Συμβιώνοντας με τρισεκατομμύρια ιούς

Σε όλη την υδρόγειο, ακόμη και άνθρωποι που δεν γνώριζαν καν τη λέξη ιός, την έμαθαν χάρη στον νέο κορονοϊό SARS-CoV-2, που προκαλεί την ασθένεια COVID-19. Ομως, όπως μαθαίνουν όλο και καλύτερα οι επιστήμονες, πολλοί ιοί καραδοκούν αθόρυβα μέσα στο ανθρώπινο σώμα, κρυμμένοι σε κύτταρα μέσα στους πνεύμονες, στο αίμα, στα νεύρα, στις αρθρώσεις, αλλά και μέσα στην πληθώρα μικροβίων που αποικίζουν το έντερό μας. Οι βιολόγοι υπολογίζουν ότι γύρω στα 380 τρισεκατομμύρια ιοί ζουν πάνω και μέσα στο σώμα κάθε ενήλικου ανθρώπου, δηλαδή δέκα φορές περισσότεροι από τα βακτήρια, που επίσης κατοικούν πάνω και μέσα στο σώμα μας.

Ορισμένοι απ' αυτούς μπορεί να προκαλέσουν ασθένειες, αλλά πολλοί απλώς συμβιώνουν μαζί μας. Προς το τέλος του 2019, ερευνητές του πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια ανακάλυψαν 19 διαφορετικά στελέχη ρεντοντοϊών στο αναπνευστικό σύστημα. Μερικοί σχετίζονταν με περιοδοντίτιδα ή με ασθένειες των πνευμόνων, ενώ αντίθετα άλλοι θα μπορούσαν να καταπολεμήσουν ασθένειες του αναπνευστικού. Η γρήγορα επεκτεινόμενη επιστημονική γνώση γύρω από τους ιούς κάνει σαφές ότι αριθμητικά δεν αποτελούμαστε κυρίως από «ανθρώπινα» κύτταρα, που περιστασιακά δέχονται εισβολές μικροβίων. Το σώμα μας είναι στην πραγματικότητα ένας υπεροργανισμός όπου συγκατοικούν κύτταρα, βακτήρια, μύκητες και περισσότερο απ' όλα ιοί! Σύμφωνα με κάποιες εκτιμήσεις σχεδόν το μισό του βιολογικού μας υλικού δεν είναι ανθρώπινο.

Πανταχού παρόντες

Πριν από μια δεκαετία, οι επιστήμονες μόλις άρχιζαν να αντιλαμβάνονται την ύπαρξη ενός τόσο τεράστιου πλήθους ιών μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Σήμερα το αντιλαμβάνονται ως ένα αδιάσπαστο τμήμα του ευρύτερου ανθρώπινου μικροβιώματος, ενός απίστευτου μωσαϊκού από ενεργούς και ανενεργούς μικροσκοπικούς οργανισμούς, που καταλαμβάνουν σχεδόν κάθε γωνιά του ανθρώπινου σώματος. Η ήδη δεκαετής καταγραφή των ιών μέσα στο μικροβίωμα, οδηγεί σε διαρκή διεύρυνση του καταλόγου, σε σημείο που αυτή η συμβίωση να δείχνει ότι μπορεί να επηρεάζει σημαντικά την καθημερινή μας ζωή, είτε θετικά, είτε αρνητικά. Πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι θα μπορούσαμε ακόμη και να χρησιμοποιήσουμε το ιολογικό μικροβίωμα για τη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας. Ερευνητές απομόνωσαν ένζυμο προερχόμενο από ιό, που σκοτώνει τα πολυανθεκτικά βακτήρια της επικίνδυνης ενδονοσοκομειακής λοίμωξης MRC και η σχετική δοκιμή θεραπείας με το ένζυμο έχει φτάσει στην τρίτη φάση κλινικών δοκιμών. Εδώ και χρόνια είναι σύνηθες να γίνονται αναφορές σε «καλά» και «κακά» μικρόβια. Και οι ιοί μπορούν να χωριστούν σε αυτές τις δύο κατηγορίες. Το ζήτημα τώρα είναι να βρεθούν τρόποι για να εμποδιστούν οι κακοί και να ενισχυθούν οι καλοί ιοί.

Οι ιοί είναι εξαιρετικά μικροσκοπικά βιολογικά σωματίδια, που απαρτίζονται από αλυσίδες RNA ή DNA, μέσα σε ένα πρωτεϊνικό κέλυφος. Μπορούν να αναπαραχθούν μόνο με τη βοήθεια του κυττάρου ξενιστή, που μολύνουν. Οι ιοί κατατάσσονται με βάση το σχήμα τους (A), το κύτταρο του ξενιστή (B) και τον γενετικό τους κώδικα (C)

Το ανθρώπινο σώμα είναι πλούσιο περιβάλλον για την ανάπτυξη των μικροβίων, γεμάτο πρωτεΐνες, λίπη και υδατάνθρακες. Πολλοί ιοί έχουν εξελιχθεί, ώστε να συμβιώνουν «ειρηνικά» με τον άνθρωπο, χωρίς να τον αρρωσταίνουν. Οι ιοί χρειάζεται να εισβάλλουν στα κύτταρα κάποιου ξενιστή, ώστε να αναπαραχθούν και το κάνουν με κάθε τρόπο μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Προς έκπληξή τους, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ιούς ακόμη και μέσα στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό ενηλίκων που χρειάστηκε να κάνουν κάποιο σχετικό διαγνωστικό έλεγχο. Οι ιοί που βρέθηκαν εκεί ανήκαν σε διάφορες οικογένειες και δεν σχετίζονταν με κάποια ασθένεια. Οι ίδιοι βρέθηκαν στη συνέχεια και στο πλάσμα αίματος, στο αρθρικό υγρό και το μητρικό γάλα. Ηταν γνωστό ότι ορισμένοι ιοί, όπως του έρπητα, μπορούν να ξεφύγουν από τους φραγμούς και να μπουν μέσα στο κατά βάση στείρο εγκεφαλονωτιαίο υγρό, αλλά η ανακάλυψη σε αυτό ιών διαφόρων ειδών, που ήταν απλώς παρευρισκόμενοι, χωρίς ενεργό ρόλο, ήταν μία έκπληξη.

Θηρευτικό πεδίο

Το ιολογικό μικροβίωμα αρχίζει να διευρύνεται αμέσως μετά τη γέννηση. Μελέτες αποκάλυψαν ποικιλία ιών στο έντερο των νεογνών λίγο μετά τη γέννηση, που μπορεί να προέρχονταν είτε απευθείας από τη μητέρα, είτε από το μητρικό γάλα. Μερικοί από αυτούς τους ιούς περιορίζονται σε αριθμό όταν τα μωρά γίνονται εβδομάδων ή μηνών, ενώ την ίδια περίοδο άλλοι ιοί μπαίνουν στο σώμα τους από τον αέρα, το νερό, την τροφή και τους ανθρώπους που βρίσκονται γύρω τους. Αυτοί οι ιοί αυξάνονται σε αριθμό και ποικιλία, μολύνοντας κύτταρα, όπου παραμένουν επί χρόνια. Το ιολογικό μικροβίωμα των νεογνών είναι ασταθές, σε αντίθεση με των ενηλίκων, που είναι σχετικά σταθερό. Οι ανελλοϊοί, μια οικογένεια 200 διαφορετικών ειδών ιών, γίνονται σταδιακά παρόντες σε σχεδόν όλους τους ανθρώπους καθώς γερνάνε. Κάτι ανάλογο συμβαίνει και με το βακτηριακό μικροβίωμα.

Πολλοί από τους ιούς που κατοικούν μέσα μας δεν στοχεύουν τα κύτταρά μας. Αντίθετα, στοχεύουν τα βακτήρια του μικροβιώματος. Αυτοί οι ιοί, που είναι γνωστοί ως βακτηριοφάγοι, ή φάγοι, εισβάλλουν μέσα στα βακτήρια και χρησιμοποιούν τον κυτταρικό μηχανισμό τους για να φτιάξουν αντίγραφά τους, συχνά οδηγώντας σε «σκάσιμο» του βακτηριακού κυττάρου και διάχυσή τους για να μολύνουν και άλλα βακτήρια. Οι βακτηριοφάγοι υπάρχουν σχεδόν παντού στη φύση: στο χώμα, σε κάθε σώμα νερού, από τον ωκεανό έως το πόσιμο νερό, ακόμη και σε ακραία περιβάλλοντα, όπως σε ορυχεία με πολύ όξινο περιβάλλον, στην Αρκτική, αλλά και σε θερμοπίδακες. Συναντώνται ακόμη και αιωρούμενοι στον αέρα. Βρίσκονται σε όλα αυτά τα μέρη, γιατί κυνηγούν τα βακτήρια που ζουν σε αυτά. Το ανθρώπινο σώμα είναι απλώς ένα ακόμη θηρευτικό πεδίο.

Συγκάτοικοι

Το ιολογικό μικροβίωμα ποικίλλει σημαντικά από το ένα μέρος του σώματος στο άλλο. Οι ιοί στο στόμα είναι διαφορετικοί από εκείνους στο έντερο και αυτοί διαφορετικοί από εκείνους στο ουροποιητικό σύστημα. Ετσι, οι επιστήμονες μπορούν να καταλάβουν από πού προέρχεται ένα δείγμα που τους δίνεται για εξέταση, αναγνωρίζοντας τους ιούς σε αυτό. Μπορούν επίσης να καταλάβουν αν κάποιοι από τους ανθρώπους που έδωσαν τα δείγματα ζουν στο ίδιο σπίτι. Παρότι κάθε άνθρωπος μπορεί να έχει διαφορετικό ιολογικό μικροβίωμα, διαπιστώθηκε ότι οι άνθρωποι που συγκατοικούν μοιράζονται το 25% των ιών τους. Οι ιοί μπορούν να μεταδοθούν από ένα μέλος μιας οικογένειας στο άλλο, όχι μόνο με τους τυπικούς τρόπους, όπως ο βήχας, αλλά και μέσω της συνήθους επαφής και της χρήσης των ίδιων ειδών υγιεινής, των ίδιων τραπεζιών και των ίδιων φαγητών. Μάλιστα, τα δεδομένα από μικρό αριθμό ατόμων δείχνουν ότι ανάμεσα στα μέλη ενός ζευγαριού δεν υπάρχει περισσότερη κοινότητα ιών, συγκριτικά με τα άλλα μέλη της οικογένειας. Η συγκατοίκηση είναι αρκετή.

Διαφορές στο ιολογικό μικροβίωμα, που ίσως οφείλονται στα διαφορετικά επίπεδα ορμονών στον οργανισμό τους, υπάρχουν ανάμεσα στους άντρες και τις γυναίκες. Μεγάλες διαφοροποιήσεις υπάρχουν ανάλογα με την περιοχή που κατοικούν οι πληθυσμοί, όπως π.χ. μεταξύ των κατοίκων των «δυτικών» και των «ανατολικών» χωρών, οι οποίες μπορεί να οφείλονται τόσο στη διαφορετική δίαιτα, όσο και στο περιβάλλον.

Αντί φαρμάκου

Οταν το ανοσοποιητικό βρίσκεται για κάποιο λόγο σε αδυναμία ή σε καταστολή, ιοί που μέχρι εκείνη την ώρα παρέμεναν σε αδρανή κατάσταση αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται, τόσο οι παθογόνοι, όσο και οι ακίνδυνοι. Αυτό δείχνει ότι το ανοσοποιητικό έχει μηχανισμούς, ώστε να κρατάει τον αριθμό τους υπό έλεγχο, αλλά όταν εμφανίσει αδυναμία, οι ιοί βρίσκουν την ευκαιρία να πολλαπλασιαστούν. Αυτό μπορεί να συμβαίνει και στην περίπτωση ανθρώπων που εμφανίζουν έντονη COVID-19, με αποτέλεσμα να αναπτύσσονται επιμολύνσεις. Η πιο κοινή απ' αυτές είναι η βακτηριακή πνευμονία, που οφείλεται σε είδη σταφυλόκοκκου και στρεπτόκοκκου. Εμφανίζονται όμως και επιμολύνσεις γρίπης, αναπνευστικού συγκυτιακού ιού και αδενοϊών. Επίμονοι ιοί, που ήταν σε αδράνεια μέσα στον οργανισμό, όπως ο ιός Επστάιν-Μπαρ και ο κυτταρομεγαλοϊός, μπορεί να ενεργοποιηθούν. Οσο το ανοσοποιητικό συγκεντρώνει την προσοχή του στον SARS-CoV-2, ο ασθενής είναι πιο ευάλωτος σε άλλες ιικές λοιμώξεις.

Οι βακτηριοφάγοι ιοί μπορούν να προσδεθούν πάνω στο επιθήλιο διαφόρων οργάνων, π.χ. της μύτης ή του στομαχιού και να σκοτώσουν παθογόνα μικρόβια που θα εισβάλουν στον οργανισμό. Αυτό δεν έχει επιβεβαιωθεί ακόμη στον άνθρωπο, αλλά έχει διαπιστωθεί σε πειραματόζωα. Ομως μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η χρήση φάγων ενάντια στα πολυανθεκτικά βακτήρια. Οι επιστήμονες γνωρίζοντας πια ότι το ανθρώπινο έντερο είναι κατοικία πληθώρας ειδών ιών, χρησιμοποιούν ήδη τα αστικά απόβλητα για να ανακαλύψουν ιούς κατάλληλους για την αντιμετώπιση τέτοιων βακτηρίων, τα οποία αντιστέκονται σε όλα τα αντιβιοτικά. Η συνειδητοποίηση του σημαντικού ρόλου των ιών μέσα στο ανθρώπινο μικροβίωμα ανοίγει τον δρόμο για βαθύτερη κατανόηση διαφόρων ασθενειών, αλλά και την καταπολέμηση ορισμένων απ' αυτές.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»