Полезные свойства вирусов

Многие вирусы — причина опасных болезней человека. Кроме СПИДа и онкогенных, вызывающих рак, к ним относятся вирусы оспы, кори, бешенства, полиомиелита, гриппа, острых респираторных заболеваний: ОРЗ, желтой лихорадки, герпеса (говорят: «на губах высыпала лихорадка») и даже вирусы вызывающие рост бородавок.

С вирусными заболеваниями человек боролся, еще не подозревая о существовании этих паразитов. На Востоке с незапамятных времен практиковали защиту от оспы, но она была небезопасна. Лишь в XVIII в. Э. Дженнер установил, что человек, переболевший безобидной коровьей оспой, не заражается оспой черной, или азиатской. Теперь поголовные прививки привели к тому, что оспа на Земле исчезла. Другая великая победа медицины — открытие Л. Пастером прививки от бешенства.

Однако далеко не все болезни, вызываемые вирусами, научились успешно предупреждать и лечить. Лечить и иммунодефицит мы еще не научились, и, как правило, это страшное заболевание через несколько лет приводит к смерти. И совсем нерешенная проблема — раковые заболевания. Научиться успешно, бороться с вирусами, вызывающими злокачественные опухоли, предстоит врачам будущего.

Какая польза может быть от вирусов? Ведь это враги всего живого. Польза может быть, если вирус — враг врага, а это значит, что не во всех случаях действие вируса негативно. Если он атакует одноклеточные организмы, к которым, в частности, относятся бактерии, те погибают. Поэтому с помощью таких вирусов, бактериофагов, можно уничтожать бактерии, вызывающие такие опасные заболевания, как дизентерия, холера, чума.

Способность вируса убивать клетку — хозяина можно использовать при борьбе с отдельными клетками многоклеточных организмов, и прежде всего — раковыми. При этом залог успеха является точная «наводка» вируса на клетку, которую предстоит убить, поскольку сам по себе он готов поразить все чувствительные к нему клетки организма. Для этого и вирус, и специальный белок, антитело, способный селективно связываться с участком поверхности клетки — мишени, прикрепляются к наночастице, выступающей в роли своеобразного транспортного средства. Такой «снаряд» атакует только определенные клетки, разрушая их. Разумеется, нужно позаботиться и о том, чтобы вирус мог покинуть организм, не повредив здоровые клетки. В нанотехнологиях вирусы используют также в качестве «темплата» для создания наноструктурированных систем.

Некоторые вирусы, вызывающие болезни насекомых, используют для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства. Однако следует признать, что вред, приносимый этими простейшими формами жизни. Во много раз превышает их пользу.

Вирусы могут быть полезными

Болезни тела

Некоторые вирусы, обитающие в кишечнике, могут приносить такую же пользу организму, как и полезные бактерии.

К этому выводу пришли микробиологи из Медицинского центра Лангона при Университете Нью-Йорка, которые изучали, как на мышей будет воздействовать мышиный норовирус (MNV).

По мнению ученых, им впервые удалось найти убедительные доказательства того, что некоторые вирусы, обитающие в кишечнике, подобно полезным бактериям играют важную роль в поддержании иммунитета и вообще здоровья всего организма.

Бактерии и вирусы: кто лучше

«Нам удалось найти доказательства того, что не все вирусы оказывают организму вред, а существуют те, которые приносят пользу. Здесь можно привести аналогию с бактериями – ведь существуют полезные бактерии», — говорит ведущий автор исследования доктор Кен Кэдвел (Ken Cadwell).

«Наше исследование показывает, что в кишечнике мышей между некоторыми вирусами и бактериями формируются особые взаимовыгодные отношения. Это дает нам мощную основу для того, чтобы изучать этот процесс дальше, чтобы понять, как вирусы поддерживают работу иммунной системы. Возможно, что эти результаты можно будет применить и к человеку», — говорит Кэдвел.

Мыши, у которых вирус восстановил иммунитет

Эксперименты с мышами ученые проводили в течение двух лет.

Вначале ученые вырастили особую популяцию мышей, у которых отсутствовала нормальная кишечная микрофлора, а иммунитет был подавлен. Например, у них не было ни Т-, ни В-лимфоцитов – клеток иммунной системы, которые защищают организм от вторжения инфекции. Кроме того, у них были недоразвиты кишечные ворсинки и крипты, которые выполняют функцию всасывания питательных веществ.

Затем этих животных заразили мышиным норовирусом и поместили в абсолютно стерильную среду.

Удивительно, но через две недели у мышей практически полностью восстановилась работа иммунной системы, и исчезли повреждения кишечника. При этом, при заражении вирусом, никакие симптомы болезни и воспаления у них не проявлялись.

Лечение вирусом

Восстановилась работа и кишечника у мышей, которых заразили вирусом, после того, как их кишечная микрофлора была практически полностью уничтожена из-за приема антибиотиков. Количество Т-лимфоцитов иммунной системы увеличилось у них в два раза. А антитела, которые вырабатывали В-лимфоциты, хорошо определялись как в крови, так и в ткани кишечника.

Дополнительный тест показал, что у этих животных в ответ на вторжение вирусной инфекции в работу активно включалась иммунная система – у них интенсивно вырабатывался интерферон.

Затем ученые провели еще один эксперимент, чтобы выяснить, как повлияет на мышей заражение вирусом после лечения антибиотиками. При этом полезная микрофлора у них не пропадала почти полностью, как в предыдущем эксперименте, а была лишь нарушена. Как оказалось, зараженные вирусом мыши жили дольше, у них были более развиты ворсинки кишечника, а ткани кишечника были повреждены меньше, чем у мышей, которых вирусом не заразили.

Теперь, по словам ученых, они хотят выяснить, какие вирусы, обитающие в кишечнике, оказывают положительное влияние на здоровье и работу иммунитета, а какие, наоборот, вредное. Также, по словам авторов, не менее важно понять, как вирусы в кишечнике взаимодействуют с бактериями.

Статья о полезных вирусах опубликована в последнем номере журнала Nature.

«Полезные» вирусы

Не нужно думать, что вирусы доставляют человеку одни неприятности. С помощью вирусов были получены многие сорта цветов, чья пестрая окраска – результат вирусной инфекции, передающейся от поколения к поколению. Пестролепестность тюльпанов вызывает вирус, переносимый тлями. Пестрые тюльпаны можно видеть на картинах Рембрандта и в старых ботанических альбомах. По сути, эти живописные свидетельства являются первыми указаниями на существование вирусных болезней растений, хотя, конечно, в середине XVII века никто и не подозревал о существовании вирусов. В то время пестролистные тюльпаны ценились очень высоко – невеста почитала себя счастливой, если в ее приданом был больной цветок «пестрого» тюльпана.

Недавно было установлено, что растение джут (источник грубых волокон для канатов и мешков) растет лучше и дает больший урожай, когда поражен вирусным заболеванием – некротической мозаикой риса.

В некоторых странах вирусы, паразитирующие на насекомых, с успехом используются в биологической борьбе против сельскохозяйственных вредителей. Для этого приготавливают водную суспензию вируса с добавлением клейкого вещества, чтобы вирусные частицы лучше прилипали к растениям, и разбрызгивают ее на поврежденные насаждения. Вредители, поедая зараженные вирусом растения, быстро погибают.

Мы уже знаем, как быстро и безжалостно бактериофаги расправляются со своими жертвами. Смертоносные палочки чумы, холеры и дифтерии буквально тают на глазах после встречи с ними. Чтобы расправиться с бактерией, бактериофагу требуется всего 15–20 минут. А теперь представьте себе ликование Ф. Д’Эрелля – ученого, открывшего чудесное свойство бактериофагов, – найдено средство для борьбы с бактериями, болезни будут побеждены!

Бактериофаги: 1 – общий вид вирусной частицы; 2 – «впрыскивание» ДНК в клетку бактерии

После успешных опытов на животных он решил испытать целебные свойства бактериофагов на людях. В Индии в то время началась эпидемия холеры, и Д’Эрелль отправился туда в надежде применить свое открытие. Изучая источники, он заметил, что в селах, где колодезная вода содержала бактериофаги, люди не болели холерой. Тогда по его распоряжению в колодцы стали вливать по небольшой колбочке взвеси бактериофагов. Болезнь отступила.

После этого фагов стали применять для лечения многих других инфекционных заболеваний, но, к сожалению, результаты не всегда оправдывали ожидания. В организме человека фаги нападали на бактерии далеко не так активно, как в пробирке. Кроме того, бактерии очень быстро становились нечувствительными к действию фагов. Вскоре фагов перестали использовать для лечения, но зато они проявили свои другие не менее полезные свойства.

Сегодня бактериофаги в основном используются в диагностике заболеваний. В основу этого метода легло свойство фагов каждого вида избирательно разрушать только «свои» бактерии. Выделенные из организма больного бактерии выращивают на питательной среде, после чего колонии заражают различными фагами (холерными, дизентерийными, тифозными и т. д.). Через сутки колонии просматривают на свет и определяют, какой фаг вызвал разрушение бактерий. Если такое действие оказал дизентерийный фаг, значит из организма больного выделили бактерии дизентерии, если брюшнотифозный – бактерии брюшного тифа и т. д. Метод диагностики заболеваний с помощью бактериофагов отличается высокой точностью.

Польза вирусов для человека

На поверхности капсида располагаются молекулы, которые выполняют функцию «отмычки»: если они вступают в реакцию со специфичными белками на внешней оболочке клетки-жертвы, то вирус получает возможность проникнуть внутрь. Именно поэтому многие вирусы используют для размножения отдельные виды организмов, поскольку их «ключи» приспособлены только к определенным «замкам».

Вирусный геном способен к достаточно быстрым изменениям, в результате чего вирусы могут непрерывно мутировать. Это дает захватчикам определенные преимущества: иммунитет распознает врагов по определенным белкам — антигенам, однако мутации в генах вирусов изменяют последовательность аминокислот в белках, и защитные системы организма не успевают научиться распознавать антигены. Самым известным примером быстро мутирующего вируса является ВИЧ. Более того, вирусные инфекции справляются и с лекарствами, поскольку действие противовирусных препаратов основано на реакциях с белками специфической структуры.

Если же в геноме вируса, например, гриппа по каким-то причинам происходят масштабные изменения, то иммунная система большинства людей оказывается неспособной быстро справиться с вирусом. Возникает пандемия — эпидемия глобального характера, которая охватывает территорию целой страны, континента или всего мира.

Иммунная система, как и ее вечные враги, является продуктом постоянного эволюционного развития. В 1973 году биолог-эволюционист Ли ван Вален предложил гипотезу Черной Королевы (англ. Red Queen hypothesis), названную так в честь персонажа — шахматной фигуры из сказки Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье». Согласно гипотезе, вид должен постоянно адаптироваться, чтобы поддерживать свое существование в окружающем мире, поскольку если он не изменяется, то становится легкой добычей для вирусов и других паразитов.

Гипотеза Черной Королевы также предлагает решение одной из самых сложных загадок биологии: почему животные имеют пол. Дело в том, что бесполое размножение дает организмам мощное преимущество. Они могут произвести большое количество потомства, что увеличивает вероятность выживания какого-то числа особей из нового поколения. В этом случае мутации, которые могли бы привести к появлению полового размножения, не смогли бы закрепиться. Однако если окружающая среда очень быстро меняется, то картина становится принципиально другой. Секс позволяет перетасовывать гены, получая новые комбинации, которые могут повышать устойчивость против постоянно мутирующих паразитов. Бесполые организмы на это неспособны.

Поэтому можно сказать, что все, что имеет то или иное отношение к половому размножению человека и животных — сексуальное поведение, привлекательность, создание семей — обязано своим существованием вирусам.

Однако насколько все это действительно соответствует реальности? До сих пор ученые не имели возможности подтвердить, что борьба между паразитами и их хозяевами является движущей силой эволюции. Лишь недавно появились первые свидетельства, подтверждающие эту точку зрения.

В новом исследовании, опубликованном в журнале eLife, специалисты из Стэнфордского университета проанализировали громадное количество данных, чтобы выявить степень воздействия вирусов на эволюцию. Оказалось, что с того момента, как линия наших предков разделилась на две отдельные ветви, одна из которых привела к шимпанзе, а другая — к Homo sapiens, 30 процентов всех изменений в белках было вызвано вирусами.

Множество компонентов иммунной системы являются белками (полипептидами). Это прежде всего антитела или иммуноглобулины — молекулы, присутствующие на поверхности лимфоцитов (клеток гуморального иммунитета) и связывающиеся с конкретными чужеродными веществами — антигенами. Другие белки — интерфероны — выделяются организмом в ответ на инфекцию. Они запускают цепь реакций, которая препятствует размножению вирусов, нарушая сборку их белков и предотвращая их выход из клетки. Кроме того, интерфероны стимулируют всю иммунную систему, поднимая ее на борьбу с врагом.

Естественно предположить, что мутации должны происходить именно в иммунных белках, чтобы они могли эффективно бороться с вирусами. Однако новое исследование показало, что почти каждый полипептид, который входит в контакт с инфекциями, может вносить вклад в общую адаптацию. Молекулы, не участвующие в защитных реакциях, составляли 50 процентов от всего числа белков, измененных вирусами.

Ученые изучили несколько десятков тысяч научных работ, чтобы определить общее число белков, взаимодействующих с вирусами. В список вошли 1300 полипептидов, присутствующих в организмах разных животных. На втором этапе работы исследователи написали алгоритмы для обработки огромных объемов информации, представленных в геномных базах данных, чтобы сравнить эволюцию белков, связанных с вирусами, с изменениями в аминокислотных последовательностях других молекул.

Результаты показали, что вирусы предпочитают взаимодействовать с белками, которые эволюционно ограничены в своих клеточных функциях, однако, несмотря на это, в генах, кодирующих данные полипептиды, произошла треть всех мутационных изменений. Ученые объясняют это тем, что инфекции контактируют со многими молекулами клетки, в том числе с теми, которые отвечают за синтез органических веществ и репликацию ДНК. Вирусы используют их для размножения и распространения, а мутации в клеточных генах препятствуют успешному заражению.

Исследование помогает ответить на некоторые вопросы — например, почему у близкородственных видов животных различные молекулы выполняют идентичные клеточные функции, такие как репликация ДНК или синтез мембран. В целом полученные результаты свидетельствуют о том, что вирусы действительно являются одним из основных факторов эволюционных изменений млекопитающих, в том числе человека.

Топ 10 вирусов, которые полезны для человека

Попробуйте спросить человека с гепатитом или гриппом, считает ли он вирусы полезными для здоровья. С таким вопросом неграмотный в медицинском плане пациент отправит вас восвояси, а зря, ведь ответ на него может быть положительным. Патогенные микроорганизмы, которые активно размножаются в организме с ослабленным иммунитетом, у всех ассоциируются с заболеванием. Еще бы – вирусные болезни всегда протекают с ярко выраженной неприятной симптоматикой, имеют осложнения, да к тому же очень заразны.

С латыни слово «вирус» переводится как «яд». Но в свое время великий лекарь Парацельс дал понять, что токсины от лекарств отличаются только выбранной дозировкой. Поэтому сегодня предлагаем вам ТОП-10 уникальных вирусов, которые очень важны для здоровья и жизнедеятельности человека.

Этот микроорганизм известен медикам и ученым как вирус гепатита группы G. Известно, что более 1 млрд. населения планеты уже являются носителями этого опасного вируса, даже не подозревая, что заражены. Тем не менее, ряд экспериментов демонстрирует, что когда больные с ВИЧ подхватывают еще и GB virus C, то прогрессирование ВИЧ замедляется. Другие ученые также предполагают, что GB virus C поможет выздороветь больному с геморрагической лихорадкой Эбола.

Стоматит для лечения онкологии

Вы думали, что стоматит – это только человеческая болезнь с язвами в ротовой полости? Существует вид вируса везикулярного стоматита (называется VSV), атакующего организм лошадей, при этом распространяется к млекопитающим и людям. У человека он вызывает классические симптомы – признаки легкой простуды и высыпания во рту. Врачи научились использовать генетически измененный VSV для инновационной терапии онкологии печени. Оказывается, он может активно размножаться в ослабленных раковых клетках, которые потеряли устойчивость к вирусным инфекциями. Первые эксперименты с онкобольными уже проводятся.

Я обучаем, спасибо вирусу

В первые месяцы жизни мозг, как губка, активно впитывает и усваивает новую информацию, навыки, умения. Это обеспечивает вирусный белок под названием Arc, который транспортирует генетический материал к нейронам по аналогу «патоген – хозяин-носитель». Ученые внедрили вирусный белок в бактериальные клетки, а когда они начали его производить, то образовалась форма в виде капсида (оболочка с генетическими данными вируса). Вирус, «пристроившись» в геном клеток, засыпает, а они начинают применять его белки в своих целях. Считается, что в перспективе этот механизм позволит устанавливать новые связи между нейронами и клетками мозга, а это позволит приблизиться к пониманию о формировании воспоминаний у человека.

Эти микроорганизмы существуют в организме каждого человека на слизистых поверхностях. Их цель – атаковать вредоносные бактерии и микробы и разрушать их. Пять лет назад в ходе исследования было выявлено, что бактериофаг смог при прочих благоприятных условиях уничтожить кишечную палочку. При этом клетки организма-носителя (в том числе человеческого) они избирательно не атакуют и не заражают. Считается, что эти вирусы одни из самых полезных на планете для борьбы с бактериальными инфекциями.

За живорождение спасибо ретровирусу

Известно, что живорождение, которое происходит и у человека – это процесс сложный, болезненный и длительный. Если поинтересоваться и предоставить выбор, то, возможно, женщинам было бы удобнее вместо классического родоразрешения откладывать яйца или метать икру, как другие животные. Удивительно, но за отсутствие такой возможности мы вынуждены благодарить эндогенные ретровирусы. Исследователи выявили, что эти микроорганизмы одни из самых древних, которые появились у наших предков (речь о 60 млн. лет назад), спровоцировав генную мутацию. На фоне нее у млекопитающих сформировалась плацента, другие репродуктивные органы и возможность живорождения. Также продление внутриутробного развития привело к увеличению размера мозга и, как следствие, эволюции умственных способностей.

Вирусы на страже эмбрионов

Изучая клетки трехдневного эмбриона, медики выявили в составе конгломерат вирусных протеинов. Часть из них даже начали процесс объединения в подобие готовых вирусных клеток, влияя на генетический материал зародыша. Например, вирусный протеин Rec стимулировал рост концентрации белка IFITM1, который блокирует проникновение в клетки вирусной инфекции. Получается, что одни вирусы могут защищать клетки эмбриона от других – вредных «коллег». Также Rec контролировал уровень рибосом в некоторых клеточных РНК (процесс еще исследуется учеными).

Гаммагерпесвирусы не отравишь

Вспомните целый «букет» неприятных и мучительных симптомов, связанных с пищевым отравлением и интоксикацией. Подобное состояние нередко вызывают бактерии Listeria monocytogenes. Как говорится в поговорке, «клин клином вышибают», поэтому для противодействия этим бактериям может применяться другой патоген – гаммагерпесвирус. Если болезнь с его участием протекает в латентной форме, то она постепенно повышает устойчивость иммунитета и ЖКТ к бактерии. Врачи изучают, как можно использовать этот процесс для лечения диареи и других симптомов отравления. Не беспокойтесь, герпес для профилактики поноса вызывать не придется.

Хороший и плохой норовирус

Эти патогены также вызывают в организме симптомы интоксикации: тошноту и рвоту, понос, гриппоподобные симптомы, общую слабость. Лабораторным грызунам повезло еще меньше – из-за низкой сопротивляемости к вирусам они поголовно гибнут. Было выявлено, что некоторые штаммы являются полезными для грызунов, которые были выращены в стерильных условиях. Известно, что в их организме был дефицит Т- и В-клеток, а это вредило иммунитету и органам ЖКТ. При добавлении норовируса нарастала ткань кишечника, улучшались защитные свойства организма. Ученые надеются, что смогут использовать эти штаммы для терапии заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Вирус спасет от жары

Можно сказать, что самым необходимым вирусом для человека по иронии судьбы является тот, которого в организме как раз нет. Растения его используют для того, чтобы повышать жизнеспособность в условиях засухи и жаркого климата. Такой вирус атакует грибок эндофит, который произрастает на тропическом виде проса и делает его невосприимчивым к высоким температурам. Ученые уже смогли привить вирус и к другим растениям (помидоры), получив температурную стойкость порядка 60ºС. Однако при изъятии вируса из организма тот начинал терять теплоустойчивость. Этот эксперимент, несмотря на всю свою полезность, рискует быть причиной появления на рынке новой нездоровой генномодифицированной продукции. Да и человеку его искусственно прививать не стоит – давайте лучше будем носить бутылочки с водой и разрабатывать облегченные ткани для летней погоды.

Аденовирусы могут помочь лечить рак

Эти патогены достаточно распространены на земном шаре, а еще обладают повышенной заразностью (к счастью, при умеренном вреде для организма). Чаще всего они вызывают у человека гастроэнтерит, простуду и воспаление легких. Одновременно с этим штамм типа 52 вступает в реакцию со специфическими углеводами, которые населяют онкологические клетки. Ученые активно изучают эту способность аденовируса, что дает возможность обретения нового вида терапии рака.

Указанные данные еще раз доказывают, что наша планета совершенно не изучена, а ученых подстерегает еще немало сюрпризов.

Топ-10 вирусов, полезных для человека

Если человека, недавно переболевшего гриппом, спросить, может ли вирус быть полезен для его организма, он в лучшем случае покрутит пальцем у виска. И будет по-своему прав. Вирусы, эти крохотные микроорганизмы, размножающиеся только в том случае, если находятся в живом организме, обычно ассоциируются с болезнью. Даже слово «вирус» означает «яд» на латыни.

Но еще Парацельс говорил, что яд от лекарства отличается дозой. Представляем вам топ-10 вирусов, которые могут быть полезны для людей.

10. Бактериофаги — охотники на бактерий

В нашем организме идет незримый бой. Если снять по его мотивам фильм, вышел бы настоящий ужастик. Представьте себе организм, который заражает и пожирает другой организм. Только в роли монстра выступают бактериофаги, проживающие в слизистых оболочках человеческого тела, а в роли жертвы — вредоносные бактерии. Исследование, проведенное в 2013 году, показало, что когда бактериофаг был помещен в одну культуру с бактерией E. coli (кишечной палочкой), то смог убить ее.

А вот клетки тела человека бактериофаги не инфицируют, и успешно используются при лечении бактериальных инфекций. Разве это не один из самых полезных вирусов в мире?

9. GB virus C против ВИЧ

Еще один интересный вирус, который в настоящее время изучается учеными, известен как GB virus-C (GBV-C, он же гепатит G). Более миллиарда людей, живущих сегодня, уже заражены им, даже не подозревая об этом.

Несколько экспериментов показывают, что когда человек с ВИЧ заражается еще и GBV-C, прогрессирование ВИЧ может замедлиться. Некоторые эксперты также считают, что GBV-C может помочь человеку выжить при заражении геморрагической лихорадкой Эбола, хотя данных об этом еще мало.

8. Вирусы на страже эмбрионов

При исследовании клеток трехдневного зародыша ученые обнаружили множество вирусных белков. Некоторые из них уже начали объединяться в подобие готовых частиц вируса. При этом они воздействовали на другие гены эмбриона.

• Так, вирусный белок Rec способствовал повышению уровня протеина IFITM1, не пропускающего в клетку вирусную инфекцию. То есть одни вирусы могут уберегать клетки зародыша от своих «собратьев».
• Кроме того, белок Rec регулировал количество рибосом у нескольких клеточных РНК. Пока ученые не выяснили, как это может отразиться на эмбрионе.
• Результаты экспериментов с зародышевыми клетками были опубликованы в журнале Nature в 2015 году.

7. Я обучаем, спасибо вирусу

В начале жизни есть «окно времени», когда мозг подобен губке, и легко впитывает новые знания и навыки. Без белка под названием Arc это окно никогда не откроется.

Согласно исследованию ученых Университета штата Юта, Arc выглядит и действует как вирусный белок. Он способен передавать генетический материал от нейрона к нейрону. Так, как действуют вирусы для заражения клеток-хозяев.

Исследователи вводили Arc в бактериальные клетки. И когда клетки продуцировали этот белок, он собрался в форму, напоминающую капсид. Так называется оболочка, содержащая генетическую информацию вируса.

Есть предположение, что давным-давно Arc попал в человеческий геном вместе с каким-то вирусом. Вирус, встроившись в геном, «заснул», а клетки начали использовать вирусные белки для своих целей.

Перспектива того, что вирусоподобные белки могут стать основой для новой формы связи между клетками в мозге, может изменить наше понимание того, как создаются воспоминания.

6. Стоматит для лечения онкологии

Стоматитом болеют не только люди. Существует вирус везикулярного стоматита (VSV), который распространен у лошадей. При этом он может передаваться другим животным и даже людям. Максимум, что он может вызвать у человека — гриппоподобные симптомы и волдыри во рту.

Но и этот неприятный вирус ученые смогли использовать во благо человека. Генетически измененный VSV применяется в новаторской терапии раковой опухоли печени. Метод был разработан исследователями из Университета Майами и Научно-исследовательского института при Клинической больнице Оттавы. Суть его заключается в том, что некоторые модифицированные вирусы, в числе которых и VSV, могут размножаться только в раковых клеток, лишившихся противовирусной защиты. В настоящее время инновационная терапия тестируется на людях с раком печени.

5. Хороший и плохой норовирус

Норовирусы — патогенные микроорганизмы, вызывающие рвоту, диарею и гриппоподобные симптомы. От них страдают не только люди, но и лабораторные мыши, вирус с легкостью уничтожает целые колонии бедных грызунов.

Однако некоторые штаммы норовируса оказались полезными для мышей, которые выросли в стерильной среде. В организме таких подопытных не хватало Т- и В-клеток, что вредило их кишечнику и иммунитету. А при добавлении мышиного норавируса у «стерильных» зверьков восстанавливалась ткань кишечника и повышалась иммунная защита.

Возможно, в будущем и людям будут давать определенные штаммы норовируса для лечения желудочно-кишечных заболеваний.

4. За живорождение спасибо ретровирусу

Деторождение — сложный и длительный процесс. И, возможно, некоторые женщины предпочли бы вместо долгих родов быстро откладывать яйца подобно змеям или черепахам. Но увы, за отсутствие данной возможности стоит поблагодарить так называемые «эндогенные ретровирусы».

По мнению некоторых ученых, эти древние вирусы появились у наших предков и вызвали мутацию в генетическом коде. Из-за этой мутации у млекопитающих появилась плацента и способность к живорождению, что стало настоящим эволюционным прорывом. С продлением внутриутробного развития ученые связывают важнейшие изменения, которые около 60 миллионов лет назад произошли у млекопитающих. У них увеличился размер мозга и постепенно развились умственные способности.

3. Гаммагерпесвирусы не отравишь

Знакомы ли вам мучения, связанные с пищевым отравлением? Часто это состояние вызвано бактериями Listeria monocytogenes. Но на каждую заразу найдется управа. И в данном случае ей является другая зараза — гаммагерпесвирус типа MHV-68. Выяснилось, что эта инфекция, протекающая в скрытой форме, повышает устойчивость организма человека к Listeria monocytogenes.

Это, разумеется, не значит, что нужно подхватить герпес, чтобы избавиться от угрозы пищевого отравления.

2. Аденовирусы могут помочь лечить рак

Это очень распространенные и очень заразные вирусы. К счастью, при всем этом они не слишком опасны для человека. Например, могут вызвать простуду, гастроэнтерит у детей и — самое опасное — пневмонию у людей с ослабленным иммунитетом.

При этом штамм аденовируса типа 52 (HAdV-52) может связываться со специфическим типом углеводов, который находится в клетках раковой опухоли. Эта особенность аденовируса требует дальнейшего изучения, однако дает надежду на более успешную борьбу с различными видами рака в будущем.

1. Вирус спасет от жары

На первом месте в списке вирусов, полезных для человечества, находится микроорганизм, которого нет в теле человека. Но он все равно необходим, только не людям, а растениям, чтобы выдержать очень жаркую температуру.

Речь идет о вирусе, который заражает грибок эндофит. А тот, в свою очередь, растет на тропическом просо, которому нипочем тропическая жара.

Ученые смогли прикрепить вирус к другим растениям, и они получили устойчивость к высоким температурам. Исследователям удалось вырастить помидоры в почве, температура которой достигала 60 градусов по Цельсию. При «изъятии» вируса растение сразу теряло свою теплостойкость.

Полезные вирусы

В февральском Nature Reviews Microbiology обнаружилась отличная обзорная статья о ситуациях, в которых вирусы приносят пользу своим хозяевам. Очень хорошо написана и приведены интересные примеры, к которым я еще возможно вернусь, а пока лишь ограничусь общим списком упомянутых там вирусных стратегий.

1. Причисление первой стратегии к этому списку является, строго говоря, жульничеством. Некоторые вирусы навсегда встраиваются в ДНК хозяина и остаются в ней навсегда, передаваясь из поколения в поколение, но уже не распространяясь горизонтально (т.н. эндогенные вирусы). По сути дела они таким образом уже перестают быть вирусами, а становятся частью хозяина, и неудивительно, что они действуют в его пользу. Обычно такие вирусы несут в себе копии дефектных вирусных белков. Если в клетку попадает родственный вирус (настоящий, патогенный), то эти дефектные белки мешают ему размножаться, суют палки в колеса. Среди ретровирусов довольно много таких случаев, а также среди вирусов растений.
2. Второй вариант более интересен. После инфекции хозяина, вирус переходит в латентную форму и никак себя не проявляет (или проявляет, но не наносит большого вреда хозяину). При этом вирус несет в себе системы, которые предотвращают инфекцию хозяина другими (обычно схожими) вирусами. Таким образом он может защищать хозяина от более патогенных форм. Многочисленные примеры таких вирусов можно найти среди фагов (вирусов бактерий). Пока клетка-хозяин находится в благоприятных условиях, фаг не трогает ее и «размножается» за счет размножения бактерии (каждая дочерняя клетка наследует и фаг). Когда же условия ухудшаются, то он использует все клеточные ресурсы чтобы создать как можно больше своих копий, и разрушает бактерию.
3. Инфекции некоторыми слабопатогенными вирусами могут приносить пользу хозяину, активируя его защитные механизмы. Соответственно, хозяин получает пользу от них лишь в некоторых условиях, когда эта активация действительно необходима. Например, инфекция таким вирусом может активировать иммунную систему и предотвратить инфекцию более патогенным паразитом. Так, например, мыши зараженные мышиным цитомегаловирусом менее подвержены заражению чумой. Отличие этого варианта от варианта номер два заключается в том, что тут вирус не несет в себе никаких активных защитных систем, он лишь активирует защитные системы хозяина, а потому эффект менее специфичен. Активация вирусом стрессовых систем может помогать растениям переживать стрессовые ситуации, вроде засухи или заморозков. В нормальных условиях такие вирусы вредны для хозяина, но в стрессовых оказываются полезны.
4. Четвертая стратегия на самом деле не является вирусной стратегией, но является результатом ко-адаптации вируса и хозяина. Такая адаптация ведет к установлению баланса между хозяином и паразитом, смягчающего патогенность паразита. Если хозяин попадает в новую среду, где он вынужден конкурировать с другим видом, который не встречал ранее этого паразита, то паразит оказывается «биологическим оружием» против конкурента. Пример, я думаю, всем известен — массовая смерть индейцев в Америках после прихода европейцев. Оспа, грипп и даже вирусы обыкновенной простуды вызвали высокую смертность в популяциях, которые ранее не встречали эти вирусы. Схожие примеры есть среди фагов, дрожжей, растений и животных.
5. Иногда вирусы напрямую несут в себе функции, полезные для хозяина. Они могут кодировать какой-либо белок, полезный хозяину, или регулировать функции хозяина каким-либо образом, добиваясь полезного эффекта. Одним из удивительных примеров является вирус, который позволяет определенном грибку расти при температуре выше 50 градусов Цельсия. Симбиоз этого грибка с определенным видом травы, в свою очередь, позволяет и траве расти при такой высокой температуре, в почве около геотермальных источников в Йеллоустонском Национальном Парке. Механизм устойчивости к температуре, правда, еще не известен, но точно известно, что он зависит от вируса.
6. Многие вирусы имеют две стадии — инфекция постоянного хозяина и инфекция хозяина-переносчика. В таких ситуациях вирусу может быть выгодно вредить одному из хозяев с тем, чтобы помочь другому. Например, вирус TbSCV инфицирует и табак и мушку, которая питается листьями табака. Вирус увеличивает плодовитость и срок жизни мушки, что вредит его второму хозяину — табаку. Еще пример: предполагается, что вирус Rift Valley fever нарушает механизмы регуляции кровообращения в хозяине-млекопитающем для того, чтобы комарам было проще находить подкожные кровяные сосуды. Токсины, ответственные за патогенность дифтерии и холеры, кодируются и переносятся фагами, которые превращают безвредные бактерии в патогенные, вызывающие серьезные болезни у людей и других животных. С точки зрения бактерий, это очень даже полезные фаги.

Стоит заметить, что хотя на сегодняшний день данные ситуации рассматриваются скорее как интересные курьезы, вполне вероятно, что в скором времени ситуация перевернется и непатогенные вирусы будут нормой, а патогенные — исключениями из правил. До сих пор фокус исследований был на последних, потому что они более заметны и наносят большой вред. Но секвинирование образцов из кишечника показывает, что в каждом из нас в любое время можно найти от 10 до 40 вирусов (и это только из известных семейств), а мы при этом ощущаем себя вполне здоровыми.

Вирусы, конечно, удивительны своим разнообразием стратегий существования и, на мой взгляд, благодаря этому вирусологи во многих случаях имеют преимущество перед прочими биологами. Мало в каких еще областях биологии настолько очевидна размытость границ биологических «законов», относительность понятий «индивидуум», «популяция», «адаптация», «генотип», «мутант» и т.п.

Полезные свойства вирусов

Не нужно думать, что вирусы доставляют человеку одни неприятности. С помощью вирусов были получены многие сорта цветов, чья пестрая окраска – результат вирусной инфекции, передающейся от поколения к поколению. Пестролепестность тюльпанов вызывает вирус, переносимый тлями. Пестрые тюльпаны можно видеть на картинах Рембрандта и в старых ботанических альбомах. По сути, эти живописные свидетельства являются первыми указаниями на существование вирусных болезней растений, хотя, конечно, в середине XVII века никто и не подозревал о существовании вирусов. В то время пестролистные тюльпаны ценились очень высоко – невеста почитала себя счастливой, если в ее приданом был больной цветок «пестрого» тюльпана.

Недавно было установлено, что растение джут (источник грубых волокон для канатов и мешков) растет лучше и дает больший урожай, когда поражен вирусным заболеванием – некротической мозаикой риса.

В некоторых странах вирусы, паразитирующие на насекомых, с успехом используются в биологической борьбе против сельскохозяйственных вредителей. Для этого приготавливают водную суспензию вируса с добавлением клейкого вещества, чтобы вирусные частицы лучше прилипали к растениям, и разбрызгивают ее на поврежденные насаждения. Вредители, поедая зараженные вирусом растения, быстро погибают.

Мы уже знаем, как быстро и безжалостно бактериофаги расправляются со своими жертвами. Смертоносные палочки чумы, холеры и дифтерии буквально тают на глазах после встречи с ними. Чтобы расправиться с бактерией, бактериофагу требуется всего 15–20 минут. А теперь представьте себе ликование Ф. Д’Эрелля – ученого, открывшего чудесное свойство бактериофагов, – найдено средство для борьбы с бактериями, болезни будут побеждены!

Бактериофаги: 1 – общий вид вирусной частицы; 2 – « впрыскивание» ДНК в клетку бактерии

После успешных опытов на животных он решил испытать целебные свойства бактериофагов на людях. В Индии в то время началась эпидемия холеры, и Д’Эрелль отправился туда в надежде применить свое открытие. Изучая источники, он заметил, что в селах, где колодезная вода содержала бактериофаги, люди не болели холерой. Тогда по его распоряжению в колодцы стали вливать по небольшой колбочке взвеси бактериофагов. Болезнь отступила.

После этого фагов стали применять для лечения многих других инфекционных заболеваний, но, к сожалению, результаты не всегда оправдывали ожидания. В организме человека фаги нападали на бактерии далеко не так активно, как в пробирке. Кроме того, бактерии очень быстро становились нечувствительными к действию фагов. Вскоре фагов перестали использовать для лечения, но зато они проявили свои другие не менее полезные свойства.

Сегодня бактериофаги в основном используются в диагностике заболеваний. В основу этого метода легло свойство фагов каждого вида избирательно разрушать только «свои» бактерии. Выделенные из организма больного бактерии выращивают на питательной среде, после чего колонии заражают различными фагами (холерными, дизентерийными, тифозными и т. д.). Через сутки колонии просматривают на свет и определяют, какой фаг вызвал разрушение бактерий. Если такое действие оказал дизентерийный фаг, значит из организма больного выделили бактерии дизентерии, если брюшнотифозный – бактерии брюшного тифа и т. д. Метод диагностики заболеваний с помощью бактериофагов отличается высокой точностью.

Антивирусные продукты на нашем столе

Растения: овощи и фрукты

Есть ряд растений – фруктов и овощей, чья слава убийц бактерий насчитывает столетия (а в некоторых случаях и тысячи лет). Чеснок и лук в обязательном порядке входили в рацион римской армии, в неограниченном количестве. Хрен, редька, лук, чеснок – всегда заготавливались для дальних странствий русскими мореходами. Примеров – масса. Разумеется, в древности люди не имели понятия о вирусах и болезнетворных бактериях, но в наблюдательности им отказать нельзя. Люди, употребляющие много и постоянно определенные продукты, не болеют. Воспользуемся этим!

Лук, чеснок, хрен, горчица, редька, острый перец типа чили выделяют фитонциды — вещества, по свойствам похожие на антибиотики. Они подавляют рост и размножение бактерий и вирусов. Причем, выделяют их не только при поедании, но и в окружающую среду. Что позволяет людям с нездоровым желудком просто нюхать едкие и острые овощи – эффект будет не намного слабее.

Фитонцидами богаты и ярко окрашенные фрукты: черника, черная смородина, вишня, темный виноград, малина. В сочетании с продуктами, богатыми полезными микроорганизмами, их эффект усиливается.

Склад витаминов

Главные витамины, повышающие устойчивость к болезням — «С» и «А». Есть растения-чемпионы про содержанию именно этих витаминов. Витамин «С» содержат цитрусовые, капусты (брокколи и брюссельская), смородина, шпинат и другая зелень. Витамин «А» и его провитамин — бета-каротин — в красных и оранжевых овощах и фруктах: моркови, персиках, хурме, сладком перце.

В желтых, солнечных ягодах содержится много витаминов А, С и Е. Они активизируют иммунитет в комплексе: предотвращают развитие инфекций внутри организма и обеспечивают красоту и здоровье кожи.

А в красных плодах шиповника содержится суточная норма витамина С и каротина, железа и магния. Эти вещества повышают уровень гемоглобина в крови и тоже укрепляют защиту организма.

Грибы

В качестве средства для поднятия иммунитета также используют гриб «восточного происхождения» — шиитаке. Содержащиеся в нём особые вещества (лентиан и др.) помогают восстанавливать силы при хроническом переутомлении, уничтожают практически любую вирусную микрофлору, замедляют и ограничивают рост раковых опухолей, повышают физическую и сексуальную силу.

Крупы и бобовые

Как ни странно, но в отходах при производстве пшеничной муки – отрубях, содержится масса полезных для иммунитета вещей. Отруби содержат комплекс витаминов B1,В2, В6, PP, макро- и микроэлементы: калий, магний, хром, цинк, медь, селен. В 100гр. пшеничных отрубей 130ккал. Плюс к этому они подавляют аппетит, способствуя похудению.

Из круп наиболее полезны для повышения иммунитета гречка и овсянка. Они наименее из всех круп насыщены неполезным крахмалом и наиболее – полезными элементами.

И, разумеется, 1-2 раза в неделю делайте себе блюда с бобовыми: горохом, фасолью, чечевицей. Они дают вашему организму полноценный белок.

Кефир, свежий йогурт, простокваша, мацони, айран поставляют в желудок полезные микроорганизмы и помогают устойчивости здоровой микрофлоры. А ведь желудок – иммунный орган, и свой вклад в общую сопротивляемость вносит.

Однако, обратите внимание: желудку помогают свежие микроорганизмы, а не сладкая белая субстанция, которая может на солнце не прокисать месяцами. Лучше покупать обычный, не пафосный кефир, или делать его самому. Ведь для иммунитета бренды не значат ничего, а наличие живых бифидо- и лактобактерий — все.

Как это ни печально, но жирная свинина с бараниной иммунитет вам не поднимут. Так что шашлык – не наш герой. Зато постная молодая говядина и индейка отлично вольются в общий укрепляющий рацион.

Очень важны для иммунитета полиненасыщенные жирные кислоты, которые сейчас известны многим под общим названием «Омега-3». Продукты, содержащие это вещество — прежде всего, жирная рыба холодных морей: сельдь, тунец, палтус, лосось.

Еще диетологи рекомендуют устриц. Но, сами понимаете, устрицы в России – не слишком народный продукт. Хотя, очень полезный и вкусный. Устрицы — склад цинка, который очень хорош при защите организма против холодов и гриппа. Цинк улучшает функцию помощи Т-клеткам, которые играют важную роль в обнаружении инородных антигенов и приведения в готовность других клеток иммунной системы. Даже умеренный дефицит цинка может оказать неблагоприятные эффекты на иммунную систему.

В период укрепления иммунитета попробуйте готовить блюда с применением таких масел, как тыквенное, ореховое, виноградное, кедровое – обязательно первого холодного отжима. Как правило, стоят эти продукты недешево, зато нет им равных в количестве «Омега-3». С другой стороны, воспринимайте покупку такого масла как приобретение необходимого лекарства. По большому счету, так оно и есть.

Мёд и продукты пчеловодства

Мёд легко усваивается организмом и комплексно повышает иммунитет. Благодаря содержащимся в нём витаминам группы В, он налаживает работу желудка, успокаивает нервы и улучшает сон, а ещё мёд — природное обезболивающее: при простуде он смягчит горло и облегчит кашель. Ешьте мёд просто так или с тёплым зеленым чаем.

При отсутствии аллергии на продукты пчеловодства, стоит пользоваться цветочной пыльцой. Это прекрасное средство для поднятия иммунитета: профилактики простуды и гриппа, но она также нормализует кровяное давление, повышает гемоглобин, налаживает работу кишечника, восстанавливает организм после перенесённых болезней и при стрессовой ситуации.

Чай (особенно зеленый) — наиболее часто потребляемый напиток в мире, после воды. Он богат полифенолами, растениями антиоксидантами, а так же рядом других химических веществ, которые помогают в защите организма против холода или гриппа.

Смотри этот и многие другие материалы на нашем YouTube-канале. Новые видео каждый день — подпишись и не пропускай. Будь в курсе вместе с MEN’s LIFE!

Инфекции человека

• Бактериальные инфекции (41)
• Биохимия (5)
• Вирусные гепатиты (12)
• Вирусные инфекции (43)
• ВИЧ-СПИД (28)
• Диагностика (30)
• Зооантропонозные инфекции (19)
• Иммунитет (16)
• Инфекционные заболевания кожи (33)
• Лечение (38)
• Общие знания об инфекциях (36)
• Паразитарные заболевания (8)
• Правильное питание (41)
• Профилактика (23)
• Разное (3)
• Сепсис (7)
• Стандарты медицинской помощи (26)

Общие свойства вирусов

Все вирусы объединены в царство Vira. Вирусы — это уникальная группа инфекционных агентов.

Полная вирусная частица — вирион — содержит одну или более молекул ДНК или РНК, окружена белковой оболочкой, иногда другими слоями. Эти дополнительные слои могут быть сложными и содержать углеводы, липиды, дополнительные белки и тому подобное.

Вирусы могут существовать в двух формах: внеклеточной и внутриклеточной. Вирион, внеклеточная форма, имеет немного или ни одного фермента и не может размножаться без живой клетки. Внутриклеточная форма вируса имеет вид нуклеиновой кислоты, которая способна реплицироваться и заставлять метаболизм клетки-хозяина образовывать компоненты вирионов.

Общие свойства вирусов, которые отличают их от других живых организмов:

• 1. Отсутствие клеточного строения.
• 2. Неспособность к самостоятельному росту и делению.
• 3. Отсутствие собственных метаболических систем.
• 4. Содержат нуклеиновую кислоту только одного типа — РНК или ДНК.
• 5. Для размножения вирусов необходима только нуклеиновая кислота.
• 6. Не размножаются вне клеток организма-хозяина.

Хотя облигатный внутриклеточный паразитизм характерен и для некоторых бактерий и простейших (риккетсии, хламидии, малярийный плазмодий), вирусы паразитируют не в клеточном, а на генетическом уровне. До сих пор продолжается дискуссия, можно ли называть вирусы живыми организмами.

Фитопатогенные вирусы (вирусы растений) вызывают различные болезни растений: мозаику табака, пшеницы, овса, сои; кольцевую пятнистость картофеля; карликовость кустов томата и др.

Эти вирусы поступают внутрь растительной клетки через механические повреждения, возникающие в результате трения листьев, укусов насекомых. Передачи вирусов способствуют растения-паразиты (повилика). Носителями многих вирусов служат насекомые, круглые черви (нематоды). Очень часто вирусы передаются через семена, а также при вегетативном размножении черенками, корневищами, клубнями и др.

Зоопатогенные вирусы. У человека и животных вирусы вызывают такие заболевания как оспа, энцефалит, бешенство, полиомиелит, грипп, насморк, ящур, синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Они передаются при непосредственном контакте с больным, воздушно-капельным путем, через насекомых и животных, через кровь.

Бактериофаги. Вирусы микроорганизмов поражают бактерии, актиномицеты, грибы и водоросли. Вряд ли существуют бактерии, для которых при достаточно добросовестных поисках нельзя было бы найти подходящий фаг. Ученые пытались использовать фаги для борьбы с бактериальными заболеваниями, в частности для лечения дизентерии и стафилококковых инфекций, однако попытки не дали желаемого результата. В присутствии крови, гноя или фекалий бактериофаги были неактивными.