Beneficiile virușilor în corpul uman
Din cauza numeroaselor microorganisme din corpul lor, oamenii sunt un ecosistem, nu un individ. Și pentru că acest ecosistem trebuie studiat cu atenție, există o nouă disciplină pentru acesta - ecologia medicală. Ea este preocupată în principal de efectele microorganismelor asupra sănătății. În timp ce oamenii de știință au o idee bună despre beneficiile bacteriilor, ei știu foarte puțin despre beneficiile virușilor rezidenți, cunoscuți colectiv sub numele de virobiota.
Virușii formează cel mai mare și mai divers grup de microorganisme. Un gram de fecale conține până la un miliard de viruși, dar doar o sută de milioane de bacterii. Ambivalența virușilor și a unora dintre proprietățile lor îngreunează inventarul. Virușii nu cauzează în mod constant boli și niciodată și oriunde inofensiv, ceea ce face distincția dintre prieten și dușman mult mai complicată decât cu bacteriile sau ciupercile. În plus, rezultatul unei infecții cu virus depinde de starea de sănătate și de starea imunitară a persoanei afectate. Cu toate acestea, faptul că opt la sută din genomul uman este de origine virală arată că trebuie să fi existat și există încă o lungă și fructuoasă coevoluție între oameni și viruși.
Comunitatea virală din corpul uman
De ce acest beneficiu este mult mai dificil de cuantificat decât beneficiul bacteriilor și ciupercilor? Eric Delwart de la Universitatea din California din San Francisco răspunde la această întrebare în numărul curent al revistei The Scientist. Virușii au o serie de particularități care îi fac concurenți problematici. Aceasta include faptul că virușii trebuie să infecteze celulele vii, deoarece cu puținele gene din bagaj nu pot face față unui ciclu de viață complet și nu pot traduce ele însele în proteine.
Comunitatea virală din corpul uman este, prin urmare, formată din patru grupuri: viruși care atacă celulele umane, viruși care atacă bacteriile și ciupercile din corp, virușii vegetali care pătrund în intestine cu alimente și ADN-ul viral care apare în În cursul evoluției în genomul uman. De aceea, societatea virală din corp este mult mai complexă și multistratată în sine decât lumea bacteriilor și a ciupercilor. Infecția celulelor umane numește întotdeauna sistemul imunitar înnăscut pe scenă și declanșează o inflamație subliminală.
Noi virusuri sunt descoperite în mod constant
Virușii sunt, de asemenea, mai greu de detectat decât celelalte microorganisme. Pot fi cultivate doar cu dificultate, dacă este deloc, și nu există un cârlig special pentru detectarea rapidă. Bacteriile, pe de altă parte, pot fi identificate rapid prin ARN-ul lor ribozomal specific.
Cu toate acestea, în ultimii ani au fost dezvoltate tehnici puternice cu ajutorul cărora secvențele genelor virale pot fi citite din abundența ADN-ului microbian. Cu aceste tehnici, genele virale și astfel noi virusuri sunt descoperite în corpul uman în mod continuu. Unele aparțin unor familii de virus cunoscute, altele sunt complet noi. Scott Handley de la Școala de Medicină a Universității Washington din Saint Louis a speculat recent în revista Genome Medicine că aproximativ 320.000 de viruși de mamifere încă așteaptă să fie detectați (doi: 10.1186/s13073-016-0287-y).
Delwart a folosit exemplul anellovirusului pentru a determina cât de dificil este de a determina beneficiile potențiale ale unui virus. Infecția cu anellovirus este cea mai frecventă infecție cunoscută până în prezent. Toată lumea este infectată cu aceste viruși, scrie Delwart, toată lumea fără excepție. Până în prezent nu există nicio indicație că aceste viruși sunt dăunători, dar faptul că concentrația lor crește atunci când sistemul imunitar este slab arată că sunt sub controlul sistemului imunitar. O creștere a cantității de virus ar putea duce, prin urmare, la probleme de sănătate, dar omniprezenta sa sugerează, de asemenea, că trebuie să fi existat o coevolutie de succes.
Mutații periculoase
Virușii diferă, de asemenea, de bacterii prin faptul că pot trece printr-o fază de persistență sau latență. Odată cu persistența, infecția se amestecă la un nivel scăzut. În timpul latenței, virușii se integrează în genomul celulei gazdă și nu se mai multiplică. Cu toate acestea, pot fi reactivate oricând. De aceea, virușii dispar uneori și apoi reapar pe scenă. În prezent nu este clar dacă virusurile sunt utile din cauza infecțiilor acute sau cronice. Pentru a face acest lucru, trebuie efectuate mai întâi studii pe termen lung în care aceiași oameni sunt examinați din nou și din nou.
Virușii sunt, de asemenea, printre unitățile biologice care se schimbă cel mai rapid. Niciun alt organism nu se poate potrivi cu rata de mutație a virușilor. Un reprezentant relativ inofensiv poate deveni rapid un virus ucigaș. Această frică rezonează cu fiecare val de gripă, de exemplu.
Cu doar câteva zile în urmă, oamenii de știință care lucrează cu Jeremy Luban de la Facultatea de Medicină a Universității din Massachusetts din Worcester au raportat că virusul Ebola a devenit probabil mai periculos din cauza unei noi mutații. Mutația nou descoperită asigură că virusul Ebola se apropie mai bine de celulele umane. Acest lucru poate explica de ce numărul morților din cauza epidemiei de Ebola în Africa de acum doi ani a fost mai mare decât oricând („Cell”, doi: 10.1016/j.cell.2016.10.014). Șapte viruși tumorali cunoscuți sunt, de asemenea, un grup foarte ambivalent. Deși un număr mare de oameni sunt infectați cu aceste virusuri tumorale, foarte puțini dezvoltă cancer.
Beneficiile virușilor
Care ar putea fi beneficiul specific al virușilor rezidenți în organism? Delwart menționează mai multe posibilități. Există unele dovezi că infecțiile virale cronice reprezintă o tabără de antrenament pentru sistemul imunitar. Probabil că mulți viruși inofensivi pregătesc apărarea împotriva infecțiilor virale grave. De asemenea, este posibil să împiedice sistemul imunitar să se întoarcă împotriva propriilor celule ale corpului din lipsă de provocare. Nou-născuții care primesc viruși prin mame sunt susceptibili de a fi vaccinați de acești viruși și sunt mai bine pregătiți pentru alte infecții virale. Virușii bacterieni, așa-numiții bacteriofagi, par să controleze echilibrul dintre bacterii, cu consecințe pentru sănătate și boli.
Unii viruși oferă, de asemenea, protecție împotriva virușilor patogeni. Un exemplu este Pegivirus C. Acest virus atenuează consecințele infecției cu HIV. Pacienții cu HIV cu infecție cu pegivirus C trăiesc mai mult decât pacienții cu HIV fără această co-infecție. Deoarece virușii preferă și celulele care se divid rapid, ele pot ajuta sistemul imunitar să elimine celulele canceroase. Acest lucru este susținut de faptul că, după infecții virale, au existat ocazional remisii spontane în cancer. Este, de asemenea, probabil util ca virușii și bacteriofagii să impoziteze material genetic nou și să extindă și să schimbe fondul de gene. La urma urmei, aproape o zecime din genomul uman este de origine virală.