Måske er virusser slet ikke så slemme endda…

Virusser har et dårligt ry på grund af sygdomme som HIV, livmoderhalskræft, Ebola og ikke mindst Covid19, der lukkede hele samfundet ned, og fik os til at bære mundbind og spritte hænder langt oftere end vanligt.

Vi opfatter som regel virusser som en mere eller mindre alvorlig trussel mod vores helbred, og som noget, vi helst skal undgå at blive ramt af.

En artikel publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature Microbiology kaster dog nyt lys over emnet, fordi resultaterne peger på, at raske danske babyer er propfulde af tusindvis af virusser i maven, som ikke gør dem syge.

Måske er de mange virusser ligefrem med til at holde dem raske.

Vi ved ikke, hvorfor flere får kroniske sygdomme

For 100 år siden var bakterielle infektioner ansvarlige for størstedelen af alle dødsfald, og middel-levealderen var kun 50 år.

Det har vacciner og antibiotika dog lavet om på. I dag dør de fleste mennesker af kroniske sygdomme såsom kræft, diabetes, lunge- og hjertekarsygdomme.

Derudover findes der også kroniske sygdomme som astma, depression, kronisk tarmsygdom eller psoriasis, som ikke er dødelige, men som forringer livskvaliteten ekstremt meget.

Stort set alle er stigende, og vi ved ikke rigtigt hvorfor. Det er netop nogle af de spørgsmål, vi i vores forskningscenter arbejder med.

Fulgte 700 børn fra fødslen

På Herlev og Gentofte Hospital har det store forskningsprojekt Copenhagen Prospective studies on asthma in Childhood (COPSAC) været i gang siden 2010.

Her er 700 børn siden fødslen blevet fulgt meget tæt klinisk hele vejen igennem deres barndom.

Forskerne har løbende samlet en masse blodprøver, urinprøver og afføringsprøver på børnene, og så har man indsamlet en lang række data omkring deres liv, for eksempel om institutioner, bopæl, søskende, kæledyr, kostvaner med mere.

Børnene var raske, da de blev født, men en del af dem udviklede forskellige kroniske sygdomme, efterhånden som de bliver ældre.

Formålet med projektet er at finde årsagerne til, hvorfor nogle børn udvikler kronisk sygdom. Når børnene får stillet en diagnose, kan forskerne gå tilbage i tiden og sammenligne deres prøver mod de raske børn, for derved at forsøge at forstå årsagen.

Vi ved meget om bakterier – men hvad med virus?

I 2017 undersøgte forskerne på COPSAC børnenes afføringsprøver og fandt blandt andet ud af, at de børn, der udviklede astma i skolealderen, manglede en lang række bakteriearter i tarmen, allerede dengang de var babyer.

Resultatet fra COPSAC står ikke alene. I løbet af de seneste 15 år er vi internationalt kommet meget langt indenfor forskning af bakteriel mangfoldighed - både i naturen og inde i os.

Man ved nu, at der findes langt flere forskellige slags bakterier end dem, der forårsager sygdom.

Mennesker ser ud til at være beskyttet mod en lang række kroniske sygdomme som astma, autisme og diabetes, hvis man har en mangfoldig tarmflora, og det har vendt op og ned på vores forståelse af bakteriernes rolle i sundhed og sygdom.

Men hvad så med virus?

Ny metode til at trække virus ud af DNA

I dag kender de fleste kun til virusser, der forårsager sygdom, men vores nye danske studie viser altså, at der findes en langt større underskov af virusser hos raske børn, som vi ikke tidligere kendte til.

Dennis. S. Nielsen, der er professor ved KU og sidsteforfatter på det nye studie, er ekspert i de virusser, som findes i fødevarer, og hans laboratorium har udviklet en metode til at trække viruspartikler ud af for eksempel et stykke ost, så man kan få aflæst deres DNA.

I dag har Dennis S. Nielsen udviklet på metoden, så den virker til afføringsprøver, vaginalpodninger samt podninger fra halsen. På den måde kan man få et overblik over alle de virusser, der findes i prøven.

I 2016 kontaktede han forskerholdet på COPSAC med den idé, at man burde få kortlagt virusserne i børns bleer, så man kunne finde ud af, hvilke virusser der forårsager eller beskytter mod sygdom, efterhånden som børnene bliver ældre.

647 bleer senere

Ling Deng, der er lektor ved KU og andenforfatter på artiklen, har efterfølgende ekstraheret viruspartikler fra 647 bleer fra dengang børnene var 1 år gamle.

Det gør man ved først at røre børnenes afføring ud i vand, dernæst presser blandingen igennem et filter, som fanger bakterier og alt det, der er større. På den anden side af filteret findes viruspartiklerne.

De slås i stykker ved hjælp af enzymer, der nedbryder deres proteinkappe, så man kun har DNA’et tilbage.

DNA’et sendes til sekventering, og man ender med en fil på cirka én gigabyte per barn med DNA-sekvenser fra alle de vira, der var til stede i den ble.

Fandt over 10.000 virusarter

I 2018 var alle prøverne sekventerede, og da jeg åbnede filerne, lignede det en masse tilfældige DNA-sekvenser, fordi de var fra helt nye og ukendte virusser.

Jeg brugte fem år på manuelt at inddele alle de nye virus i store virusfamilier. Det endte med at vi fandt 248 virusfamilier i børnenes bleer - kun 16 af dem kendte man i forvejen.

Derfor stod vi overfor den udfordring at skulle navngive 232 nye virusfamilier, og Jonathan Thorsen, der er seniorforsker og tredjeforfatter på artiklen, fik den idé at opkalde dem efter børnene, hvis bleer indgik i studiet.

Hver virusfamilie består af flere virus-slægter, og hver slægt indeholder flere virus-arter.

Nogle af de store virus-familier, såsom Alberteviridae, består således af flere hundrede enkelte virusarter.

I alt fandt vi 10.000 virusarter i børnenes bleer, og vi har lavet et interaktivt atlas, så man kan danne sig et overblik over al den data.

Mange af de nye virus-familier ser ud til at være langt mere udbredte, end de virusfamilier man kendte i forvejen.

I alt fandt vi 10.000 virusarter i børnenes bleer fordelt på 248 virusfamilier. Kortet viser, hvordan vi har inddelt de mange virusarter, se det i en større opløsning ved at klikke her, og gå på opdagelse i de sjove navne. (Figur: Shah, S.A., Deng, L., Thorsen, J. et al., 2023)

Hvor kommer virus fra?

Det helt overraskende ved studiet er, at raske børn åbenbart allerede tidligt i livet bærer rundt på en uhørt stor mangfoldighed af virusser.

Cirka 10 gange større end mangfoldigheden af bakterier i maven.

Vi ved endnu ikke om voksnes maver indeholder lige så mange forskellige virusser som babyerne, fordi ingen endnu systematisk har kortlagt virusindholdet i tarmen hos voksne.

Derfor står vi nu med to store spørgsmål:

1. Hvor kommer alle de virusser fra?
   
2. Hvad har de af betydning for vores sundhed og helbred?

Overraskende mange forskellige virusser hos babyer

Cirka 10 procent af virusserne inficerer cellerne i tarmen.

Hvert barn var smittet med 10 til 20 af den slags infektioner på én gang uden synlige tegn på sygdom.

De resterende 90 procent af virusserne er bakterie-virus eller bakteriofager (fager), som inficerer de bakterier, der lever i tarmen.

Tarmen er et økosystem, og derfor er det naturligt, at bakterierne dernede også bliver inficerede af virus, ligesom bakterier ude i naturen.

Det overraskende var dog mangfoldigheden af de fager vi fandt, da børnene endnu ikke har haft et langt liv til at kunne samle på så stor en artsrigdom.

Virusserne bor på bakterierne

Da vi analyserede fagernes DNA, kunne vi se, at langt størstedelen (85 procent) af fagene engang har boet på DNA'et af den bakterie, som fagen inficerer.

Det kaldes en provirus, og er en opskrift på en virus, som ligger indkodet på værtens eget DNA.

Menneskers DNA er eksempelvis også fyldt med tusindvis af provirusser.

Der er tale om en overlevelsesstrategi, hvor virusser kan gå i dvale ved at indsætte deres gener i værtens DNA.

På den måde bliver virussen passivt ført videre til værtens afkom uden at provokere immunsystemet.

Hvis værten kommer i fare, hopper provirussen ud af værtens DNA, mens den kan nå det.

Så bliver den til en fysisk virus, der slår cellen ihjel og spreder sig til omkringliggende celler.

Umodent immunsystem

De fleste bakterier bærer på flere provirus som normalt ligger i dvale, men hos babyer ser de altså ud til at være er aktive.

Vi tror, det er fordi børnenes immunsystem stadig er umodent, og det betyder, at det endnu ikke har besluttet sig for, om bakterierne i maven er venner eller fjender.

Det stresser bakterierne, hvorfor provirusserne bliver aktive, og derfor ser vi den store mangfoldighed af virusser hos babyerne.

Virusserne kommer altså fra bakterierne selv, og ikke fra miljøet, tænker vi.

En dag skal vi kunne forebygge kronisk sygdom

I dag ved vi, at inflammation i kroppen spiller en rolle for flere kroniske sygdomme som astma, allergi, ADHD og depression.

Inflammation kan være et resultat af et fejlreguleret immunsystem.

Vi ved, at immunsystemet modnes i løbet af det første leveår, men det ser ud til at kræve en stor artsrigdom af bakterier i maven.

Nu hvor vi har kortlagt artsrigdommen af virusser i maven på børnene, bliver det næste skridt at fastslå, om de har nogen forbindelse til kronisk sygdom.

Jeg håber, at resultaterne en dag kan bruges til at forebygge forskellige kroniske sygdomme, før de overhovedet når at opstå, ved at pode babyer med de virusser, som de mangler.