institutul Gustave Roussy , din Villejuif , lângă Paris . Denumit „Phoenix”, virusul în cauză își păstrase posibilitatea de a infecta diferite tipuri de celule umane, deși puterea sa infecțioasă rămâne foarte mică, de aproximativ 1.000 de ori mai mică decât HIV, conform Heidmann. Acest virus ar fi infectat celulele umane cu mai puțin de 5 milioane de ani în urmă prin producerea a aproximativ 30 de copii ale sale în genomul uman . Dincolo de această ispravă, acest studiu ar putea ajuta la înțelegerea rolului retrovirusurilor în formarea cancerelor.
O altă descoperire adusă de paleovirologie în ultimii ani a fost demonstrarea integrării ADN-ului de origine virală, altul decât cel care provine de la virusurile ARN. S-a descoperit că virusurile ADN ar putea face același lucru. Acest lucru sa dovedit a fi cazul cu hepadnavirusului , un virus din grupul care include virusul hepatitei B .
Spre deosebire de retrovirusurile endogene care au o posibilă legătură în oncogeneză , ADN-ul anumitor retrovirusuri integrate în genomul vertebratelor ar juca un rol esențial. Acesta ar fi cazul mamiferelor placentare cu sincitină , o familie de proteine de origine virală al căror rol ar fi esențial în timpul formării placentei în timpul sarcinii . La om, ei ar fi dat naștere sincitinei 1 și sincitinei 2 . În acest caz, virusul inițial (HERV-W) nu mai este reconstituit atunci când una dintre proteinele sale modificate este exprimată.
În 2005, printr-o abordare complet diferită, paleovirologia a obținut unul dintre primele sale rezultate semnificative prin reconstituirea virusului gripal din 1918 , cunoscut în mod obișnuit sub denumirea de gripă spaniolă, care ar fi făcut 20 de milioane până la 50 de milioane de morți. Când au fost dezvoltate instrumentele de biologie moleculară , s-au întreprins cercetări pentru a găsi țesuturile persoanelor care au murit din cauza acestei pandemii care conțin virusul responsabil cu scopul analizei. Mai multe căutări și expediții nu au dat rezultatul scontat. Abia în 1998 patologul Johan Hultin (în) a găsit rămășițele păstrate în permafrostul unei femei inuite care locuia în satul numit Brevig Mission din Alaska și care a murit de această gripă. În sfârșit, în plămânii acestei femei a fost găsit celebrul virus. Acestea au fost trimise virologului Jeffery Taubenberger (în) . Lucrarea a fost apoi efectuată de cercetători de la Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor, în colaborare cu Școala de Medicină din Muntele Sinai , Institutul de Patologie al forțelor armate americane (în) și laboratorul de cercetare păsări de curte. Rezultatele acestei lucrări au făcut obiectul unui comunicat de presăOctombrie 2005. ARN - ul și structura de bază a virusului făcut posibilă pentru a descoperi, printre altele, că acest virus a venit de la păsări de curte care au trecut printr - o mutație, pentru a identifica tulpina ( H1N1 ) și în cele din urmă pentru a reconstitui complet virusul.
Spre deosebire de ceea ce s-a întâmplat cu virusul gripal din 1918, a fost destul de neașteptat că Ana Duggan de la Universitatea McMaster din Canada a descoperit ADN-ul virusului gripal variolă prin analiza țesutului preluat de la mumia unui copil găsit într-o criptă a Bisericii Dominicane a Duhului Sfânt. în Vilnius , Lituania . Descoperirea l-a surprins pe cercetător cu atât mai mult cu cât niciun semn de infecție nu a fost vizibil pe corpul copilului despre care se estimează că a trăit între 1643 și 1665. Din ADN-ul recuperat, cercetătorii au reușit să reconstruiască această tulpină antică de virus și datorită ceasul moleculara , bazat pe o rata constanta de mutatie a genei -a lungul timpului, au ajuns la concluzia că cea mai mare parte evoluția virusului variolei a fost recent a avut loc. Aceste rezultate conduc la reconsiderarea istoriei acestei boli: până acum am crezut că variola este mult mai veche, având în vedere că am găsit semne presupuse ale acestei infecții la mumiile egiptene vechi de 3000 până la 4000 de ani, spune Ana. Duggan.