Virusurile și bacteriile preistorice, îngeri și demoni pentru umanitate. Ce sunt ele și cât de multe le datorăm existența pe Pământ
0Virusurile străvechi au reintrat în atenția lumii științifice. Acestea, spun specialiștii pot fi și înger dar și demon pentru umanitate. O parte pot deveni leac împotriva cancerului, de exemplu, în timp ce altele pot fi ucigași cu sânge rece.
Virusurile și bacteriile aflate în straturile de pe permafrost de pe Glob stârnesc îngrijorare. Și asta în condițiile în care sistemul nostru imunitar, spun unii specialiști, nu este pregătit să le facă față, nici măcar nu le recunoaște. În plus, o parte a acestor bacterii preistorice bine ascunse în ghețari sunt rezistente la unele dintre cele mai puternice antibiotice existente. Îngrijorarea se conturează mai ales în contextul încălzirii globale și a topirii stratului masiv de gheață care scoate la iveală aceste microorganisme, unele dintre ele vechi de zeci de mii de ani. Totodată există o bivalență a acestor bacterii și virusuri preistorice. Adică, unele sunt considerate cu potențial patogen, probabil capabile să declanșeze pandemii, altele în schimb pot ajuta incredibil medicina și poate ar oferi soluții terapeutice la boli extrem de grave.
Microorganismele cărora le datorăm viața pe Pământ
Până la urmă ce sunt aceste bacterii și virusuri preistorice? Cât sunt ele de vechi și care a fost rolul lor? Oamenii de știință au încercat de-a lungul timpului să găsească o serie de explicații. Misiunea a fost foarte complicată mai ales fiindcă multe dintre aceste microorganisme nu lasă urme fosile. De exemplu, ca oasele dinozaurilor. Cercetătorii au putut fi siguri de existența lor și le-au putut cerceta doar odată cu evoluția metodelor de investigație științifică.
Și asta fiindcă au reușit să găsească semnături chimice, urme microscopice în forme de viață fosilizate și chiar să le extragă din ADN. Așa au ajuns unii experți la concluzia că aceste bacterii și virusuri preistorice ar sta la baza vieții pe Pământ. Propriu-zis, noi nu am fi existat astăzi dacă aceste bacterii și virusuri nu ar fi creat condițiile optime pentru supraviețuire, spun ei.
Să începem cu bacteriile preistorice și rolul lor. Bacteriile preistorice sunt bacterii care au trăit în perioade foarte vechi ale istoriei Pământului, cu milioane sau chiar miliarde de ani în urmă. Ele sunt printre cele mai vechi forme de viață cunoscute. Primele bacterii fotosintetice precum Cyanobacteria, au eliberat oxigen în atmosferă. Acest proces a dus la un moment crucial din istoria Pământului, numit „Great Oxidation Event”( Marea Oxigenare), petrecut acum 2.4 miliarde de ani.
Așa a fost permisă apariția respirației aerobe, care produce mai multă energie decât procesele fără oxigen, și implicit ar fi făcut posibilă evoluția organismelor complexe. Sau, pe scurt, a dus, în timp, la apariția plantelor, animalelor și a oamenilor. Fără oxigen, viața ar fi rămas la nivel microscopic. Totodată bacteriile au fost implicate în apariția celulelor eucariote (celulele cu nucleu). O bacterie a fost înghițită de o altă celulă. În loc să fie digerată, a început să trăiască în interiorul ei. Această bacterie a devenit ulterior mitocondria, „centrala energetică” a celulelor noastre. Cu alte cuvinte, noi am datora existența noastră acestor bacterii preistorice, pentru că noi suntem rezultatul direct al activității unor microorganisme de acum miliarde de ani. Practic, fiecare celulă din corpul tău conține urma unei bacterii antice. Cele mai vechi urme de bacterii datează de aproximativ 3,5–3,8 miliarde de ani, din perioada numită Arhaic. Mutând discuția la virusuri preistorice, importanța lor este deasemenea covârșitoare în evoluție.
La fel ca și bacteriile preistorice, virusurile preistorice au existat cu milioane sau miliarde de ani în urmă, în perioade foarte timpurii ale Pământului. Ele sunt probabil la fel de vechi ca primele celule sau chiar mai vechi (deși originea lor exactă este încă dezbătută). Nu avem „fosile” clasice de virusuri (pentru că sunt extrem de mici și nu au structură mineralizată), dar dovezile genetice sugerează că existau acum peste 3 miliarde de ani, posibil încă din perioada Arhaic. Ele au fost importante în istoria formelor de viață pentru că transferă gene între organisme. Acest proces numit transfer orizontal de gene a accelerat evoluția. Nu în ultimul rând, virusurile preistorice ar fi contribuit la apariția unor trăsături umane și asta fiindcă o parte din ADN-ul uman provine din virusuri antice. De exemplu, unele gene implicate în formarea placentei la mamifere au origine virală.
Pericolul din ghețuri
Există temeri în legătură cu o parte a acestor microorganisme preistorice care ies la iveală odată cu încălzirea globală și topirea stratului de gheață. Și asta în condițiile în care ar putea fi agenți patogeni, capabili să declanșeze pandemii. Mai ales în condițiile în care sistemul nostru imunitar nu recunoaște virusurile și bacteriile preistorice. „Cea mai mare preocupare este lipsa de recunoaștere a sistemului nostru imunitar. Sistemele noastre imunitare adaptive se bazează pe memorie - expunerea anterioară la agenți patogeni similari. Dacă un virus din Epoca Glaciară reapare, organismele noastre s-ar putea să nu-l recunoască. Chiar și apărarea noastră imunitară înnăscută, care identifică tipare generale asociate cu microbii, s-ar putea confrunta cu dificultăți în a răspunde la ceva antic și nefamiliar”, precizează medicul Douglas Johnson în „Frozen viruses, modern risks: Could melting permafrost spark future pandemics?” pentru Universitatea de Medicină din Carolina de Sud, Statele Unite.
Se pune problema dacă un virus arhaic poate fi reactivat și dacă este capabil să infecteze oamenii de astăzi. „Posibil - dar nu ușor. Majoritatea virusurilor reînviate până acum infectează doar amoebele, nu și animalele sau oamenii. Cu toate acestea, evoluția virală este imprevizibilă. În condițiile potrivite și cu gazde intermediare potrivite, există un risc teoretic ca un virus antic să se poată adapta pentru a infecta noi specii, inclusiv oamenii. Evenimente de propagare precum acestea nu sunt neobișnuite în istoria recentă - SARS-CoV-2, HIV și Ebola au apărut toate prin transmitere de la animal la om”, precizează Douglas Johnson.
Îngrijorări sunt produse inclusiv de bacteriile înghețate în permafrost. Mai ales că una dintre acestea descoperită recent în adâncurile Peșterii Scărișoara, din Munții Apuseni, Psychrobacter SC65A.3, este rezistentă la antibioticele moderne.
Cercetătorii au arătat că această bacterie este capabilă să reziste la 10 antibiotice moderne din opt clase diferite. Sunt însă și oameni de știință care cred că aceste virusuri preistorice sunt prea vlăguite și reprezintă un pericol redus. Cu toate acestea cercetările de laborator arată că nu trebuie să ne culcăm pe o ureche și să îndrăznim să le subestimăm. „Desigur, există și motive să credem că aceste virusuri ar putea reprezenta un pericol redus. Mulți oameni de știință subliniază faptul că virusurile reînviate sunt adesea prea fragile pentru a supraviețui condițiilor de mediu moderne - lumina ultravioletă, oxigenul și competiția microbiană le pot distruge înainte de a se putea răspândi. Cu toate acestea, faptul că unele pot încă infecta celulele gazdă în condițiile de laborator potrivite sugerează că acestea nu pot fi complet ignorate”, se arată în „Frozen viruses, modern risks: Could melting permafrost spark future pandemics?”.
Secretele din adâncurile ADN-ului, o posibilă armă împotriva cancerului?
Dincolo de îngrijorările apărute privind potențialul patogen al virusurilor preistorice, există și opinii care indică faptul că de fapt relicvele unor virusuri antice, bine ascunse în ADN-ul uman, ar putea revoluționa medicina. Adică ar putea ajuta organismul să lupte împotriva cancerului. O parte semnificativă din genomul nostru provine din virusuri care au infectat strămoșii noștri acum milioane de ani. Practic ele reprezintă 8% din genomul uman și se numesc retrovirusuri endogene umane (HERV – Human Endogenous Retroviruses). Acestea au capacitate de a transforma ARN-ul în ADN, dar totodată pot integra acest ADN în genomenul celulei gazdă. Dacă infecția afectează o celulă reproductivă (ovul sau spermatozoid), ADN-ul viral poate fi transmis generațiilor următoare. Astfel, virusul devine parte permanentă a genomului speciei.
Ei bine, un studiu realizat de Institutul Francis Crick a arătat că rămășițele latente ale acestor virusuri vechi sunt trezite la viață atunci când celulele canceroase scapă de sub control. Acest lucru ajută, în mod neintenționat, sistemul imunitar să vizeze și să atace tumora. Echipa dorește să valorifice descoperirea pentru a proiecta vaccinuri care pot stimula tratamentul împotriva cancerului sau chiar să îl prevină. „S-a dovedit că anticorpii recunosc rămășițe a ceea ce se numesc retrovirusuri endogene”, a precizat profesorul Julian Downward, director asociat de cercetare la Institutul Francis Crick pentru BBC.
Același specialist spune că retrovirusurile au trucul ingenios de a strecura o copie a instrucțiunilor lor genetice în interiorul organismului nostru.