10 Manieren Parasieten, virussen en bacteriën hebben menselijke wezens geholpen

Parasieten, bacteriën en virussen zijn de gesel van de mensheid zolang we hier zijn geweest, maar ziekte heeft onze geschiedenis hervormd en onze evolutie beïnvloed. Parasieten hebben ons immuunsysteem een ​​boost gegeven om op gang te komen en de bescheiden bacterie heeft geholpen de vorm van deze planeet te dicteren. Soms lijkt het erop dat wij mensen gewoon speelgoed zijn in hun handen, maar het zijn niet alleen wispelturige krachten geweest die ons als rommelpoppen omgooien. Deze micro-organismen hebben ook ongelooflijke dingen gedaan om de mensheid te helpen.

10De virussen die we uit Afrika voerden, hebben ons geholpen te overleven

Dankzij de wetenschap van de virale moleculaire genetica weten we nu vrij veel van de insecten die ons op ons evolutionaire pad hebben geïnfecteerd en we hebben ontdekt dat deze lifters nogal wat hebben gedaan om ons onderweg te helpen. Het was bijvoorbeeld de evolutionaire druk die ze op ons immuunsysteem uitoefenden die het zo robuust maakten als het nu is. Bovendien kunnen virussen een rol hebben gespeeld bij het verlies van specifieke receptoren die we ooit bezaten op het oppervlak van onze cellen die besmettelijke agentia konden vasthouden en gebruiken om ziekten te veroorzaken. Door het menselijke lichaam van deze ziektebron te bevrijden, creëerden virussen een veiligere omgeving voor zichzelf, ten voordele van alle betrokkenen.

Maar ze hebben mogelijk ook een rol gespeeld om ervoor te zorgen dat dit bij concurrerende hominide soorten wel het geval was Homo sapiens dat kwam er bovenop. Terwijl onze soort zich ontwikkelde, moedigden ziekten en parasieten de genetische diversiteit aan en ruimden ze de ongeschikte mens af. Eens de eerste Homo sapiens het continent verlaten, brachten ze hun aanstekelijke agentschappen en parasieten mee. Als je hebt gelezen over Noord-Amerikaanse en Europese pokken, weet je hoe dit gaat.

Hoewel het niet de enige factor zou zijn geweest, zouden virale parasieten zich verspreiden naar andere hominiden zoals Homo neanderthalensis (Neanderthalers), die geen eerdere blootstelling aan de nieuwe bugs hadden gehad en een nasale structuur hadden die minder efficiënt was in het filteren van lucht en het tegenhouden van nieuwe virussen. Ze zouden andere hominide soorten hebben verwoest, omdat de insecten werden geprimed om in vergelijkbare omgevingen te leven, maar de mensachtigen waren niet voorbereid om ze te ontvangen. Modellen hebben aangetoond dat als Neanderthalers een sterftecijfer hadden dat slechts 2 procent hoger was dan bij mensen, het voldoende zou zijn geweest om hun uitsterven te veroorzaken na 1000 jaar competitie. Hoewel ziekte ongetwijfeld niet de enige factor was, zou het zeker een grote rol hebben gespeeld.

De meeste modellen van de evolutie van de menselijke ziekte beweren dat ze voornamelijk evolueerden tijdens het Neolithicum, nadat de mens uit Afrika verhuisde en de populaties toenamen, dus er is enig bewijs voor deze selectieve virale druk. Veel van deze vroege virussen zijn zelfs zo succesvol geweest dat hun genen letterlijk een deel van ons DNA zijn geworden. Er is bijvoorbeeld gevonden dat het menselijk genoom genen uit de Borna virus dat ongeveer 40 miljoen jaar geleden werd opgedaan. Wetenschappers hebben namelijk ongeveer 100.000 elementen van menselijk DNA geïsoleerd die afkomstig zijn van virussen, meestal binnen het zogenaamde 'ons DNA'. De virussen die het grootste deel van ons junk-DNA vormen, worden endogene retrovirussen genoemd en dat is zo. een groot deel van ons dat een wetenschapper onlangs een, 'terug naar het leven', heeft meegebracht en zelfs hamsters en katten ermee heeft besmet.

9Modern daagse medische toepassingen van bloedzuigers en maden

Duizenden jaren lang heeft de Europese bloedzuiger (Hirudo medicinalis) werd in de geneeskunde gebruikt voor aderlating, waarbij een breed scala van aandoeningen van aambeien tot oorinfecties werd behandeld. De praktijk gaat zo ver terug in de tijd dat een Egyptisch schilderij uit 1500 voor Christus. geeft hun gebruik weer. Hoewel sommige naties nooit zijn gestopt met het gebruik ervan, raakte de praktijk uit de gunst in de westerse wereld met de kennis van bacteriën en de daaropvolgende focus op de kiemtheorie voor medische behandeling.

In de jaren zeventig en tachtig echter kwamen bloedzuigers terug. Cosmetische en reconstructieve chirurgen vonden dat ze een effectieve methode waren om bloed af te tappen van gezwollen gezichten, zwarte ogen, ledematen en cijfers. Ze zijn ook nuttig voor het opnieuw bevestigen van kleine lichaamsdelen zoals oren en lippen van de huid, omdat ze bloed wegtrekken dat het genezingsproces zou kunnen stollen en onderbreken. Bloedzuigers hebben mensen gered van amputaties en kunnen zelfs de pijn van artrose verlichten. Zelfs dierenartsen gebruiken ze soms.

Maden, aan de andere kant, zijn de schoonmaakploeg van de natuur. Ze zijn geweldig voor het wegeten van dood of besmet vlees, en onthullen het gezonde weefsel eronder in een proces dat debridement wordt genoemd. Ze zijn onder andere ook een effectieve behandeling gebleken voor zweren, gangreen, huidkanker en brandwonden.

Maggots en bloedzuigers, hoe grof ook, zijn zo effectief dat de FDA ze in 2010 classificeerde als de eerste, Äúlive medische artikelen, waardoor de weg werd geëffend voor een hele branche die biotherapie heet. Er is zelfs een organisatie met de naam Biotherapeutics Education and Research Foundation (BTERF) opgestaan ​​om mensen bewust te maken van het nieuwe gebruik van deze oude beestjes en er zijn verschillende bedrijven die ze verkopen.

8 parasieten en onze immuunsystemen kunnen mede geëvolueerd zijn om ons tegen allergieën te beschermen

Onderzoekers die de effecten van gastro-intestinale parasieten bestuderen, hebben een verbazingwekkende theorie bedacht: nadat parasieten onze gastro-intestinale systemen voor het eerst koloniseerden, evolueerden ze gedurende miljoenen jaren het vermogen om ons immuunsysteem te onderdrukken. Tegelijkertijd evolueerden onze eigen lichamen om het effect gedeeltelijk te compenseren.

Het verbazingwekkende deel, en wat dit betekent voor de menselijke gezondheid, is dat zodra parasieten en onschadelijke micro-organismen die aanwezig zijn in water en bodem grotendeels zijn verwijderd uit hun natuurlijke omgeving binnenin ons in ontwikkelde landen door het gebruik van moderne geneeskunde, onze immuunsystemen eigenlijk overcompenseren voor hun verlies, leidend tot allergieën en zelfs verhoogde kansen op astma en eczeem.

Deze "oude vrienden" -hypothese (soms aangeduid als de "hygiëne-hypothese", hoewel het eigenlijk meer een complementaire theorie is) heeft de laatste jaren meer steun gekregen omdat we nieuwe manieren identificeren die micro-organismen ons hebben helpen overleven gedurende de eonen. Klinische proeven zijn uitgevoerd met wormen om te testen tegen multiple sclerose, IBD en allergieën.

De belangrijkste voorstander van de hypothese van de oude vrienden is Graham A.W. Rook van University College London. Hij stelde het eerst voor in 2003 en sindsdien is het ook voorgesteld als een mogelijke oorzaak van sommige vormen van stress en depressie.

Sommige mensen hebben de oude vriendenhypothese tot zijn uiteindelijke logische conclusie genomen dat als het verwijderen van onze parasieten uit de samenleving heeft geleid tot gezondheidsproblemen, we ze terug moeten zetten. In 2008 voerde John Fleming, hoogleraar neurologie aan de University of Wisconsin, een klinische studie uit waarin hij multiple sclerose-patiënten met parasitaire wormen infecteerde om hun effectiviteit tegen de ziekte te testen. Gedurende een periode van drie maanden werden patiënten met gemiddeld 6,6 actieve laesies rond de zenuwcellen van hun hersenen teruggebracht tot een gemiddelde van twee. Toen de proef voorbij was, schoot het aantal laesies binnen twee maanden terug naar 5,8. In eerdere studies leken de parasieten ook positieve effecten te hebben op colitis ulcerosa en de ziekte van Crohn.

Parasiettherapie bevindt zich echter nog in de experimentele fase en heeft waarschijnlijk negatieve effecten die opwegen tegen de positieve. Vanaf nu heeft de FDA de wormen geclassificeerd als biologische producten die niet verkocht kunnen worden totdat ze veilig zijn gebleken. Slechts één soort, Trichuris suis, is goedgekeurd voor testen onder de Investigational New Drug (IND) -status.

7Virotherapy

Een van de meest opwindende en veelbelovende takken van de geneeskunde in de afgelopen decennia is virotherapie, een biotechnologische techniek om virussen te herprogrammeren om ziekten te behandelen. In 2005 kondigden onderzoekers van de UCLA aan dat ze een van de dodelijkste vijanden van de mensheid in een kankermoordenaar hadden veranderd toen ze een gemodificeerde stam van HIV herprogrammeerden om kankercellen op te sporen en te vernietigen. Rond dezelfde tijd hebben onderzoekers van de Mayo Clinic in Rochester, Minnesota het mazelenvirus aangepast om hetzelfde te doen.

De techniek is vergelijkbaar met die voor het kweken van genetisch gemanipuleerde planten, in die zin dat een virus wordt gebruikt als een genafleveringsvoertuig. Het is al lang erkend als het meest efficiënte middel voor genoverdracht. Dit systeem wordt gebruikt voor de productie van nuttige eiwitten in gentherapie en heeft een groot potentieel voor de behandeling van immunologische stoornissen zoals hepatitis en HIV.

Van virussen is bekend dat ze de potentie hebben om kanker te behandelen sinds de jaren 1950, maar de komst van chemotherapie vertraagde de voortgang. Vandaag de dag blijkt virotherapie uiterst effectief tegen tumoren te zijn zonder de gezonde cellen eromheen te beschadigen. Klinische onderzoeken naar oncolytische virotherapie hebben lage toxiciteit en veelbelovende tekenen van werkzaamheid aangetoond. In 2013 werd een medicijn met de naam talimogene laherparepvec (TVEC) het eerste medicijn op basis van een tumor-dodend virus dat slaagde in tests in een laat stadium.

Een van de grootste uitdagingen voor onderzoekers is hoe ze het virus kunnen afleveren waar het het meeste goed zal doen voordat het lichaam het als een indringer herkent en een verdediging opstart. Het huidige onderzoek is gericht op het vinden van natuurlijke tumor-gerichte 'dragers', cellen die het virus kunnen afleveren zonder dat de cel of het virus zijn normale biologische functies verliest.

6 Virussen gebruiken om bacteriële infecties te genezen

Bacteriofagen zijn virussen die specifiek bacteriën aanvallen. Eerst erkend door Frederick Twort in 1915 en Felix d'Herelle twee jaar later, zijn ze gebruikt om vele aspecten van virussen te bestuderen sinds de jaren 1930. Ze komen vooral veel voor in de bodem, waar veel soorten bacteriën hun thuis vinden.

Omdat fagen het metabolisme van bacteriën verstoren en ze vernietigen, is lang erkend dat ze een rol kunnen spelen bij de behandeling van een breed scala aan bacteriële ziekten. Vanwege de innovatie van anti-biotica, werd faagtherapie echter grotendeels uitgesteld totdat de opkomst van antibioticaresistente bacteriën een hernieuwde interesse in het veld genereerde.

Een individuele faagsoort is over het algemeen alleen effectief tegen een klein aantal bacteriën of zelfs een specifieke soort (zijn primaire gastheersoort), die oorspronkelijk als een nadeel werd gezien. Omdat we meer hebben geleerd over de gunstige aspecten van onze natuurlijke flora, is het echter erkend als het voordeel dat het is. In tegenstelling tot antibiotica, die bacteriën zonder onderscheid doden, kunnen bacteriofagen de ziekteverwekkende organismen aanvallen zonder schade aan te richten aan andere bacteriën die in ons leven.

Terwijl bacteriën resistentie tegen zowel antibiotica als fagen kunnen ontwikkelen, duurt het slechts enkele weken in plaats van een paar jaar om nieuwe faagstammen te ontwikkelen. Fagen kunnen ook een gemakkelijkere tijd hebben om het lichaam binnen te dringen en hun doelwit te lokaliseren, en zodra de doelbacterie vernietigd is, stoppen ze met reproduceren en sterven ze snel uit.

5Vaccines

Vanaf de jaren 1790, toen Edward Jenner 's werelds eerste vaccin tegen pokken ontwikkelde met een minder virulente stam die koepokken wordt genoemd om patiënten te inoculeren, hebben vaccins talloze miljoenen levens gered. Sindsdien zijn verschillende soorten vaccins ontwikkeld.Verzwakte of, Äúlive`, vaccins gebruiken levende virussen die zijn verzwakt of veranderd zodat ze geen ziekte veroorzaken, terwijl geïnactiveerde of, Äúkilled'-vaccins dode micro-organismen of toxines bevatten die gewoonlijk tegen bacteriële infecties worden gebruikt. Sommige vaccins, inclusief subunit- en conjugaatvaccins, evenals recombinante en genetisch gemanipuleerde vaccins, gebruiken alleen een segment van het infectieuze agens.

Wanneer een vaccin wordt geïnjecteerd, gaat de ziekteverwekker aan het werk, maar er is niet genoeg van het om zich te vermenigvuldigen met de snelheid die het nodig heeft om in de wacht te kunnen blijven staan. Het lichaam krijgt een immuunrespons, doodt de ziekteverwekker of vernietigt het toxine dat verantwoordelijk is voor de ziekte. Het immuunsysteem van het lichaam weet nu hoe de ziekte bestreden moet worden en zal zich "herinneren" als het er weer tegenaan loopt. Met andere woorden, wetenschappers hebben ontdekt hoe ze een ziekteverwekker kunnen krijgen om haar eigen doelwit te helpen zich daartegen te verzetten. Ze hebben zelfs de eerste stappen gezet in de richting van het ontwikkelen van vaccins voor verschillende vormen van kanker, met drie vaccins die door de FDA zijn goedgekeurd voor het hepatitis B-virus (dat leverkanker veroorzaakt), humaan papillomavirustypen 16 en 18 (die baarmoederhalskankers veroorzaken) en metastatisch prostaatkanker bij sommige mannen.

Dankzij vaccins zijn verschillende ziekten tot virtuele uitsterving gedreven. Pokken is het beroemdste voorbeeld, maar polio komt niet op de valreep, maar is nog niet helemaal uitgeroeid. Verschillende andere ziekten zijn misschien verdwenen als vaccins niet zo moeilijk te verkrijgen waren in de onderontwikkelde landen die er nog steeds mee worstelen. Het wordt erger in plaats van beter, ziekten komen van een onverwachte bron: welgestelde, goed opgeleide westerlingen die beter moeten weten.

Helaas maakt de anti-vaccinatie beweging een comeback in regio's waar deze ziekten eens onder controle waren. Vóór de introductie van het mazelenvaccin in 1963 waren ongeveer 500.000 mensen per jaar besmet in de VS, van wie er 500 - vooral kinderen - dood gingen. In 1983 waren er slechts 1.497 gevallen gemeld en na een korte heropleving in de jaren '80 en '90 waren de gemelde gevallen in 2004 slechts 37. Nadat de anti-vaccinatiebeweging tractie begon te krijgen, werden 118 gevallen gemeld in de VS. alleen al in 2011. Dat aantal blijft groeien, gevoed door reizigers die uit gebieden komen met hogere tarieven en minder weerstand vinden. Kinkhoest, ooit gedacht voor altijd verdwenen te zijn in de VS, is ook in opmars.

4Bacterial Waste Breakdown

Enkele van de kleinste en eenvoudigste wezens op aarde spelen enkele van de belangrijkste rollen bij het beschermen van al het leven. Bacteriën hebben misschien wel de belangrijkste rol van allemaal: afval afbreken en recyclen.

De dode overblijfselen van dieren en planten, samen met de uitwerpselen van alle organismen, bevatten essentiële voedingsstoffen en opgeslagen energie. Zonder een manier om deze voedingsstoffen terug te winnen, zouden de beschikbare bronnen snel uitgeput zijn. Gelukkig voeden vele bacteriesoorten zich met deze energiebronnen, breken ze af tot hun kleinste moleculen en brengen ze terug naar de grond, waar ze de voedselketen opnieuw binnengaan.

Net zo nuttig als dit proces al is, hebben mensen veel manieren gevonden om het uit te buiten voor nog veel meer voordelen. Bacteriën worden gebruikt in rioolwaterzuivering, industrieel afvalbeheer en het opruimen van olielekken, gelekte geneesmiddelen en afvalwater. Ze zijn ook nuttig geweest bij de ontwikkeling van aquacultuur, algenbestrijding en waterloze toiletten. Onderzoekers en ingenieurs onderzoeken momenteel hun potentieel voor de productie van milieuvriendelijke biokunststoffen, lijmen en bouwmaterialen. Ze kunnen zelfs worden gebruikt om plastic afval af te breken.

3We zouden snel sterven zonder onze darmbacteriën

Slecht begrepen tot voor kort (en er moet nog best wat onderzoek worden gedaan), de natuurlijke bacteriën die in ons lef leven, werken met ons immuunsysteem om ziekteverwekkers te verdrijven, vitamine K te produceren, peristaltiek te stimuleren, en misschien nog belangrijker, verteren Ons eten. Zonder onze darmbacteriën zouden we geen van deze functies kunnen uitvoeren en zouden we snel sterven.

Hoe meer we leren over voordelige stammen van darmbacteriën, hoe meer we die kennis kunnen opnemen in gezond leven. Nadat was vastgesteld dat bepaalde darmbacteriën een rol kunnen spelen bij obesitas, werd probiotica een echte rage. Probiotica zijn de bacteriën die zich in gefermenteerd voedsel bevinden en nu als supplement worden verkocht. Bacteriën zoals sommige soorten bifidobacteriën, te vinden in de meeste yoghurt, kan een zeer zure omgeving creëren waarin minder nuttige micro-organismen niet kunnen overleven. Vet voedsel en stress kunnen ook een rol spelen in de gezondheid van onze maagflora, waarbij nuttige bacteriën worden gedood en de meer schadelijke soort wordt bevorderd die gas, een opgeblazen gevoel en het Äúleaky gut-syndroom veroorzaakt.

In een enorme doorbraak in de studie van onze darmbacteriën en wat ze doen, heeft een team van Chinese en Deense onderzoekers onlangs een nieuwe manier ontwikkeld om deze micro-organismen te identificeren met behulp van DNA-sequentiegegevens. Ze identificeerden meer dan 500 soorten goedaardige bacteriën en 800 nieuwe soorten virussen die van hen zouden kunnen leven en bieden hoop op nieuwe manieren om daarmee geassocieerde ziekten te behandelen, zoals diabetes, obesitas en astma.

2Skin-bacteriën dienen als onze eerste lijn van immuunsysteemverdediging

Op het moment dat je uit je moeders baarmoeder tevoorschijn kwam, was je eropuit. Ze hebben je in enkele ogenblikken in een hinderlaag gelokt en elke centimeter van je huid gekoloniseerd, en ze zijn sindsdien altijd bij je geweest. Het zijn prokaryoten en andere bacteriën, en zonder de evolutionaire samenwerking die mensen miljoenen jaren geleden met hen hebben gesmeed, zou je al snel na de geboorte dood zijn.

Een van de meest voorkomende huidbacteriën is Staphlococcus epidermis, een bug die we nu kennen speelt een rol bij het afweren Leishmania major, de oorzaak van een vervelende ziekte die leishmaniasis wordt genoemd en die resulteert in huidpuisten en open wonden die niet genezen. De goede wants triggert een immuunrespons, IL-1 genaamd, die het lichaam niet alleen kan produceren Staphlococcus een noodzakelijk onderdeel van het menselijk lichaam, even vitaal voor ons bestaan ​​als elk orgaan.

Prokaryoten, die ook het spijsverteringskanaal koloniseren, bedekken elk buitenoppervlak op de huid. Samen met de rest van onze heilzame huidmicrobiota, werden ze een deel van ons toen ze begonnen te concurreren tegen minder welwillende micro-organismen voor onroerend goed. Samen met de immuuncellen in onze huid beschermen ze ons tegen zowel pathogene bacteriën als opportunistische schimmels die proberen binnen te vallen. Hierdoor kunnen onze lichamen minder energie besteden aan het verdedigen van onze buitenkanten en meer focussen op zaken als het bestrijden van virussen en precancereuze cellen.

Hoewel er nog veel te leren valt voordat we deze kennis echt in onze gezondheidsregimes kunnen gebruiken, zijn we al op zoek naar een toekomst die gericht is op het gebruik van huidbacteriën. Een start-up gevestigd in Massachusetts, AOBiome geheten, heeft bijvoorbeeld een bodypis gemaakt van levende gekweekte chemoautotrofe bacteriën genaamd Nitrosomonas. Ze beweren dat hun spray "gezonde huidbacteriën kan aanvullen" en zelfs douchen kan vervangen, omdat de bacteriën in ons zweet van de ammoniak leven.

1 Leven zoals we het weten zou hier niet zijn zonder cyanobacteriën

Cyanobacteriën, of blauw-groene algen, zijn mogelijk de oudste nog levende soort op aarde, met fossielen die 3,5 miljard jaar teruggaan. Het zijn eencellige bacteriën die in kolonies groeien, en als het niet voor hen was, zou je hier niet zijn, en geen van beide zou bijna elke andere vorm van leven zijn.

Cyanobacteriën waren 's werelds eerste fotosynthesizers. Ze gebruikten energie uit de zon samen met chemicaliën in oeroceanen en inerte stikstof in de atmosfeer om hun voedsel te maken. Als afvalproduct produceerden ze zuurstof, een vergif voor vrijwel elke andere vorm van leven in die tijd en de oorzaak van vroege massale uitsterving. Gedurende een periode van ongeveer 300 miljoen jaar heeft al deze zuurstofgeneratie de atmosfeer gevormd zoals we die kennen, tijdens de Archaïsche en Proterozoïsche tijdperken.

Dat was niet de enige manier waarop deze bacterie het leven startte zoals wij het kennen. Ergens in het Proterozoïcum of het vroege Cambrium, vormden ze een symbiotische relatie met bepaalde eukaryote cellen, die voedsel voor de cel maakten in ruil voor een stabiele omgeving om naar huis te bellen. Dit waren de eerste planten, evenals de oorsprong van eukaryote mitochondria, die essentieel is voor het dierenleven. Deze echt titanische gebeurtenis staat nu bekend als endosymbiose.

Hoewel verschillende vormen van cyanobacteriën toxisch zijn, wordt een soort genoemd Spirulina was een belangrijke voedselbron voor de Azteken en werd regelmatig door veel Aziatische landen gegeten. Tegenwoordig wordt het vaak verkocht in poeder- of tabletvorm als voedingssupplement voor de gezondheid.