Kako lahko "dobri" virusi vplivajo na zdravje

Čeprav je vloga "dobrih" virusov v človekovem zdravju še vedno razmeroma skrivnostna, počasi razkrivamo pomen naših virusnih obiskovalcev. V tej posebnosti predstavljamo zanemarjen del mikrobioma - virom.

Prikaz bakteriofagov, ki okužijo bakterijo.

Za več informacij o mikrobiomu in kako vpliva na vaše zdravje, podprte z raziskavami, obiščite naše namensko vozlišče.

Vloga bakterij in našega mikrobioma pri zdravju in boleznih je v ospredju medicinskih raziskav.

Daleč smo od odgovora na številna vprašanja, ki so jih postavila nedavna dognanja, zdaj pa je trdno ugotovljeno, da brez naše osebne flote "prijaznih" mikroorganizmov - našega mikrobioma - ne bi uspevali.

Medicinska znanost pa ne sedi na dnu; njene oči so vedno uprte v obzorje in se trudijo opisati obliko stvari, skrite v daljini.

Ko se trudimo, da bi odstranili skoraj neznosno zapletene interakcije med bakterijami in zdravjem, v krilih že čaka naslednji izziv: vloga viroma.

Kaj je virome?

Ko zaslišimo besedo »mikrobiom«, takoj pomislimo na bakterije, toda tehnično je mikrobiom vsota vseh mikroorganizmov v določenem okolju. Nekateri znanstveniki se z izrazom sklicujejo na vsoto genskega materiala teh mikroorganizmov.

Mikrobiom poleg bakterij med drugim vključuje tudi viruse (virome) in glive (mikobiom). Do danes so znanstveniki viromu ali mikobiomu posvetili razmeroma malo pozornosti.

Virusi so se znašli doma v številnih ekoloških nišah v človeškem telesu, zlasti na površinah sluznice, kot so notranjost nosu in ust ter sluznica črevesja.

V tej značilnosti se bomo osredotočili na virome črevesja, ker gosti največ virusnih potnikov in je bil najbolj raziskan.

Seveda so virusi najbolj znani po tem, da povzročajo bolezni, kot so črne koze, hepatitis, HIV in steklina. Zaradi nujnosti, povezane z virusnimi boleznimi, je ta vidik vzel levji delež raziskovalcev. Vendar mnogi virusi niti najmanj ne zanimajo človeških celic.

Predstavljamo bakteriofag

Znanstveniki menijo, da je virome "največji, najrazličnejši in najbolj dinamičen del mikrobioma", večina virusov v naših črevesjih pa je bakteriofagov. Kjerkoli obstajajo bakterije, jih je v izobilju.

Kot pojasnjujejo drugi raziskovalci: »Fagi so najpogostejše oblike življenja na Zemlji, ki so tako rekoč vseprisotne. […] Nekateri viri sladke vode lahko vsebujejo do 10 milijard na [mililiter]. "

Bakteriofagi okužijo bakterije, uničijo njihove celične stroje in z njimi ponovijo svoj genski material.

Zdaj je povsem jasno, da črevesne bakterije vplivajo na zdravje in bolezni, zato ni presenetljivo, da imajo lahko pomemben vpliv tudi virusi, ki okužijo črevesne bakterije.

Fage terapija

Od dvajsetih do petdesetih let so znanstveniki raziskovali, ali se bakteriofagi lahko uporabljajo za zdravljenje bakterijskih okužb. Navsezadnje ti virusi spretno uničujejo človeške patogene.

Znanstveniki so ugotovili, da je bila terapija s fagi učinkovita in, kar je še pomembneje, brez stranskih učinkov.

Ko so odkrili antibiotike, je zdravljenje s fagi izginilo v ozadje. Antibiotike je bilo mogoče proizvajati z relativno lahkoto in so uničili širok spekter bakterijskih vrst.

Z današnjimi visokotehnološkimi zmogljivostmi in strašljivim ozadjem odpornosti na antibiotike pa se zanimanje za fagoterapijo lahko ponovno oživi.

Eden od dejavnikov, ki naredi fago terapijo privlačno, je njena specifičnost. Antibiotiki pogosto uničijo širok spekter bakterijskih vrst. Zdaj, ko vemo, da v črevesju živijo "dobre" bakterije, je jasno, da to ni idealno.

Bakteriofagi medtem ciljajo le na ozek spekter sevov znotraj iste vrste bakterij.

Poleg tega se razmnožujejo le, če so njihove ciljne bakterije na lokalnem območju. To skupaj pomeni, da napadejo samo želeno bakterijo in se še naprej razmnožujejo, dokler okužbe ne izbrišejo.

Prijatelji za vse življenje

Bakteriofagi se človeški poti pridružijo že v zgodnji fazi. Ena študija je preučevala mekonij - prvi kakec novorojenčka - in ni našla dokazov o virusih.

Vendar pa je le en teden po rojstvu vsak gram otrokove kake vseboval približno 100 milijonov virusnih delcev, med katerimi so bili večinoma bakteriofagi. Naš virome je resnično spremljevalec za vse življenje.

Vsak človek ima različen izbor bakteriofagov, ki ga skupaj imenujemo fageom. Ljudje, ki imajo približno enako prehrano, si delijo več podobnosti, vendar se na splošno fageom vsakega posameznika zelo razlikuje.

Od simbioze do disbioze

Kot omenjeno, bakteriofagi uničujejo bakterije. V nekaterih primerih pa lahko bakteriofagi koristijo populacijam bakterij.

V črevesju bakteriofagi pretežno obstajajo kot profagi. V tej fazi je njihova genetska koda vključena v genom bakterije, ki je pripravljena za tvorbo bakteriofagov, če se aktivira.

V tem trenutku njihovega življenja bakteriofag za bakterijo ni škodljiv - obstajajo v simbiozi.

Ker si bakterije lahko izmenjujejo genski material med seboj, se genetska koda profagov lahko prenaša tudi med posameznimi bakterijami.

Lahko izmenjujejo "gene, povezane z odpornostjo na antibiotike, virulenco ali presnovnimi potmi med različnimi vrstami bakterij." To bi lahko koristilo nekaterim bakterijskim vrstam in jim morda omogočilo, da razširijo svojo nišo. Rast pa bi lahko šla na račun drugih kolonij bakterij v črevesju.

»Profagi so simbiotični do gostiteljskih bakterij in te bakterije so simbiotske do našega telesa. Zato lahko fagi posredno prinesejo koristi večceličnemu organizmu, kot je [človek], onkraj tega, kar takoj občutijo njihove gostiteljske bakterijske celice. "

Ko se profagi sprožijo, da postanejo aktivni - na primer v času stresa ali če je gostiteljska bakterija v nevarnosti -, lahko povzročijo široko spremenjeno mikrobiološko skupnost v črevesju.

Prehod z neškodljivega profaga na tako imenovani litični fag lahko izbriše skupnosti bakterij, ki lahko "slabim" bakterijam zagotovi nekaj prostora za dihanje in jim omogoči, da zapolnijo praznino.

To se imenuje premeščanje skupnosti in lahko povzroči disbiozo - mikrobno neravnovesje.

Od disbioze do diagnoze

Disbioza je povezana s številnimi stanji, vključno z vnetno črevesno boleznijo, sindromom kronične utrujenosti, debelostjo, Clostridium difficile (C. razl) okužba in kolitis. Vendar raziskovalci še vedno niso prepričani o vlogi bakteriofagov v teh pogojih.

V teh primerih se disbioza lahko pojavi prek drugih mehanizmov. Lahko pa gre za simptom pogojev in ne za vzrok.

Raziskovalci so opazili spremembe v črevesnih bakterijah pri presenetljivo različnih vrstah bolezni, vključno s sladkorno boleznijo tipa 2, shizofrenijo, depresijo, tesnobo, Parkinsonovo boleznijo in številnimi drugimi.

Ker bakteriofagi štejejo več bakterij v naših črevesjih in se zanašajo na njihovo razmnoževanje, morajo nanje vplivati ​​ali biti vključeni v kakršna koli nihanja.

Bakteriofagi morda ne povzročajo sprememb v črevesju - spremembe, ki jih je treba dodati, morda ne povzročajo bolezni. Namesto tega lahko populacije bakteriofagov pasivno spreminjajo spremembe v črevesnih bakterijah.

Težko je raziskati, ali so odlivi in ​​pretok bakteriofagnih skupnosti pomembni za zdravje in bolezni. Toda tudi če to ni ključnega pomena pri patologiji bolezni, ima lahko opazovanje teh nihanj druge koristi.

Kot primer lahko virom uporabimo kot diagnostični marker. Na primer, znanstveniki so pri ljudeh z vnetno črevesno boleznijo ugotovili posebne spremembe bolezni virome v črevesju, kar je zelo težko diagnosticirati.

Težave z virusi

Preučevanje bakterij še zdaleč ni enostavno; navsezadnje so neverjetno majhni. Bakterije so običajno široke 0,4–10 mikrometrov. Če povzamem nekaj: 10 mikrometrov je le stotinka milimetra ali štiri desettisočake.

Virusi pa so še manjši, s samo 0,02–0,4 mikrometra.

Poleg težav, ki so značilne za tako majhno delo, virusi predstavljajo tudi druge izzive.

Če želijo znanstveniki razumeti, katere bakterijske vrste so prisotne v kateri koli populaciji, izvlečejo genetske informacije.

Iz tega izolirajo določene dele kode in jih povežejo z obstoječimi bazami podatkov; najpogosteje uporabljajo gen 16S rRNA. Ta poseben gen najdemo pri skoraj vseh bakterijskih vrstah in v evolucijskem času ostaja razmeroma nespremenjen.

Vendar se nekatera območja 16S RNA štejejo za hipervarijabilna. Razlike med temi regijami omogočajo raziskovalcem prepoznavanje vrst.

Po drugi strani pa virusi med vrstami nimajo enakovrednih genov. Zaradi tega je bilo relativno nedavno preučevanje viroma skoraj nemogoče, vendar napredek v zaporedju naslednje generacije počasi ruši ovire.

V tej fazi vloga virusov v človeškem zdravju še zdaleč ni tako jasna kot njihova vloga pri boleznih.

Glede na to se zdi tudi zelo verjetno, da virusi igrajo pomembno vlogo pri ohranjanju zdravega telesa. Šele z napredkom raziskovalnih tehnik bomo razumeli njihov celoten vpliv.

Glede na neposredne pomisleke glede odpornosti na antibiotike bo morda ob ponovnem zanimanju za bakteriofag več časa namenjenega temu skrivnostnemu elementu medicinske znanosti.

Kljub temu bo razumevanje medsebojnega delovanja komponent našega mikrobioma težko pridobljena informacija; kot pojasnjuje en članek:

"Sestava črevesnega mikrobioma ni enaka v več življenjskih obdobjih ali celo v urah istega dne."

To bo zagotovo dolga bitka.