Virus er vår beste fiende

Forskerne vil kartlegge hundretusenvis av ville dyrevirus som risikerer å smitte mennesker og utløse den neste pandemien. Men fienden har allerede bygget genene sine inn i arvematerialet vårt – og vi ville sannsynligvis ikke kunne eksistere uten dem.

Forskerne vil kartlegge hundretusenvis av ville dyrevirus som risikerer å smitte mennesker og utløse den neste pandemien. Men fienden har allerede bygget genene sine inn i arvematerialet vårt – og vi ville sannsynligvis ikke kunne eksistere uten dem.

Noen ganger kommer hjelpen fra det mest uventede hold. Det nye koronaviruset, SARS-CoV-2, har lagt hundretusenvis av mennesker i graven, gjort millioner alvorlig syke og snudd opp-ned på hverdagen vår.

Under pandemien har viruset vist seg som menneskehetens fiende. Men når et effektivt middel mot koronavirus kommer en dag, kan det paradoksalt nok komme i form av et annet virus.

Dyrene er første ledd i kjeden

Virus finnes overalt – i jorden, i havet og i alle organismer – og 60 prosent av alle smittsomme sykdommer som rammer mennesker, stammer fra dyr – akkurat som koronaviruset.

Forskerne har identifisert 263 dyrevirus som kan smitte mennesker, men det er bare toppen av isfjellet – beregninger viser at det sannsynligvis finnes millioner.

©

Venn

Harmløse virus kan brukes som vaksine mot virussykdommer. Andre virus bekjemper kreft eller resistente bakterier.

©

fiende

Virusinfeksjoner koster millioner av liv. Bare vanlig influensa krever årlig 650 000 dødsfall på verdensplan.

Et nytt prosjekt skal nå identifisere alle de dyrevirusene som utgjør en risiko for mennesker. Ved å kartlegge virusenes gener vil forskerne i Global Virome Project peke ut de som har størst sannsynlighet for å utløse en ny pandemi, og utvikle våpen mot dem – for eksempel ved å bruke andre virus som vaksiner.

For tiden arbeider forskere nettopp med å utnytte virus i kampen mot korona.

I noen av de mest lovende vaksineprosjektene setter forskerne inn en bit av koronavirus i et harmløst virus, som dermed lærer immunforsvaret å nedkjempe det farlige viruset.

Og virus kan ikke bare forvandles fra fiende til venn i kampen mot sykdommer – de er også en uunnværlig del av oss selv.

Gjennom menneskets utvikling har virus satt spor i genomet vårt, slik at 8 prosent av genene våre i dag stammer fra virus. Faktisk ville mennesker og andre pattedyr sannsynligvis slett ikke kunne eksistere uten de egenskapene som virusgener har gitt oss.

© NIH

Tre teorier plasserer virus på livets tre

Alt liv kan deles inn i rikene arkebakterier, eukaryoter og bakterier, som angripes av sine egne unike virus. Forskere vet fortsatt ikke med sikkerhet når det første viruset oppsto, men de arbeider med tre teorier.

©

TEORI 1: Virus utviklet seg til celler

I jordens ursuppe ble det dannet komplekse RNA-molekyler som kunne kopiere seg selv og sette sammen aminosyrer til en proteinkappe. Det første viruset var skapt, og noen virus utviklet seg gradvis til mer komplekse, levende celler.

  • Støtter teorien: Alle virus har noen spesielle gener som ikke finnes i levende celler. Det tyder på at virus har en felles opprinnelse.

  • Motsier teorien: Selve definisjonen av virus sier at de bare kan formere seg selv i en levende celle.

©

TEORI 2: Parasitter degenererte til virus

Noen av de aller første cellene levde som parasitter i andre større celler. Etter hvert ga de parasittiske cellene avkall på de genene som de hadde til felles med verten sin. Til slutt ble de ekstremt små og helt avhengige av vertscellen.

  • Støtter teorien: Noen virus er veldig store og minner genetisk om små bakterier, slik at de kan godt ha oppstått som parasitter.

  • Motsier teorien: Ingen eksisterende små parasitter har en livsstil som minner tilnærmelsesvis om virus.

©

TEORI 3: Cellegener utviklet seg til virus

Noen gensekvenser i nåtidens levende celler kan hoppe ut og sette seg et nytt sted i genomet. En gang i fortiden utviklet slike gener evnen til å hoppe helt ut av en celle og inn i en annen, slik at de ble til virus.

  • Støtter teorien: Hvis virus oppsto uavhengig av hverandre i hvert rike, forklarer det de store innbyrdes ulikhetene.

  • Motsier teorien: Genene i virus ligner på noen punkter ikke på genene i levende celler og stammer derfor neppe derfra.

Smitten har fulgt livet fra starten

Virus består utelukkende av arvemateriale kapslet inn i et skall av protein, og uten hjelp fra cellene som de infiserer, kan de ikke foreta seg noe som helst.

En viruspartikkel har ikke det nødvendige maskineriet til å kopiere sitt eget arvemateriale og lage sine beskyttende proteiner. Den har heller ikke noe stoffskifte til å levere den nødvendige energien.

I stedet overtar den en celle og bruker maskineriet der til å kopiere seg selv og infisere nye celler.

Men selv om virus ikke lever, er de så nært knyttet til levende organismer at det må være en felles opprinnelse.

De fleste virusene bruker RNA som sitt genetiske arvemateriale. RNA-molekyler lagrer genetisk informasjon akkurat som DNA, men dessuten kan de kopiere seg selv og dessuten framskynde biokjemiske prosesser, akkurat som enzymer.

8 prosent av menneskets gener stammer fra virus som smittet forfedrene våre.

Noen forskere mener derfor rett og slett at et RNA-molekyl som for 4 milliarder år siden klarte å sette sammen aminosyrer til proteiner og pakket seg inn i dem, kan ha vært det aller første skrittet på veien mot liv.

Forskere vil kartlegge dyrevirus

Et virus inngår i et komplekst samspill med verten sin. Mens samspillet noen ganger gjør verten syk, kan det i andre tilfeller være harmløst eller rett og slett gunstig for verten å være infisert med virus – for eksempel kan virus beskytte mot bakterieinfeksjoner.

Det komplekse samspillet illustreres av koronavirus som etter all sannsynlighet stammer fra flaggermus, der den ikke gjør noen skade og derfor fritt kan formere seg i store mengder.

Men på et tidspunkt har dette flaggermusviruset endret seg litt, så det har blitt i stand til å smitte mennesker. Hos oss lever det ikke i fredelig sameksistens, men fører til den alvorlige sykdommen covid-19, som blant annet angriper lungene.

© Shutterstock

Virus stryker i testen for liv

Tre grunnleggende krav må være oppfylt før en organisme kan kalles levende. Virus oppfyller bare to av kriteriene for liv.

Celle: Bestått. Virus: Bestått

Formering
Allting eldes og forgår med tiden, så for å overleve på sikt må en levende organisme kunne formere seg.

Celle: Bestått. Virus: Bestått

Tilpassing
Livsvilkårene endrer seg, slik at en levende organisme må kunne tilpasse seg og gi nye egenskaper i arv til neste generasjon.

Celle: Bestått. Virus: Stryk

Stoffskifte
En levende organisme må kunne omsette kjemiske stoffer for å skaffe seg energi og bygge opp og vedlikeholde seg selv.

Sykdommer som oppstår i dyr og overføres til mennesker, kalles zoonoser. Mens zoonoser i dag er årsaken til 60 prosent av alle smittsomme sykdommer, spår forskere at de i framtiden kommer til å spille en enda større rolle for menneskers helse. 75 prosent av alle nye virussykdommer som for eksempel covid-19, sars, ebola og svineinfluensa kommer nemlig fra dyr.

Det er menneskets jakt på naturressurser og appetitt på kjøtt som bringer oss i stadig tettere kontakt med de virusinfiserte dyrene. Dermed øker risikoen for at nye virus hopper fra dyr til mennesker og utløser nye pandemier.

For å imøtegå den utviklingen har et internasjonalt team av forskere nå gått sammen om et ambisiøst prosjekt som kalles Global Virome Project.

Forskerne har beregnet at det finnes opp mot 827.000 virus som inntil videre bare finnes i dyr, men har potensial til å angripe mennesker. Ambisjonen er å identifisere 99 prosent av disse virusene og fastslå hvilke dyr de infiserer og hvordan mennesker kommer i kontakt med dem.

Forskere samler inn prøver fra gnagere, flaggermus og fugler og peker ut virus som kanskje smitter mennesker.

© Patrick AVENTURIER/Gamma-Rapho/Getty Images

Prosjektet skal også kartlegge de komplette genomene for alle virus, slik at forskerne lynraskt kan gjenkjenne dem hvis de på et tidspunkt skulle infisere mennesker. Ved å studere gensekvensene håper forskerne dessuten at de kan peke ut de potensielt mest sykdomsfremkallende og smittsomme virusene og identifisere sårbare sider hos dem.

Det vil gi det best mulige utgangspunkt for å utvikle legemidler eller vaksiner før en ny pandemi for alvor bryter ut. Koronapandemien demonstrerer hvor viktig det er å kjenne genomsekvensen av et sykdomsfremkallende virus.

Ved å finstudere den genetiske koden har en amerikansk forskergruppe kunnet peke ut et protein på virusoverflaten som fungerer som en slags nøkkel til å låse seg inn i slimhinnenes celler og dermed starte en infeksjon.

Alle virus har sin egen unike nøkkel som passer i en slags lås – en såkalt reseptor dannet av proteiner – på overflaten av den cellen som viruset ønsker å infisere.

Det er bare hvis nøkkelen passer inn i låsen virus kan låse seg inn og avlevere genomet sitt, som består av DNA eller RNA og inneholder den genetiske oppskriften på å danne flere kopier av virus.

Den cellen som blir angrepet, kan ikke skille mellom genene til viruset og sine egne gener, og begynner derfor intetanende å gå det inntrengende virusets ærend og kopiere opp fienden sin.

De mange nye viruspartiklene slipper ut og begynner å angripe andre celler, mens de infiserte cellene etterlates utslitte og døende etter det ufrivillige arbeidet.

Virus kan gå i arv til barna våre

En spesiell gruppe virus som kalles retro­virus nøyer seg ikke med å kapre den infiserte cellens maskineri – de bygger samtidig sitt eget arvemateriale inn i vertens genom.

Det gjelder for eksempel de velkjente hiv- og herpesvirusene, som man derfor aldri slipper unna hvis man først har blitt infisert.

Hvis disse virusene klarer å infisere kjønns­cellene, går infeksjonen i arv til kommende generasjoner, og det har skjedd flere ganger gjennom menneskets utviklingshistorie.

Menneskets genom har gener fra virus som kanskje spilte en rolle for utviklingen av morkaken.

© LENNART NILSSON/TT/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Derfor er omkring 8 prosent av hele den menneskelige arvemassen i dag sammensatt av DNA fra virus som siden tidenes morgen har infisert stamfedrene våre. Generelt blir disse latente virusinfeksjonene holdt effektivt i sjakk av immunforsvaret, men i visse tilfeller kan de vekkes til live og føre til for eksempel autoimmunsykdommer eller kreft.

De nedarvede virusene kan imidlertid også ha spilt en viktig rolle i utviklingshistorien vår. Noen retrovirus har nemlig evnen til å undertrykke immunforsvaret – som det for eksempel er tilfellet for hiv-virus – og ifølge noen teorier har det vært avgjørende for at pattedyr kunne utvikle morkaken.

Her kommer morens og fostrets vev i tett kontakt med hverandre, slik at det oppstår risiko for en immunreaksjon som kan avstøte barnet.

Men den dag i dag blir noen av våre nedarvede virusgener helt spesifikt aktivert i morkaken, og det er med på å forhindre avstøting.

Kanskje var det de samme virusene som på denne måten tillot morkaken å utvikle seg for om lag 66 millioner år siden.

Herpesvirus nedkjemper kreft

Generelt er et virusangrep dårlig nytt for cellen som blir angrepet, men i noen tilfeller kan en virusinfeksjon være nyttig eller rett og slett redde liv.

Allerede på slutten av 1800-tallet la noen leger merke til at kreftpasienter fikk det bedre etter å ha blitt smittet med nære slektninger av for eksempel forkjølelses- eller herpesvirus.

60 prosent av alle menneskets smittsomme sykdommer stammer fra dyr. Men blant nye virussykdommer er andelen 75 prosent – for eksempel stammer koronavirus fra flaggermus.

© Jeremy Selwyn/Ritzau Scanpix

Siden har det vist seg at visse typer av virus har en spesiell forkjærlighet for kreftceller, og at de i noen tilfeller gjør langt mer skade på kreftceller enn på friske celler.

Denne kreftbeskyttende egenskapen hos noen virus er et paradoks, siden flere andre virus gjør så mye skade på de infiserte cellene at de utvikler seg til kreftceller. Verdens helseorganisasjon anslår at omkring 18 prosent av alle krefttilfeller skyldes virusangrep.

Årsaken til at noen virus likevel kan beskytte mot kreft, er blant annet at kreftceller ofte har mutasjoner som gjør det vanskeligere for immunforsvaret å få has på dem.

Men mutasjonene har den bivirkningen at virus blir tiltrukket av kreftcellene og får lettere for å angripe dem. Denne egenskapen har forskere forstått å utnytte.

I 2015 godkjente både de europeiske og de amerikanske helsemyndighetene et modifisert herpesvirus til behandling av føflekkreft, og flere andre virus blir for tiden testet i kliniske forsøk mot blant annet hjerne- og halskreft.

Virus kan også brukes til å bekjempe alvorlige infeksjoner med bakterier som er resistente overfor antibiotika.

0,03 prosent av alle de dyrevirusene som kan smitte oss, er kjent av vitenskapen.

En spesiell type virus som kalles bakteriofager, eller bare «fager», angriper utelukkende bakterier, og her formerer de seg så effektivt at bakteriene bokstavelig talt eksploderer i løpet av få minutter.

Allerede i begynnelsen av 1900-tallet eksperimenterte leger med den såkalte fagbehandlingen, der bakterieinfeksjoner behandles med virus, men metoden gikk i glemmeboken de fleste steder da penicillin og andre former for antibiotika kom på markedet på 1940-tallet.

Nå stiger interessen for fagbehandling imidlertid igjen, i takt med at problemene med antibiotikaresistente bakterier vokser.

Næringskjeden avhengig av virus

Virusets evne til å sprenge bakterier og andre celler spiller også en avgjørende rolle i naturens økosystemer. Samspillet har spesielt blitt studert i havet, der virus er involvert i nesten alle ledd av næringskjedene.

Virusene har hovedansvaret for å frigjøre næringsstoffer fra alger, plankton og bakterier ved å infisere og sprenge dem slik at næringsstoffene igjen blir stilt til rådighet for nye generasjoner av organismer.

Resistente bakterier er et økende problem. Løsningen kan være spesielle virus som angriper bakterier. De såkalte bakteriofagene kopierer seg selv inne i bakterien og sprenger den.

© Sara hougaard bagge & Great Ormond Street Hospital & Shutterstock

Virus angriper bakterien

Bakteriofagen setter seg på overflaten av den sykdoms­fremkallende bakterien. Deretter skyter den DNA-et sitt gjennom celle­-veggen og inn i bakterien.

© Sara hougaard bagge

Bakterien produserer nye kopier av virus

Bakterien kan ikke skille mellom sine egne gener og genen til bakteriofagen. Den går derfor straks i gang med å produsere nye bakteriofager etter virusets instrukser.

© Sara hougaard bagge

De nye virusene får bakterien til å eksplodere

Til slutt er det så mange bakteriofager inne i bakterien at den eksploderer. De nye bakteriofagene går på jakt etter andre bakterier av samme type og angriper dem.

Forsøk har vist at et lite glass fylt med havvann kan inneholde opptil 254 ulike virus. I 2019 avslørte en stor studie av vannprøver fra 80 ulike steder på alle sju verdenshav ikke mindre enn 195.728 ulike virus. 90 prosent av dem var helt ukjente for vitenskapen.

Studien viser at vi bare kjenner en forsvinnende liten del av all verdens virus, og nettopp det er den store utfordringen for forskerne bak Global Virome Project.

Virustrusselen kommer imidlertid ikke fra havet, men først og fremst fra fugler og landlevende pattedyr. Kartlegging av alle virus i de to dyregruppene er en enorm oppgave.

Forskerne kan finne spor av de virusene som dyr har blitt infisert med ved å utvinne gensekvenser fra dyrenes avføring og kroppsvæsker. Ut fra disse dataene anslås det at det bare i de to dyregruppene finnes om lag 1,67 millioner fortsatt ukjente virus.

Britiske Isabelle Holdaway har som den første reddet livettakket være behandling med genspleisede bakteriofager som nedkjempet resistente bakterier i jentas lever og lunger.

© Great Ormond Street Hospital

Før behandling

Isabelles lever er infisert med en bakterie som holder på å ta livet av henne.

© Great Ormond Street Hospital

Efter behandling

Allerede etter seks ukers behandling er infeksjonen stort sett forsvunnet.

Forskerne har deretter undersøkt alle kjente relasjoner mellom virus og vertene deres og sammenlignet det med historisk kunnskap om tidligere utbrudd av virussykdommer som er overført fra dyr.

All den kunnskapen har blitt gjennomarbeidet av avanserte algoritmer som har regnet seg fram til at knapt halvparten av disse virusene, opp mot 827.000, har potensialet til å angripe mennesker.

På nåværende tidspunkt kjenner vi altså bare 0,03 prosent av de virusene vi kan forvente å bli smittet av på ett eller annet tidspunkt.

Med andre ord ligger det en kolossal oppgave på skuldrene til forskerne bak Global Virome Project. Ifølge beregningene vil det ta ti år og koste 1,2 milliarder dollar å komme i mål.

Se virusjægere indsamle nye farlige virus fra dyr.

Men det kan vise seg å være gull verdt hvis resultater kan forebygge, eller dempe konsekvensene av, en ny pandemi. Til sammenligning forventes koronapandemien å ende med en regning til verdenssamfunnet på minst 5000 milliarder dollar.

Covid-19 viser den verste siden av virusenes komplekse samspill med oss.

Men de små parasittene har to ansikter, og kanskje vil det ambisiøse prosjektet avdekke nye overraskende sider av vår uunnværlige fiende.