10 façons dont les parasites, les virus et les bactéries ont aidé l'être humain

Les parasites, les bactéries et les virus sont le fléau de l’humanité depuis que nous sommes ici, mais la maladie a remodelé notre histoire et influencé notre évolution. Les parasites ont contribué à donner à notre système immunitaire le coup de pouce nécessaire pour se mettre au travail, et la bactérie humble a contribué à dicter la forme que cette planète a prise. Parfois, il semble que nous, les humains, ne sommes que des jouets, mais ils ne sont pas simplement des forces capricieuses qui nous lancent comme des poupées de chiffon. Ces microorganismes ont également fait des choses incroyables pour aider l’humanité.

10Les virus que nous avons portés hors de l'Afrique nous ont aidés à survivre

Grâce à la science de la génétique moléculaire virale, nous en savons maintenant beaucoup sur les insectes qui nous ont infectés tout au long de notre évolution, et nous avons constaté que ces auto-stoppeurs ont fait beaucoup pour nous aider. Par exemple, c’est la pression de l’évolution exercée sur notre système immunitaire qui l’a rendu aussi robuste qu’il est aujourd’hui. De plus, les virus peuvent avoir joué un rôle dans la perte de récepteurs spécifiques que nous possédions jadis à la surface de nos cellules et que des agents infectieux pourraient capturer et utiliser pour provoquer une maladie. En débarrassant le corps humain de cette source de maladie, les virus se sont créés un environnement plus sûr, profitant à toutes les personnes concernées.

Mais ils peuvent aussi avoir joué un rôle en s'assurant que, parmi les espèces d'hominidés en compétition, il était Homo sapiens qui est sorti en haut. Tandis que notre espèce se développait, les maladies et les parasites encourageaient la diversité génétique et éliminaient les inaptes. Une fois le premier Homo sapiens quittant le continent, ils ont amené avec eux leurs agents infectieux et leurs parasites. Si vous avez lu des articles sur la variole nord-américaine et européenne, vous savez comment cela se passe.

Même s’il n’aurait pas été le seul facteur en cause, les parasites viraux se propageraient à d’autres hominidés comme Homo Neanderthalensis (Néandertaliens), qui n’auraient jamais été exposés aux nouveaux insectes et qui possédaient une structure nasale moins efficace pour filtrer l’air et contenir les nouveaux virus. Ils auraient dévasté d'autres espèces d'hominidés, car les insectes étaient prêts à vivre dans des environnements similaires, mais les hominidés n'étaient pas prêts à les recevoir. Les modèles ont montré que si le taux de mortalité des Néandertaliens n'était que de 2% supérieur à celui des humains, il aurait suffi de provoquer leur extinction après 1 000 ans de compétition. Si la maladie n’était sans doute pas le seul facteur, elle aurait certainement joué un rôle important.

La plupart des modèles d'évolution des maladies humaines prétendent qu'ils ont principalement évolué pendant le néolithique, après le départ de l'homme de l'Afrique et l'augmentation de la population, de sorte qu'il existe des preuves de cette pression virale sélective. Beaucoup de ces premiers virus ont même connu un tel succès que leurs gènes sont devenus une partie intégrante de notre ADN. Par exemple, il a été découvert que le génome humain contient des gènes de la Borna virus qui ont été acquis il y a environ 40 millions d'années. En fait, les scientifiques ont isolé environ 100 000 éléments de l'ADN humain provenant de virus, principalement dans ce que nous appelons notre "ADN junk". Les virus qui constituent la majorité de notre ADN indésirable s'appellent des rétrovirus endogènes, et ils le sont une partie de nous-même qu’un scientifique a récemment fait «revenir à la vie» et a même infecté des hamsters et des chats.

9Utilisations médicales des sangsues et des asticots de jour moderne

Depuis des milliers d'années, la sangsue européenne (Hirudo medicinalis) a été utilisé en médecine à des fins de saignée, traitant un large éventail de troubles allant des hémorroïdes aux infections de l’oreille. La pratique remonte si loin dans le temps qu’un tableau égyptien de 1500 av. décrit leur utilisation. Bien que certains pays n’aient jamais cessé de les utiliser, la pratique des bactéries, qui s’est ensuite focalisée sur la théorie des germes pour le traitement médical, a fait l’abandon de la pratique dans le monde occidental.

Dans les années 1970 et 1980, cependant, les sangsues ont fait un retour en force. Les chirurgiens esthétiques et reconstructeurs ont découvert qu’ils constituaient une méthode efficace pour drainer le sang des visages enflés, des yeux noirs, des membres et des doigts. Ils sont également utiles pour remettre en place de petites parties du corps, telles que des oreilles et des lambeaux de peau, car ils drainent du sang susceptible de se coaguler et d’interrompre le processus de guérison. Les sangsues ont sauvé les gens des amputations et peuvent même soulager la douleur de l'arthrose. Même les vétérinaires les utilisent parfois.

Les asticots, en revanche, sont l'équipe de nettoyage de la nature. Ils sont parfaits pour ronger la chair morte ou infectée, révélant le tissu sain ci-dessous dans un processus appelé débridement. Ils se sont également révélés être un traitement efficace contre les ulcères, la gangrène, le cancer de la peau et les brûlures, entre autres.

Les asticots et les sangsues, aussi grossiers soient-ils, sont si efficaces que la FDA les a classés comme les premiers «articles médicaux vivants» en 2010, ouvrant la voie à toute une industrie appelée biothérapie. Une organisation appelée Fondation pour l’éducation et la recherche biothérapeutique (BTERF) a même vu le jour pour sensibiliser le public aux nouveaux usages de ces vieilles créatures, et plusieurs entreprises les vendent.

8Les parasites et nos systèmes immunitaires peuvent avoir co-évolué pour nous protéger des allergies

Les chercheurs qui étudient les effets des parasites gastro-intestinaux ont proposé une théorie étonnante: après que les parasites eurent colonisé notre système gastro-intestinal, ils ont développé, au cours de millions d'années, la capacité de supprimer notre système immunitaire. Dans le même temps, nos propres corps ont évolué pour compenser partiellement cet effet.

Ce qui est étonnant, et ce que cela signifie pour la santé humaine, c’est que, une fois que les parasites des microorganismes inoffensifs présents dans l’eau et le sol ont été largement éliminés de leur environnement naturel dans les pays développés grâce à la médecine moderne, notre système immunitaire surcompense pour leur perte, conduisant à des allergies et même des chances accrues d'asthme et d'eczéma.

Cette hypothèse de «vieux amis» (parfois appelée «hypothèse d'hygiène», bien que ce soit en réalité une théorie plus complémentaire), a gagné en soutien au cours des dernières années, alors que nous identifions de nouvelles façons dont les microorganismes nous ont aidés à survivre au cours des siècles. Des essais cliniques ont été menés sur des vers pour tester la sclérose en plaques, les MII et les allergies.

Le principal partisan de l'hypothèse des anciens amis est Graham A.W. Tour de University College London. Il l’a proposé pour la première fois en 2003 et depuis lors, il a également été proposé comme cause possible de certaines formes de stress et de dépression.

Certaines personnes ont poussé l'hypothèse d'anciens amis jusqu'à sa conclusion logique ultime: si l'élimination de nos parasites de la société avait conduit à des problèmes de santé, nous devrions les en empêcher. En 2008, John Fleming, professeur de neurologie à l'Université du Wisconsin, a mené une étude clinique dans laquelle il infectait des patients atteints de sclérose en plaques avec des vers parasites afin de tester leur efficacité contre la maladie. Sur une période de trois mois, les patients présentant en moyenne 6,6 lésions actives autour des cellules nerveuses du cerveau ont été réduits à une moyenne de deux. À la fin du procès, le nombre de lésions est remonté à 5,8 en deux mois. Lors d'essais antérieurs, les parasites semblaient avoir également des effets positifs sur la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn.

La thérapie parasitaire en est encore au stade expérimental et a probablement des effets négatifs plus importants que les positifs. À ce jour, la FDA a classé les vers comme produits biologiques qui ne peuvent être vendus tant que leur sécurité n'a pas été prouvée. Une seule espèce, Trichuris suis, a été approuvé pour être testé sous statut de drogue nouvelle de recherche (IND).

7Virothérapie

La virothérapie, une technique biotechnologique permettant de reprogrammer les virus pour traiter les maladies, est l'une des branches de la médecine les plus prometteuses et prometteuses de ces dernières décennies. En 2005, des chercheurs de l’UCLA ont annoncé qu’ils avaient transformé l’un des ennemis les plus meurtriers de l’humanité en un tueur de cancer en reprogrammant une souche modifiée du VIH pour traquer et détruire les cellules cancéreuses. Vers la même époque, des chercheurs de la Mayo Clinic de Rochester, au Minnesota, ont modifié le virus de la rougeole pour qu'il en fasse de même.

La technique est similaire à celle utilisée pour la sélection de plantes génétiquement modifiées, en ce sens qu'un virus est utilisé comme vecteur de transmission de gène. Il est reconnu depuis longtemps comme le moyen de transfert de gène le plus efficace. Ce système est utilisé pour la production de protéines utiles en thérapie génique et présente un grand potentiel pour le traitement de troubles immunologiques tels que l'hépatite et le VIH.

On sait que les virus ont le potentiel de traiter le cancer depuis les années 50, mais l’avènement de la chimiothérapie a ralenti ses progrès. Aujourd'hui, la virothérapie s'avère extrêmement efficace contre les tumeurs sans nuire aux cellules saines qui l'entourent. Les essais cliniques de virotheraphie oncolytique ont montré une faible toxicité et des signes d’efficacité prometteurs. En 2013, un médicament appelé talimogène laherparepvec (TVEC) est devenu le premier médicament basé sur un virus tueur de tumeur à réussir les tests en phase finale.

Un des plus grands défis auxquels font face les chercheurs est de savoir comment transmettre le virus là où il fera le plus de bien avant que le corps le reconnaisse comme un intrus et qu’il constitue une défense. Les recherches actuelles cherchent à trouver des "porteurs" naturels, des cellules capables de transmettre le virus sans que la cellule ou le virus ne perde ses fonctions biologiques normales.

6Utilisation de virus pour soigner les infections bactériennes

Les bactériophages sont des virus qui attaquent spécifiquement les bactéries. Reconnus pour la première fois par Frederick Twort en 1915 et Felix d'Herelle deux ans plus tard, ils ont été utilisés pour étudier de nombreux aspects des virus depuis les années 1930. Ils sont particulièrement courants dans les sols, où de nombreuses espèces de bactéries s’installent.

Parce que les phages perturbent le métabolisme des bactéries et les détruisent, il est reconnu depuis longtemps qu’elles pourraient jouer un rôle dans le traitement d’un large éventail de maladies bactériennes. En raison de l'innovation des antiobiotiques, le traitement par phages a été en grande partie abandonné jusqu'à ce que l'apparition de bactéries résistantes aux antibiotiques suscite un regain d'intérêt pour le domaine.

Une espèce de phage n’est généralement efficace que contre un petit nombre de bactéries ou même une espèce spécifique (son espèce hôte principale), ce qui était considéré à l’origine comme un désavantage. Comme nous en avons appris davantage sur les aspects bénéfiques de notre flore naturelle, nous en sommes venus à reconnaître que c’est son avantage. Contrairement aux antibiotiques, qui ont tendance à tuer les bactéries sans distinction, les bactériophages peuvent attaquer les organismes responsables de la maladie sans nuire aux autres bactéries qui vivent à l'intérieur de nous.

Bien que les bactéries puissent développer une résistance à la fois aux antibiotiques et aux phages, le développement de nouvelles souches de phages ne prend que quelques semaines. Les phages peuvent également avoir plus de facilité à pénétrer dans le corps et à localiser leur cible. Une fois que la bactérie cible est détruite, ils cessent de se reproduire et disparaissent rapidement.

5 vaccins

À partir des années 1790, lorsque Edward Jenner développa le premier vaccin au monde contre la variole en utilisant une souche moins virulente appelée cowpox pour inoculer des patients, les vaccins ont sauvé d'innombrables millions de vies. Depuis lors, plusieurs types de vaccins ont été développés.Les vaccins atténués ou «vivants» utilisent des virus vivants qui ont été affaiblis ou modifiés de manière à ne pas causer de maladie, tandis que les vaccins inactivés ou «tués» contiennent des micro-organismes morts ou des toxines habituellement utilisés contre les infections bactériennes. Certains vaccins, y compris les vaccins sous-unitaires et conjugués, ainsi que les vaccins recombinants et génétiquement modifiés, utilisent uniquement un segment de l'agent infectieux.

Lorsqu’un vaccin est injecté, l’agent pathogène se met au travail, mais il n’en a pas assez pour se répliquer au rythme qu’il faut pour s’implanter. Le corps produit une réponse immunitaire, tuant l'agent pathogène ou détruisant la toxine responsable de la maladie. Le système immunitaire du corps sait maintenant comment lutter contre la maladie et «s'en souvient» s'il la retrouvait. En d'autres termes, les scientifiques ont découvert comment obtenir qu'un agent pathogène aide sa propre cible à se défendre contre lui. Ils ont même commencé à développer des vaccins pour plusieurs formes de cancer, avec trois vaccins approuvés par la FDA pour le virus de l'hépatite B (qui cause le cancer du foie), les types 16 et 18 du papillomavirus humain (qui causent le cancer du col de l'utérus) et métastatique. cancer de la prostate chez certains hommes.

Grâce aux vaccins, plusieurs maladies ont pratiquement disparu. La variole en est l'exemple le plus célèbre, mais la polio, bien qu'elle ne soit pas totalement éradiquée, arrive à la seconde près. Plusieurs autres maladies pourraient déjà avoir disparu si les vaccins n'étaient pas si difficiles à trouver dans les pays sous-développés qui luttaient encore contre elles. La situation empire au lieu de s’améliorer, avec des maladies provenant d’une source inattendue: des Occidentaux fortunés et instruits qui devraient être mieux informés.

Malheureusement, le mouvement anti-vaccination fait son retour dans les régions où ces maladies étaient autrefois maîtrisées. Avant l’introduction du vaccin antirougeoleux en 1963, environ 500 000 personnes par an étaient infectées aux États-Unis, et 500 d’entre elles - dont la plupart des enfants - ont été retrouvées mortes. En 1983, seuls 1 497 cas avaient été signalés et, après une brève reprise dans les années 80 et 90, ils n'étaient plus que 37 en 2004. Après le début du mouvement anti-vaccination, 118 cas ont été signalés aux États-Unis. seulement en 2011. Ce nombre ne cesse de croître, alimenté par les voyageurs en provenance de régions à taux de change plus élevés et qui rencontrent moins de résistance. La coqueluche, autrefois considérée comme ayant disparu pour toujours aux États-Unis, est également à la hausse.

4 Répartition des déchets bactériens

Certaines des créatures les plus petites et les plus simples sur Terre jouent l'un des rôles les plus importants dans la protection de la vie. Les bactéries jouent peut-être le rôle le plus important: décomposer et recycler les déchets.

Les restes morts d'animaux et de plantes, ainsi que les excréments de tous les organismes, contiennent des nutriments essentiels et de l'énergie stockée. Sans un moyen de récupérer ces nutriments, cependant, les sources disponibles seraient rapidement épuisées. Heureusement, de nombreuses espèces bactériennes se nourrissent de ces sources d'énergie, les décomposant en leurs plus petites molécules et les renvoyant au sol, où elles réintègrent la chaîne alimentaire.

Aussi utile que soit ce processus, les humains ont trouvé de nombreux moyens de l'exploiter pour bénéficier de nombreux autres avantages. Les bactéries sont utilisées dans le traitement des eaux usées, la gestion des déchets industriels et le nettoyage des marées noires, des fuites de produits pharmaceutiques et des eaux usées. Ils ont également été utiles dans le développement de l'aqua-culture, du contrôle des algues et des toilettes sans eau. Des chercheurs et des ingénieurs étudient actuellement leur potentiel d'utilisation dans la production de bioplastiques, de colles et de matériaux de construction écologiques. Ils peuvent même être utilisés pour décomposer les déchets plastiques.

3Nous mourrions rapidement sans nos bactéries intestinales

Peu connues jusqu'à récemment (et il reste encore beaucoup de recherche à faire), la bactérie naturelle qui vit dans nos entrailles travaille avec notre système immunitaire pour chasser les agents pathogènes, produire de la vitamine K, stimuler le péristaltisme et, ce qui est plus important encore, digérer notre nourriture. Sans nos bactéries intestinales, nous ne pourrions accomplir aucune de ces fonctions et nous mourrions rapidement.

Plus nous en apprenons sur les souches bénéfiques de bactéries intestinales, plus nous pouvons intégrer ces connaissances à une vie saine. Après avoir déterminé que certaines bactéries intestinales pouvaient jouer un rôle dans l'obésité, les probiotiques ont fait fureur. Les probiotiques sont les bactéries présentes dans les aliments fermentés et vendues à présent comme suppléments. Les bactéries comme certaines espèces de bifidobactéries, présents dans la plupart des yaourts, peuvent créer un environnement très acide dans lequel des micro-organismes moins bénéfiques ne peuvent survivre. Les aliments gras et le stress peuvent également jouer un rôle dans la santé de la flore gastrique, tuant des bactéries bénéfiques tout en favorisant les types les plus nuisibles qui provoquent des gaz, des ballonnements et un syndrome de «fuites gastriques».

Dans le cadre d’une percée décisive dans l’étude de nos bactéries intestinales et de leurs activités, une équipe de chercheurs chinois et danois a récemment mis au point un nouveau moyen d’identifier ces micro-organismes à l’aide de données de séquence d’ADN. Ils ont identifié plus de 500 espèces de bactéries bénignes et 800 nouvelles espèces de virus qui pourraient en vivre, offrant ainsi de nouvelles perspectives pour le traitement de maladies telles que le diabète, l'obésité et l'asthme.

2Skin Bacteria Serve est notre première ligne de défense du système immunitaire

Au moment où vous êtes sorti du ventre de votre mère, vous avez été pris. Ils vous ont pris dans une embuscade en quelques instants et ont colonisé chaque centimètre carré de votre peau et ils sont avec vous depuis. Ce sont des procaryotes et d'autres bactéries, et sans le partenariat évolutif que les humains ont forgé avec eux il y a des millions d'années, vous seriez mort peu de temps après votre naissance.

L’une des bactéries cutanées les plus courantes est la Staphlococcus Epiderme, un bug que nous savons maintenant joue un rôle dans la lutte contre Leishmania major, la cause d’une méchante maladie appelée leishmaniose, qui se traduit par des plaies cutanées et des plaies ouvertes qui ne guérissent pas. Le bon virus déclenche une réponse immunitaire appelée IL-1 que le corps ne peut pas produire seule, ce qui rend Staphlococcus une partie nécessaire du corps humain, aussi essentielle à notre existence que n'importe quel organe.

Les procaryotes, qui colonisent également le tube digestif, recouvrent toutes les surfaces extérieures de la peau. Avec le reste de notre microbiote cutané bénéfique, ils sont devenus une partie de nous lorsqu'ils ont commencé à concurrencer des microorganismes moins bienveillants pour l'immobilier. Avec les cellules immunitaires de notre peau, elles nous protègent à la fois des bactéries pathogènes et des champignons opportunistes qui tentent d’envahir. Cela permet à notre corps de dépenser moins d’énergie pour défendre nos extérieurs et de se concentrer davantage sur des activités telles que la lutte contre les virus et les cellules précancéreuses.

Bien qu'il reste encore beaucoup à apprendre avant de pouvoir réellement utiliser ces connaissances dans nos schémas thérapeutiques, nous nous tournons déjà vers un avenir qui implique l'utilisation ciblée de bactéries de la peau. Par exemple, une start-up basée dans le Massachusetts, appelée AOBiome, a créé un spray pour le corps composé de bactéries chimio-autotrophes cultivées vivantes, appelées Nitrosomonas. Ils affirment que leur spray peut «reconstituer les bactéries saines de la peau» et même remplacer la douche, car les bactéries vivent de l'ammoniac dans notre sueur.

1La vie telle que nous la connaissons ne serait pas là sans les cyanobactéries

Les cyanobactéries, ou algues bleu-vert, sont probablement la plus ancienne espèce encore vivante sur Terre, avec des fossiles datant de 3,5 milliards d'années. Ce sont des bactéries unicellulaires qui se développent en colonies et si elles ne l'étaient pas, vous ne seriez pas là, ni presque toutes les autres formes de vie.

Les cyanobactéries ont été les premiers photosynthétiseurs au monde. Ils ont utilisé l'énergie du soleil ainsi que des produits chimiques dans les océans primordiaux et de l'azote inerte dans l'atmosphère pour se nourrir. En tant que déchets, ils ont généré de l'oxygène, un poison pour pratiquement toutes les autres formes de vie à cette époque et la cause d'événements d'extinction massive précoces. Pendant environ 300 millions d’années, toute cette génération d’oxygène a contribué à la formation de l’atmosphère telle que nous la connaissons, à l’époque des Archéens et du Protérozoïque.

Ce n’était pas la seule façon pour cette bactérie de relancer la vie telle que nous la connaissons. À l’époque du Protérozoïque ou du début du Cambrien, ils ont formé une relation symbiotique avec certaines cellules d’eucaryotes, alimentant la cellule en échange d’un environnement stable. Ce sont les premières plantes, ainsi que l'origine des mitochondries eucaryotes, essentielles à la vie animale. Cet événement véritablement titanesque est maintenant connu sous le nom d'endosymbiose.

Alors que plusieurs formes de cyanobactéries sont toxiques, une espèce nommée Spiruline était une source importante de nourriture pour les Aztèques et était consommée régulièrement par de nombreux pays asiatiques. Aujourd'hui, il est souvent vendu sous forme de poudre ou de comprimé en tant que complément alimentaire diététique.