На протяжении всей истории человечества разные вирусы от оспы до гриппа были ответственны за миллионы смертей по всему миру. Неудивительно, что мы воспринимаем вирусы как врагов. И некоторые из них действительно таковы: SARS, MERS, Эбола, ВИЧ, свиной грипп, птичий грипп и вирус Зика входят в число вирусов, которые стали причиной смертельных вспышек за последние годы.
Этот список длинный и постоянно растет. Однако верно также и то, что подавляющее большинство вирусов вообще не заражают человека или млекопитающих – многие вирусы могут быть полезны для нас, помогая укрепить здоровье или спасая от других болезней. Так стоит ли с ними бороться? Ответ на этот вопрос представил Hi-News.
Что такое вирус и бактериофаг?
В повседневной жизни крайне легко забыть о микробах, вирусах и бактериях, но большая часть жизни микроскопична. И точно так же как вирусы, характерные для млекопитающих, заражают клетки животных, множество вирусов эволюционировали таким образом, чтобы преуспеть в заражении клеток бактерий. Эти вирусы называются бактериофагами (или сокращенно фагами).
В то время как бактерии – это живые организмы, созданные из одной клетки, вирус – это биологический организм, состоящий из пучка генетического материала, обернутого в белковую оболочку. Вирус не может существовать обособленно, поэтому он заражает клетку-хозяина и захватывает ее клеточный механизм – это позволяет вирусу делать копии самого себя. В процессе репликации он прикрепляется к поверхности клетки и вводит в нее свой генетический материал, тем самым захватывая ее. Важно понимать, что этот принцип одинаков для вирусов человека и вирусов бактерий.
Ученые изучали бактериофаги на протяжении десятилетий, наблюдая, как они распространяются через популяцию бактерий, сначала заражая, а затем разрывая зараженные клетки. И наоборот – как они сосуществуют с поразительной стабильностью, часто поддерживая разнообразное сообщество бактериальных видов в таких средах, как открытый океан или желудочно-кишечный тракт человека. Они делают это, предотвращая рост любого вида бактерий, чтобы он не стала доминирующим, подобно тому, как хищники держат популяции своих жертв под контролем.
Как пишет The Conversation, чем больше мы понимаем фаги, тем больше мы начинаем рассматривать их как важнейший компонент микробных экосистем, поддерживающий разнообразие и функциональность, а не действующий как возбудитель болезней. Так, ученым известно, что разнообразие микробиота – сообщества микроорганизмов, живущих в кишечнике, связано со здоровьем человека. Эта связь включает в себя правильное функционирование иммунной системы, всасывание питательных веществ в кишечнике и даже изменение настроения и поведения.
«Фаги играют ключевую роль в поддержании этого разнообразия и поэтому на уровне микробной экосистемы внутри нас вносят свой вклад в общее благополучие человека», — Хью Харрис, микробиолог из Университетского Колледжа Лондона
Сегодня, когда все большее количество опасных бактерий развивают устойчивость к широко используемым антибиотикам, борьба с бактериями с помощью фагов – многообещающая стратегия. Так как антибиотики убивают и болезнетворные организмы и полезные бактерии, исследователи надеются, что в будущем фаги могут быть использованы как «запрограммированные охотники» на бактерий.
Вирусные войны
Вирусы также могут быть использованы для борьбы с другими вирусами. В недавнем исследовании макак-резусов и вируса иммунодефицита обезьян (ВИО) ученые обнаружили, что другой вирус – цитомегаловирус – можно принудить производить те же белки, что и ВИО. Это означает, что другой вирус может быть использован в качестве вакцины против вируса иммунодефицита обезьяны, чтобы научить иммунную систему животного эффективно бороться с ВИО, не подвергаясь воздействию вредного вируса.
Это важно, так как вирусы иммунодефицита стали своего рода экспертами по скрытию от иммунной системы путем мутации, что делает разработку защитного механизма очень трудной задачей для организма. Будущие исследования будут иметь большое значение для лечения ВИЧ.
Во многих отношениях действия вируса столь же безразличны, как и погода за окном. Точно так же, как точный прогноз погоды может спасти чью-то жизнь, понимание многогранной природы вирусов в нашем мире когда-нибудь может спасти вас. В конце концов, именно эффективная разработка и использование вакцин свели на нет катастрофические последствия самых смертоносных инфекций в истории. Знание того, как вирус распространяется и как он действует, также позволяет информировать государственную политику и предпринимать необходимые меры безопасности.
