Эволюция генов иммунитета обусловлена чумой
Инфекционные заболевания являются одним из самых сильных селективных давлений, определяющих эволюцию человека.
Генетический вариант, который, по-видимому, повысил способность средневековых европейцев пережить бубонную чуму много веков назад, может способствовать - хотя и в незначительной степени - развитию воспалительного заболевания, поражающего людей сегодня. Ученые исследовали ДНК, выделенную из древних останков, чтобы выявить следы, которые первая вспышка второй пандемии чумы, обычно называемой Черной смертью, оставила на иммунной системе европейцев. Эта разрушительная эпидемия пощадила тех, кто обладал вариантом гена, известного как ERAP2, в результате чего чума стала более распространенной, сообщают исследователи 19 октября в журнале Nature. Этот вариант уже известен ученым тем, что несколько повышает вероятность развития болезни Крона, при которой воспаление наносит вред пищеварительной системе.
Результаты показывают, "как эти исследования древней ДНК могут помочь понять заболевания в настоящее время", - говорит Михай Нетеа, специалист по инфекционным заболеваниям из Медицинского центра Университета Радбоуда (Нидерланды), который не принимал участия в исследовании. "И необходимость этого понимания очевидна". Бубонная чума убивала 60 % инфицированных, в древнем мире она вызывала последовательные эпидемии, самой разрушительной из которых была Черная смерть, часто датируемая 1346-1350 годами, когда, как считается, было уничтожено не менее 25 миллионов человек - около трети или более населения Европы. Не щадя людей, иммунная система которых обладает определенными характеристиками, такие патогены, как Yersinia pestis, сформировали эволюцию иммунной системы человека. Исследования позволяют выяснить, каким образом массовое распространение чумы изменило генетику иммунитета европейцев.
В последнем исследовании популяционный генетик Луис Баррейро из Чикагского университета и его коллеги собрали образцы ДНК из останков 516 жителей Лондона и Дании, умерших в период с 1000 по 1800 год, включая тех, кто был похоронен в период Черной смерти. Исследователи изучили участки ДНК на наличие генов, связанных с иммунитетом, и участки, ассоциированные с аутоиммунными и воспалительными заболеваниями. В этих регионах исследователи определили четыре участка хромосом, в которых они увидели убедительные доказательства генетических изменений, которые, по-видимому, были вызваны Черной смертью.
В ходе последующей работы было выявлено одно из таких изменений: увеличение частоты встречаемости варианта ERAP2. При инфицировании Y. pestis иммунные клетки людей с вариантом ERAP2 более эффективно уничтожали бактерии, чем клетки, не имеющие этого варианта. Исследования современных популяций связывают этот же вариант с болезнью Крона. Хотя, по расчетам исследователей, вариант ERAP2 повышал шансы выжить во время Черной смерти на 40 %, он лишь незначительно повышает риск развития болезни Крона. Для таких сложных заболеваний, как болезнь Крона, "необходимы сотни, а иногда и тысячи генетических вариантов, чтобы существенно повысить риск", - утверждает Баррейро.
Уже некоторое время исследователи в этой области предполагают, что адаптации, которые помогли нашим предкам укрепить свою иммунную систему против инфекционных заболеваний, могут способствовать чрезмерной, разрушительной аутоиммунной активности. Более ранние исследования чумы подтверждают эту идею. Генетический анализ в поисках следов исторического заболевания у современных европейцев и исследование ДНК из останков жертв чумы в Германии XVI века выявили защитные изменения против чумы, которые, как и вариант ERAP2, ассоциируются с воспалительными и аутоиммунными заболеваниями.
Аналогичным образом, новейшее открытие позволяет предположить, что генетические изменения, которые в прошлом усиливали иммунный ответ человека, позволяя ему лучше бороться с древними инфекциями, могут быть сопряжены с определенными последствиями - защитные варианты перекрываются с аллелями, которые сегодня ассоциируются с повышенной восприимчивостью к аутоиммунным заболеваниям, предоставляя эмпирические доказательства роли прошлых пандемий в формировании современной восприимчивости к заболеваниям.
