Kuidas „head” viirused tervist mõjutada võivad

Ehkki “heade” viiruste roll inimese tervises on endiselt suhteliselt salapärane, harutame aeglaselt oma viiruskülastajate tähtsust. Selles eripäras tutvustame mikrobiomi tähelepanuta jäetud osa - viroomi.

Bakteri nakatavate bakteriofaagide illustratsioon.

Lisateabe saamiseks mikrobiomi ja selle mõju kohta teie tervisele külastage meie spetsiaalset keskust.

Bakterite ja meie mikrobiomi roll tervises ja haigustes on meditsiiniuuringute esirinnas.

Oleme kaugel vastusest hiljutiste avastuste poolt püstitatud paljudele küsimustele, kuid nüüd on kindlalt kinnitatud, et ilma meie isikliku “sõbralike” mikroorganismide - meie mikrobioomi - pargita me ei areneks.

Meditsiiniteadus aga ei istu käpuli; selle silmad on alati silmapiiril fikseeritud, pingutades kirjeldama kaugel peidetud asjade kuju.

Kui me näeme vaeva bakterite ja tervise peaaegu väljakannatamatult keeruka koostoime valimisega, ootab tiibades juba järgmine väljakutse: viroomi roll.

Mis on viroom?

Sõna „mikrobiome“ kuuldes mõtleme kohe bakteritele, kuid tehniliselt on mikrobioom kõigi konkreetses keskkonnas leiduvate mikroorganismide summa. Mõned teadlased kasutavad seda terminit nende mikroorganismide geneetilise materjali summale viitamiseks.

Nii et peale bakterite sisaldab mikrobioom teiste külastajate seas ka viirusi (viroom) ja seeni (mükobiome). Praeguseks on teadlased viroomile või mükobioomile suhteliselt vähe tähelepanu pööranud.

Viirused on end kodus kasutanud inimkeha mitmesugustes ökoloogilistes niššides, eriti limaskesta pindadel, nagu nina ja suu siseküljed ning soole limaskesta.

Selles funktsioonis keskendume soolestiku viroomile, kuna see võõrustab kõige rohkem viirusokupante ja seda on kõige rohkem uuritud.

Muidugi on viirused kõige kuulsamad haiguste, nagu rõuged, hepatiit, HIV ja marutaud, põhjustamise tõttu. Viirushaigusega seotud pakilisuse tõttu on see aspekt hõivanud lõviosa teadlaste ajast. Kuid paljudel viirustel pole vähimatki huvi inimrakkude vastu.

Bakteriofaagi tutvustamine

Teadlased peavad viroomi “mikrobiomi kõige suuremaks, mitmekesisemaks ja dünaamilisemaks osaks” ning enamik meie soolestikus asuvatest viirustest on bakteriofaagid. Kõikjal, kus leidub baktereid, leidub rohkesti bakteriofaage.

Nagu teised teadlased selgitavad: „Faagid on kõige levinumad eluvormid Maal, olles praktiliselt kõikjalolevad. […] Mõni mageveeallikas võib sisaldada kuni 10 miljardit ühe milliliitri kohta. ”

Bakteriofaagid nakatavad baktereid, juhivad nende rakumasinaid ja kasutavad seda oma geneetilise materjali paljundamiseks.

Nüüd on täiesti selge, et soolebakterid mõjutavad tervist ja haigusi, mistõttu pole üllatav, et soolebaktereid nakatavatel viirustel võib olla ka märkimisväärne mõju.

Faagiteraapia

1920-ndatest kuni 1950-ndateni uurisid teadlased, kas bakteriofaage saab kasutada bakteriaalsete infektsioonide raviks. Lõppude lõpuks on need viirused osavad hävitama inimese patogeene.

Teadlased leidsid, et faagiteraapia oli nii tõhus kui ka mis peamine - kõrvaltoimeteta.

Antibiootikumide avastamisel tuhmus faagiteraapia tagaplaanile. Antibiootikume sai valmistada suhteliselt hõlpsalt ja nad tapsid laia bakteriliikide spektri.

Tänapäeva kõrgtehnoloogiliste võimaluste ja antibiootikumiresistentsuse hirmuäratava taustaga võib huvi faagiteraapia vastu taaselustada.

Üks tegur, mis muudab faagiteraapia atraktiivseks, on selle eripära. Sageli hävitavad antibiootikumid laia bakteriliikide spektri. Nüüd, kui teame, et soolestikus elavad “head” bakterid, on selge, et see pole ideaalne.

Vahepeal on bakteriofaagid suunatud ainult kitsale tüvireale sama bakteriliigi sees.

Lisaks paljunevad nad ainult siis, kui nende sihtbakterid asuvad kohalikus piirkonnas. See kokku tähendab, et nad ründavad ainult soovitud bakterit ja nad jätkavad paljunemist seni, kuni on nakkuse hävitanud.

Sõbrad kogu eluks

Bakteriofaagid liituvad inimese teekonnaga varajases staadiumis. Ühes uuringus uuriti mekooniumi - vastsündinu esimest kaka - ja viiruseid ei leitud.

Kuid vaid üks nädal pärast sündi sisaldas iga lapse kaka gramm umbes 100 miljonit viirusosakest, millest enamus olid bakteriofaagid. Meie virome on tõesti eluaegne kaaslane.

Igal inimesel on selge bakteriofaagide valik, mida ühiselt nimetatakse faagoomiks. Ligikaudu sama dieediga inimestel on rohkem sarnasusi, kuid üldiselt varieerub iga üksiku faagoom pööraselt.

Sümbioosist düsbioosini

Bakteriofaagid, nagu mainitud, hävitavad bakterid. Kuid mõnes olukorras võivad bakteriofaagid olla kasulikud bakteripopulatsioonidele.

Soolestikus eksisteerivad bakteriofaagid valdavalt propaagidena. Selles etapis lisatakse nende geneetiline kood bakteri genoomi, mis on aktiveerimisel valmis tootma bakteriofaage.

Nende elus pole bakteriofaag bakterile kahjulik - need eksisteerivad sümbioosis.

Kuna bakterid saavad omavahel geneetilist materjali vahetada, saab prohhageenide geneetilist koodi kanda ka üksikute bakterite vahel.

Nad saavad vahetada "antibiootikumiresistentsuse, virulentsuse või metaboolsete radadega seotud geene erinevate bakteriliikide vahel". See võib olla kasulik mõnele bakteriliigile, võimaldades neil oma niši laiendada. Kasv võib aga toimuda teiste soolestikus asuvate bakterikolooniate arvelt.

„Prohagid on peremeesbakteritele sümbiootilised ja need bakterid on meie keha sümbiootilised. Seetõttu võivad faagid kaudselt olla kasulik paljurakulistele organismidele nagu inimene, lisaks sellele, mida nende peremeesorganismi bakterirakud kohe kogevad. "

Kui propaagid on aktiveeritud - näiteks stressi ajal või kui peremeesbakter on ohus -, võivad need põhjustada soolestiku mikroobide kogukonnas ulatuslikku muutust.

Üleminek kahjutult profaagialt nn lüütilisele faagile võib hävitada bakterikooslused, pakkudes potentsiaalselt halbadele bakteritele hingamisruumi ja võimaldades neil tühimiku täita.

Seda nimetatakse kogukonna segamiseks ja see võib põhjustada düsbioosi - mikroobide tasakaalustamatust.

Düsbioosist diagnoosini

Düsbioosi seostatakse mitmesuguste seisunditega, sealhulgas põletikuline soolehaigus, kroonilise väsimuse sündroom, rasvumine, Clostridium difficile (C. dif) nakkus ja koliit. Teadlased pole siiski veel kindlad bakteriofaagide rollis nendes tingimustes.

Nendel juhtudel võib düsbioos tekkida muude mehhanismide kaudu. Alternatiivina võib see olla pigem haigusseisundi sümptom kui põhjus.

Teadlased on täheldanud soolebakterite muutusi üllatavalt erinevates haigustes, sealhulgas II tüüpi diabeet, skisofreenia, depressioon, ärevus, Parkinsoni tõbi ja palju muud.

Kuna bakteriofaagid ületavad meie soolestikus leiduvaid baktereid ja toetuvad nende paljunemisele, peavad kõik kõikumised neid mõjutama või nendega seotud olema.

Bakteriofaagid ei pruugi soolestikus muutusi põhjustada - muutused, mis tuleb lisada, ei pruugi seda haigust juhtida. Selle asemel võivad soolebakterite muutused lihtsalt passiivselt muuta bakteriofaagide populatsioone.

Kas bakteriofaagide koosluste mõõn ja vool on tervisele ja haigustele olulised, on keeruline uurida. Kuid isegi kui see pole haiguse patoloogias kesksel kohal, võib nende kõikumiste märkamisel olla muid eeliseid.

Näiteks on potentsiaal kasutada viroomi diagnostilise markerina. Näiteks on teadlased tuvastanud soolepõletikuga inimeste spetsiifilised muutused soole viroomis, mida on teadaolevalt raske diagnoosida.

Häda viirustega

Bakterite uurimine pole kaugeltki lihtne; nad on ju uskumatult väikesed. Bakterite ristlõige on tavaliselt 0,4–10 mikromeetrit. Mõne konteksti esitamiseks: 10 mikromeetrit on vaid sajandik millimeetrit või neli kümme tuhandikku tolli.

Viirused on aga veelgi väiksemad, vaid 0,02–0,4 mikromeetrit.

Peale raskuste, mis on omased nii väikeses mahus töötamisel, esitavad viirused muid väljakutseid.

Kui teadlased soovivad mõista, milliseid bakteriliike leidub mis tahes populatsioonis, ammutavad nad geneetilist teavet.

Sellest eraldavad nad konkreetsed koodilõigud ja sobitavad need olemasolevate andmebaasidega; kõige sagedamini kasutavad nad 16S rRNA geeni. Seda konkreetset geeni võib leida peaaegu kõigist bakteriliikidest ja evolutsioonilise aja jooksul on see püsinud suhteliselt muutumatuna.

Mõnda 16S RNA piirkonda peetakse hüpervarieeruvaks. Nende piirkondade erinevused võimaldavad teadlastel liike tuvastada.

Seevastu viirused ei jaga liikide vahel ühtegi samaväärset geeni. See tegi suhteliselt hiljuti viroomi uurimise peaaegu võimatuks, kuid järgmise põlvkonna sekveneerimise edusammud lükkavad aeglaselt tõkkeid.

Selles etapis pole viiruste roll inimese tervises kaugeltki nii selge kui nende roll haiguste korral.

Sellega seoses tundub ka väga tõenäoline, et viirustel on oluline roll terve keha säilitamisel. Ainult uurimistehnika edasiarendamisel saab nende täieliku mõju aru.

Arvestades antibiootikumiresistentsuse otsest muret, võib uue huvi bakteriofaagi vastu pühendada rohkem aega sellele arstiteaduse salapärasele elemendile.

Sellegipoolest on meie mikrobioomi komponentide koostoime mõistmine raskesti võidetud teave; nagu ühes artiklis selgitatakse:

"Soolestiku mikrobioomi koostis ei ole mitmes eluetapis ega isegi sama päeva tundidel ühesugune."

See tuleb kindlasti pikk lahing.