Đâu chỉ gây bệnh, có hàng trăm nghìn tỷ virus đang sống “thiện lành” trong cơ thể chúng ta

Kể từ khi biết rằng một nửa số tế bào trong cơ thể chúng ta không thuộc về chúng ta, các nhà nghiên cứu y khoa đã đặc biệt chú ý đến vai trò của những “cổ đông” sở hữu chúng. Họ được gọi là hệ vi sinh vật – hay hệ thống sinh học của con người.

Người ta ước tính rằng cơ thể con người chứa khoảng 70 nghìn tỷ tế bào. Nhưng riêng hệ vi sinh vật đã chiếm tới 30-40 nghìn tỷ. Nghiên cứu trong vài thập kỷ qua đã chỉ ra vai trò sâu sắc của hệ vi sinh vật ở người đối với sức khỏe.

Các vi sinh vật sống trên cơ thể chúng ta có thể ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch, chức năng não và thậm chí cả biểu hiện gen của chúng ta. Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy hệ vi sinh vật có liên quan đến một số bệnh và tình trạng sức khỏe, bao gồm bệnh tim, béo phì, cảm giác thèm ăn và thay đổi tâm trạng.

Nhưng khi nói đến hệ vi sinh vật, nhiều người chỉ nghĩ đến vi khuẩn có lợi và quên rằng còn có vô số vi-rút – quần thể vi-rút “có lợi” sống trong cơ thể chúng ta.

Không chỉ gây bệnh, trong cơ thể chúng ta còn có hàng trăm nghìn tỷ loại virus đang sống “lành tính”.

Virome trong cơ thể con người

Hệ vi sinh vật của con người không chỉ là vi khuẩn. Nó còn bao gồm cả virus (virome) và nấm (mycobiome). Đối với quần thể virus, chúng có thể xuất hiện ở mọi ngóc ngách của cơ thể, đặc biệt là trên các bề mặt niêm mạc như mũi, miệng và ruột.

Những loại virus này cũng có thể được phân phối trong vi khuẩn tạo nên hệ vi sinh vật của con người. Trong một số trường hợp, virus thậm chí có thể tích hợp vào bộ gen của chúng ta, dưới dạng virus nội sinh hoặc tiền virus.

Mỗi người chúng ta đều có một quần thể virus độc đáo với sự cân bằng giữa các loài. Quần thể virus thậm chí thay đổi theo thời gian và độ tuổi, lối sống, vị trí địa lý và thậm chí là theo mùa trong một năm.

Các nhà khoa học vẫn chưa thể ước tính số lượng vi-rút trong cơ thể chúng ta. Nhưng theo tỷ lệ thường thấy trong tự nhiên, chúng ta biết rằng vi-rút nhiều hơn vi khuẩn gấp 10 lần. Do đó, quần thể vi-rút trong cơ thể con người dự kiến ​​sẽ ở đâu đó trong khoảng 300-400 nghìn tỷ.

Thực khuẩn thể

Chúng ta biết rằng virus thích lây nhiễm tế bào người và gây bệnh. Bệnh đậu mùa, viêm gan, HIV và gần đây nhất là đại dịch Covid-19 đều do virus gây ra. Nhưng không phải tất cả virus sống trong cơ thể chúng ta đều lây nhiễm tế bào người và gây bệnh. Nhiều loại virus này thực sự vô hại, nếu không muốn nói là hữu ích.

Chúng là các thể thực khuẩn lây nhiễm vi khuẩn. Bất cứ nơi nào có vi khuẩn trong cơ thể, cũng có vi-rút lây nhiễm chúng. Các nhà khoa học tin rằng các quần thể vi-rút này là thành phần năng động, đa dạng và nhiều nhất của toàn bộ hệ vi sinh vật của con người.

Thực khuẩn thể là loại virus lây nhiễm cho vi khuẩn.

Bacteriophage là dạng sống phong phú nhất trên Trái Đất. Chúng được tìm thấy ở hầu hết mọi nơi. Ngay cả trong một số nguồn nước sạch, mật độ phage có thể đạt tới 10 tỷ trên một lít.

Thể thực khuẩn lây nhiễm vi khuẩn, chiếm quyền điều khiển bộ máy tế bào và sử dụng nó để sao chép vật liệu di truyền và sinh sôi.

Khoa học đã chứng minh rằng vi khuẩn có lợi sống trong đường ruột có thể quyết định sức khỏe của chúng ta, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi các loại thực khuẩn thể lây nhiễm chúng cũng đóng vai trò quan trọng.

Vì virus lây nhiễm vi khuẩn nên một số nhà khoa học đã có ý tưởng sử dụng chúng để điều trị nhiễm trùng từ những năm 1920. Những loại virus này hóa ra có hiệu quả trong việc tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh.

Khi một phage lây nhiễm vi khuẩn, nó tự sao chép hàng chục ngàn lần bên trong tế bào của nó. Khi vi khuẩn không còn có thể chứa virus, nó thực sự tự xé mình ra. Hàng chục ngàn phage thoát ra và tiếp tục lây nhiễm và tiêu diệt các vi khuẩn khác.

Điểm độc đáo là mỗi loài phage chỉ lây nhiễm một chủng vi khuẩn cụ thể. Điều này giúp vi khuẩn có lợi trong hệ vi sinh vật của chúng ta được an toàn. Bacteriophage cũng không lây nhiễm tế bào người và khiến chúng ta bị bệnh. Chúng cũng có thể tiến hóa cùng với vi khuẩn, do đó chúng không tạo ra khả năng kháng thuốc.

Có thể nói rằng liệu pháp phage là một liệu pháp đặc hiệu và không có tác dụng phụ. Tuy nhiên, việc tìm ra loại phage phù hợp trong số hàng nghìn tỷ loài tồn tại trên Trái đất để lây nhiễm một chủng vi khuẩn nhất định không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.

Ngược lại, thuốc kháng sinh có phổ rộng và tác dụng nhanh, tiêu diệt nhiều chủng vi khuẩn mà con người sau đó đã chọn để chống lại nhiễm trùng. Liệu pháp phage cũng không còn được sử dụng sau những năm 1950, vì ngày càng có nhiều loại thuốc kháng sinh.

Nhưng hiện nay, khi vi khuẩn bắt đầu tiến hóa và kháng lại ngày càng nhiều loại kháng sinh, thậm chí là tất cả các loại kháng sinh, liệu pháp thực khuẩn đang trở thành hy vọng cho nhân loại.

Virome là người bạn suốt đời của chúng ta

Một số nhà khoa học đã đặt ra câu hỏi: Vi khuẩn bắt đầu sống trên cơ thể chúng ta từ khi nào? Một nghiên cứu được tiến hành trên trẻ sơ sinh cho thấy ngay từ khi sinh ra, cơ thể con người đã có vi khuẩn, nhưng không tìm thấy sự hiện diện của virus.

Phải đến một tuần sau khi sinh, virus mới được tìm thấy trong phân của trẻ sơ sinh, với nồng độ cực cao. Theo đó, mỗi gam phân của trẻ sơ sinh chứa tới 100 triệu hạt virus, phần lớn là virus lây nhiễm vi khuẩn.

Từ đó, virome của chúng ta thực sự đã trở thành người bạn đồng hành suốt đời của chúng ta. Như đã đề cập, mỗi người chúng ta đều có một virome khác nhau, và các phage cũng vậy, được gọi là phageome.

Những người có chế độ ăn tương tự nhau sẽ có nhiều điểm tương đồng hơn trong hệ thực khuẩn thể của họ, nhưng nhìn chung, hệ thực khuẩn thể của một người thường rất khác so với người khác.

Virome sẽ tồn tại trong cơ thể chúng ta suốt quãng đời còn lại, và một phần của nó vẫn tồn tại sau khi chúng ta chết.

Bacteriophage có thể tiêu diệt vi khuẩn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chúng cũng sống cộng sinh và có lợi cho vi khuẩn. Ví dụ, trong ruột, bacteriophage tồn tại chủ yếu dưới dạng prophage. Đây là mã di truyền của vi-rút được tích hợp vào bộ gen của vi khuẩn.

Là prophage, virus không gây hại cho vi khuẩn – chúng tồn tại ở trạng thái cộng sinh. Vi khuẩn được giữ sống, trong khi prophage cũng chỉ sinh sản một lần mỗi lần vi khuẩn sinh sôi.

Và vì vi khuẩn có thể trao đổi vật liệu di truyền với nhau, nên mã di truyền của prophage cũng có thể được truyền từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác. Và vì vậy chúng vẫn tồn tại ngay cả sau khi con người chết.

Nghiên cứu Virome: Một khoa học mới

Với vai trò không thể phủ nhận của mình đối với con người, hệ thống virus trong cơ thể chúng ta đang dần trở thành một ngành khoa học thu hút nhiều nhà nghiên cứu. Tuy nhiên, việc tìm hiểu về virus không phải là điều dễ dàng.

Các vi khuẩn đã được nghiên cứu trong cơ thể chúng ta có kích thước khoảng 0,41010 micromet. Để dễ hình dung, 10 micromet chỉ bằng 1/10 milimét. Và vi-rút thậm chí còn nhỏ hơn thế, chỉ từ 0,02 đến 0,4 micromet.

Không có kính hiển vi quang học nào có thể nhìn thấy virus, vì chúng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng. Do đó, các nhà khoa học phải sử dụng kính hiển vi điện tử, sử dụng chùm tia điện tử để quan sát chúng.

Nhưng kích thước nhỏ bé của loại virus này chỉ là một trong nhiều thách thức khác.

Trước đây, khi nghiên cứu vi khuẩn trong cơ thể, các nhà khoa học thường trích xuất thông tin di truyền của chúng. Từ đó, họ phân lập các đoạn mã di truyền cụ thể và đối chiếu chúng với các cơ sở dữ liệu hiện có để xác định các loài vi khuẩn mới và dòng dõi cũng như họ hàng của chúng.

Nhưng virus không chia sẻ bất kỳ gen tương đương nào giữa các loài, khiến các kỹ thuật di truyền trước đây không phù hợp để nghiên cứu virome. Chỉ đến khi các nhà khoa học có được các công cụ để giải trình tự toàn bộ bộ gen thì virus mới bắt đầu tự bộc lộ trước mắt họ.

Điều này đã tạo ra một thực tế là, trong khi chúng ta biết về vi khuẩn gây bệnh và có lợi, thì vi-rút thường chỉ được nhìn nhận từ một phía. Bây giờ chúng ta biết nhiều hơn về vi-rút gây bệnh hơn là vi-rút có lợi sống ngay trong cơ thể chúng ta.

Để có được bức tranh chính xác hơn về virus chắc chắn sẽ cần nhiều nghiên cứu hơn, nhưng từ những gì chúng ta đã biết cho đến nay, chúng ta có thể chắc chắn rằng virus không phải lúc nào cũng có hại.

Tham khảo Medicalnewstoday