Ползите от вирусите в човешкото тяло
Поради многото микроорганизми в тялото им, хората са екосистема, а не индивид. И тъй като тази екосистема трябва да бъде внимателно проучена, има нова дисциплина за нея - медицинска екология. Тя се занимава основно с въздействието на микроорганизмите върху здравето. Докато учените имат добра представа за ползите от бактериите, те знаят много малко за предимствата на резидентните вируси, известни общо като virobiota.
Вирусите формират най-голямата и най-разнообразна група микроорганизми. Един грам изпражнения съдържа до милиард вируси, но само сто милиона бактерии. Амбивалентността на вирусите и някои от техните свойства затрудняват инвентаризацията. Вирусите нито постоянно причиняват болести, нито винаги и навсякъде са безвредни, което прави разликата между приятел и враг много по-сложна, отколкото при бактерии или гъбички. Освен това резултатът от вирусна инфекция зависи от здравето и имунния статус на засегнатото лице. Независимо от това, фактът, че осем процента от човешкия геном е с вирусен произход, доказва, че трябва да е имало и все още съществува продължителна и ползотворна коеволюция между хората и вирусите.
Вирусната общност в човешкото тяло
Защо тази полза е много по-трудна за количествено определяне от ползата от бактериите и гъбите? Ерик Делуърт от Калифорнийския университет в Сан Франциско отговаря на този въпрос в текущия брой на списание The Scientist. Вирусите имат редица особености, които ги правят проблемни конкуренти. Това включва вируси, които трябва да заразят живите клетки, тъй като с малкото гени, които имат в багажа си, те не могат да се изправят пред пълен жизнен цикъл и не могат сами да трансформират гените в протеини.
Следователно вирусната общност в човешкото тяло се състои от четири групи: вируси, които атакуват човешките клетки, вируси, които атакуват бактериите и гъбичките в тялото, растителни вируси, които попадат в червата с храната, и вирусна ДНК, която навлиза в В хода на еволюцията в човешкия геном. Ето защо вирусното общество в тялото е много по-сложно и многопластово само по себе си от света на бактериите и гъбите. Инфекцията на човешки клетки винаги призовава вродената имунна система на сцената и предизвиква подсъзнателно възпаление.
Постоянно се откриват нови вируси
Вирусите също са по-трудни за откриване от останалите микроорганизми. Те могат да се култивират само с трудност, ако изобщо не съществуват, и няма специален риболов за бързо откриване. От друга страна, бактериите могат бързо да бъдат идентифицирани чрез тяхната специфична рибозомна РНК.
През последните години обаче са разработени мощни техники, с които вирусните генни последователности могат да бъдат разчетени от изобилието на микробна ДНК. С тези техники вирусните гени и по този начин нови вируси се откриват в човешкото тяло постоянно. Някои принадлежат към добре известни вирусни семейства, други са изцяло нови. Скот Хендли от Медицинското училище във Вашингтон в Сейнт Луис наскоро спекулира в списание Genome Medicine, че около 320 000 вируса на бозайници все още чакат да бъдат открити (doi: 10.1186/s13073-016-0287-y).
Делуарт използва примера на анеловируса, за да определи колко трудно е да се определят потенциалните ползи от вируса. Инфекцията с анелоловирус е най-честата инфекция, позната до момента. Всички са заразени с тези вируси, пише Delwart, всички без изключение. Засега няма индикации, че тези вируси са вредни, но фактът, че концентрацията им се увеличава, когато имунната система е слаба, показва, че те са под контрола на имунната система. Следователно увеличаването на количеството на вируса може да доведе до здравословни проблеми, но неговата повсеместност също предполага, че трябва да е имало успешна коеволюция.
Опасни мутации
Вирусите също се различават от бактериите по това, че могат да преминат през фаза на персистиране или латентност. С постоянство инфекцията тлее на ниско ниво. По време на латентност вирусите се интегрират в генома на клетката гостоприемник и вече не се размножават. Те обаче могат да бъдат активирани по всяко време. Ето защо вирусите понякога изчезват и след това се появяват отново на сцената. Понастоящем не е ясно дали вирусите са полезни поради остри или хронични инфекции. За целта първо трябва да се направят дългосрочни проучвания, при които едни и същи хора да се преглеждат отново и отново.
Вирусите също са сред биологичните единици, които се променят най-бързо. Никой друг организъм не може да се справи със степента на мутация на вирусите. Сравнително безвреден представител може бързо да се превърне в убиец вирус. Този страх резонира с всяка грипна вълна например.
Само преди няколко дни учени, работещи с Джереми Лубан от Медицинското училище в Университета на Масачузетс в Уорчестър, съобщиха, че вирусът Ебола вероятно е станал по-опасен поради нова мутация. Новооткритата мутация гарантира, че вирусът Ебола се свързва по-добре с човешките клетки. Това може да обясни защо броят на смъртните случаи от епидемията от ебола в Африка преди две години е бил по-висок от всякога („Cell“, doi: 10.1016/j.cell.2016.10.014). Седемте известни туморни вируса също са много амбивалентна група. Въпреки че голям брой хора са заразени с тези туморни вируси, много малко развиват рак.
Ползите от вирусите
Каква може да бъде конкретната полза от вирусите, пребиваващи в тялото? Делуарт споменава няколко възможности. Има някои доказателства, че хроничните вирусни инфекции са тренировъчен лагер за имунната система. Предполага се, че многото безвредни вируси подготвят защитата срещу сериозни вирусни инфекции. Те също така вероятно ще попречат на имунната система да се обърне срещу собствените клетки на тялото поради липса на предизвикателство. Новородените, които получават вируси чрез майките си, вероятно ще бъдат ваксинирани от тези вируси и са по-добре подготвени за други вирусни инфекции. Бактериалните вируси, така наречените бактериофаги, изглежда контролират баланса между бактериите, с последствия за здравето и болестите.
Някои вируси също осигуряват защита срещу патогенни вируси. Един пример е Pegivirus C. Този вирус смекчава последиците от HIV инфекцията. ХИВ пациентите с инфекция с пегивирус С живеят по-дълго от пациентите с ХИВ без тази коинфекция. Тъй като вирусите също предпочитат клетките, които се делят бързо, те могат да помогнат на имунната система да изчисти раковите клетки. Това се подкрепя от факта, че след вирусни инфекции понякога е имало спонтанни ремисии при рак. Също така е вероятно вирусите и бактериофагите да облагат нов генетичен материал и да разширяват и променят генофонда. В крайна сметка почти една десета от човешкия геном е с вирусен произход.