Каждый день мы взаимодействуем с миллиардами вирусов

И это хорошо.

Автор: Эд Янг

Вирусы, по словам Джереми Барра, оказались не в том месте.

Барр и его коллеги из Университета штата Сан-Диего вырастили слой кишечных клеток в специальной ёмкости, которые очень похоже на те, что находятся на поверхности нашего собственного кишечника. Клетки образовали такие плотные связи друг с другом, что бактерии не могли проникнуть сквозь них. Слой был непроницаемым, пока команда не наполнила воду с одной стороны от неё вирусами, называемыми фагами.

Через несколько часов они обнаружили несколько этих фагов на другой стороне. Клетки поглотили их на одном конце и вытолкнули с другого. «Нам потребовалось некоторое время, чтобы понять, что мы видим, но когда мы это сделали, это было очень интересно» — говорит Барр.

Барр считает, что тот же процесс происходит в наших телах, постоянно. Если он прав, это означает, что наши кишки поглощают миллиарды вирусов каждый день, отправляя постоянный поток их в наш кровоток и остальные органы.

Но поводов для беспокойства нет. Фаги не заражают клетки человека, и они не вызывают заболевания. Их полное название, бактериофаги, означает «поглотители бактерий», и, по предположениям, они заражают и уничтожают бактерии. При этом Барр говорит, что они могут действовать как часть нашей иммунной системы. Фаги закрепляются в слое слизи нашей кишки. Заражая бактерии, которые также процветают там, они держат эти микробные популяции под контролем и могут определить, какие виды живут в наших телах.

Эта связь, вероятно, является очень древней. Слизь универсальна для живых существ, от кораллов до рыбы и людей, а фаги универсальны для слизи. Возможно, именно так самые первые животные защищались от инфекций. Они выработали слизь, чтобы сконцентрировать фаги, которые были обильными в их окружающей среде, и вирусы, в свою очередь, помогли их хозяевам контролировать микробные массы вокруг. Это была взаимовыгодная связь между живым существом и вирусом, которая продолжается и сегодня.

Но последние эксперименты команды Барра, многие из которых были сделаны его коллегой Софи Нгуен, показывают, что эта связь между живыми существами и фагами еще более сильна. Фаги не просто сидят в человеческих клетках кишечника, выступая в качестве охранников. Они фактически путешествуют по самим клеткам. Команда даже использовала мощные микроскопы для подтверждения наличия фагов внутри клеток. «Клетка огромна по сравнению с фагом» — говорит Барр. «Это как искать чашку кофе в небоскребе».

В эксперименте только 0,1 процента от общего количества фагов прошли через клетки. Но, исходя из их скорости передвижения и ошеломляющего числа в среднем человеческом кишечнике, команда подсчитала, что наши клетки кишки поглощают около 31 миллиарда фагов каждый день. «Процентная доля не так важна, но когда вы переводите этот процент в абсолютные цифры, то они биологически релевантны» — говорит Коринн Морис из Университета Макгилла, который также изучает фаги и не участвует в этом исследовании.

Команда проводила эксперименты с использованием лабораторных клеток, но Барр говорит, что есть веские основания думать, что в живых телах происходят одни и те же вирусные передвижения. На протяжении более 70 лет учёные «находили фаги в частях тела, где их не должно быть» — говорит он, в том числе предположительно стерильные органы, такие как лёгкие. Микробиолог Рене Дубос нашел намёки на это в 1943 году, введя фаги в кишки мышей и обнаружив те же вирусы в мозгу грызунов.

«Фаги можно обнаружить вне желудочно-кишечного тракта, но не было понимания того, как они туда попадают» — говорит Лори Хольц из Школы медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Многие учёные полагали, что они просто просачиваются через промежутки между клетками, но работа Нгуен предполагает, что они действительно проходят через сами клетки. В своих экспериментах фаги могли пересекать клетки почек, лёгкие, печень и даже мозг. «Это, безусловно, удивительно» — говорит Барр. Мозг отделен от других органов гематоэнцефалическим барьером — одним из наиболее жёстко контролируемых границ тела. Для учёных невероятно сложно получить из него маленькие молекулы. И все же фаги, похоже, преодолевают и его.

Это не какая-либо инфекция. Фаги не захватывают человеческие клетки, чтобы сделать больше копий самих себя, по примеру вирусов вроде гриппа, Зика или Эбола. Вместо этого Барр считает, что ячейки находятся под контролем. Они активно поглощают фаги и перемещают их с одного конца на другой. Зачем?

Это заполняет наши тела редким, но непрерывным потоком фагов, которые затем защищают наши органы от вредоносных бактерий. Но Барр предполагает, что в их работе есть более неожиданные цели. Чувствуя и изучая фаги, которые они поглощают, клетки могут точно настроить продуцирование слизи, в которой хранятся эти вирусы, или химические вещества, которые питают микробы, которые затем инфицируют фаги. Если клетки разрушают некоторые поглощённые фаги, они могут получить доступ к генетическому материалу вирусов и использовать его. Все это возможно, но стопроцентной уверенности в этом нет. Учёные только начинают изучать взаимодействие между бактериями, фагами и нашими собственными клетками. «Это большая неизвестность» — говорит Барр.

Морис также отмечает, что фаги — не просто однородная группа. Они невероятно разнообразны, и они существуют в больших сообществах. «Они конкурируют друг с другом?» — задаётся она вопросом. «Могут ли некоторые из них способствовать проникновению других фагов в клетки человека? Понятия не имею».

Эти открытия могут иметь потенциальные медицинские последствия. На протяжении столетия учёные рассматривали фаги как способ лечения бактериальных заболеваний, без использования антибиотиков. Хотя фаготерапия в западных странах не прижилась, исследования продолжались в Восточной Европе и России. И в последние годы были достигнуты некоторые впечатляющие успехи, когда пациенты избегали смерти в результате инфузий этих вирусов

Марта Клоки из Университета Лестера отмечает, что несколько вредоносных бактерий, включая те, которые вызывают туберкулёз и болезнь Лайма, могут проникать и инфицировать клетки человека. «Если мы хотим лечить эти заболевания, то фаги, которые могут проникать в клетки человека, будут очень полезными» — говорит она. «Это недооценённая область исследований».

Оригинал: The Atlantic

Похожие Записи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Последние <span>истории</span>

Поиск описаний функциональности, введя ключевое слово и нажмите enter, чтобы начать поиск.