Virus er vores bedste fjende

Et nyt projekt skal nu identificere alle de dyrevirus, der udgør en risiko for mennesker.

Ved at kortlægge virussernes gener vil forskerne i Global Virome Project udpege dem, der har størst sandsynlighed for at udløse en ny pandemi, og udvikle våben imod dem – fx ved at bruge andre virus som vacciner.

Lige nu arbejder forskere netop med at udnytte virus i kampen mod corona. I nogle af de mest lovende vaccineprojekter indsætter forskerne en stump af coronavirus i en harmløs virus, som derved lærer immunforsvaret at nedkæmpe den farlige virus.

Og virus kan ikke blot forvandles fra fjende til ven i kampen mod sygdomme – de er også en uundværlig del af os selv. Igennem menneskets udvikling har virus indsat sig i vores genom, så 8 pct. af vores gener i dag stammer fra virus.

Faktisk ville mennesker og andre pattedyr sandsynligvis slet ikke kunne eksistere uden de egenskaber, som virusgenerne har givet os.

Smitten har fulgt livet fra starten

Virus er lige så gamle som livet selv, men i sammenligning med bakterier og celler fra højerestående organismer er de så simpelt opbygget, at de ikke kan betragtes som levende.

Virus består udelukkende af deres genetiske arvemateriale indkapslet i en skal af protein, og uden hjælp fra cellerne, som de inficerer, kan de ikke foretage sig noget som helst.

En viruspartikel har ikke det nødvendige maskineri til at kopiere sit eget arvemateriale og lave sine beskyttende proteiner. Den har heller ikke noget stofskifte til at levere den fornødne energi.

I stedet overtager den en celle og bruger dens maskineri til at kopiere sig selv og inficere nye celler.

Men selvom virus ikke lever, er de så nært knyttet til levende organismer, at der må være en fælles oprindelse.

De fleste virus bruger rna som deres genetiske arvemateriale. Rna-molekyler oplagrer genetisk information ligesom dna, men derudover kan de kopiere sig selv og desuden fremskynde biokemiske processer ligesom enzymer.

Nogle forskere mener derfor ligefrem, at et rna-molekyle, der for 4 mia. år siden fandt ud af at sætte aminosyrer sammen til proteiner og pakkede sig ind i dem, kan have været det allerførste skridt på vejen mod liv.

Forskere vil kortlægge dyrevirus

En virus indgår i et komplekst samspil med sin vært. Mens samspillet nogle gange gør værten syg, kan det i andre tilfælde være harmløst eller ligefrem gavnligt for værten at være inficeret med virus – fx kan virus beskytte mod bakterieinfektioner.

Det komplekse samspil illustreres af coronavirus, der efter al sandsynlighed stammer fra flagermus, hvor den ikke gør nogen skade og derfor frit kan opformere sig i store mængder.

Men på et tidspunkt har denne flagermusvirus ændret sig en smule, så den er blevet i stand til at smitte mennesker. Hos os lever den ikke i fredelig sameksistens, men fører til den alvorlige sygdom covid-19, som blandt andet angriber lungerne.

Sygdomme, som opstår i dyr og herfra overføres til mennesker, kaldes zoonoser. Mens zoonoser i dag er årsag til 60 pct. af alle smitsomme sygdomme, forudser forskere, at de i fremtiden kommer til at spille en endnu større rolle for menneskers sundhed.

75 pct. af alle nye virussygdomme som fx covid-19, sars, ebola og svineinfluenza kommer nemlig fra dyr.

Det er menneskets jagt på naturressourcer og appetit på kød, der bringer os i stadig tættere kontakt med de virusinficerede dyr. Derved øges risikoen for, at nye virus springer fra dyr til mennesker og udløser nye pandemier.

For at imødegå den udvikling er et internationalt hold af forskere nu gået sammen om et ambitiøst projekt kaldet Global Virome Project.

Forskerne har beregnet, at der findes op mod 827.000 virus, som indtil videre kun findes i dyr, men har potentialet til at angribe mennesker.

Ambitionen er at identificere 99 pct. af disse virus og fastslå, hvilke dyr de inficerer, og hvordan mennesker kommer i kontakt med dem.

Projektet skal også kortlægge de komplette genomer for alle virus, så forskerne lynhurtigt kan genkende dem, hvis de på et tidspunkt skulle inficere mennesker.

Ved at studere gensekvenserne håber forskerne desuden, at de kan udpege de potentielt mest sygdomsfremkaldende og smitsomme virus og identificere deres sårbare sider.

Det vil give det bedst mulige udgangspunkt for at udvikle lægemidler eller vacciner, inden en ny pandemi for alvor bryder ud.

Coronapandemien demonstrerer, hvor vigtigt det er at kende genomsekvensen af en sygdomsfremkaldende virus.

Ved at nærstudere den genetiske kode har et amerikansk forskerhold således kunnet udpege et protein på virusoverfladen, der fungerer som en slags nøgle til at lukke sig ind i slimhindernes celler og derved starte en infektion.

Alle virus har deres egen unikke nøgle, der akkurat passer i en slags lås – en såkaldt receptor dannet af protein – på overfladen af den celle, som virussen ønsker at inficere.

Kun hvis nøglen passer ind i låsen, kan virus lukke sig ind og aflevere sit genom, der består af dna eller rna og indeholdende den genetiske opskrift på at danne flere kopier af virus.

Den angrebne celle kan ikke skelne virusgenerne fra sit eget genom og begynder derfor intetanende at gå den indtrængende virus’ ærinde og opformere sin fjende.

De mange nye viruspartikler trænger ud og begynder at angribe andre celler, mens de inficerede celler efterlades udslidte og døende efter det ufrivillige overarbejde.

Virus kan gå i arv til vores børn

En særlig gruppe virus kaldet retrovirus nøjes ikke med at kapre den inficerede celles maskineri – de bygger samtidig deres eget arvemateriale ind i værtens genom.

Det gælder eksempelvis de velkendte hiv- og herpesvirus, som man derfor aldrig slipper af med igen, hvis man først er blevet inficeret.

Hvis det lykkes disse virus at inficere kønscellerne, går infektionen i arv til kommende generationer, og det er sket flere gange gennem menneskets udviklingshistorie.

Derfor er omkring 8 pct. af hele den menneskelige arvemasse i dag sammensat af dna fra virus, som i tidernes morgen har inficeret vores stamfædre.

I almindelighed bliver disse latente virusinfektioner holdt effektivt i skak af immunforsvaret, men i visse tilfælde kan de vækkes til live og give årsag til fx autoimmunsygdomme eller kræft.

De nedarvede virus kan imidlertid også have spillet en meget vigtig rolle i vores udviklingshistorie. Nogle retrovirus har nemlig evnen til at undertrykke immunforsvaret – som det eksempelvis er tilfældet for hiv-virus – og ifølge nogle teorier har det været afgørende for, at pattedyr i sin tid kunne udvikle moderkagen.

Her kommer morens og fosterets væv i tæt kontakt med hinanden, så der opstår risiko for en immunreaktion, som kan afstøde barnet.

Men den dag i dag bliver nogle af vores nedarvede virusgener helt specifikt aktiveret i moderkagen, og det er med til at forhindre afstødning. Muligvis var det de samme virus, som på denne måde tillod moderkagen at udvikle sig for ca. 66 mia. år siden.

Herpesvirus nedkæmper kræft

I almindelighed varsler et virusangreb dårligt nyt for den angrebne celle, men i nogle tilfælde kan en virusinfektion være nyttig eller ligefrem redde liv.

Allerede i slutningen af 1800-tallet lagde nogle læger mærke til, at kræftpatienter fik det bedre efter at være blevet smittet med nære slægtninge til fx forkølelses- eller herpesvirus.

Siden har det vist sig, at visse virus har en særlig forkærlighed for kræftceller, og at de i nogle tilfælde gør langt mere skade på kræftceller end på raske celler.

Denne kræftbeskyttende egenskab hos nogle virus er et paradoks, da flere andre virus gør så meget skade på de inficerede celler, at de udvikler sig til kræftceller.

Verdenssundhedsorganisationen, WHO, anslår således, at omkring 18 pct. af alle kræfttilfælde skyldes virusangreb.

Årsagen til, at nogle virus alligevel kan beskytte mod kræft, er blandt andet, at kræftceller ofte har mutationer, der gør det sværere for immunforsvaret at få ram på dem.

Men mutationerne har den bivirkning, at virus bliver tiltrukket af kræftcellerne og får lettere ved at angribe dem. Denne egenskab har forskere forstået at udnytte.

I 2015 godkendte både de europæiske og de amerikanske sundhedsmyndigheder således en modificeret herpesvirus til behandling af modermærkekræft, og flere andre virus bliver i øjeblikket afprøvet i kliniske forsøg mod blandt andet hjerne- og halskræft.

Virus kan også bruges til at bekæmpe alvorlige infektioner med bakterier, der er resistente over for antibiotika.

En særlig type virus kaldet bakteriofager, eller blot “fager”, angriber udelukkende bakterier, og her opformerer de sig så effektivt, at bakterierne bogstavelig talt eksploderer i løbet af få minutter.

Allerede i starten af 1900-tallet eksperimenterede læger med den såkaldte fagterapi, hvor bakterieinfektioner behandles med virus, men metoden gik i glemmebogen de fleste steder, da penicillin og andre former for antibiotika kom på markedet i 1940’erne.

Nu stiger interessen for fagterapi dog igen, i takt med at problemerne med antibiotikaresistente bakterier vokser.

Fødekæden er afhængig af virus

Virus’ særlige evne til at sprænge bakterier og andre celler spiller også en afgørende rolle i naturens økosystemer. Samspillet er i særdeleshed blevet studeret i havets vandmasser, hvor virus er involveret i næsten alle led af fødekæderne.

Helt grundlæggende har virus hovedansvaret for at frigøre næringsstoffer fra alger, plankton og bakterier ved at inficere og sprænge dem, så næringsstofferne atter bliver stillet til rådighed for nye generationer af organismer.

Forsøg har vist, at et lille snapseglas fyldt med havvand kan indeholde op til 254 forskellige virus.

I 2019 afslørede en stor undersøgelse af vandprøver fra 80 forskellige steder på alle syv verdenshave ikke mindre end 195.728 forskellige virus. 90 pct. af dem var helt ukendte for videnskaben.

Under­søgelsen viser, at vi kun kender en forsvindende lille del af alverdens virus, og netop det er den store udfordring for forskerne bag Global Virome Project.

Viru­truslen kommer dog ikke fra havet, men fortrinsvis fra fugle og landlevende pattedyr. Kortlægning af alle virus i de to dyregrupper er en enorm opgave.

Forskerne kan finde spor af de virus, som dyr har været inficeret med, ved at udvinde gensekvenser fra deres afføring og kropsvæsker. Ud fra disse data skønnes det, at der alene i de to dyregrupper findes ca. 1,67 mio. endnu ukendte virus.

Forskerne har dernæst undersøgt alle kendte relationer mellem virus og deres værter og sammenholdt det med historisk viden om tidligere udbrud af virussygdomme, der er overført fra dyr.

Al den viden er blevet gennemarbejdet af avancerede algoritmer, der har regnet sig frem til, at knap halvdelen af disse virus, op mod 827.000, har potentialet til at angribe mennesker.

På nuværende tidspunkt kender vi altså kun 0,03 pct. af de virus, vi kan forvente at blive smittet af på et eller andet tidspunkt.

Med andre ord ligger der en kolossal opgave på skuldrene af forskerne bag Global Virome Project. Ifølge deres beregninger vil det tage ti år og koste 1,2 mia. dollars at komme i mål.

Se virusjægere indsamle nye farlige virus fra dyr.

Men pengene og anstrengelserne kan vise sig at være givet godt ud, hvis projektets resultater kan forebygge en ny pandemi eller afdæmpe dens konsekvenser.

Til sammenligning forventes coronapandemien at ende med en regning til verdenssamfundet på mindst 5000 mia. dollars.

Covid-19 viser den værste side af virus’ komplekse samspil med os. Men de små parasitter har to ansigter, og måske vil det ambitiøse projekt afdække nye overraskende sider af vores uundværlige fjende.