Sie haben wahrscheinlich schon vom menschlichen Mikrobiom gehört, der Ansammlung von Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen, mit denen wir unseren Körper teilen – einschließlich des Mikrobioms der Haut und des Darms. Aber wie viel wissen Sie über das „Virome“? Es ist die Summe aller Viren in unserem Körper, die in jedem Gewebe von unserem Blut bis zu unserem Gehirn zu finden sind und sogar in den genetischen Code unserer Zellen verwoben sind.
Viren sind die zahlreichsten Organismen auf der Erde. Während wir davon ausgehen, dass wir ungefähr so viele Bakterienzellen wie menschliche Zellen in unserem Körper haben (rund 37 Billionen), haben wir wahrscheinlich noch einmal mindestens 10 Mal so viele Viruspartikel. Viele dieser Viren sind an wesentlichen Körperprozessen beteiligt und bilden einen Teil unseres inneren Ökosystems. Es ist wahrscheinlich sicher zu sagen, dass wir nicht lange überleben könnten, wenn sie alle verschwinden würden.
Wir haben jedoch noch einen langen Weg vor uns, bevor wir auch nur annähernd verstehen, was die meisten dieser Viren genau tun oder was überhaupt die meisten von ihnen sind . Es wurde geschätzt, dass das Gebiet der Virologie bisher nur etwa 1 Prozent der existierenden viralen Vielfalt erforscht hat.
Die meisten Viren bleiben unentdeckt und werden von einigen Wissenschaftlern als „virale dunkle Materie“ bezeichnet. Trotzdem treten sie in allen Teilen unseres Körpers auf. Eine im Juni 2020 veröffentlichte Studie unter der Leitung von Dr. Kei Sato von der Universität Tokio fand Viren in menschlichem Gewebe, einschließlich Gehirn, Blut, Niere und Leber.
Satos Team wollte diese Viren quantifizieren, um einen viralen „Atlas“ menschlichen Gewebes zu erstellen. Sie taten dies, indem sie RNA-Sequenzdaten mit bestehenden Bibliotheken viraler Genome abgleichten, aber das bedeutete, dass sie nur die Handvoll bekannter Viren berücksichtigen konnten, die sich bereits in diesen Bibliotheken befanden.
Laut Sato bedeutet dies, dass derzeit tendenziell nach bekannten Viren gesucht wird, die meistens schädlich sind, die als „pathogen“ bekannt sind. Er erklärt:„Zusätzlich zu den Verzerrungen in unseren genetischen Referenzbibliotheken ist es schwierig, Proben in gesundem Gewebe außerhalb des Darms zu sammeln, was bedeutet, dass uns möglicherweise viele harmlose oder sogar potenziell nützliche Viren fehlen.“
Es ist leicht, sich Viren als böswillige fremde Eindringlinge vorzustellen. Nach dem Kontakt mit der Oberfläche einer menschlichen Zelle injiziert ein Virus seinen DNA- oder RNA-Code, entführt die Maschinerie der Zelle und verwandelt sie effektiv in eine Fabrik zur Herstellung neuer Viren.
Wenn Sie sich jetzt einen Virus vorstellen, stellen Sie sich vielleicht seine raumschiffartige Proteinhülle vor, die als „Kapsid“ bezeichnet wird und mit der sie sich zwischen Zellen transportieren. Möglicherweise sehen Sie das für die COVID-19-Pandemie verantwortliche Coronavirus SARS-CoV-2 mit seiner „Krone“ aus Stacheln, die die Kapsidoberfläche bedecken.
Viren sind jedoch nicht so fremdartig, wie sie erscheinen mögen.
Der Begriff „Virus“ beschreibt eigentlich Entitäten mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. Wie Professor Frederic Bushman, ein Weltexperte für das menschliche Mikrobiom von der University of Pennsylvania, feststellt:„Manchmal stimmen unsere Worte für Dinge in der Welt nicht mit dem überein, was da ist.“
Beispielsweise können Viren durch verschiedenste Mechanismen übertragen werden. Bei einigen, den so genannten endogenen Retroviren, wandert virale DNA direkt zwischen menschlichen Zellen, da sie in Chromosomen integriert sind. Tatsächlich bestehen 8 Prozent unseres menschlichen Genoms aus diesen endogenen Retroviren.
Nur ein kleiner Bruchteil – weniger als 2 Prozent – unserer DNA kodiert für die direkte Produktion von Proteinmolekülen (in einem Prozess, der als Transkription bekannt ist), und Biologen dachten früher, der Rest sei nicht funktionsfähig – manche nannten ihn sogar „Junk-DNA“. '. Nun wird angenommen, dass viele dieser DNA von früheren Virusinsertionen stammen, und wir haben entdeckt, dass sie für die Regulierung der Transkription anderer Gene äußerst wichtig ist.
Einige Virusgene kommen in menschlichen DNA-Regionen vor, die essentielle Proteine produzieren. Im Laufe der Evolutionsgeschichte wurden diese Gene für die wesentlichen Funktionen unseres Körpers kooptiert, daher ist unklar, ob wir sie menschliche oder virale Gene nennen sollten.
Ein Gen, das bei der Entwicklung der menschlichen Plazenta verwendet wird, stammt von einem endogenen Retrovirus, wo es sich zuerst entwickelte, um Proteine herzustellen, die Wirtszellen miteinander verschmelzen. In unserer evolutionären Vergangenheit scheint dieser Prozess des Generntens über den Baum des Lebens viele Male stattgefunden zu haben. Es wurde vermutet, dass etwa 145 unserer 20.000 Gene aus einem solchen horizontalen Gentransfer hervorgegangen sind.
Durch die Übertragung genetischer Moleküle zwischen verschiedenen Arten auf diese Weise verknüpfen Viren den Evolutionsbaum effektiv zu einem verworrenen Netzwerk.
Viren bekommen jedoch oft eine schlechte Presse, weil die gut publizierten schädliche Auswirkungen haben und Krankheiten wie AIDS, Ebola, Windpocken und natürlich COVID-19 verursachen. Wir haben tatsächlich sehr wenig Verständnis dafür, wie sich die meisten Viren auf den Menschen auswirken.
Es könnte über 320.000 verschiedene Viren geben, die Säugetiere infizieren, von denen viele harmlos sind, während einige uns sogar Vorteile bringen könnten.
Einige Viren, sogenannte Bakteriophagen, greifen beispielsweise Bakterien in unserem Körper an und spielen daher eine entscheidende Rolle bei der Regulierung unseres Mikrobioms. So wie sich eine invasive Wildtierart außer Kontrolle vermehren kann, wenn sie ein neues Gebiet ohne Feinde oder Krankheitserreger betritt (denken Sie an Aga-Kröten in Australien oder Ratten auf tropischen Inseln), so würden auch Bakterien unseren Körper ohne diese Regulierungsmechanismen außer Kraft setzen. P> 
Viren scheinen auch wichtig für die Regulation unseres Immunsystems zu sein. Beim Menschen kann das Hepatitis-G-Virus vor HIV schützen, während das Herpesvirus bei Mäusen dafür bekannt ist, Autoimmunerkrankungen zu reduzieren. Dies sind Krankheiten, die ein wesentlicher Faktor bei vielen modernen Erkrankungen des Menschen sind, von Asthma bis zum Reizdarmsyndrom.
Daher vermuten viele Forscher, dass Viren eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des „Immuntonus“ beim Menschen spielen (d. h. ein gesundes Immunsystem, das bereit ist, auf Krankheitserreger zu reagieren, das nicht über- oder unteraktiv ist), obwohl die Identität und Rolle spezifischer Viren ist wenig bekannt.
Nichts davon soll die schädlichen Auswirkungen einiger Viren und die verheerenden persönlichen Auswirkungen, die sie auf das Leben der Menschen haben können, leugnen. Viele Viren sind eindeutig sehr schädlich für uns und Menschen haben Mechanismen entwickelt, um ihren Angriffen entgegenzuwirken. Das Team von Bushman zeigte im April 2020, dass das Stillen das Auftreten potenziell pathogener Viren reduziert, die auf menschlichen Zellen im Darm des Säuglings wachsen.
In seiner Gesamtheit ist das menschliche Virom weder „gut“ noch „böse“ – es ist einfach ein uralter Teil von uns. Viren haben eine tiefe evolutionäre Beziehung zu Tieren und Pflanzen. Jede Zelle in Ihrem Körper ist Teil einer ununterbrochenen Lebenskette, die sich über 3,8 Milliarden Jahre erstreckt. Viren waren von Anfang an ein wichtiger Teil dieses evolutionären Walzers.
Je mehr wir über das Virom erfahren, desto mehr erkennen wir, wie wichtig einige Aspekte für ein gesundes Leben sind. Erwarten Sie also eine kommende Revolution in unserer Vorstellung von Viren.
Denken Sie daran, dass wir früher alle Bakterien als gefährliche „Keime“ betrachteten, bis wir schließlich ein differenzierteres Verständnis dafür erlangten, wie sie unsere Gesundheit stützen:Eine Störung des bakteriellen Mikrobioms ist heute an einer Vielzahl von Krankheiten beteiligt, wie z. B. Morbus Crohn, reizbar Darmsyndrom, Typ-2-Diabetes und sogar psychische Störungen wie Depressionen.
Wir sind wandelnde Ökosysteme – Chimären aus tierischen Zellen, Viren, Bakterien, Pilzen und anderen, und die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts dieser Ökosysteme ist für unser Wohlbefinden von entscheidender Bedeutung.
Wir müssen noch genau verstehen, wie unser menschliches Virus funktioniert, aber Störungen können unvorhergesehene Folgen haben. Soziale Distanzierung und der weit verbreitete Einsatz viruzider Chemikalien – sowohl das Besprühen öffentlicher Plätze als auch die Händedesinfektion zur Verringerung der Virusübertragung – waren ein entscheidendes Element im Kampf gegen die aktuelle COVID-19-Pandemie.
Diese Änderungen des Lebensstils und andere, wie z. B. die Änderung unserer Ernährung und die Art und Weise, wie wir mit anderen Menschen interagieren, werden wahrscheinlich unser Virom verändern. Wie Sato abschließend sagt:„In der aktuellen COVID-19-Pandemie sehen viele Menschen Viren einfach als ‚den Feind‘, aber wir müssen die möglichen gesundheitsfördernden Aspekte unseres menschlichen Virus besser verstehen.“
Das Tempo neuer Entdeckungen in der Virologie ist atemberaubend, seien Sie also auf viele weitere aufregende Entdeckungen gefasst, die die geheime Ökologie unserer inneren Welt ans Licht bringen.