Surpriză! Virusurile ne pot fi aliaţi / Mihaela Stănescu

Galerie foto (3)

Una dintre marile revelaţii ştiinţifice ale ultimelor decenii de cercetări în fiziologie se leagă de relaţia dintre noi şi bacterii – bacteriile „noastre”, le-am putea numi. Am aflat că lumea bacteriilor care ne populează corpul are un rol esenţial în existenţa organismului uman, că miliardele de microorganisme pe care le găzduim sunt indispensabile pentru viaţă. Dar revelaţiile continuă: cercetări recente sugerează că nu numai bacteriile sunt piese esenţiale în jocul vieţii, ci şi virusurile. Lumea entităţilor microscopice care ne locuiesc corpul se dovedeşte a fi mult mai complexă decât credeam.

Secole de-a rândul, s-a crezut că orice altă vieţuitoare pătrunsă în corpul nostru nu ne poate face decât rău. Oarecum, era explicabil: pe vremea când nu existau microscoape, nu se putea şti decât despre viermii paraziţi interni care, adesea, chiar făceau destul de mult rău. (Şi totuşi... Mai nou, s-a descoperit - incredibil, dar adevărat - că şi infestarea cu anumiţi viermi poate avea o latură pozitivă: ea contribuie la maturarea şi antrenarea sistemul imunitar, în asemenea măsură încât se pare că ar avea chiar un rol în evoluţia unor devastatoare boli autoimune, cum este scleroza multiplă, şi în prevenirea alergiilor.)

Ulterior, apariţia microscoapelor a lărgit enorm orizontul cunoştinţelor de biologie: în doar cîteva decenii, o întreagă lume nouă, până atunci necunoscută, s-a deschis în faţa oamenilor de ştiinţă.

Dar, chiar şi aşa, a trebuit să treacă vreme destulă până când aceştia să descopere şi să admită că bacteriile pot fi şi "bune", nu doar "rele". După ce s-au lămurit că lumea "microbilor" nu se reduce doar la bacteriile patogene - cele care produc boli ori infectează rănile -, biologii au putut înţelege şi rolul benefic extraordinar jucat de unele bacterii în funcţionarea la parametri optimi a organismului uman. Cel mai bine investigat aspect al problemei este, la ora actuală, cel legat de prezenţa bacteriilor în intestin.

Peste 10 trilioane de bacterii locuiesc în mod obişnuit în tractul gastrointestinal al unui om, unde fac o muncă de nepreţuit: sintetizează vitamine şi aminoacizi, produc substanţe anti-inflamatoare, degradează zaharurile complexe şi proteinele pe care, altfel, nu le-am putea digera şi asimila. Atât de important este ceea ce fac aceste bacterii "prietene" în corpul nostru, încât fără ele se ajunge la dezechilibre grave: tulburări digestive, malnutriţie, vulnerabilitate la atacul unor microorganisme patogene... Importanţa florei bacteriene pentru sănătatea umană a sugerat chiar unele tratamente... neconvenţionale (cum ar fi recent-experimentatul transfer de materii fecale), dar care, afirmă cei care le-au propus şi testat, au efect în marea majoritate a cazurilor.

Bacterii, dar nu numai...

Însă, foarte recent, cercetarea florei microbiene din intestin a adus o nouă surpriză: în materiile fecale a fost descoperit ADN viral!

Descoperirea a fost făcută de o echipă de cercetători de la trei instituţii (Facultatea de medicină a Universităţii Washington din St. Louis, SUA; Universitatea de Stat San Diego, SUA, şi Universitatea Queeensland din Brisbane, Australia) care au studiat flora microbiană intestinală a câtorva perechi de gemeni identici şi a mamelor acestora şi au publicat rezultatele studiului lor în prestigioasa revistă Nature.

Virusurile sunt "entităţi" fără structură celulară, alcătuite dintr-o porţiune de acid nucleic (ADN sau ARN) şi dintr-un înveliş proteic numit capsidă. Spre deosebire de microorganismele cu structură celulară, virusurile nu se pot reproduce singure . Ele intră într-o celulă animală, vegetală sau bacteriană, şi folosesc mecanismele genetice şi metabolice ale acesteia pentru a se reproduce, în acest fel făcând rost de material genetic nou şi de proteine pentru capsidă, astfel încât să se poată multiplica. Datorită acestei caracteristici, virusurile au fost- şi sunt şi la ora actuală - considerate nevii: entităţi infecţioase care nu prezintă însuşirile specifice materiei vii. Acum, totul depinde de definiţie: ce înseamnă materie vie, materie înzestrată cu viaţă? Una dintre cele mai importante însuşiri ale materiei vii este capacitatea ei de a se autoreproduce: toate organismele celulare, chiar şi cele mai simple, sunt în stare să se reproducă singure, măcar prin diviziune - considerată forma cea mai simplă, de bază, a reproducerii. Virusurile, însă, nu pot face asta; ele nu se pot multiplica decât folosind "dotările" altcuiva, ale unui organism viu. De aceea, în lumina definiţiei de mai sus, virusurile nu sunt considerate adevărate forme de viaţă. Însă nu se ştie cât va mai fi valabilă această caracterizare; deoarece relaţia virusurilor cu materia vie este atât de strânsă şi neîndoielnică, pare ciudat ca ele să nu fie socotite printre cele vii pe această lume. S-ar putea să avem nevoie de o redefinire a ceea ce înseamnă materie vie, iar atunci virusurile ar putea fi "promovate" de la starea de entităţi la cea de organisme vii.

Dar ce e atât de remarcabil în această descoperire?

Despre virusuri se credea - ca odinioară despre bacterii - că nu prea au ce bine să ne facă şi că, atunci când ajung în corpul nostru, ne fac rău.

Dar descoperirea ADN-ului viral în intestinul uman, la persoane sănătoase, i-a făcut pe oamenii de ştiinţă să investigheze problema cu mai multă atenţie. Şi aşa au descoperit că era vorba despre ADN ce provenea atât de la virusuri animale (care infectează celule animale, adică; în cazul de faţă, celule umane), cât şi de la bacteriofagi - virusuri care atacă bacterii. Atacă e un fel de-a spune; verbul sugerează o acţiune defavorabilă bacteriei, dar, de fapt, cum veţi vedea, lucrurile s-ar putea să nu fie chiar aşa.

Cert este că bacteriofagii ((sau fagii, cum li se spune prescurtat) sunt virusuri care îşi injectează materialul genetic propriu în celula bacteriană şi folosesc mecanismele ei de reproducere celulară pentru a se multiplica.

Când se desprind de celula-gazdă, pot să plece luând cu ei şi copii ale genelor bacteriei, pe care apoi le mută într-o altă bacterie (poate de altă specie), inserându-le în genomul acesteia. Practic, ei pot muta gene de la o specie de bacterii la alta, sau de la o tulpină bacteriană la alta. Introduc, astfel, gene noi, în genomul bacterian, ceea ce modifică felul în care funcţionează acesta: specia de bacterie astfel invadată de un virus poate să capete, datorită genelor nou-primite, însuşiri noi, sau să piardă anumite abilităţi pe care le avea înainte de a fi fost infectată.

Uneori, infectarea cu un virus bacteriofag omoară rapid bacteriile: celula bacteriană este distrusă îndată ce multiplicarea virusului s-a încheiat (este aşa-numitul ciclu litic). Alteori, însă, se stabileşte un fel de armistiţiu: virusul nu omoară "din prima" bacteria, ci o foloseşte timp îndelungat pentru scopurile sale. Bacteriofagii din această categorie sunt numiţi fagi temperaţi. Un astfel de virus îşi inserează propriul genom în cromozomul bacteriei, pentru a fi replicat împreună cu acesta, şi toate bacteriile rezultate din bacteria infectată poartă copii ale genomului viral (acesta este ciclul lizogen). Cu alte cuvinte, e vorba despre o convieţuire pe termen mai lung între o bacterie şi un virus.

Interacţiunile dintre genomul bacterian şi cel viral sunt foarte complexe şi încă insuficient cunoscute. Totuşi, omul foloseşte deja aceste cunoştinţe în domeniul ingineriei genetice, pentru a introduce, cu ajutorul virusurilor, noi gene în genomul bacterian şi a crea, astfel, bacterii modificate genetic, capabile să sintetizeze anumite substanţe sau să realizeze alte acţiuni interesante pentru om.

O alianţă pe termen lung

Care va să zică, bacteriile din intestin, aliaţii noştrii microscopici, au şi ele nişte "vecini" cu care interacţionează: virusuri din grupa fagilor temperaţi. Iar aceşti fagi joacă un rol - deocamdată nu foarte bine cunoscut, de vreme ce studiile sunt abia la început, dar cu siguranţă important - în viaţa bacteriilor intestinale şi, prin urmare, şi în viaţa noastră.

Iată câteva dintre constatările interesante ale echipei de autori ai studiului:

• populaţia de virusuri din colon e foarte stabilă în timp, compoziţia ei variind în cursul unui an cu mai puţin de 5%
• compoziţia populaţiei de virusuri e specifică fiecărui individ, chiar în mai mare măsură decât cea bacteriană. Chiar şi gemenii identifici - afirmă cercetătorii -, care au, de obicei, flore bacteriene identice, prezintă diferenţe când e vorba despre populaţiile de virusuri.
• "sortimentul" de virusuri prezente în colon este dominat de câteva specii de fagi temperaţi, ceea ce sugerează că între virusurile şi bacteriile de aici nu ar exista o relaţie de tipul "pradă-prădător", ci una simbiotică.

Pentru moment, cercetătorii sunt foarte incitaţi să afle mai multe. Practic, acesta e un câmp de cercetare aproape virgin.

Se crede că bacteriile intestinale trăiesc într-un echilibru dinamic cu fagii, care folosesc abilităţile lor pentru a se multiplica. Aşadar, nu e vorba despre o perpetuă luptă, o cursă a înarmărilor, ci despre o convieţuire mai degrabă paşnică, o situaţie stabilă şi echilibrată. Fiecare specie de bacterie şi de virus trăieşte, dar le lasă şi pe celelalte să trăiască, iar rezultatul acestei complexe cooperări între microorganisme este că noi trăim la rândul nostru, în echilibru nutriţional, metabolic - fiziologic în general.


Interesant e faptul că cercetătorii au descoperit, în ADN-ul viral, gene (implicate în sinteza unor proteine) care nu mai fuseseră găsite până atunci la virusuri. Despre aceste proteine se ştia că sunt sintetizate de bacterii şi intervin în metabolizarea carbohidraţilor şi sinteza de aminoacizi. Nu e exclus ca aceste gene să fi fost introduse în genomul bacteriilor chiar de către virusuri, caz în care implicarea virusurilor în metabolism e mult mai importantă decât se credea.

E o teorie nouă şi tulburătoare, în felul ei, prin implicaţiile pe care cercetătorii le întrevăd deja: dacă metabolismul unei persoane depinde, în bună măsură, de flora microbiană din intestin, prin urmare şi de relaţia dintre bacterii şi virusuri, atunci, explorarea relaţiei ameţitor de complexe dinte bacterii şi fagi poate oferi, pe termen lung, speranţa descoperirii unor tratemente noi pentru boli metabolice, precum obezitatea, ca şi pentru alergii sau boli autoimune.