Может ли вирус быть. Могут ли вирусы быть полезными? Хороший и плохой норовирус

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 . 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

Белок Arc (розовый)

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

VSV

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.

Давайте проанализируем инфекции вирусного происхождения , чтобы понять, что это такое, как они развиваются в организмах зараженных людей, каковы симптомы и как их лечить.

Что такое вирусная инфекция

Вирусная инфекция - это заболевание, вызываемое инфекционными микроорганизмами, вирусами, которые проникают в клетки живого организма и используют его механизмы, чтобы размножаться.

Чтобы выполнять свои жизненно важные функции, ему необходимо колонизировать организм хозяина и получить доступ к биохимическим механизмам репликации. Поэтому вирусы заражают клетки живых организмов, захватывают их и колонизируют. Попав внутрь клетки, вирус встраивает свой генетический код в ДНК или РНК, тем самым вынуждая клетку-хозяина воспроизводить вирус.

Как правило, в результате такого заражения клетка теряет свои природные функции и умирает (апоптоз), но успевает реплицировать новые вирусы, которые инфицируют другие клетки. Таким образом развивается общая инфекция всего организма.

Существуют категории вирусных инфекций, которые вместо того, чтобы убить клетку-хозяина изменяют её характеристики и функции. И может случиться так, что при этом будет нарушен естественный процесс деления клетки и она превратится в раковую клетку.

В других случаях, вирус после заражения клетки может перейти в «спящее» состояние. И только через какое-то время, под воздействием какого-то события, нарушающего достигнутое равновесие, вирус пробуждается. Он начинает снова размножаться и развивается рецидив заболевания.

Как происходит заражение вирусом

Заражение происходит, когда вирус получает возможность проникнуть в организм, преодолев его природные оборонительные барьеры. Попав в организм он размножаться либо в месте проникновения, либо, с помощью крови и/или лимфы, добирается до органа-мишени.

Очевидно, важную роль играет способ, с помощью которого происходит передача вирусов.

Наиболее распространенными являются:

Поступление фекально-оральным путем;
Попадание в дыхательные пути;
Укусы насекомых и, следовательно, кожный путь;
Через микроскопические повреждения слизистой оболочки аппарата половых органов мужчин и женщин;
Через прямой контакт с кровью (применение использованных шприцев или предметов туалета);
Вертикальная передача от матери к плоду через плаценту.

Как развивается вирусная инфекция

Развитие вирусной инфекции зависит от различных параметров, в частности:

От характеристик вируса . Т.е. легкость, с которой он переходит от одного хозяина к другому, от того, насколько легко удается преодолеть защиту нового хозяина, от того, насколько успешно противостоит ему организм, и от того, сколько урона он может создать.
От характеристик иммунной системы хозяина . В организме человека, кроме естественных физических барьеров (кожа, слизистые оболочки, желудочный сок и т.д.), существует иммунная система. Её задача - организации внутренней обороны и уничтожение потенциально опасных веществ, таких как вирусов.
От условий окружающей среды, в которой живет хозяин . Есть определенные факторы, которые, очевидно, способствуют распространению и развитию инфекции. Примером тому являются природно-климатические условия.

После заражения, развивается реакция иммунной системы, что может привести к трем исходам:

Белые кровяные клетки, в частности, лимфоциты определяют врага, нападают на него и, если это возможно, уничтожают вместе с инфицированными клетками.
Вирусу удается преодолеть защитные силы организма и инфекция распространяется.
Достигается состояние равновесия между вирусом и организмом, что приводит к хронической инфекции.

Если иммунной системе удается преодолеть инфекцию, то лимфоциты сохраняют память о нарушителя. Таким образом, если патоген в будущем вновь попытается вторгнуться в организм, то, опираясь на предыдущий опыт, иммунная система быстро ликвидирует угрозу.

Важно заметить, что на этом принципе работает вакцина . Она включает в себя инактивированные вирусы или их части, и, следовательно, не в состоянии вызывать настоящую инфекцию, но является полезной для «обучения» иммунной системы.

Самые распространенные вирусные инфекции

Каждый вирус поражает, как правило, особый тип клеток, например, вирусы простуды проникают в клетки дыхательных путей, вирус бешенства и энцефалита заражают клетки центральной нервной системы. Ниже Вы найдете наиболее распространенные вирусные инфекции.

Вирусные инфекции дыхательных путей

Они, конечно, встречаются наиболее часто и касаются носа и носоглотки, горла, верхних и нижних дыхательных путей.

Вирусы, которые наиболее часто влияют на дыхательный аппарат:

Риновирусы ответственны за общую простуду, которая касается эпителия носа, горла и верхних дыхательных путей. Он передается через выделения из носа, и попадает в организм через рот, нос или глаза. Реже простуда распространяется с воздухом.
Ортомиксовирус , в его разнообразных вариантах, несет ответственность за грипп . Вирусы гриппа бывают двух типов: A и B, и каждый вид имеет в себе много различных штаммов. Штамм вируса гриппа мутирует постоянно, каждый год приносит новый вирус, отличающийся от предыдущего. Грипп атакует верхние и нижние дыхательные пути, легкие и распространяется по воздушно-капельном путем при кашле и чихании.
Аденовирусы отвечают фарингит и боль в горле.

Вирусные инфекции верхних дыхательных путей являются наиболее распространенными у взрослых, а у новорожденных и детей более часты вирусные инфекции нижних дыхательных путей, а также ларингит, который часто встречается у новорожденных, трахеит, бронхит и пневмония.

Вирусные инфекции кожи

Заболеваний вирусного происхождения, которые влияют на кожу, существует большое множество, многие из них влияют в основном на детей, например, корь, ветряная оспа, краснуха, свинка, бородавки. В этой сфере особое значение имеет вирусы герпеса , к котором относится вирус ветряной оспы.

Известны 8 различных типов, пронумерованных от 1 до 8. Особенно частыми являются инфекции 2 типом вируса герпеса: вирус Эпштейна-Барр , который вызывает монокулеоз, и цитомегаловирус. Вирусы герпеса типа 8 вызывает рак у пациентов с ослабленным иммунитетом, больных СПИДом.

Некоторые из описанных вирусных инфекций очень опасны во время беременности (краснуха и цитомегаловирус), потому что они могут, с высокой долей вероятности, вызвать пороки развития плода и выкидышей.

Все вирусы герпеса приводят к развитию хронических инфекций. Вирусы сохраняются в организме хозяина в латентной форме. Но в некоторых случаях могут «пробуждаться» и вызывать рецидивов. Типичным примером является вирус герпеса, который вызывает ветряную оспу. В латентной форме вирус скрывается в нервных ганглиях отдела позвоночника в непосредственной близости от спинного мозга и иногда пробуждается, вызывая воспаление нервных окончаний с сильными болями, которые сопровождаются образованием кожной сыпи.

Вирусные инфекции желудочно-кишечного тракта

Инфекции желудочно-кишечного тракта вызывают ротавирусы и вирус гепатита , норовирусы . Ротавирусы передаются через фекалии и чаще поражают детей и подростков, проявляются характерными желудочно-кишечными симптомами: тошнота, рвота, боли в животе и понос. Вирусы гепатита передаются через потребление загрязненных пищевых продуктов. Норовирусы передаются фекально-оральным путем, но также могут проникнуть через дыхательные пути и вызывают гриппоподобные синдромы с поражения желудочно-кишечного тракта, и, следовательно, диарею и рвоту.

Вирусные инфекции половых органов

К вируса, влияющим на репродуктивные органы мужчин и женщин, относятся вирус герпеса, вирус папилломы человека, вирус иммунодефицита человека.

Отдельного упоминания заслуживает печально известный ВИЧ, который вызывает синдром приобретенного иммунодефицита , что отражается в резком снижении эффективности иммунной системы.

Вирусные инфекции и раковые заболевания

Некоторые виды вирусов, как уже упоминалось, не убивают клетку-хозяина, а только изменяют её ДНК. Все это приводит к тому, что в будущем может нарушиться процесс репликации и образоваться опухоль.

Основные типы вирусов, которые могут вызвать развитие ракового заболевания :

Вирус папилломы . Может привести к развитию рака шейки матки.
Вирус HBV и HCV . Могут вызвать развитие рака печени.
Вирус герпеса 8 . Является причиной развития саркомы Капоши (рак кожи, очень редко) у больных СПИДом.
Вирус Эпштейна-Барр (инфекционный мононуклеоз). Может вызвать лимфому Беркитта.

Как лечат вирусные инфекции

Лекарства, используемые для борьбы с вирусными инфекциями, называются просто противовирусными препаратами .

Они работают, блокируя процесс репликации вируса, ответственного за инфекцию. Но, по мере того, как вирус распространяется по клеткам организма, сфера действия этих препаратов ограничивается, поскольку структуры, в которых они эффективны, численно ограничены.

Кроме того, они отличаются высокой токсичностью для клеток организма. Все это приводит к тому, что противовирусные препараты очень трудно использовать. Ещё больше запутывает клубок способность вирусов приспосабливаться к действию препаратов.

Наиболее часто используют следующие противовирусные препараты :

Ацикловир против герпеса;
Цидофовир против цитомегаловируса;
Интерферон альфа против гепатита B и C
Амантадин против гриппа типа A
Занамивир от гриппа типа A и B.

Поэтому лучшим лечением вирусных инфекций остается профилактика, которая основана на использовании вакцины. Но даже это оружие трудно использовать, учитывая быстроту мутации некоторых вирусов. Типичный пример - вирус гриппа, который мутирует так быстро, что каждый год происходит вспышка совершенно нового штамма, что вынуждает внедрять новый тип вакцины для борьбы с ним.

Абсолютно бесполезно принимать антибиотики при заболеваниях, вызванных вирусами. Антибиотики действуют на бактерии. Их нужно использовать только в особых случаях и по назначению врача, если он считает, что к вирусной инфекции присоединилась вторичная бактериальная инфекция.

В последние десятилетия биологи все чаще выдвигают предположения о «частичной разумности» тех или иных представителей животного или растительного мира. В последние годы некоторые исследователи сделали аналогичные предположения также в отношении микроорганизмов и грибов. Представляется, что в подобных предположениях кроется методологическая ошибка, когда черты разумности приписываются части разумного целого. Ведь если наблюдать за действиями, например, нашей руки в отрыве от всего остального, то в ее (руки) действиях тоже несложно усмотреть черты разумного поведения. Современная ноология считает, например, квазиразумное поведении сообществ одноклеточных и доклеточных организмов естественным проявлением «внутреннего диалога» (биохимического и генетического), который идет внутри каждого из нас.

Вирусы разговаривают друг с другом

Биологи нашли свидетельства того, что вирусы обладают некой формой коллективного разума и умеют распознавать «метки», которые оставляют в клетках их конкуренты и родичи, и руководствоваться ими при принятии решений.«Эти бактериофаги (вирусы, поражающие бактерий), содержат в себе две программы поведения. Одна заставляет клетку производить огромное количество своих копий и запускает в ней программу самоуничтожения, а при включении второй он интегрируется в ее ДНК и уходит в «глубокое подполье» с возможностью возрождения в будущем», - объясняет молекулярный биолог Нонья Париенте.

Болезни и инфекции не являются чем-то, чем страдает только человек и другие многоклеточные существа – между бактериями и вирусами уже несколько сотен миллионов лет идет беспрерывная война на выживание. Следы этой войны можно встретить повсеместно – в каждом миллилитре морской воды содержится до миллиарда «боевых вирусов»-бактериофагов, и примерно 70% морских микроорганизмов заражены ими.

За миллиарды лет эволюции вирусы научились обходить внимание защитных систем микробов, а последние – разработали своеобразный генетический «антивирус», систему CRISPR-Cas9, которая находит следы вирусной ДНК в геноме микроба и заставляет его совершить суицид для защиты соседних бактерий. Вирусы ответили на эти меры «эволюционной обороны», создав анти-антивирус, подавляющий CRISPR-Cas9, и биологическая гонка вооружений продолжилась.

Ротем Сорек из израильского Института науки Вейцманна в Реховоте и его коллеги нашли еще один крайне интересный пример «оружия», изобретенного вирусами, изучая то, как работает бактериофаг phi3T, заражающий обычных бацилл (Bacillus subtilis).

Изначально ученые пытались понять совсем другую вещь – то, как микробы оповещают друг друга о присутствии вируса и готовятся к отражению его атаки. Как считали ученые, зараженные бактерии выделяют в окружающую среду специальные сигнальные молекулы, которые сигнализируют другим микробам в их колонии об опасности.

Для проверки этой гипотезы Сорек и его коллеги вырастили колонию бацилл, заразили их phi3T, после чего отфильтровали жидкость, которую выделяли микробы во время заражения колонии. Часть этого раствора биологи добавили в новую колонию бактерий, предполагая, что те сигнальные молекулы, которые их погибшие товарки выделяли в питательную среду, подготовят их к новой атаке вирусов и защитят от заражения. Реальность оказалась совершенно иной.

Выяснилось, что короткие белковые молекулы arbitrium, которые биологи выделили из этого раствора, на самом деле были предназначены для общения вирусов друг с другом, а не бактерий, и их «авторами» были не микробы, а их непрошенные гости.

Эти молекулы, как показали эксперименты израильских генетиков, заставляют вирус «переключиться» с одной программы размножения на другую. В присутствии arbitrium вирусы «уходят в подполье», встраиваясь в ДНК бактерий вместо того, чтобы бурно размножаться в них и уничтожать клетки. Переключение программы происходит по той причине, что arbitrium блокирует работу вирусного белка AimR, отвечающего за запуск процедуры размножения вирусной ДНК и растворения стенок бактерии.

Зачем это нужно вирусам? Подобная система сигналов, как объясняют ученые, работает как своеобразная форма коллективного разума вирусов, который позволяет им гибко координировать свое поведение. Когда вирусов мало, им выгоднее активно размножаться, заражая новых бактерий и убивая их, однако со временем их становится слишком много и бактерии начинают коллективно реагировать на заражение, или же число бацилл падает до крайне низких значений.

В этот момент вирусы переключаются на альтернативную программу заражения, используя сигналы, подобные arbitrium, и «скрываются в толпе», выжидая новый удобный момент для заражения. По словам Сорека, его команда обнаружила более сотни других молекул, похожих на arbitrium и AimR, в других вирусах-бактериофагах, что говорит о том, что многие или даже все вирусы умеют «общаться» с себе подобными.

Возможно, что аналогичные системы существуют и в вирусах, заражающих человека, и их наличие могло бы объяснить, как ВИЧ и ряд других ретровирусов прячутся в клетках при попытке их изгнать из организма. Если ученым удастся найти молекулу, которая заставит ВИЧ навечно «окопаться» в клетке и не выходить оттуда, то проблема борьбы с ним будет решена.

По материалам Nature

Вирусы — это нетипичная форма жизни, имеющая характерные особенности. Они представляет собой своеобразную генетическую информацию, как бы упакованную до определенного времени и имеющую набор ферментов, которые необходимы вирусу для прикрепления к нужным клеткам живых организмов и для легкого проникновения внутрь клеток. Своеобразность вируса как формы жизни состоит в том, что он может активно размножаться только внутри живых клеток.

Как организм человека заражается вирусом?

Многие известные вирусы на первом этапе внедряются в слизистые оболочки дыхательных путей и половых органов. Затем вирус начинает активно растворять стенки клеток слизистой. Если в это время местный иммунитет человека ослаблен и не справляется, вирус благополучно забирается в клетку и внедряется в ее ядро. Затем вирус сбрасывает свою оболочку и начинает в буквальном смысле управлять живой клеткой. В итоге пораженная вирусом клетка больше не может выполнять свои обычные функции, а начинает, подчиняясь вирусной программе, вырабатывать вирусные белки. Через некоторое время клетка погибает, а новые вирусные частицы разносятся по всему организму, заражая все больше новых клеток. И этот процесс может продолжаться до тех пор, пока организм не обнаружит вредоносный вирус и не попытается от него избавиться.

Если иммунная система человека ослаблена, вирус может проникнуть в организм человека. Еще одна причина беспрепятственного появления вируса в организме — снижение количества фагоцитов (защитные клетки) и интерферона (белки организма с антивирусной активностью). Так вирус поселяется в живом организме.

Какие вирусы живут в организме человека?

Учеными доказано, что даже в организме здорового человека могут существовать различные вирусы. Причем вирусы, вызывающие различные заболевания, могут жить в организме человека и временно не вредить ему. Исследователи медицины уверяют, что даже здоровые люди могут являться носителями от 5 до 15 видов вирусов в организме. Вирусы могут спокойно обитать в нескольких местах организма человека — на коже, слизистой оболочке ротовой полости, слизистой оболочке носа, слизистой оболочке влагалища, в каловых массах.

В организме человека могут долгое время существовать вирусы, вызывающие простудные заболевания и пневмонию, а также аденовирусы. Причем обнаружить их можно не только на слизистых оболочках дыхательных путей, но и в других местах организма.

Различные виды вируса герпеса, как это ни страшно звучит, обнаруживаются у большинства людей в ротовой полости, на коже и в носу.

Вирус папилломы, который способен вызывать рак шейки матки, при лабораторных исследованиях обнаруживается почти у половины женщин.

Многие вирусы также обнаруживаются в выделениях человека — это является явным показателем инфекции, протекающей в организме. Это значит, что вирус уже начал свою деятельность в живом организме. Но если вирус бездействует, то его можно найти только в клетках организма, но не в жидкостях. Например, в слюне человека или в выделениях из носа «спящие» вирусы не обнаруживаются.

Существует еще много вирусов, слабо изученных исследователями. Сегодня ученые пытаются выявить новые вирусы, которые могут жить в организме человека, не причиняя ему никакого вреда, а также те вирусы, которые вызывают заболевания различной степени тяжести.