Obieżyświat ukrywający się wewnątrz ludzkich bakterii jelitowych

Jesteśmy niczym rosyjskie matrioszki: nasze jelita zamieszkałe są przez bakterie, które z kolei są domem dla wirusów. Wirusy te, zwane bakteriofagami, są równie ważne dla naszego zdrowia jak bakterie w których mieszkają.

Autor: MICHAELEEN DOUCLEFF | 24 lipiec 2014

Nowych wirusów jest bez liku.

Co kilka miesięcy słyszymy o świeżo odkrytym wirusie grypy, który przeskoczył z ptaków na ludzi. Liczba zidentyfikowanych wirusów nietoperzy jest „niezwykła i zdaje się rosnąć prawie codziennie,” jak napisali naukowcy w zeszłym roku w czasopiśmie PLOS Pathogens.

Ale wirus po cichu ukrywający się we wnętrzu milionów ludzi zamieszkujących trzy kontynenty – którego nigdy wcześniej nie zauważono? To nie zdarza się zbyt często.

Badacze z San Diego State University odkryli, co może być najbardziej powszechnym i bogatym źródłem wirusów w ludzkim jelicie. A jednak, ten mały stwór zwany crAssphage (o tak, jego nazwa ma osobną historię), umykał radarowi naukowców przez dziesięcioleci.

July15
Bakterie z gatunku Bacteroides ovatus. Źródło: Kathryn Cross (IFR) of research by Nikki Horn, Bacteroides Research Group, IFR 

Ale co ciekawe, wirus ten nie jest po prostu „zawieszony” w treści naszych jelit – naukowcy donoszą, że zamiast tego wykorzystuje on za swój dom wnętrza jelitowych komórek bakteryjnych, w szczególności te z rodzaju Bacterioides, których obecność powiązano z otyłością i cukrzycą.

Wygląda to zupełnie jak rosyjska matrioszka – wirusy znajdujemy we wnętrzu bakterii, które z kolei znajdujemy wewnątrz naszych jelit.

Ten nowy wirus nie wywołuje u nas żadnej choroby, ale może być zaangażowany w kontrolę masy ciała człowieka, poprzez wpływanie na populację Bacteroides. „Podejrzewamy, że wirus ten jest niezwykle ważny w regulacji liczebności jelitowych bakterii [Bacteroides]”, twierdzi biologi i autor badania Robert Edwards.

Edwards i jego zespół wykryli wirusa w próbkach kału ludzi z USA, Europy, Korei i Japonii. „Ale jesteśmy przekonani, że można je znaleźć wszędzie na świecie. Odnotowaliśmy ich obecność w każdej badanej populacji. Myślę, że znaleźlibyśmy je również u Afrykańczyków, gdybyśmy ich przebadali”.

Naukowcy dopiero zaczęli poznawać świat organizmów żyjących na i wewnątrz nas. Całościowo nazywają go mikrobiomem człowieka i nie ma wątpliwości, że jest on kluczowy dla naszego zdrowia.

Jak dotąd większość badań skupiało się na bakteriach w jelitach, z wyłączeniem innych mikroorganizmów. Wiemy już, że bakterie te uczestniczą w regulacji wielu procesów, począwszy od masy ciała, poprzez odporność, stan serca, aż po nasze zachowanie. Jedno z badań stwierdza, że zmieniony mikrobiom jelitowy jest odpowiedzialny za niedożywienie dzieci w Malawi.

Jednak dotychczasowe dyskusje na temat mikrobiomu ignorowały zupełnie znaczenie wirusów.

Niektórzy naukowcy szacują, że na każdą komórkę ludzkiego ciała, przypada 100 bakterii, natomiast wirusów jest jeszcze 10 razy więcej. Ale nikt dotąd o nich nie wspominał. Dlaczego? Ponieważ niezwykle trudno je badać.

AttFag
Bakteriofagi-T na powierzchni bakterii E.coli. Obraz uzyskany za pomocą mikroskopu elektronowego.

Liczba znanych wirusów wywołujących skutki chorobowe jest niezwykle mała. A liczba poznanych wirusów występujących w naszym ciele, lecz nie wywołujących choroby, jest jeszcze mniejsza. Na przykład znamy wirusy opryszczki wywołujące bolesne nawracające pęcherze. Adenowirusy mogą wywoływać nawracające infekcje dróg oddechowych, a wirusy brodawczaka ludzkiego zwiększają ryzyko zachorowania na raka szyjki macicy. Wirus zapalenia wątroby oraz HIV mogące ukrywać się w naszym ciele przez lata.

Poza tymi pospolitymi patogenami, przykłady szybko się kończą, pomimo iż badania DNA sugerują, że w ludzkim ciele przebywają tysiące gatunków wirusów. Większość z nich współistnieje w harmonii z naszym układem pokarmowym.

By nadać nazwy i określić funkcję przynajmniej niektórym z tych cichych lokatorów, Edwards wraz z zespołem przekopują dane sekwencjonowania udostępniane przez Human Microbiome Project.

Zauważyli, że kilka genów tego samego wirusa co rusz się pojawia, więc starannie posklejali te fragmenty ze sobą za pomocą komputera.

Następnie zespół wykorzystał uzyskany kod genetyczny do wykrycia wirusa w próbkach kału populacji Europy, Korei i Japonii. Ku ich zaskoczeniu, wirus okazał się niezwykle popularny – był obecny u 75% z 466 analizowanych próbek. A jego zawartość w każdej z nich, była stosunkowo duża – około 1/4 wirusowych genów należała do poszukiwanego wirusa crAssphage.

„Biorąc pod uwagę liczebność wirusa i jego rozpowszechnienie, badania nad nim w istotny sposób przyczynią się do zrozumienia ekologii układu pokarmowego człowieka. Tym bardziej, że infekuje on bakterie z rodzaju Bacteroides, które spełniają wiele funkcji niezbędnych dla naszego zdrowia”, mówi mikrobiolog Jonathan Eisen z Uniwersytetu Kalifornijskiego.

Eisen, który nie był zaangażowany w to badanie, nazywa nowego wirusa „bardzo fajnym” i „wartym poznania”. Jednocześnie zauważa, że jest jeszcze zbyt wcześnie, by stwierdzić, że jest to prawdziwie „globalny” wirus.

„Przeanalizowane próbki charakteryzowały się znacznym zróżnicowaniem – nie pochodziły tylko od ludzi rasy białej zamieszkujących Nową Anglię. Jednak nie przebadano jeszcze wszystkich populacji.” dodaje Eisen.

„Rozpaczliwie potrzebujemy zorganizowanego, systematycznego wysiłku w gromadzeniu informacji o wirusach”. Eisen proponuje coś na kształt Human Microbiome Project, jednak skupionego na wirusach bezpośrednio infekujących człowieka oraz wirusach infekujących bakterie ludzkiego mikrobiomu.

Wróćmy jeszcze na chwilę do dziwnej nazwy nowego wirusa: crAssphage. Edwards wyjaśnia: część „phage” (pol. fag) dotyczy wirusów infekujących bakterie, nazywanych bakteriofagami. Początek natomiast, „crAss” pochodzi od skrótowego opisu metody badawczej wykorzystanej przez zespół (Cross Assembly, czyli łączenie krzyżowe). Jednak nie da się nie zauważyć, że człon ten przywodzi na myśl miejsce w którym naukowcy odnaleźli wirus [gra słów, ang. ass = tyłek ;)].

Edwards śmieje się: „Oh nie! Nigdy nie mieliśmy tego na myśli. Nie bylibyśmy tacy głupi” (gra słów, ang. crass = tępy, głupi).


NA PODSTAWIE
Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s