Új összetevővel gyarapodott az „emberi” szervezet

A crAssphage névre keresztelt vírus az egyik leggyakoribb bélbaktérium fágja, hatszor annyi van belőle, mint az összes többi ismert emberi bélben lakó vírusból együttvéve, írja az újonnan felfedezett bakteriofágot bemutató New Scientist-cikkben Azeen Ghorayshi. 

A felfedezésről a Nature Communications-ben számoltak be a holland Bas Dutilh és munkatársai (A highly abundant bacteriophage discovered in the unknown sequences of human faecal metagenomes).

A vírusok a karmesterek?

Mint Bas Dutilh a New Scientistnek elmondta: elképzelhető, hogy vírusok kontrollálják a bélben élő baktériumokat, azok tartják fenn a biodiverzitást, a különböző baktériumok közötti egészséges arányt.

Az eddigi adatok szerint a crAssphage az emberek 73 százalékában jelen van, teljesen függetlenül a lakóhelytől vagy az étkezési szokásoktól, ami felborítja azt a korábbi nézetet, miszerint minden ember virom-ja, virális ujjlenyomata egyedi, teszi hozzá Dutilh.

Az egyedi virális ujjlenyomat létét hangsúlyozó nézet egy 2010-es Nature-tanulmányból származik, ami ikrek bélbaktériumainak hasonlóságát vizsgálta, és azt találta, hogy közeli rokonok bélbaktériumai sokkal hasonlóbbak, mint a nem rokonoké, míg ezzel ellentétben a bélből származó vírusok sokkal nagyobb különbségeket mutatnak, még ikrek között is (Alejandro Reyes és munkatársai: Viruses in the faecal microbiota of monozygotic twins and their mothers).

E tanulmány egy másik fontos megállapítást is tett: a virom nagy interperszonális variációja mellett kiderült, hogy az intraperszonális diverzitás nagyon alacsony: egy év során vizsgálva ugyanannak az embernek alig változott a virális ujjlenyomata, és a domináns vírusok stabil genetikai anyaggal bíró fágok voltak. Azaz, írják cikkükben Alejandro Reyes és munkatársai: a vastagbélben nem a ragadozó virális-bakteriális dinamika a jellemző, hanem béke van.

Biológiai sötét anyag

A crAssphage-ot felfedező Bas Dutilh és csapata ebből a 2010-es tanulmányból indult ki: összehasonlították az akkor talált virális genetikai anyagot az ismert vírusok adatbázisával, és arra a megdöbbentő következtetésre jutottak, hogy csak 19 százalékukat ismerjük. A többi: biológiai sötét anyag. Ezt követően Dutilhék megnézték, hogy a vizsgálatban szereplő 6 ikerpár virális sötét anyaga között van-e hasonlóság, és azt találták, hogy egy bakteriofág mind a 12 ember virális ujjlenyomatában szerepel – a bakteriofágot a felfedezését lehetővé tevő módszer és software után elnevezték crAssphage-nak. A továbbiakban megnézték ezt a bakteriofágot a Humán Mikrobiom Projekt nyilvános adatbázisában, és kiderült, hogy az abban szereplő 466 emberi székletminta 73 százalékában jelen van. Ráadásul óriási mennyiségben: ez adja az analizált szekvenciák 1,7 százalékát.

Ha ilyen gyakori ez a vírus, miért csak most fedezték fel? – teszi fel a kérdést a neves tudományos szakíró, Ed Yong.

A válasz többek között az lehet, hogy a bélbaktériumokat, így fágjaikat is nagyon nehéz laboratóriumban tenyészteni. Dutilhék ezt megkerülve metagenomikai adatokat analizáltak, ami szintén nem egyszerű, Ed Yong hasonlata szerint olyan, mint ha összekevernénk ezer puzzle darabjait, és abból próbálnánk kirakni csak az egyiket – ezért a kutatók a cross-assembly módszeréhez fordultak, aminek révén olyan szekvenciákat kerestek – és találtak -, amelyek mind a 12 ember székletmintájában szerepelnek, majd ezeket a szekvenciákat rakták össze egyetlen vírusgenommá. Egyes szakértők szerint (David Pride, University of California) a cross-assembly módszer kidolgozása a kutatók legnagyobb érdeme, mivel ez megnyitja az utat a további vírus-kutatás előtt.

Vírusgazda: Bacteroides

Dutilhék arra is képesek voltak, hogy megtippeljék, mi lehet a fág legvalószínűbb gazdája: ez a Bacteroides baktériumcsalád lehet, ami az egyik legelterjedtebb baktériumfajta a belünkben, tagjai segítenek a táplálék lebontásában, kontrollálják immunrendszerünk érését, távol tartják a kórokozókat, és normálistól eltérő arányukat/működésüket összefüggésbe hozták az elhízással, a diabétesszel vagy a vastagbélrákkal is, ami arra utál, hogy a crAssphage-nak is lehet szerepe ezen betegségek kialakulásában vagy távoltartásukban. Mint Dutilh megjegyzi: a bélben élő baktériumközösség szabályozója lehet a bélben élő virális közösség, és ez a tudásunk szélesre nyithatja a kaput a személyre szabott fágterápia előtt, amikor speciálisan tervezett bakteriofágokat juttatunk pl. a bélbe, amik egyes baktériumokat megölnek, mások működését serkentik. A közeljövő feladata azonban az, hangsúlyozza Dutilh, hogy egyáltalán megértsük a belünkben nagy mennyiségben és nagy diverzitással jelen lévő vírusok szerepét.

Személyre szabott fágterápia

Egyébként mint a Nature egy másik cikkében írja Sara Reardon, a fágterápia kutatása nagyon beindult a közelmúltban (Phage therapy gets revitalized - The rise of antibiotic resistance rekindles interest in a century-old virus treatment).

Korábban a Szovjetunióban folytak ezzel kapcsolatos kutatások, mivel a vasfüggöny miatt a keleti blokk sok nyugati antibiotikumhoz nem jutott hozzá. A fágterápia ma is létező terápiás metódus Orosz- és Lengyelországban, Grúziában, mondja Mzia Kutateladze, a Tbilisziben működő kutató- és terápiás intézet vezetője.

Idén márciusban az Egyesült Államok Nemzeti Allergia és Fertőzőbetegségek Intézete is kijelentette, hogy a fágterápia egyike lehet annak a hét módszernek, amik révén az emberiség felveheti a harcot a baktériumok egyre növekvő antibiotikumrezisztenciájával, az Európai Bizottság pedig 3,8 millió eurót fizet egy kutatásra, ami az első többcentrumos klinikai vizsgálat lesz az emberi fertőzések fágterápiájával kapcsolatban (Phagoburn study). A fágok azért is ígéretesek, mivel az antibiotikum-használatnak a hasznos baktériumok elpusztítása miatt számos káros mellékhatása van – pl. cukorbetegség, tumorok –, a fágterápia ezzel szemben csak egy-egy speciális baktériumtörzset vesz célba.

Mint a kutatók hangsúlyozzák: ideje belátnunk, hogy a belünkben élő mikrobaközösség baktérium-, vírus-, sőt gomba-tagjai egyaránt fontosak, és érdemes nagy erőkkel nekilátni e különböző összetevők közötti kölcsönhatások kutatásának.