Dysbioza jelitowa

Tekst
0
Recenzje
Przeczytaj fragment
Oznacz jako przeczytane
Jak czytać książkę po zakupie
Czcionka:Mniejsze АаWiększe Aa

Mikroorganizmy – czy może superorganizmy… Czyli czym są bakterie, wirusy i grzyby?

• Małe życie

• Mikroflora czy mikrobiom?

• Jeden za wszystkich, wszyscy za jednego

Mikroorganizmy. Kiedyś zdecydowanie powszechniejsza była nazwa „mikrob”, pochodzenia greckiego. Mikro – czyli małe. Bios – czyli życie. Niestety, ta jakże wiernie oddająca naturę rzeczy nazwa zaczęła się kojarzyć negatywnie. O wiele ładniej i przede wszystkim mniej groźnie brzmi słowo „mikroorganizm”. Co zawiera się w tym pojęciu? Można śmiało powiedzieć, że zdecydowana większość żywych (lub nie-do-końca-żywych, jak w przypadku wirusów) organizmów to właśnie mikroby. Jednak wspomniane pojęcie jest nie do końca precyzyjne. Czy mikroorganizmy to takie organizmy, których nie widać gołym okiem? Czy może są to wyłącznie organizmy jednokomórkowe? A jeśli tak, to czy nie można nazwać mikroorganizmami malutkich nicieni lub roztoczy? A co z wirusami, skoro nie sposób ich zaliczyć do organizmów żywych, a przecież istnieją i potrafią nieźle namieszać? To nie jest książka ani o mikrobiologii, ani o botanice. Biorąc więc pod uwagę ogromne bogactwo świata mikroorganizmów oraz mnogość jego podziałów i klasyfikacji, muszę niektóre rzeczy uprościć. W kolejnych rozdziałach będziemy mówić głównie o mikrobiomie człowika, dlatego na potrzeby niniejszej publikacji przyjmijmy, że mikroorganizmy to wszystkie organizmy żywe plus wirusy, niewidoczne gołymokiem i wchodzące w skład ludzkiego mikrobiomu (ryc. 1). Zgodnie z takim podziałem będą to przede wszystkim:

• bakterie i archeony,

• mikroskopijne grzyby (głównie drożdżaki),

• niektóre pasożyty,

• pierwotniaki,

• wirusy (w tym bakteriofagi).


Rycina 1. Porównanie wielkości poszczególnych mikroorganizmów.

Jestem przekonana, że gdzieś już się natknąłeś na termin „mikroflora”. W tej książce jednak, zgodnie z obecnie obowiązującym nazewnictwem, posługuję się nazwą „mikrobiota”. Tym mianem określa się ogół wszystkich mikroorganizmów zamieszkujących dane środowisko. Wcześniejsza, spopularyzowana już nazwa „mikroflora” pochodzi bowiem z czasów, kiedy grzyby i bakterie zaliczano do królestwa roślin (stąd flora). To jednak nie koniec zamieszania. Postęp w dziedzinie badań nad DNA sprawił, że zainteresowanie pojedynczymi bakteriami wchodzącymi w skład mikrobioty wprawdzie nie zmalało, ale zmienił się sposób ich analizowania. Badania nad mikrobiotą zostały wzbogacone o badania nad genomem – i to nie tylko poszczególnych bakterii, ale całego mikrobiomu!


Mikrobiota a mikrobiom

Mikrobiota – zespół wszystkich mikroorganizmów wchodzących w skład danego środowiska.

Mikrobiom – zespół genomów mikroorganizmów wchodzących w skład danego środowiska.

W praktyce tych pojęć często używa się zamiennie, opisując ogólnie oddziaływanie wszystkich mikroorganizmów na dane środowisko.

Tym, co bardzo chciałabym podkreślić w tej książce, jest fakt, że musimy patrzeć na mikrobiom nie jak na zbiór różnych mikroorganizmów, ale jak na jeden superorganizm. Ma to ogromne znaczenie w kontekście informacji, które będą przedstawiane w kolejnych rozdziałach – szczególnie tych dotyczących modyfikacji mikrobiomu w celu osiągnięcia korzyści zdrowotnych. Obecnie bardzo często popełnia się błąd poznawczy, uznając, że stosując jeden probiotyk czy uzupełniając podaż brakujących bakterii, wpływa się na jeden, konkretny składnik mikrobiomu człowieka. Tymczasem nie istnieje coś takiego jak pojedyncza bakteria czy grzyb zamieszkujący ludzkie ciało. Oczywiście, rodzaj i szczep ma ogromne znaczenie, co jeszcze zostanie dokładnie opisane, ale są one integralną częścią całego zespołu mikroorganizmów. Działając na jeden element – wpływasz na wszystkie.

Mikroorganizm nie jest samotną wyspą

Mówi się, że człowiek nie jest samotną wyspą. To samo określenie można zastosować do mikroorganizmów zamieszkujących nasz mikrobiom.

Dla wielu osób mikrob to mikrob – nie widać, nie słychać, nie czuć… Jednak czy aby na pewno? Być może nie możemy zajrzeć naszym mikrobom w oczy, ale ich obecność (albo brak) widać, słychać i czuć. Warto jednak dowiedzieć się o nich czegoś więcej – chociażby po to, aby później lepiej rozumieć, w jaki sposób je wspierać lub zwalczać.

Bakterie

• Królestwo miliardów poddanych

• Wspólny przodek

• Bakterie incognito

• Animacja w DNA

Bakterie stanowią oddzielne królestwo. Nie są ani zwierzętami, ani roślinami, a jednokomórkowymi organizmami lub zespołami komórek. Od komórek z królestwa roślin i zwierząt odróżnia je budowa – przede wszystkim brak organelli takich jak jądro komórkowe czy mitochondrium. Wiem, że mogliście się teraz poczuć jak na lekcji biologii w liceum, jednak ta różnica ma bardzo duże znaczenie. Nabrała go przede wszystkim w świetle rewolucyjnego odkrycia, że wszystkie mitochondria (a więc centra energetyczne komórek, z których jesteśmy zbudowani) były kiedyś… bakteriami. Mówi o tym teoria endosymbiozy sformułowana przezamerykańską biolożkę Lynn Margulis.

Chciałabym zatrzymać się na chwilę przy nazwisku tej naukowczyni. Jej dokonania pokazują bowiem, że sceptycyzm do odkryć naukowych i pionierskich teorii nie zakończył się wraz z nadejściem XX wieku. Margulis uważała, że świat nauki, mimo że niezwykle interesujący, jest zbyt zamknięty i skupiony na konkretnych tematach. Dla niej podstawą było interdyscyplinarne podejście, które pozwalało jej sięgać poza utarte schematy myślenia. Z jednej strony skazywało ją to na odrzucenie i niezrozumienie środowisk naukowych, z drugiej zaś pozwoliło na dokonanie niezwykłych odkryć. Przedmiotem jej zainteresowania stały się bakterie, a na podstawie prac innego nieszablonowo myślącego biologa, Konstantina Mereżkowskiego, przedstawiła śmiałą teorię, że wszystkie komórki eukariotyczne (czyli zawierające jądro komórkowe i mitochondrium – te, z których zbudowani jesteśmy także my, ludzie) pochodzą od komórek prokariotycznych (czyli takich bez jądra i mitochondriów) – prabakterii. Znacznie upraszczając – dawno, dawno temu jakaś komórka zdolna do fotosyntezy połknęła i (zamiast strawić) przejęła zdolną do oddychania tlenowego bakterię. W wyniku tego połączenia powstało to, co dziś stanowi podstawę budowy komórek niemal każdej rośliny, zwierzęcia i człowieka – mitochondrium.

Po podzieleniu się swoją teorią z kolegami po fachu Lynn Margulis musiała standardowo przebić się przez mur odrzucenia i uprzedzeń, ale udało jej się udowodnić swoją teorię i dożyć momentu, kiedy została uznana w środowisku naukowym za obecnie obowiązującą. I tak można powiedzieć, że pomimo początkowego odrzucenia – opublikowania jej pierwotnego artykułu odmówiło kilkanaście czasopism naukowych – miała szczęście. Dzięki uporowi i otwartości umysłu dowiodła swoich racji i jeszcze za życia otrzymała szereg nagród i odznaczeń dla naukowców. A wielu naukowców i wiele naukowczyń zmarło, zanim ich innowacyjne teorie uda- ło się udowodnić dzięki postępowi techniki.

Opisuję tę historię z dwóch powodów. Po pierwsze, aby pokazać, że nauka, mimo iż wydaje się niezwykle obiektywna i precyzyjna, wymaga ciągłego wychodzenia poza schematy i podważania tego, co w danym momencie uznaje się za stan obowiązujący. Po drugie, uważam, że sama teoria endosymbiozy jest piękną metaforą tego, z czego rzeczywiście powstaje życie i skąd się bierze ewolucja. Warto zauważyć, że możliwość pojawienia się czegoś nowego, co otworzyło drogę dla dalszego rozwoju świata organizmów żywych, rozpoczęła się od symbiozy, czyli współdziałania. Nawet jeśli miało to miejsce na poziomie dwóch nieświadomych komórek i było tam więcej przypadku niż celowych działań.

Trzeba jeszcze zauważyć, że komórki bakterii, chociaż mają prostszą budowę (dzięki czemu było mniej do zapamiętania na klasówkę z biologii), są organizmami żywymi. Mają zdolność do namnażania się i metabolizowania, co w przeciwieństwie do wirusów zdecydowanie stawia je w szeregach organizmów żywych. To ważna informacja, szczególnie w świetle tego, co później przeczytacie na temat wirusów. Wprawdzie nazwa „bakteria” pochodzi od greckiego słowa baktḗrion – pałeczka, laseczka, jednak komórki bakterii mogą mieć różne kształty: okrągłe, kuliste, paciorkowate, spiralne. Niektóre łączą się i tworzą luźne układy przestrzenne czy łańcuchy. Bogactwo królestwa bakterii jest – dosłownie – niezmierzone. Wszystkie informacje o bakteriach, rodzinach, szczepach, które dostępne są w całej literaturze, w każdym języku, to zaledwie wierzchołek góry lodowej. Większość bakterii pozostaje nieodkryta, a ich hodowla czy badanie – nawet w warunkach laboratoryjnych po prostu są niemożliwe. Pokazuje to, jak ogromny potencjał (i jednocześnie wyzwanie) drzemie w tym niemal zupełnie dziewiczym jeszcze świecie.

W wyniku standardowej hodowli udaje się ujawnić 1% lub mniej gatunków bakterii w większości próbek środowiskowych. Dlaczego tak mało? Można założyć, że w jednym gramie kału znajdują się miliardy komórek bakterii. Dokładna liczba jest raczej szacunkowa, ponieważ nikt nie wie, ile tak naprawdę ich jest. Łatwiej sobie wyobrazić, że bakterie stanowią (w zależności od źródeł) 40–55% suchej masy stolca. Przypomnij sobie, jak małą masę ma jedna bakteria – to pomoże w uświadomieniu, jak wiele musi ich być, żeby taką wartość osiągnąć. Ile z nich udało się naukowcom odkryć, wyhodować i opisać? Poniżej 1%! Dysponujemy zaledwie (chociaż można by też rzec: aż) kilkuset gatunkami bakterii stanowiących skład mikrobioty jelitowej. Jak zostało to już wspomniane, większość bakterii po prostu wcale nie ma ochoty się ujawniać. Każdy gatunek może mieć oddzielne, specyficzne wymagania dotyczące pożywki, temperatury czy pH, w którym zechce rosnąć itd. Niestety, bakterie nie wysyłają listy życzeń, dlatego naukowcom pozostają takie opcje, jak metoda prób i błędów, liczenie na szczęście i przypadek (jakże częste w przypadku odkryć naukowych) albo… skupienie się na tych mikroorganizmach, które mają parcie na szkło (diagności laboratoryjni docenią dowcip) i wykazują chęć współpracy. Obecnie badania medyczne koncentrują się wokół tych gatunków i szczepów bakterii, które są już stosunkowo dobrze poznane i mogą zostać wykorzystane w terapii czy profilaktyce. To bardzo pragmatyczne podejście, ponieważ pozwala realnie oddziaływać na zdrowie ludzi „tu i teraz”. Przez cały czas jednak zarówno lekarze, jak i mikrobiolodzy mają nadzieję, że zestaw gatunków będzie się powiększał i kolejni supersprzymierzeńcy będą przechodzić na jasną stronę mocy i wspomagać nowoczesną medycynę.

 

XXI wiek przyniósł jeszcze jedną rewolucję w dziedzinie badań nad bakteriami – a właściwie nad mikrobiomem. Rozwój techniki oraz odkrycia w zakresie badań DNA rzuciły zupełnie nowe światło na to, w jaki sposób powinniśmy patrzeć na bakterie. Oczywiście, nadal interesuje nas działanie pojedynczych szczepów (do tego tematu wrócę jeszcze w kolejnych rozdziałach), jednak za cel doszukiwania się wzajemnych powiązań wzięto także DNA. W 2003 roku zakończył się ogromny, międzynarodowy program naukowy Human Genom Project. Jego głównym celem było jak najdokładniejsze poznanie i opisanie genów człowieka. Niewątpliwie projekt zakończył się ogromnym sukcesem, ale przyniósł też niespodzianki i pozostawił pewien niedosyt. Pierwotnie zakładano, że dzięki temu programowi możliwe będzie zidentyfikowanie w ciele człowieka nawet 100 tysięcy genów. Ostatecznie badanie zakończono wnioskami, że w ludzkim genomie znajduje się ponad 20 tysięcy genów kodujących białka, co w sumie stawia nas na drabinie genetycznego rozwoju na szczeblu porównywalnym z muszką owocówką (14 tysięcy genów)… Przy okazji tych badań zwrócono jednak uwagę na bardzo ważny aspekt całej tej genetycznej układanki – ciało człowieka nie jest jedynym źródłem materiału genetycznego. Bakterie przecież także mają własne geny!


Jeżeli rozpatrywalibyśmy organizm człowieka jako połączenie komórek ludzkich i mikroorganizmów, genom jako sumę ludzkich genów i genów mikroorganizmów, a wypadkowe właściwości metabolizmu jako mieszankę cech metabolizmu człowieka i mikroorganizmów zasiedlających go, wyłoni się nam obraz człowieka stanowiącego spójnie funkcjonujący „superorganizm”, gdzie mikroorganizmy nadają mu cechy, których sam nie byłby w stanie rozwinąć. Jeszcze przed zakończeniem realizacji Human Genome Project zdawano sobie sprawę z tego faktu i postulowano, że chociaż zsekwencjonowanie genomu ludzkiego będzie ogromnym osiągnięciem biologii, nie będzie kompletne, dopóki nie zrozumiemy synergistycznych powiązań pomiędzy człowiekiem a mikroorganizmami zasiedlającymi nasz organizm. (…) Dzięki staraniom wielu wybitnych naukowców świadomych potrzeby wnikliwego zbadania mikroflory człowieka, w 2007 roku został zainicjowany Human Microbiome Project – ogólnoświatowa inicjatywa mająca na celu poznanie genomów mikroorganizmów jako składników genomu człowieka kształtujących jego metabolizm i ich wpływu na procesy fizjologiczne oraz predyspozycje do zapadalności na różne choroby.

(J. Olszewska, E.K. Jagusztyn-Krynicka, Human Microbiome Project – mikroflora jelit oraz jej wpływ na fizjologię i zdrowie człowieka, Post. Mikrobiol. 2012; 51(4): 243–256)

Od momentu, w którym stwierdzono, że bez poznania genomu bakterii nie będziemy mieli wiedzy na temat genomu człowieka, minęło zaledwie kilkanaście lat. Zaledwie – ponieważ nadal więcej jest niewiadomych niż pewnych odpowiedzi. Przez ten czas udało się jednak bardzo dużo osiągnąć. Od nieśmiałego spoglądania w stronę zamieszkujących nas mikroorganizmów po próby zaprogramowania w ich DNA… animacji i stworzenia w stu procentach sztucznej bakterii. Brzmi jak science fiction? Tak, ale to się już wydarzyło. Wszystkie te eksperymenty nie mają na celu bardzo kosztownej zabawy i pochwalenia się wynikiem na forum naukowym. Naukowcy szukają w ten sposób narzędzi do tego, aby skutecznie badać, a potem leczyć ludzki organizm. I chociaż niemal każdy człowiek ma z tyłu głowy myśl, „jak daleko nauka może i powinna się posunąć”, to wykorzystanie potencjału bakterii w uporaniu się z wieloma bolączkami współczesnego świata wydaje się być dobrym powodem, żeby próbować.

Nie tylko medycyna!

Badania nad wykorzystaniem bakterii i mikroorganizmów dotyczą nie tylko medycyny. Trudno by było opisać wszystkie dziedziny oraz rozwiązania, w których wykorzystuje się bakterie w służbie ludzkości. Jakkolwiek górnolotnie by to nie brzmiało, ostatnio naukowcy z niemieckiego Helmholtz Centre for Environmental Research – UFZ wydzielili grupę mikroorganizmów, która może rozkładać tworzywa sztuczne, takie jak plastik. Gatunek bakterii Ideonella sakaiensis, który także jest w stanie metabolizować tworzywa PET, odkryli również naukowcy z Politechniki Kioto i Uniwersytetu Keiō. W tej chwili badania na ten temat trwają, jednak jeśli się powiodą, to konkretne gatunki bakterii pozwoliłyby się uporać (przynajmniej w jakimś stopniu) z nierozwiązanym do tej pory problemem masowego zalegania tworzyw sztucznych i zanieczyszczenia środowiska.

Na koniec jeszcze kilka słów na temat tego, jak dzieli się królestwo bakterii. Nauka uwielbia systematyczność i szufladkowanie. Zawsze znajdzie się chętny naukowiec, który posegreguje i powkłada do odpowiednich szufladek różne zjawiska czy organizmy. Bakterie także można dzielić na kilka sposobów. Najpopularniejsze z nich to:

• podział ze względu na kształt (np. ziarenkowiec, maczugowiec, paciorkowiec; ryc. 2);

• podział ze względu na środowisko występowania (np. gleba, woda, powietrze, organizmy żywe);

• podział na bakterie tlenowe i beztlenowe;

• podział na bakterie Gram-ujemne i Gram-dodatnie, czyli ze względu na budowę ściany komórkowej; nazwa wywodzi się od nazwiska duńskiego lekarza Grama, który wprowadził metodę barwienia bakterii w celu ich rozróżnienia.


Rycina 2. Podział bakterii ze względu na kształt.

Czytając opisy różnych bakterii, np. w opracowaniach naukowych, można się natknąć na ich charakterystykę opisaną w taki sposób, np. E. coli – Gram-ujemna, względnie tlenowa pałeczka okrężnicy.

W tym miejscu pozostawmy na chwilę temat bakterii. Mam nadzieję, że udało ci się zrozumieć drzemiący w nich potencjał. Czas zająć się kolejną grupą mikro- organizmów, która jak na razie wydaje się stać przez cały czas po ciemnej stronie mocy. Mowa oczywiście o wirusach.

Wirusy

• Trucizna

• Hakowanie komórek

• Jestem twoim ojcem…

• Jasna strona mocy

• Pandemia

• Na froncie antybiotykooporności

Jak wcześniej wspomniano, wirusy raczej trudno zaliczyć do mikroorganizmów, ponieważ z naukowego punktu widzenia organizmami nie są. Nie mają budowy komórkowej, nie metabolizują, nie są zdolne do namnażania poza organizmem żywiciela. Czyli – z naukowego punktu widzenia – nie są żywe. Jednak w definicji wirusów spotyka się zarówno określenie „organizmy”, jak i „cząsteczki”. Poza tym mają zbyt duże znaczenie dla człowieka, żeby je w tej książce pominąć. Najprościej można powiedzieć, że wirusy zbudowane są z kwasu nukleinowego (DNA lub RNA) oraz otaczającej go białkowej osłonki (kapsydu). Dlaczego już na wstępie postawiłam wirusy po ciemnej stronie mocy? Na swoje usprawiedliwienie mam naprawdę wiele. Po pierwsze, już sama nazwa wzięła się od łacińskiego słowa virus – trucizna, jad. Po drugie, wirusy są wewnątrzkomórkowymi pasożytami bezwzględnymi. Wdzierają się do żywych komórek, zatruwają je swoim materiałem genetycznym, w ten sposób przejmując kontrolę nad ich metabolizmem i doprowadzając do mnożenia nowych komórek wirusowych. Jak na nieżywy organizm potrafią więc całkiem dużo! Mają zdolność adaptacji do środowiska, reprodukowania, mają geny, podlegają ewolucji i selekcji naturalnej. Z pewnością potrafią wystarczająco dużo, żeby solidnie namieszać w komórkach innych organizmów i wpływać na ich życie.

Ze względu na tak sprytny model działania bardzo trudno pozbyć się wirusów z organizmu. Przez to, że nie rozmnażają się same, są odporne na działanie antybiotyków. Dodatkowo walkę z wirusami utrudnia fakt, że przejmują one komórki gospodarza, a więc wszelkie działa będą wytoczone także przeciwko własnemu organizmowi. Na chwilę obecną za najskuteczniejszą broń w walce z chorobami przenoszonymi przez wirusy uznaje się szczepienia oraz własny, silny układ immunologiczny.

Jednak kwestia infekcji i ich leczenia to tylko jeden z wielu tematów, które warto poznać, omawiając wspólną drogę człowieka i wirusów. Trzeba bowiem zauważyć, że kiedy na Ziemi pojawił się człowiek, wirusy już tam były. I zaczęły, bardzo ochoczo, ciało człowieka wykorzystywać do własnych celów – czyli głównie do przekazywania swoich genów. Powszechnie wiadomo, że nie każda infekcja wirusowa kończy się zachorowaniem czy śmiercią. Codziennie do ludzkiego organizmu wnikają wirusy i codziennie układ immunologiczny sobie z nimi radzi. Ale na tym nie koniec…

Nie bez powodu napisałam, że wirusom udaje się namnażać poprzez hakowanie DNA komórek gospodarza. Wyobraźmy sobie nasz zestaw DNA jako zbiór danych wgranych na komputer. Taki komputer z danymi, który przekazywany jest z pokolenia na pokolenie. Wirusy mają zdolność nadpisywania własnych danych do systemu – i te dane wcale z dysku komputera nie znikają! Kolejne pokolenia korzystają z tych danych i są już one traktowane jako nieodłączna część, bez której komputer nie może pracować! Dlatego jeśli przyjrzymy się dokładniej ludzkim genom, okazuje się, że w nasze DNA wbudowane są fragmenty prastarych wirusów. Według szacunków nawet 8% genów może pochodzić właśnie od nich. Są to HERV, czyli ludzkie wirusy endogenne. Większość z nich jest wprawdzie zupełnie nieaktywna, jednak są takie, które mogą się ujawniać. Czy to dobrze, czy źle? To zależy. Z badań nad HERV wynika, że w genach mamy zakodowany pełen przepis na kilka prawirusów. Co więcej – naukowcy są zgodni, że stan uśpienia może być po pierwsze – czasowy, a po drugie – pozorny. Intensywnie bada się wpływ HERV na powstawanie różnych chorób, takich jak mutacje nowotworowe czy choroby autoimmunizacyjne.


Od lat trwają dyskusje dotyczące udziału sekwencji ludzkich endogennych retrowirusów w mechanizmach prowadzących do rozwoju schorzeń o podłożu autoimmunizacyjnym. Większość prac dotyczy tocznia rumieniowatego układowego (SLE – systemic lupus erythematosus), jednak liczne doniesienia wskazują na pośrednie dowody udziału HERV w patogenezie także innych chorób z tej grupy, takich jak stwardnienie rozsiane, cukrzyca typu 1, łysienie plackowate, zespół Sjögrena czy twardzina układowa i inne. Coraz częściej do tej grupy zalicza się również łuszczycę z jej odmianami.

(J. Namysł, A. Osmola, J. Prokop, Ekspresja sekwencji ludzkich endogennych retrowirusów u chorych z twardziną układową i różnymi odmianami klinicznymi łuszczycy, Post. Derm. Alergol. 2005; 22(2): 99–104)

Co z tego wynika dla pacjentów? W tej chwili jeszcze niewiele. Biorąc jednak pod uwagę, że warunkiem odkrycia skutecznego leku na choroby autoimmunizacyjne lub neurodegeneracyjne jest znalezienie ich przyczyny, to dalsze badania w tym kierunku mogą przynieść nowe rozwiązania. Zwłaszcza że naukowcy są już w stanie identyfikować i usuwać różne fragmenty z ludzkiego DNA – w tym także fragmenty HERV. Taki eksperyment przeprowadzono np. po to, aby potwierdzić pozytywny wpływ obecności HERV na zdrowie człowieka. Punktem wyjścia było zaobserwowanie faktu, że w procesie, który rozpoczyna reakcję obronną układu immunologicznego, także biorą udział HERV-y, czyli fragmenty wirusowego DNA. Aby to potwierdzić, badacze usunęli te HERV-y, które pobudzały geny odporności. Co się okazało? Reakcja immunologiczna, tak potrzebna do walki z infekcjami, została znacznie osłabiona. W tym przypadku HERV okazały się oprogramowaniem, które wspiera pracę całego systemu. A że w genomie człowieka HERV są obecne od pokoleń, to system nie może już bez nich funkcjonować.

 

Patrząc na rolę wirusów w ludzkim organizmie, musimy zauważyć, że jesteśmy z nimi związani o wiele bardziej, niż mogliśmy kiedykolwiek przypuszczać. Podobnie jak w przypadku bakterii, okazuje się, że wspólne DNA i miliony lat ewolucji połączyły człowieka z mikroorganizmami na dobre i na złe. Teraz w rękach nauki jest to, żeby jak najwięcej wirusów przeciągnąć na jasną stronę mocy.

W rozdziale o wirusach nie sposób nie wspomnieć o pandemii COVID-19, czyli koronawirusa. Wstrząsnęła gospodarką oraz życiem obywateli na całym świecie, czyniąc rok 2020 jednym z najbardziej nieudanych projektów w historii. W tymże roku każdy obywatel przeszedł przyspieszoną lekcję biologii, a na skutek zalewu różnymi publikacjami czy filmikami stał się ekspertem od wirusologii, DNA, badań PCR i innych skrótów znanych do tej pory niemal wyłącznie lekarzom, naukowcom, genetykom i diagnostom. Przez czas trwania pandemii każdy, nawet ten, który na lekcji biologii ledwie był w stanie narysować pantofelka, wyedukował się na tyle, aby ocenić, czy maseczki pomagają, czy szkodzą oraz jak gruba musi być siateczka maseczki, żeby wirus się przez nią nie przedostał. Pandemia okazała się także doskonałą okazją do zabawy w małego chemika, kiedy przy początkowych brakach w asortymencie środków dezynfekujących ludzie masowo wytwarzali preparaty do dezynfekcji rąk z żelu z aloesu oraz wódki z zamrażarki. Teraz może się to wydawać nieco zabawne, jednak globalne epidemie zdecydowanie nie są powodem do żartów.

Jak nauczył nas rok 2020, nie jesteśmy jako ludzkość przygotowani na to, co z pewnością jeszcze kiedyś nastąpi – czyli na epidemie różnych groźnych chorób wirusowych. W przypadku epidemii COVID-19 nie doszło wprawdzie do zrealizowania się czarnych scenariuszy apokalipsy – nawet jeśli niektórzy w ten sposób odbierali kolejki do marketów w czasie lockdownu. Można także spierać się w ocenie słuszności podejmowanych działań mających na celu powstrzymanie rozprzestrzeniania się wirusa oraz analizować, czy wprowadzone środki były adekwatne do zagrożenia. Nie można jednak pozostawić bez komentarza stwierdzenia, że globalne epidemie chorób wirusowych będą się powtarzać. To, że przeżyliśmy już (a przynajmniej większość przeżyła) epidemię SARS, świńskiej czy ptasiej grypy, a następnie COVID-19, nie oznacza, że każdorazowo ludzkość będzie miała tyle szczęścia.

Warto zauważyć, że wielu chorób wirusowych, które charakteryzowały się wysoką śmiertelnością lub pozostawiały trwały uszczerbek na zdrowiu (odra, polio itd.), udało się chwilowo pozbyć dzięki programowi szczepień. Jednak na skutek działań ruchów antyszczepionkowych sceptycyzm społeczeństwa co do szczepień profilaktycznych rośnie. Może to spowodować nie tylko powrót chorób, które uznane już zostały za niemal całkowicie wyeliminowane, lecz także sprzyjać pojawianiu się nowych mutacji wirusów. Poza tym na chwilę obecną szczepienia wydają się jedyną drogą do faktycznego hamowania rozprzestrzeniania się epidemii w momencie, kiedy pojawi się wirus, z którym układ immunologiczny człowieka będzie miał większy problem niż z COVID-19. Dlatego tak ważne jest, aby prowadzić edukację społeczeństwa w taki sposób, aby mieć siłę przebicia przez ogólny chaos niezweryfikowanych informacji.

Oprócz tego, że niektóre zapisane w genotypie HERV mogą wspomagać ludzki organizm, jest jeszcze jeden argument stawiający wirusy po jasnej stronie mocy. Takimi wirusami, które stanowią wizytówkę i robią dobry PR całej grupie wirusów, są bakteriofagi. W tym miejscu nadszedł czas na odwrócenie ról. Wspomniałam już o roli dobrych bakterii, które zamieszkują ludzki organizm i wspierają go w walce z wirusami – ten temat opiszę szerzej w rozdziale o mikrobiocie ciała człowieka. Napisałam również, że z zakażeniami bakteryjnymi współczesna medycyna całkiem nieźle sobie radzi. Może jednak lepiej byłoby napisać – radziła. Ze względu na powszechny dostęp do antybiotyków, wykorzystywanie ich nie tylko w medycynie, lecz także w przemyśle spożywczym, rolnictwie itd. – doszło do wykształcenia się superbakterii. I nie chodzi tutaj niestety o superprobiotyczne szczepy bakteryjne, ale o bakterie odporne na działanie antybiotyków. Zakażenia wywołane przez oporne na antybiotyki szczepy bakteryjne stanowią duże wyzwanie dla współczesnej medycyny. Są przyczyną licznych zgonów oraz generują ogromne koszty leczenia. Pojawiła się konieczność znalezienia innej niż antybiotykoterapia metody leczenia zakażeń bakteryjnych. Pomocne okazały się bakteriofagi – wirusy infekujące bakterie. Niewątpliwym plusem ich zastosowania jest fakt, że działają one bardzo precyzyjnie – często na jeden, konkrety rodzaj lub szczep bakterii, nie zubażając przy tym mikrobiomu. Terapie bakteriofagami są już w użyciu, chociaż nadal nie tak powszechnym, jak można by sobie tego życzyć. Terapia fagami, mimo że uznawana za wyjątkowo bezpieczną, ma też ograniczenia – jak chociażby konieczność szybkiej identyfikacji patogenu i dobranie do niej precyzyjnie określonego, działającego na niego bakteriofaga.

Antybiotyki i bakteriofagi

Badania nad terapią bakteriofagami dla osób z zakażeniami bakteryjnymi prowadzono w medycynie już przed wynalezieniem antybiotyków. Wprowadzenie antybiotyków do powszechnego stosowania zatrzymało prace naukowe na ten temat, jednak wróciły one do łask, gdy zaczęły się pojawiać antybiotykooporne szczepy bakterii.

Grzyby

• Własne królestwo

• Jednokomórkowe

• Na skórze i w jelitach

Różnicy między grzybem w barszczu a grzybami związanymi z ciałem człowieka nie trzeba chyba nikomu tłumaczyć. Bogactwo i wyjątkowość grzybów sprawiły, że nie zalicza się ich już do roślin, ale otrzymały własne królestwo. To nie jest książka botaniczna ani kulinarna, dlatego nie będę się rozpisywać na temat grzybów ogólnie. Zajmę się jednak małym, malutkim wycinkiem tego przeogromnego królestwa, a mianowicie grzybami, które są nierozerwalnie związane z organizmem człowieka. Trzeba bowiem wiedzieć, że mimo iż grzyby są stałym składnikiem naszego mikrobiomu, czasami mogą wymykać się spod kontroli.

Zanim jednak zanurzymy się w głąb ciała, rozejrzyjmy się chwilę po otaczającym nas świecie. Prawdopodobieństwo, że ktoś zobaczy teraz jakiegoś grzyba, jest raczej nikłe – chyba że czytasz tę książkę w pięknych okolicznościach przyrody. Lub jesz pizzę z pieczarkami. Zapewniam cię jednak, że dookoła unosi się wiele mikroskopijnych grzybów, które z każdym wdechem wnikają do twojego układu oddechowego, a z każdym kęsem jedzenia do układu pokarmowego. Dla zdrowego człowieka nie jest to żaden problem. Układ odpornościowy nie z takimi inwazjami dawał sobie radę! A jeśli jeszcze mamy jelita skolonizowane dobrymi bakteriami, to szansa na rozwój np. kandydozy jest niewielka. Jak jednak przekonasz się jeszcze nieraz w tej książce – jako lekarz mam raczej do czynienia z osobami, które trudno zaliczyć do zdrowych. Dla nich wszechobecne grzyby mogą stanowić problem, np. w postaci alergii IgE-zależnej.

Mam wielu pacjentów, którzy w okresie jesienno-zimowym dopiero rozpoczynają swoją coroczną batalię z objawami alergii, podczas gdy inni alergicy zaczynają już oddychać swobodnie po okresie pylenia. To ciekawe, że tak silnie ugruntowane jest przekonanie, iż alergia wziewna uaktywnia się głównie na wiosnę i latem. Przez to czasami długie lata zajmuje pacjentowi (a także lekarzom) zorientowanie się, że problemy oddechowe nasilające się jesienią i zimą nie są wynikiem nawracających infekcji, suchego powietrza czy smogu, ale właśnie alergią na grzyby, pleśnie i roztocza. Oczywiście u wielu osób objawy trwają przez cały rok, jednak to właśnie jesień i zima są okresami, w których zaostrzają się najbardziej. Zawsze uważałam, że w przypadku nawracających, niepoddających się leczeniu infekcjach układu oddechowego szczegółowe badania w kierunku alergii wziewnych powinny być wykonywane jako jedne z pierwszych. Praktyka jednak pokazuje, że pacjenci nie są zbyt skorzy do wizyt u lekarza „z powodu katarku i drapania w gardle”, więc często alergie te są wykrywane późno albo wcale.