Výhody vírusov v ľudskom tele
Kvôli množstvu mikroorganizmov v ich telách sú ľudia ekosystémom, nie jednotlivcom. A pretože je potrebné tento ekosystém starostlivo študovať, existuje preň nová disciplína - lekárska ekológia. Zaoberá sa hlavne účinkami mikroorganizmov na zdravie. Aj keď majú vedci dobrú predstavu o výhodách baktérií, vedia len veľmi málo o výhodách domácich vírusov, ktoré sa všeobecne nazývajú virobiota.
Vírusy tvoria najväčšiu a najrozmanitejšiu skupinu mikroorganizmov. Jeden gram výkalov obsahuje až miliardu vírusov, ale iba sto miliónov baktérií. Nejednoznačnosť vírusov a niektoré z ich vlastností sťažujú inventár. Vírusy nespôsobujú neustále choroby a nie vždy a všade sú neškodné, čo robí rozdiel medzi priateľom a nepriateľom oveľa komplikovanejším ako v prípade baktérií alebo plesní. Výsledok vírusovej infekcie navyše závisí od zdravia a imunitného stavu postihnutej osoby. Skutočnosť, že osem percent ľudského genómu je vírusového pôvodu, ukazuje, že medzi ľuďmi a vírusmi musela a stále existuje dlhá a plodná spoločná evolúcia.
Vírusová komunita v ľudskom tele
Prečo je oveľa ťažšie kvantifikovať tieto výhody ako výhody baktérií a húb? Na túto otázku odpovedá Eric Delwart z Kalifornskej univerzity v San Franciscu v aktuálnom vydaní časopisu The Scientist. Vírusy majú množstvo zvláštností, ktoré z nich robia problémových konkurentov. Patrí sem skutočnosť, že vírusy musia infikovať živé bunky, pretože s niekoľkými génmi v batožine nemôžu čeliť úplnému životnému cyklu a nemôžu samy preložiť gény do proteínov.
Vírusová komunita v ľudskom tele sa preto skladá zo štyroch skupín: vírusy, ktoré napádajú ľudské bunky, vírusy, ktoré napádajú baktérie a plesne v tele, rastlinné vírusy, ktoré vstupujú do čriev s jedlom, a vírusová DNA, ktorá vstupuje do V priebehu vývoja v ľudskom genóme. Preto je vírusová spoločnosť v tele oveľa zložitejšia a viacvrstvová sama o sebe ako svet baktérií a húb. Infekcia ľudských buniek vždy nazýva vrodený imunitný systém na scéne a vyvoláva podprahový zápal.
Neustále sa objavujú nové vírusy
Vírusy sú tiež ťažšie detekovateľné ako iné mikroorganizmy. Môžu sa kultivovať iba ťažko, ak vôbec, a na rýchlu detekciu nie je k dispozícii žiadny špeciálny háčik na ryby. Baktérie, na druhej strane, je možné rýchlo identifikovať podľa ich špecifickej ribozomálnej RNA.
Avšak v posledných rokoch boli vyvinuté výkonné techniky, pomocou ktorých je možné čítať sekvencie vírusových génov z množstva mikrobiálnej DNA. Pomocou týchto techník sa v ľudskom tele neustále objavujú vírusové gény, a tým aj nové vírusy. Niektoré patria do známych skupín vírusov, iné sú úplne nové. Scott Handley z lekárskej fakulty Washingtonskej univerzity v Saint Louis nedávno špekuloval v časopise Genome Medicine, že okolo 320 000 vírusov cicavcov stále čaká na detekciu (doi: 10,1186/s13073-016-0287-y).
Delwart na príklade anellovírusov určil, aké ťažké je určiť potenciálne výhody vírusu. Anellovírusová infekcia je najbežnejšou infekciou, ktorá je doposiaľ známa. Každý je týmito vírusmi infikovaný, píše Delwart, každý bez výnimky. Zatiaľ nič nenasvedčuje tomu, že by tieto vírusy boli škodlivé, ale skutočnosť, že sa ich koncentrácia zvyšuje, keď je imunitný systém slabý, ukazuje, že sú pod kontrolou imunitného systému. Zvýšenie množstva vírusu by preto mohlo viesť k zdravotným problémom, ale jeho všadeprítomnosť tiež naznačuje, že musela existovať úspešná spoločná evolúcia.
Nebezpečné mutácie
Vírusy sa od baktérií líšia aj tým, že môžu prejsť fázou perzistencie alebo latencie. Pri pretrvávaní infekcia tleje na nízkej úrovni. S latenciou sa vírusy integrujú do genómu hostiteľskej bunky a vôbec sa nemnožia. Môžu sa však kedykoľvek znova aktivovať. To je dôvod, prečo vírusy niekedy zmiznú a potom sa znova objavia. V súčasnosti nie je jasné, či sú vírusy užitočné kvôli akútnym alebo chronickým infekciám. Najskôr sa musia uskutočniť dlhodobé štúdie, v ktorých sa opakovane vyšetrujú tí istí ľudia.
Vírusy patria tiež k biologickým jednotkám, ktoré sa menia najrýchlejšie. Žiadny iný organizmus sa nevyrovná rýchlosti mutácie vírusov. Z pomerne neškodného zástupcu sa môže rýchlo stať vrahový vírus. Tento strach rezonuje napríklad pri každej chrípkovej vlne.
Len pred pár dňami vedci spolupracujúci s Jeremym Lubanom z lekárskej fakulty University of Massachusetts vo Worcesteri oznámili, že vírus Ebola sa stal pravdepodobne nebezpečnejším vďaka novej mutácii. Novoobjavená mutácia zaisťuje, že vírus Ebola sa lepšie spája s ľudskými bunkami. To môže vysvetľovať, prečo bol počet obetí epidémie eboly v Afrike pred dvoma rokmi vyšší ako kedykoľvek predtým („Cell“, doi: 10.1016/j.cell.2016.10.014). Sedem známych nádorových vírusov je tiež veľmi ambivalentnou skupinou. Aj keď je týmito nádorovými vírusmi infikovaných veľké množstvo ľudí, veľmi málo z nich má rakovinu.
Výhody vírusov
Aká by mohla byť konkrétna výhoda vírusov, ktoré sa v tele nachádzajú? Delwart uvádza niekoľko možností. Existujú určité dôkazy, že chronické vírusové infekcie sú výcvikovým táborom pre imunitný systém. Pravdepodobne veľa neškodných vírusov pripravuje obranu proti závažným vírusovým infekciám. Pravdepodobne tiež bránia imunitnému systému, aby sa pre nedostatok výziev neobrátil proti bunkám vlastného tela. Novorodenci, ktorí dostávajú vírusy prostredníctvom svojich matiek, budú pravdepodobne týmito vírusmi očkovaní a sú lepšie pripravení na iné vírusové infekcie. Zdá sa, že vírusy baktérií, takzvané bakteriofágy, riadia rovnováhu medzi baktériami, čo má následky na zdravie a choroby.
Niektoré vírusy tiež poskytujú ochranu pred patogénnymi vírusmi. Jedným z príkladov je Pegivírus C. Tento vírus zmierňuje následky infekcie HIV. Pacienti s HIV s infekciou pegivírusom C žijú bez tejto súbežnej infekcie dlhšie ako pacienti s HIV. Pretože vírusy tiež uprednostňujú bunky, ktoré sa rýchlo delia, môžu pomôcť imunitnému systému vyčistiť rakovinové bunky. Podporuje to skutočnosť, že po vírusových infekciách došlo občas k spontánnej remisii rakoviny. Je tiež pravdepodobne užitočné, že vírusy a bakteriofágy zdaňujú nový genetický materiál a rozširujú a menia genofond. Koniec koncov, takmer desatina ľudského genómu je vírusového pôvodu.