GIỚI THIỆU VI RúT 'TỐT': XẠ KHUẨN - TIêU HóA - TIêU HóA

Virus 'tốt' có thể ảnh hưởng đến sức khỏe như thế nào

Mặc dù vai trò của vi rút “tốt” đối với sức khỏe con người vẫn còn tương đối bí ẩn, chúng tôi đang dần làm sáng tỏ tầm quan trọng của những khách truy cập vi rút của chúng tôi. Trong tính năng đặc biệt này, chúng tôi giới thiệu một phần bị bỏ quên của hệ vi sinh vật - virome.

Hình minh họa của vi khuẩn lây nhiễm một loại vi khuẩn.

Để biết thêm thông tin được hỗ trợ bởi nghiên cứu về hệ vi sinh vật và cách nó ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn, vui lòng truy cập trung tâm chuyên dụng của chúng tôi.

Vai trò của vi khuẩn và hệ vi sinh vật của chúng ta đối với sức khỏe và bệnh tật được đặt lên hàng đầu trong nghiên cứu y học.

Chúng tôi còn lâu mới trả lời được nhiều câu hỏi do những phát hiện gần đây đặt ra, nhưng giờ đây chúng tôi đã khẳng định chắc chắn rằng nếu không có đội vi sinh vật “thân thiện” - hệ vi sinh vật của chúng tôi - thì chúng tôi sẽ không phát triển được.

Khoa học y tế, tuy nhiên, không ngồi trên cơ sở của nó; mắt nó luôn dán chặt vào đường chân trời, căng thẳng để miêu tả hình dạng của những thứ ẩn hiện ở phía xa.

Khi chúng ta đấu tranh để giải quyết các tương tác phức tạp gần như không thể chịu đựng được giữa vi khuẩn và sức khỏe, thách thức tiếp theo đang chờ đợi ở đôi cánh: vai trò của virome.

Virome là gì?

Khi chúng ta nghe từ “microbiome”, chúng ta nghĩ ngay đến vi khuẩn, nhưng về mặt kỹ thuật, microbiome là tổng thể của tất cả các vi sinh vật trong một môi trường cụ thể. Một số nhà khoa học sử dụng thuật ngữ này để chỉ tổng vật chất di truyền của các vi sinh vật này.

Vì vậy, ngoài vi khuẩn, hệ vi sinh vật còn bao gồm vi rút (virome) và nấm (mycobiome), trong số những du khách khác. Cho đến nay, các nhà khoa học tương đối ít chú ý đến virome hoặc mycobiome.

Virus đã tự sinh sống tại nhà trong một loạt các hốc sinh thái trong cơ thể người, đặc biệt là trên các bề mặt niêm mạc, chẳng hạn như bên trong mũi và miệng và niêm mạc của ruột.

Trong tính năng này, chúng tôi sẽ tập trung vào virome ruột vì nó chứa số lượng vi rút cư trú nhiều nhất và đã được điều tra nhiều nhất.

Tất nhiên, vi rút nổi tiếng nhất là gây ra các bệnh, chẳng hạn như bệnh đậu mùa, viêm gan, HIV và bệnh dại. Do tính cấp thiết liên quan đến bệnh virus, khía cạnh này đã chiếm nhiều thời gian của các nhà nghiên cứu. Tuy nhiên, nhiều loại virus không quan tâm đến tế bào của con người.

Giới thiệu xạ khuẩn

Các nhà khoa học coi virome là “phần lớn nhất, đa dạng nhất và năng động nhất của [hệ] vi sinh vật,” và phần lớn vi rút trong ruột của chúng ta là thực khuẩn. Bất cứ nơi nào có vi khuẩn, nơi đó có rất nhiều vi khuẩn.

Như các nhà nghiên cứu khác giải thích: “Phage là dạng sống phong phú nhất trên Trái đất, hầu như ở khắp nơi. […] Một số nguồn nước ngọt có thể chứa tới 10 tỷ mỗi [mililit]. ”

Bacteriophages lây nhiễm vi khuẩn, điều khiển bộ máy tế bào của chúng và sử dụng nó để tái tạo vật liệu di truyền của chúng.

Hiện đã có rất nhiều thông tin rõ ràng rằng vi khuẩn đường ruột ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi các vi rút lây nhiễm vi khuẩn đường ruột cũng có thể có ảnh hưởng đáng kể.

Liệu pháp phage

Từ những năm 1920 đến những năm 1950, các nhà khoa học đã nghiên cứu xem liệu thực khuẩn thể có thể được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn hay không. Rốt cuộc, những virus này rất giỏi trong việc tiêu diệt mầm bệnh của con người.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng liệu pháp phage vừa hiệu quả và quan trọng là không có tác dụng phụ.

Khi thuốc kháng sinh được phát hiện, liệu pháp thực khuẩn thể mờ dần. Thuốc kháng sinh có thể được sản xuất tương đối dễ dàng, và chúng đã giết chết một loạt các loài vi khuẩn.

Tuy nhiên, với khả năng công nghệ cao ngày nay và bối cảnh đáng sợ của tình trạng kháng thuốc kháng sinh, sự quan tâm đến liệu pháp thực khuẩn có thể hồi sinh.

Một yếu tố làm cho liệu pháp phage trở nên hấp dẫn là tính đặc hiệu của nó. Thông thường, thuốc kháng sinh quét sạch một loạt các loài vi khuẩn. Tuy nhiên, bây giờ chúng ta đã biết rằng vi khuẩn “tốt” sống trong ruột, rõ ràng điều này không phải là lý tưởng.

Trong khi đó, Bacteriophages chỉ nhắm mục tiêu một số chủng hẹp trong cùng một loài vi khuẩn.

Thêm vào đó, chúng chỉ tái tạo nếu vi khuẩn mục tiêu của chúng ở trong khu vực địa phương. Kết hợp lại với nhau, điều này có nghĩa là chúng chỉ tấn công loại vi khuẩn mong muốn, và chúng tiếp tục tái tạo cho đến khi tiêu diệt sạch ổ nhiễm trùng.

Những người bạn cho cuộc sống

Bacteriophages tham gia vào cuộc hành trình của con người ở giai đoạn đầu. Một nghiên cứu đã kiểm tra phân su - lần đi ị đầu tiên của trẻ sơ sinh - và không tìm thấy bằng chứng về vi rút.

Tuy nhiên, chỉ 1 tuần sau khi sinh, mỗi gram phân của trẻ chứa khoảng 100 triệu hạt vi rút, hầu hết trong số đó là vi khuẩn. Virome của chúng tôi thực sự là một người bạn đồng hành suốt đời.

Mỗi con người có một sự lựa chọn riêng biệt về thực khuẩn, được gọi chung là thực khuẩn thể. Những người có cùng một chế độ ăn uống có nhiều điểm giống nhau hơn, nhưng nhìn chung, thể thực khuẩn của mỗi cá nhân rất khác nhau.

Từ cộng sinh đến khó sống

Bacteriophages, như đã đề cập, tiêu diệt vi khuẩn. Tuy nhiên, trong một số tình huống, vi khuẩn có thể có lợi cho quần thể vi khuẩn.

Trong ruột, vi khuẩn chủ yếu tồn tại dưới dạng các thực khuẩn. Trong giai đoạn này, mã di truyền của chúng được kết hợp vào bộ gen của vi khuẩn, sẵn sàng tạo ra các đại thực khuẩn nếu được kích hoạt.

Tại thời điểm này trong cuộc đời của chúng, một vi khuẩn không gây hại cho một vi khuẩn - chúng tồn tại trong sự cộng sinh.

Bởi vì vi khuẩn có thể trao đổi vật chất di truyền với nhau, mã di truyền của vi khuẩn cũng có thể được chuyển giữa các vi khuẩn riêng lẻ.

Chúng có thể trao đổi “các gen liên quan đến kháng kháng sinh, độc lực hoặc các con đường trao đổi chất giữa các loài vi khuẩn khác nhau”. Điều này có thể mang lại lợi ích cho một số loài vi khuẩn, có khả năng cho phép chúng mở rộng thị trường ngách. Tuy nhiên, sự phát triển có thể phải trả giá bằng các khuẩn lạc khác của vi khuẩn trong ruột.

“Prophage cộng sinh với vi khuẩn chủ của chúng, và những vi khuẩn này cộng sinh với cơ thể chúng ta. Do đó, các phage có thể gián tiếp cung cấp lợi ích cho một sinh vật đa bào như [a] con người ngoài những gì mà tế bào vi khuẩn chủ của chúng trải nghiệm ngay lập tức. "

Một khi các cánh quạt được kích hoạt để trở nên hoạt động - chẳng hạn như trong thời điểm căng thẳng hoặc nếu vi khuẩn vật chủ gặp nguy hiểm - chúng có thể gây ra sự thay đổi rộng rãi trong cộng đồng vi khuẩn đường ruột.

Sự chuyển đổi từ prophage vô hại sang cái gọi là phage lytic có thể quét sạch các cộng đồng vi khuẩn, có khả năng cung cấp cho vi khuẩn “xấu” một số không gian thở và cho phép chúng lấp đầy khoảng trống.

Điều này được gọi là xáo trộn cộng đồng và có thể dẫn đến rối loạn sinh học - một sự mất cân bằng vi sinh vật.

Từ rối loạn sinh học đến chẩn đoán

Dysbiosis có liên quan đến một loạt các bệnh, bao gồm bệnh viêm ruột, hội chứng mệt mỏi mãn tính, béo phì, Clostridium difficile (C. khác biệt) nhiễm trùng và viêm đại tràng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn chưa chắc chắn về vai trò của vi khuẩn trong những điều kiện này.

Trong những trường hợp này, chứng loạn khuẩn có thể xảy ra thông qua các cơ chế khác. Ngoài ra, nó có thể là một triệu chứng của các điều kiện, hơn là nguyên nhân.

Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy những thay đổi của vi khuẩn đường ruột trong một loạt các bệnh khác nhau đáng ngạc nhiên, bao gồm bệnh tiểu đường loại 2, tâm thần phân liệt, trầm cảm, lo lắng, bệnh Parkinson và nhiều bệnh khác.

Vì số lượng vi khuẩn nhiều hơn số lượng vi khuẩn trong ruột của chúng ta và dựa vào chúng để tái tạo nên chúng phải bị ảnh hưởng hoặc tham gia vào bất kỳ biến động nào.

Vi khuẩn có thể không thúc đẩy những thay đổi trong ruột - những thay đổi đó, nó phải được thêm vào, có thể không gây ra bệnh. Thay vào đó, quần thể lợi khuẩn có thể bị thay đổi một cách thụ động bởi những thay đổi của vi khuẩn đường ruột.

Liệu sự lên xuống và dòng chảy của cộng đồng xạ khuẩn có quan trọng đối với sức khỏe và bệnh tật hay không sẽ là một thách thức để điều tra. Nhưng ngay cả khi nó không phải là mấu chốt trong bệnh lý của một căn bệnh, việc phát hiện những biến động này có thể có những lợi ích khác.

Ví dụ, có khả năng sử dụng virome làm chất đánh dấu chẩn đoán. Ví dụ, các nhà khoa học đã xác định những thay đổi cụ thể của bệnh trong virome ruột ở những người bị bệnh viêm ruột, đây là một tình trạng nổi tiếng là khó chẩn đoán.

Rắc rối với vi-rút

Nghiên cứu vi khuẩn còn lâu mới dễ dàng; xét cho cùng, chúng cực kỳ nhỏ. Vi khuẩn thường có chiều ngang từ 0,4–10 micromet. Để cung cấp một số ngữ cảnh: 10 micromet chỉ là một phần trăm của milimet hoặc bốn phần mười nghìn inch.

Tuy nhiên, vi rút thậm chí còn nhỏ hơn, chỉ từ 0,02–0,4 micromet.

Bên cạnh những khó khăn vốn có khi hoạt động ở quy mô nhỏ như vậy, virus còn đặt ra những thách thức khác.

Nếu các nhà khoa học muốn hiểu loài vi khuẩn nào hiện diện trong bất kỳ quần thể nhất định nào, họ sẽ trích xuất thông tin di truyền.

Từ đó, họ tách các đoạn mã cụ thể và khớp chúng với cơ sở dữ liệu hiện có; phổ biến nhất, chúng sử dụng gen 16S rRNA. Loại gen đặc biệt này có thể được tìm thấy ở hầu hết các loài vi khuẩn, và theo thời gian tiến hóa, nó vẫn tương đối không thay đổi.

Tuy nhiên, một số vùng của RNA 16S được coi là siêu biến. Sự khác biệt giữa các vùng này cho phép các nhà nghiên cứu xác định các loài.

Mặt khác, virus không chia sẻ bất kỳ gen tương đương nào giữa các loài. Điều này, cho đến tương đối gần đây, khiến việc nghiên cứu virome gần như không thể, nhưng những tiến bộ trong giải trình tự thế hệ tiếp theo đang dần phá bỏ các rào cản.

Ở giai đoạn này, vai trò của virus đối với sức khỏe con người không còn rõ ràng bằng vai trò của chúng đối với bệnh tật.

Như đã nói, có vẻ như vi rút đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì một cơ thể khỏe mạnh. Chỉ với những tiến bộ trong kỹ thuật nghiên cứu thì tác động của chúng mới được hiểu rõ.

Với những lo ngại trước mắt về tình trạng kháng kháng sinh, có lẽ sự quan tâm trở lại đối với xạ khuẩn sẽ dành nhiều thời gian hơn cho yếu tố bí ẩn này của khoa học y tế.

Tuy nhiên, hiểu được sự tương tác giữa các thành phần của hệ vi sinh vật của chúng ta sẽ là thông tin khó giành được; như một bài báo giải thích: