Kaip „geri“ virusai gali paveikti sveikatą
Nors „gerųjų“ virusų vaidmuo žmogaus sveikatoje vis dar yra gana paslaptingas, mes pamažu aiškinamės savo virusinių lankytojų svarbą. Šioje specialioje funkcijoje mes pristatome užleistą mikrobiomo skyrių - viromą.
Bakteriją užkrečiančių bakteriofagų iliustracija.
Norėdami gauti daugiau tyrimų paremtos informacijos apie mikrobiomą ir kaip tai veikia jūsų sveikatą, apsilankykite mūsų specializuotame centre.
Bakterijų ir mūsų mikrobiomo vaidmuo sveikatos ir ligų srityje yra medicininių tyrimų priešakyje.
Mes dar toli galime atsakyti į daugelį naujausių išvadų keliamų klausimų, tačiau dabar yra tvirtai nustatyta, kad be savo asmeninio „draugiškų“ mikroorganizmų - mūsų mikrobiomo - parketo mes neišsiverstume.
Medicinos mokslas vis dėlto nesėdi ant kojų; jos akys visada nukreiptos į horizontą, įtemptos apibūdinti toli toli paslėptų daiktų formą.
Kai stengiamės pasirinkti beveik nepakeliamai sudėtingą bakterijų ir sveikatos sąveiką, sparnuose jau laukia kitas iššūkis: viromo vaidmuo.
Kas yra viromas?
Išgirdę žodį „mikrobiomas“ iškart pagalvojame apie bakterijas, tačiau techniškai mikrobiomas yra visų tam tikroje aplinkoje esančių mikroorganizmų suma. Kai kurie mokslininkai vartoja šį terminą nurodydami šių mikroorganizmų genetinės medžiagos sumą.
Taigi, be bakterijų, mikrobiomas, be kitų lankytojų, taip pat apima virusus (viromą) ir grybus (mikobiomą). Iki šiol mokslininkai viromui ar mikobiomai skyrė palyginti mažai dėmesio.
Virusai tapo namais įvairiose žmogaus kūno nišose, ypač ant gleivinių paviršių, tokių kaip nosies ir burnos vidus bei žarnos gleivinė.
Šioje funkcijoje mes sutelksime dėmesį į žarnyno viromą, nes jame yra daugiausia virusinių okupantų ir jis buvo ištirtas labiausiai.
Žinoma, virusai labiausiai garsėja tuo, kad sukelia tokias ligas kaip raupai, hepatitas, ŽIV ir pasiutligė. Dėl skubos, susijusios su virusine liga, šis aspektas užėmė liūto dalį mokslininkų laiko. Tačiau daugelis virusų neturi nė menkiausio susidomėjimo žmogaus ląstelėmis.
Pristatome bakteriofagą
Mokslininkai mano, kad viromas yra „didžiausia, įvairiausia ir dinamiškiausia mikrobiomo dalis“, o didžioji dalis mūsų žarnyne esančių virusų yra bakteriofagai. Visur, kur yra bakterijų, yra daug bakteriofagų.
Kaip paaiškina kiti tyrinėtojai: „Fagai yra labiausiai paplitusios gyvybės formos Žemėje, kurios praktiškai yra visur. […] Kai kuriuose gėlo vandens šaltiniuose gali būti iki 10 milijardų viename mililitre “.
Bakteriofagai užkrečia bakterijas, valdo jų ląstelių mechanizmus ir naudoja juos genetinei medžiagai atkartoti.
Dabar yra visiškai aišku, kad žarnyno bakterijos daro įtaką sveikatai ir ligoms, todėl nenuostabu, kad žarnyno bakterijas užkrėtę virusai taip pat gali turėti didelę įtaką.
Fagų terapija
Nuo 1920 iki 1950 metų mokslininkai tyrė, ar bakteriofagus galima naudoti bakterinėms infekcijoms gydyti. Galų gale šie virusai puikiai sugeba sunaikinti žmogaus patogenus.
Mokslininkai nustatė, kad fagų terapija buvo veiksminga ir, svarbiausia, be šalutinių poveikių.
Kai buvo atrasti antibiotikai, fagų terapija išnyko antrame plane. Antibiotikus buvo galima pagaminti gana lengvai, ir jie sunaikino platų bakterijų rūšių spektrą.
Tačiau, atsižvelgiant į šiandienines aukštųjų technologijų galimybes ir bauginantį atsparumo antibiotikams foną, susidomėjimas fagų terapija gali atsinaujinti.
Vienas veiksnys, dėl kurio fagų terapija tampa patraukli, yra jos specifika. Dažnai antibiotikai sunaikina platų bakterijų rūšių spektrą. Dabar, kai žinome, kad žarnyne gyvena „gerosios“ bakterijos, akivaizdu, kad tai nėra idealu.
Tuo tarpu bakteriofagai taikomi tik siauram tos pačios bakterijų rūšies padermių diapazonui.
Be to, jie dauginasi tik tuo atveju, jei jų tikslinės bakterijos yra vietinėje teritorijoje. Tai kartu reiškia, kad jie puola tik norimą bakteriją ir toliau dauginasi, kol sunaikina infekciją.
Draugai visam gyvenimui
Bakteriofagai prisijungia prie žmogaus kelionės ankstyvoje stadijoje. Vieno tyrimo metu buvo ištirtas mekoniumas - pirmasis naujagimio kakas - ir nerasta virusų.
Tačiau praėjus vos 1 savaitei po gimimo, kiekviename kūdikio kako grame buvo apie 100 milijonų viruso dalelių, kurių dauguma buvo bakteriofagai. Mūsų viromas tikrai yra viso gyvenimo palydovas.
Kiekvienas žmogus turi skirtingą bakteriofagų pasirinkimą, kuris bendrai vadinamas fagomu. Žmonės, turintys maždaug tą pačią dietą, turi daugiau panašumų, tačiau apskritai kiekvieno žmogaus fagomas labai skiriasi.
Nuo simbiozės iki disbiozės
Bakteriofagai, kaip minėta, sunaikina bakterijas. Tačiau kai kuriose situacijose bakteriofagai gali būti naudingi bakterijų populiacijoms.
Žarnyne bakteriofagai vyrauja kaip profagai. Šiame etape jų genetinis kodas yra įtrauktas į bakterijos genomą, paruoštas gaminti bakteriofagus, jei jis bus aktyvuotas.
Šiuo gyvenimo momentu bakteriofagas nėra kenksmingas bakterijai - jie egzistuoja simbiozėje.
Kadangi bakterijos gali tarpusavyje keistis genetine medžiaga, propagų genetinis kodas taip pat gali būti perduotas tarp atskirų bakterijų.
Jie gali keistis „genais, susijusiais su atsparumu antibiotikams, virulencija ar medžiagų apykaitos keliais tarp skirtingų bakterijų rūšių“. Tai gali būti naudinga kai kurioms bakterijų rūšims, galbūt leidžiant jiems išplėsti savo nišą. Tačiau augimas gali būti kitų žarnyno bakterijų kolonijų sąskaita.
„Pranašai yra simbiotiniai jų šeimininkės bakterijoms, o šios bakterijos - mūsų organizmui. Todėl fagai gali netiesiogiai suteikti naudos daugialąsčiam organizmui, pavyzdžiui, žmogui, be to, ką iškart patiria jų šeimininkės bakterijų ląstelės “.
Kai suaktyvėja propagų aktyvumas - pavyzdžiui, streso metu arba jei gresia bakterija-šeimininkė, jie gali sukelti plačią žarnyno mikrobų bendruomenės pakitimą.
Perėjimas nuo nekenksmingo profiliavimo į vadinamąjį lytinį fagą gali išnaikinti bakterijų bendrijas, potencialiai suteikdamas „blogosioms“ bakterijoms tam tikrą kvėpavimo erdvę ir leidžiant joms užpildyti tuštumą.
Tai vadinama bendruomenės maišymu ir gali sukelti disbiozę - mikrobų disbalansą.
Nuo disbiozės iki diagnozės
Disbiozė yra susijusi su įvairiomis ligomis, įskaitant uždegiminę žarnų ligą, lėtinio nuovargio sindromą, nutukimą, Clostridium difficile (C. dif) infekcija ir kolitas. Tačiau mokslininkai vis dar nėra tikri dėl bakteriofagų vaidmens šiomis sąlygomis.
Šiais atvejais disbiozė gali atsirasti naudojant kitus mechanizmus. Kitu atveju tai gali būti būklės simptomas, o ne priežastis.
Mokslininkai stebėjo žarnyno bakterijų pokyčius stebėtinai įvairiose ligose, įskaitant 2 tipo cukrinį diabetą, šizofreniją, depresiją, nerimą, Parkinsono ligą ir daugelį kitų.
Kadangi bakteriofagų skaičius viršija mūsų žarnyne esančių bakterijų skaičių ir remiasi jų dauginimu, jie turi būti paveikti arba įtraukti į bet kokius svyravimus.
Bakteriofagai gali nevartoti žarnyno pokyčių - pokyčiai, kurie, reikia pridurti, negali lemti šios ligos. Vietoj to, bakteriofagų populiacijas gali pasyviai pakeisti žarnyno bakterijų pokyčiai.
Ar bus svarbu įvertinti bakteriofagų bendruomenių atoslūgį ir srautus sveikatos ir ligų srityse, bus sunku ištirti. Bet net jei tai nėra esminis vaidmuo ligos patologijoje, pastebėjus šiuos svyravimus gali būti ir kitų privalumų.
Pavyzdžiui, yra galimybė naudoti viromą kaip diagnostinį žymeklį. Pavyzdžiui, mokslininkai nustatė ligai būdingus žarnyno viromo pakitimus žmonėms, sergantiems uždegimine žarnyno liga, o tai yra labai sunku diagnozuoti.
Virusų bėda
Tyrinėti bakterijas toli gražu nėra lengva; juk jie yra nepaprastai maži. Bakterijų skersmuo paprastai yra 0,4–10 mikrometrai. Pateikiant tam tikrą kontekstą: 10 mikrometrų yra tik šimtoji milimetro dalis arba keturios dešimt tūkstantosios colio dalys.
Tačiau virusai yra dar mažesni, jų skersmuo siekia vos 0,02–0,4 mikrometrą.
Be sunkumų, kylančių dirbant tokiu mažu mastu, virusai kelia kitų iššūkių.
Jei mokslininkai nori suprasti, kokių bakterijų rūšių yra bet kurioje populiacijoje, jie išskiria genetinę informaciją.
Iš to jie išskiria konkrečius kodo ruožus ir pritaiko juos prie esamų duomenų bazių; dažniausiai jie naudoja 16S rRNR geną. Šį konkretų geną galima rasti beveik visose bakterijų rūšyse, o evoliucijos metu jis išliko gana nepakitęs.
Tačiau kai kurie 16S RNR regionai laikomi hipervarijuojamais. Šių regionų skirtumai leidžia tyrėjams nustatyti rūšis.
Kita vertus, virusai neturi lygiaverčių genų tarp rūšių. Tai dar palyginti neseniai viromo tyrimą pavertė beveik neįmanoma, tačiau naujos kartos sekvencijos pažanga pamažu griauna kliūtis.
Šiame etape virusų vaidmuo žmogaus sveikatoje nėra toks aiškus, kaip jų vaidmuo ligose.
Tai sakant, taip pat atrodo labai tikėtina, kad virusai atlieka svarbų vaidmenį palaikant sveiką kūną. Tik pažengus tyrimų metodams bus suprastas visas jų poveikis.
Atsižvelgiant į neatidėliotiną atsparumo antibiotikams problemą, galbūt atnaujinus susidomėjimą bakteriofagu, bus galima skirti daugiau laiko šiam paslaptingam medicinos mokslo elementui.
Vis dėlto suprasti mūsų mikrobiomo komponentų sąveiką bus sunku gauti informacijos; kaip paaiškinta viename straipsnyje:
„Žarnyno mikrobiomo sudėtis nėra vienoda keliais gyvenimo etapais ar net tos pačios dienos valandomis“.
Tai tikrai bus ilgas mūšis.
