"Prátelské viry" nás chrání pred infekcí

Slyseli jsme o prátelských strevních bakteriích, které nám pomáhají trávit potravu a myslíme si, ze jsou zásadní pro vývoj strev, ale nyní v nové prulomové studii vedci v USA naznacují, ze také provádíme prátelské viry, které nás chrání pred infekcími nebezpecnými bakteriemi E-coli.
První autor Jeremy Barr, postgraduální biologický vedecký pracovník na státní univerzite v San Diegu a jeho kolegové, píse o tomto dosud neregistrovaném "imunitním systému" v dokumentu publikovaném on-line v Sborník z Národní akademie ved tento týden.
Vedci verí, ze jejich objevy by mohly zmenit zpusob, jakým lécíme radu onemocnení.

Virové fágy v hlenu zijí v symbióze s hostiteli

Nespavé chyby zpusobují infekci pronikajícími povrchy tela, které jsou vystaveny zivotnímu prostredí, jako jsou plíce, které se vyskytují ve vzduchu a vnitrnosti, které vezmou potravu.
To je duvod, proc tyto exponované povrchy, u vsech zvírat, od korálu az po ryby lidem, mají ochranné vrstvy hlienu, které slouzí jako ochrana pred infekcí a jsou domovem uzitecných mikrobu, vcetne hub, bakterií a viru.
Nedávno vedci zjistili, jak extrémní jsou tyto mikrobiální populace, které zijí uvnitr nás, a jak 3,3 milionu gonu strevní flóry obrovsky prevysuje 23 000 genu v lidském genomu.
Barr a jeho kolegové to objevili hlen také obsahuje populaci viru nazývaných bakteriofágy, které aktivne chrání své hostitele z nebezpecných bakterií tím, ze je znicíte.
Ale nedelají to za nic, protoze na oplátku jsou vystaveni nepretrzitému zásobování mikrobu.
Ve zpráve o studii od Príroda NOVINKY, Rotem Sorek, mikrobiální genetik v Weizmannove institutu vedy v Izraeli, popisuje tento vztah mezi virem a zvíretem jako "jedinecnou formu symbiózy".

Nový druh imunitního systému

Pro tuto nejnovejsí studii Barr a jeho kolegové vzorkovali hlen z ruzných druhu zvírat, od morského sasanka po mys pro cloveka, a nasli bakteriofágy nalepené na hlienovou vrstvu vsech z nich.
Dali bakteriofágy na vrstvu tkáne produkující hlen a videli, jak v hlenu vytvárejí vazby s cukry, coz jim pomáhá drzet na povrchu.
V dalsích experimentech prezentovali hlenové bunky E-coli bakterií a zjistili, ze bakteriofágy v hlenu napadají a zabíjejí bakterie v hlenu a chovají se jako antimikrobiální bariéra, která chrání hostitele pred infekcemi.
Poté potvrdili své nálezy provedením stejných experimentu s bunkami, které nevytvárejí hlen. Vyzývali je jak bakteriofágem, tak i bakteriofágem E-coli a zjistili, ze vzorky bez hlienu mely trikrát více smrti bunek.
Ve svém prohlásení se Barr odvolává na objev jako nový druh imunitního systému:
"Vzhledem k predchozímu výzkumu jsme schopni navrhnout Bakteriofág Dodrzování sliznice - nebo BAM - je novým modelem imunity, který zduraznuje dulezitou úlohu bakteriofága pri ochrane tela pred napadením patogenními organismy ".
Frederic Bushman, mikrobiolog z University of Pennsylvania, nazývá studii "prukopnickou". Ríká v Príroda NEWS hlásí, ze "myslenka, ze fág muze být viden jako soucást vrozeného imunitního systému, je originální a vzrusující".

Barr ríká, ze výzkum muze být aplikován na jakýkoli povrch hlenu.
"Predpokládáme, ze BAM ovlivní prevenci a lécbu mukózních infekcí, které se vyskytují ve strevech a plicích, mají zádosti o lécbu fágu a dokonce prímo ovlivnují lidský imunitní systém," dodává.

Bakteriofága rekrutovaní z prostredí

Dalsím zajímavým rysem této studie je nejen to, ze bakteriofágy mohou být povazovány za nový druh imunitního systému, ale ze nejsou "odvozeny z hostitele", ale jsou prijímány z prostredí, aby zili ve vzájemne prospesném partnerství, v symbióze, s jejich hostiteli .
Starsí studijní autor Forest Rohwer, mikrobiální ekolog z San Diego State, který po urcitou dobu studuje hlen z mnoha ruzných druhu zvírat, si vsiml, ze hlen obsahuje významne více bakteriofágu nez oblasti bez hlienu.
On a jeho kolegové se zvedaví: jak to bylo napríklad to, ze sliny, které se nacházejí tesne vedle dásní, obsahují asi 5 bakteriofágu na kazdou bakteriální bunku, ale na hliku obklopující samotnou gumu, tento pomer je více nez 40 1?
Barr ríká ve zpráve o studii v Veda TED, to jim dalo otázku:
"Co delají tito fágové? Ochranují hostitele?"
Studie ukázala, ze jakmile byli rekrutováni z prostredí, bakteriofág se prirozene drzí na ruzných vrstvách hlenu v tele vcetne úst a strev. Poté zacne chránit svuj hostitel, hromadí se a napadá bakterie sama.
Ale Barr verí, ze tyto viry dokonce jeste pokrocily. Ríká, ze nekteré bakteriofágy nezabijí bakterie, geneticky je modifikují (vlozením jejich genetického materiálu do genomu mikrobu), aby je ochránili pred jinými fágy.
Navrhuje, ze to muze být zpusob, jak bakteriofágum na bázi hlenu aktivne chrání hostitelsky prívetivé bakterie a znicí skodlivé bakteriofágy.

Discovery ocekává, ze ovlivní nekolik polí

Existuje mnoho typu onemocnení, jako je napríklad zánetlivá onemocnení strev (IBD), která zahrnuje Crohnovu chorobu a ulcerativní kolitidu, které jsou zpusobeny poruchou strevní výstelky strev. Mikrobiální ekosystémy v celech pacientu s IBD mají odlisnou kombinaci dominantních druhu ve srovnání se zdravými jedinci.
Tento "nový vztah k mikrobiálnímu hostiteli" naznacuje "selhání imunity zalozené na fágu" by mohl být dulezitým náznakem toho, co tyto nemoci spojuje, ríká Michael McGuckin, biolog lékar sliznice z Mater Research v Austrálii, Veda Nyní zprávu o studii.
Barr naznacuje, ze tento symbiotický vztah mezi zvíretem a bakteriofágem probíhá jiz od doby, kdy byl poprvé vyroben hlien. Model BAM, který on a jeho kolegové navrhují, naznacují, ze "sliznicní povrchy a fágové bunky se spojují k udrzení fágové adherence".
Ocekává, ze objev bude mít výrazný dopad v mnoha oblastech. Tým nyní chce zkoumat dusledky pro lidské zdraví.
Napríklad Barr si myslí, ze by mohlo být mozné zvládnout celo cloveka bakteriofágy, které se zamerují na urcité bakterie zpusobující onemocnení.
Národní instituce zdraví prispely k financování studie.
V roce 2011 v úzasné studii publikované v roce 2006 Príroda, výzkumníci v Nemecku popsali zjistení dukazu o tom, ze roztrousenou sklerózu (MS) vyvolávají prátelské strevní bakterie.
Napsal Catharine Paddock PhD