Na granici su živog i mrtvog svijeta, najbrojniji su na Zemlji, ali ne uzrokuju samo bolesti: Donedavno su ih znanstvenici jedva bili svjesni

Kada se spomenu virusi, svima nama na pameti su bolesti. Gripa, covid i prehlade samo su neke od virusnih bolesti koje nas napadaju zimi, u nekim slučajevima s teškim, pa i fatalnim posljedicama. No, u našem tijelu živi 380 bilijuna virusa, deset puta više nego bakterija. Neki od njih čine nas bolesnima, no mnogi od tih virusa su dobroćudni, a neki čak mogu biti i korisni. Kako bi bolje upoznali i razumjeli goleme i raznolike zbirke virusa koji žive u nama te utječu na naše cjelokupno zdravlje, znanstvenici s pet američkih sveučilišta pokrenuli su petogodišnji projekt nazvan Program viroma čovjeka (Human Virome Program).

- Bilo koji istraživački projekt, pa tako i određivanje viroma čovjeka, važan je jer povećava naše općenito znanje o životu. Virom čovjeka skup je svih virusa prisutnih u ljudskom tijelu i na njemu. Velika većina tih virusa nije za nas štetna, no neupitno ima utjecaj na naše stanice, organizam u cjelini, način na koji ćemo odgovoriti na bolesti, odnosno na to kako funkcionira naš imunosni sustav - kaže dr. Dragomira Majhen, molekularna biologinja s Instituta "Ruđer Bošković".

- Što više znamo o virusima koji obitavaju u nama, znat ćemo više i o tome kako oni utječu na naše zdravlje. Osim što će omogućiti karakterizaciju viroma čovjeka, ovaj program doprinijet će i razvoju novih alata i metoda za istraživanje virusa. Može dovesti i do otkrića novih biomarkera za određene bolesti, što će u konačnici olakšati otkrivanje potencijalno novih intervencija u svrhu liječenja - dodala je dr. Majhen.

Što su virusi?

Virus je infektivna submikroskopska čestica kojoj je nužan živi domaćin za reprodukciju. Uz nukleinsku kiselinu (DNK ili RNK), koja čini njihov genetski materijal, redovito sadrže i proteinski omotač ili kapsidu. Veliki su između 20 i 300 nanometara (milijarditi dio metra), pa se vide isključivo elektronskim mikroskopom. Na postojanje virusa prvi je upozorio ruski botaničar Dmitrij Ivanovski koji je istraživao uzročnika mozaične bolesti duhana i 1892. godine spoznao da se ne radi o bakteriji. Šest godina poslije nizozemski biolog Martinus Beijerinck potvrdio je istraživanja Ivanovskog, čime je utemeljena virologija.

Virusi su najbrojniji entiteti na Zemlji, a na našem planetu žive milijunima godina, mnogo dulje od Homo sapiensa čiji najstariji ostaci u Africi datiraju prije 300.000 godina. Kod sisavaca i ptica ima oko 1,6 milijuna virusa, od kojih bi oko 700.000 moglo imati potencijal da zaraze i izazovu bolest kod ljudi. No, dosad je poznato 219 vrsta virusa koji mogu zaraziti ljude, a taj broj nastavlja rasti s tri do četiri nove vrste koje se otkriju svake godine. Glavnina novih virusa koji izazivaju bolest kod ljudi evoluira iz životinjskih patogena, a pokazuje se da je taj prelazak sa životinja na ljude mnogo vjerojatniji na područjima gdje postoje česti kontakti između ljudi i divljih životinja. Stoga je najvjerojatnije da će se nove bolesti pojaviti u Srednjoj Africi, amazonskom bazenu i jugoistočnoj Aziji.

Što su fagi?

Još prije desetak godina znanstvenici su jedva bili svjesni postojanja ljudskog viroma. Danas virom vidimo kao ključni dio mikrobioma, goleme populacije mikroorganizama koji žive unutar nas i na nama. Znanstvenici smatraju da virom regulira sastav mikrobioma i također igra ključnu ulogu u našem imunološkom sustavu.

"Mapiramo virom deset godina i što dublje istražujemo, sve se više čini kao partnerstvo koje može utjecati na naš svakodnevni život pozitivno, ali i negativno. Nedavna istraživanja pokazuju da bismo virom mogli čak iskoristiti za promicanje vlastitog zdravlja", napisao je u Scientific Americanu prof. David Pride, stručnjak za infektivne bolesti s Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu. Iako se pojam ljudski virom koristi tek posljednjih godina, njegove prve naznake pojavile su se prije više od jednog stoljeća. Analizirajući uzorke stolice, engleski bakteriolog Frederick William Twort je 1915. godine otkrio viruse koji mogu zaraziti bakterije unutar crijeva. Te viruse zovemo bakteriofagi ili fagi. Znanstvenici su poslije otkrili fage u ustima, plućima i koži.

Ima li svaki čovjek svoj specifičan virom?

"Početkom 2000-ih su nove metode genetičkog sekvenciranja dovele znanstvenike do pronalaska još više virusa u slini, krvi i stolici. Tehnologija im je također omogućila da procijene broj virusa u našim tijelima brojanjem kopija virusnih gena. Ispostavilo se da svaki gram stolice sadrži milijarde faga. U crijevima svake osobe mogu se nalaziti stotine ili čak tisuće vrsta faga. Ali, kada biolozi idu od osobe do osobe, kod jedne će pronaći mnoge virusne vrste koje nedostaju kod druge, čak i kad su ti ljudi u braku. Što više ljudi znanstvenici proučavaju, otkrivaju više vrsta faga", piše u New York Timesu Carl Zimmer, poznati znanstveni novinar specijaliziran za teme iz područja evolucije.

Znanstvenici smatraju da se naš virom počinje nakupljati čim se rodimo. "Studije otkrivaju veliku raznolikost virusa u crijevima dojenčadi nedugo nakon rođenja, što sugerira da vjerojatno dolaze od bebinih majki, neki uneseni iz majčina mlijeka. Neki od tih virusa opadaju u broju kako dojenčad raste do nekoliko tjedana ili mjeseci, a drugi ulaze u njihova tijela iz zraka, vode, hrane i drugih ljudi. Ti virusi rastu u broju i raznolikosti, inficirajući stanice u kojima će postojati godinama. Viromi dojenčadi su nestabilni, a viromi odraslih su relativno stabilni", navodi David Pride.

Promjene u viromu također su povezane s raznim bolestima. Na primjer, promjene u populaciji crijevnih virusa povezane su s ulceroznim kolitisom (upalnom bolesti crijeva), dijabetesom tipa 2 i hipertenzijom. Bolesnici koji pate od ulceroznog kolitisa često imaju više razine određenih bakteriofaga, što sugerira da ti virusi mogu igrati ulogu u razvoju bolesti.

Kako će se odvijati Program viroma čovjeka?

Od 2007. do 2016. godine američki Nacionalni institut za zdravlje (NIH) financirao je Projekt ljudskog mikrobioma kako bi se opisala cjelovita zbirka mikroorganizama (bakterija, virusa i gljivica) koji žive u ljudskom tijelu, uključujući njihove gene. No, taj se program uglavnom usredotočio na bakterije, otkrivajući mnogo o njihovu utjecaju na ljudsko zdravlje i bolesti, dok su virusi ostali neistraženi. NIH je stoga 2023. godine najavio da će izdvojiti 171 milijun dolara za istraživanja u sklopu Programa ljudskog viroma. Program je počeo ove godine, a znanstvenici će u idućih pet godina prikupiti slinu, stolicu, krv, mlijeko i druge uzorke od tisuća volontera. Zatim će uz pomoć sustava umjetne inteligencije pregledati uzorke u nadi da će se saznati o tome kako ljudski virom utječe na naše zdravlje.

- Postoji više pojedinačnih virusa na Zemlji nego zvijezda u svemiru. Neizbježno je da ćemo identificirati nove - rekao je za portal Medical News jedan od sudionika projekta dr. Caleb Lareau, računalni biolog s Memorial Sloan Kettering Cancer Centera u New Yorku. - Ali, velika su pitanja o tome kako različiti virusi kojima ste bili izloženi, u kombinaciji s vašim jedinstvenim genetskim otiskom prsta i drugim čimbenicima, utječu na vjerojatnost razvoja različitih bolesti, uključujući rak - dodao je Lareau.