Studiul redefinește picobirnavirusul ca un virus care vânează bacteriile
În intestinul uman, alături de trilioane de bacterii, există o populație vastă de viruși. De-a lungul decadelor, cercetătorii au crezut că picobirnavirusul, un astfel de virus din microbiomul intestinal, infectează direct țesuturile umane și are un rol în bolile gastrointestinale. Recent, o echipă de cercetători de la Washington University School of Medicine din St. Louis a revizuit această teorie: acest virus comun infectează bacteriile din intestin, nu celulele umane.
Rezultatele studiului, publicate pe 29 octombrie în Nature Microbiology, reprezintă un moment important în domeniul virologiei și redefinirea picobirnavirusurilor ca fiind doar a treia familie cunoscută de viruși ARN care infectează bacteriile.
Această descoperire schimbă percepția asupra ecosistemului intestinal. Virușii ARN care infectează bacterii în corpul uman erau considerați rari. Totuși, picobirnavirusurile sunt abundente în intestin, iar înțelegerea faptului că ele infectează bacterii constituie un prim pas pentru a ne ajuta să înțelegem rolul lor în cauzarea bolilor.
David Wang, profesor la WashU Medicine
Studiile anterioare au sugerat că picobirnavirusurile ar fi putut fi un alt agent patogen uman. Acestea au fost întâlnite pentru prima dată în probele de fecale ale pacienților cu diaree, fiind asociate cu viruși notorii precum rotavirusul și norovirusul. Fără instrumentele necesare pentru a cultiva virusul în laborator, cercetătorii au presupus că acesta atacă direct celulele umane pentru a provoca disconfort gastrointestinal.
Asta până când progresele în tehnologia de secvențiere au dus laboratorul lui Wang să descopere, în mod neașteptat, urme de material genetic al picobirnavirusului în timpul studiului pe Caenorhabditis elegans, un vierme microscopic utilizat frecvent în cercetările genetice. Deși oamenii și viermii diferă în multe privințe, un numitor comun este prezența bacteriilor: viermii le consumă, iar oamenii au trilioane în intestin.
Cercetătorii s-au întrebat: picobirnavirusurile infectează bacterii?
Tianyu Gan, cercetător postdoctoral în laboratorul lui Wang, împreună cu cercetători de la Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust, Flinders University și San Diego State University, a căutat virusul în interiorul unei gazde bacteriene. El a introdus probele de fecale umane în șoareci fără microbi, stabilind primul model de laborator în care virusul putea să se multiplice activ. Ulterior, Gan și echipa au recoltat populația virală din intestinul șoarecilor și au crescut-o în vase de laborator umplute cu bacterii intestinale în condiții fără oxigen. Deoarece celulele mamiferelor nu pot supraviețui fără oxigen, creșterea virusului pe parcursul a 20 de zile sugerează că acesta se multiplică în interiorul bacteriilor. Antibioticele care au eliminat bacteriile au oprit și multiplicarea virusului.
Folosind imagistica moleculară avansată și sortarea celulară, cercetătorii au descoperit picobirnavirusuri în interiorul unei bacterii intestinale nou identificate, pe care au numit-o Candidatus Anaerotignum faecalis.
Prezența picobirnavirusurilor în intestin a fost asociată cu condiții clinice precum diaree acută, boala greftă versus gazdă (o complicație a transplanturilor de celule stem) și diabetul de tip 1.
Deși picobirnavirusul nu infectează direct celulele umane, este posibil să distrugă bacteriile intestinale benefice. Eliminarea microbilor prietenoși perturbă ecosistemul intestinal, permițând patogenilor dăunători să prolifereze și determinând bacteriile să elibereze toxine. În plus, celulele intestinale umane pot absorbi particule virale și pot provoca inflamație, fără ca virusul să se multiplice în țesutul uman.
Pe de altă parte, Wang a avertizat că detectarea unor niveluri ridicate de picobirnavirus în pacienții cu aceste condiții nu dovedește că virusul cauzează boala. Chiar dacă nu este un patogen, acesta ar putea acționa ca un biomarker, semnalizând o tulburare intestinală.
„Primul pas pentru a înțelege cum un virus afectează sănătatea umană este să înțelegem ce infectează”, a afirmat Wang. „Cunoașterea faptului că picobirnavirusurile infectează bacterii ne schimbă atenția spre microbiom. Aceasta deschide noi oportunități de a studia modul în care aceste virusuri formează comunitățile bacteriene din intestin și cum am putea să le valorificăm pentru terapii țintite.”
