С конца декабря, когда в?Китае?зарегистрировали первых инфицированных, COVID-19 заболели более 23 миллионов человек. Около восьмисот тысяч умерли. Однако столь масштабные эпидемии ? важный элемент эволюции и естественного отбора, считают исследователи. Дело не только в том, что выживали самые здоровые и сильные. В результате менялся геном человека.
От кого родился, тем и заразилсяНидерландские ученые?выяснили: мутации, которые защитили древних людей от смертельных инфекций, подарили современному человечеству целую россыпь аутоиммунных заболеваний. Причем набор зависит от того, где обитали наши предки и куда мигрировали в последние несколько тысяч лет.
Так, люди африканского и европейского происхождения имеют иммунитет к патогенам, с которыми контактировали доисторические жители?Африки?и?Евразии. После каждой эпидемии, разразившейся в конкретном регионе, выжившие становились менее восприимчивыми к определенной инфекции ? развивалась устойчивая мутация ДНК. Она передавалась потомкам и позже могла спровоцировать новые аутоиммунные заболевания ? болезнь Крона, волчанку или воспаление кишечника.
Правда, в прошлом эти болезни практически не замечали ? люди жили значительно меньше и реже достигали возраста, когда проявляются многие аутоиммунные нарушения. Поэтому, как отмечают авторы работы, польза от приобретенных мутаций перевешивала, они становились агентами естественного отбора. Теперь же продолжительность жизни увеличилась, а человечество столкнулось с серьезными последствиями инфекций, перенесенных предками.
В частности, сегодня многие африканцы зрелого возраста подвержены сердечно-сосудистым заболеваниям. По мнению исследователей, это плата за защиту от малярии. Комар Plasmodium sp. заражал африканское население миллионы лет, и в результате эволюционного отбора сформировалась популяция, устойчивая к малярийным плазмодиям. Но постоянное воспаление, связанное с противостоянием этим микроорганизмам,?приводит?к развитию атеросклероза ? а он, в свою очередь, провоцирует инфаркт или инсульт.
Похожим образом люди, в чьей ДНК присутствуют неандертальские гены, защищены от ВИЧ первого типа и стафилококковых инфекций, но чаще других склонны к развитию аллергий, астмы и сенной лихорадки.
Люди, жившие в разных частях Земли, формировали иммунный ответ к различающимся наборам патогенов. В результате среди их потомков чаще встречаются носители мутаций, которые защищают от инфекционных болезней, характерных для определенного региона. Однако именно эти мутации в преклонном возрасте могут спровоцировать развитие аутоиммунных заболеваний
Лихорадка от чумыСреди населения?Средиземноморья, выжившего после чумных эпидемий в Средние века, были носители редкой тогда мутации в гене, отвечающем за выработку пирина ? белка, вызывающего выделение провоспалительных цитокинов. В организме образовывался дефектный белок, который не давал чумной палочке Yersinia pestis подавить воспалительный ответ иммунитета. Неудивительно, что мутация закрепилась и распространилась в регионе: сегодня там каждый десятый ? носитель мутантного варианта гена.
Обратной стороной приобретенной противочумной защиты?стала?средиземноморская лихорадка ? наследственная аутоиммунная болезнь, симптомы которой ? высокая температура и острые боли, как при воспалении кишечника.
По данным международной команды ученых, изучивших геномы более двух тысяч жителей современной Турции, мутации могли возникнуть около двух-трех тысяч лет назад. Однако отбор по ним начал действовать позже ? во время первой (541?767 годы) и второй (1346?1875 годы) пандемий чумы. Причем вторая сильнее повлияла на закрепление мутаций.
Как викинги червей победилиПримерно так же развилась наследственная предрасположенность к эмфиземе легких ? заболеванию, при котором альвеолы теряют эластичность, газообмен ухудшается и начинается дыхательная недостаточность. Диагноз распространен среди скандинавов и практически не встречается у выходцев из?Азии.
Объяснение простое: мутация, повышающая риск развития этой болезни, впервые появилась у викингов как побочный эффект защиты организма от гельминтов. К такому выводу?пришли?британские исследователи, изучившие палеогенетические данные и ДНК современных людей.
Археологические раскопки древних скандинавских поселений показывают: викинги часто страдали от паразитов, в том числе шистосом ? плоских червей, которые обитают в венозной крови и повреждают внутренние органы. Заражение, как правило, происходит через воду ? когда человек купается или пьет.
Вероятно, выходом для древних скандинавов стала мутация гена альфа-1-антитрипсина, которая со временем все чаще встречалась в их популяции. Этот белок защищает ткани от повреждения собственным ферментом ? трипсином.
Эта мутация сопутствует варианту гена иммуноглобулина Е, который кодирует его изоформу IgE-tp. Соединяясь с мутантным антитрипсином, она не разрушается под действием ферментов, вырабатываемых паразитическими червями. А вот обычная молекула иммуноглобулина E не может им противостоять.
В лабораторных условиях исследователи заражали клетки крови шистосомами. Среди них были биологические образцы пациентов с диагностированной эмфиземой легких и здоровых людей. Как и ожидалось, первые успешнее противостояли паразитам.