Όλα ξεκίνησαν το 1950, όταν ο γενετιστής J.B.S. Ο Haldane απέδωσε τη διατήρηση ή την επιμονή της μετάλλαξης που είναι υπεύθυνη για ανωμαλίες στα ερυθρά αιμοσφαίρια, που παρατηρούνται συνήθως στην Αφρική, στην προστασία που παρείχαν αυτές οι ανωμαλίες έναντι της ελονοσίας, μιας ενδημικής λοίμωξης που στοιχίζει εκατομμύρια ζωές. Σύμφωνα με αυτήν την θεωρία, τα παθογόνα είναι μία από τις πιο ισχυρές επιλεκτικές πιέσεις που αντιμετωπίζει ο ανθρώπινος οργανισμός και επηρέασε το ανοσοποιητικό μας.
Αρκετές πληθυσμιακές γενετικές μελέτες επιβεβαίωσαν την εν λόγω θεωρία στην συνέχεια.
Ωστόσο, μεγάλα ερωτήματα παρέμειναν αναπάντητα, ειδικά για τις εποχές κατά τις οποίες τα παθογόνα ασκούσαν τις ισχυρότερες επιλεκτικές πιέσεις στους ανθρώπινους πληθυσμούς αλλά και για τον αντίκτυπό τους στον σημερινό κίνδυνο ανάπτυξης φλεγμονωδών ή αυτοάνοσων διαταραχών.
Εξελίξεις στο ανοσοποιητικό μέσω των παθογόνων
Για να βρουν απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα, επιστήμονες από το Institut Pasteur, το Université Paris Cité, το CNRS και το Collège de France, σε συνεργασία με το Imagine Institute και The Rockefeller University των ΗΠΑ, υιοθέτησαν μια προσέγγιση βασισμένη στην παλαιογονιδιωματική.
Ο κλάδος της παλαιογονιδιωματικής, που μελετά το DNA από απολιθώματα, οδήγησε σε σημαντικές ανακαλύψεις για την ιστορία και την εξέλιξη των ανθρώπων και των ανθρώπινων ασθενειών, για αυτό και το Νόμπελ Φυσιολογίας και Ιατρικής 2022 απονεμήθηκε στον παλαιογενετιστή Svante Pääbo.
Διαβάστε επίσης: Σχέση: Ο σύντροφός σας επηρεάζει (και) το ανοσοποιητικό σας
Για την έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell Genomics, οι επιστήμονες ανέλυσαν τη μεταβλητότητα των γονιδιωμάτων περισσότερων από 2.800 ατόμων που έζησαν στην Ευρώπη τις τελευταίες δέκα χιλιετίες, περίοδος που συμπεριλαμβάνει την τη Νεολιθική εποχή, την Εποχή του Χαλκού, την Εποχή του Σιδήρου, τον Μεσαίωνα και το παρόν.
Ανασυνθέτοντας την εξέλιξη εκατοντάδων χιλιάδων γενετικών μεταλλάξεων μέσα στα χρόνια, οι επιστήμονες αρχικά εντόπισαν μεταλλάξεις που αυξάνονταν γρήγορα σε συχνότητα στην Ευρώπη, υποδεικνύοντας ότι ήταν ωφέλιμες για τον άνθρωπο.
Πώς προέκυψε η φυσική ανοσία κατά των ιών;
Αυτές οι μεταλλάξεις, που εξελίχθηκαν υπό τη «θετική» φυσική επιλογή, εντοπίζονται κυρίως σε 89 γονίδια, εμπλουτισμένα με λειτουργίες που σχετίζονται με την έμφυτη ανοσολογική απόκριση, συμπεριλαμβανομένων ιδιαίτερα των γονιδίων OAS – τα οποία είναι υπεύθυνα για την αντιική δράση – και του γονιδίου που είναι υπεύθυνο για την ομάδα αίματος σύμφωνα με το σύστημα ΑΒΟ.
Παραδόξως, τα περισσότερα από αυτά τα γεγονότα θετικής επιλογής, τα οποία υποδεικνύουν μια γενετική προσαρμογή στο παθογόνο περιβάλλον, ξεκίνησαν σχετικά πρόσφατα, από την αρχή της Εποχής του Χαλκού, περίπου πριν από 4.500 χρόνια. Αυτή η επιταχυνόμενη εξέλιξη του ανοσοποιητικού, πιθανότατα οφείλεται στην προσαρμογή από την αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ή/και από τις ισχυρές επιλεκτικές πιέσεις που ασκήθηκαν από παθογόνους οργανισμούς στην Εποχή του Χαλκού, πιθανώς συνδεδεμένες με την εξάπλωση σοβαρών μολυσματικών ασθενειών όπως η πανώλη.
Παράλληλα, οι ερευνητές εξέτασαν την αντίθετη κατάσταση, με άλλα λόγια τις μεταλλάξεις των οποίων η συχνότητα μειώθηκε σημαντικά τις τελευταίες δέκα χιλιετίες. Αυτές οι μεταλλάξεις πιθανότατα υπόκεινται σε “αρνητική” επιλογή επειδή αυξάνουν τον κίνδυνο ασθένειας. Σημείωσαν ότι και πάλι, αυτά τα γεγονότα αρνητικής επιλογής ξεκίνησαν κυρίως στην Εποχή του Χαλκού.
Πολλές από αυτές τις δυσμενείς μεταλλάξεις εντοπίστηκαν επίσης σε γονίδια που σχετίζονται με την έμφυτη ανοσολογική απόκριση, όπως τα TYK2, LPB, TLR3 και IL23R, και έχουν επιβεβαιωθεί σε πειραματική έρευνα ότι έχουν επιβλαβή επίδραση όσον αφορά τον κίνδυνο μολυσματικής νόσου.
Αυτοάνοσα VS μολυσματικών ασθενειών
Για το τρίτο και τελευταίο σκέλος της μελέτης τους, οι επιστήμονες διερεύνησαν την θεωρία ότι η επίδραση που ασκήθηκε από παθογόνα στο παρελθόν έδωσε πλεονέκτημα στα αλληλόμορφα γονίδια, καθιστώντας τον ανθρώπινο οργανισμό ανθεκτικό ενάντια σε μολυσματικές ασθένειες. Αυτά τα αλληλόμορφα γονίδια όμως, φαίνεται να έχουν αυξήσει τον σημερινό κίνδυνο αυτοάνοσων ή φλεγμονωδών διαταραχών.
Διερεύνησαν τις λίγες χιλιάδες μεταλλάξεις που είναι γνωστό ότι αυξάνουν την ευαισθησία αρχικά στη φυματίωση, την ηπατίτιδα, τον HIV ή την covid-19 και δευτερευόντως στη ρευματοειδή αρθρίτιδα, τον συστηματικό ερυθηματώδη λύκο ή τη φλεγμονώδη νόσο του εντέρου.
Εξετάζοντας την εξέλιξη αυτών των μεταλλάξεων με την πάροδο του χρόνου, παρατήρησαν ότι αυτές που σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο φλεγμονωδών διαταραχών, συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Crohn, έγιναν πιο συχνές τα τελευταία 10.000 χρόνια, ενώ μειώθηκε η συχνότητα αυτών που σχετίζονται με τον κίνδυνο εμφάνισης μολυσματικών ασθενειών.
«Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι ο κίνδυνος φλεγμονωδών διαταραχών έχει αυξηθεί στους Ευρωπαίους από τη νεολιθική περίοδο λόγω μιας θετικής επιλογής μεταλλάξεων που βελτιώνουν όμως την αντοχή του οργανισμού ενάντια στις μολυσματικές ασθένειες», εξηγεί ο Lluis Quintana-Murci, επικεφαλής της μελέτης και επικεφαλής της μονάδας ανθρώπινης εξελικτικής γενετικής στο Ινστιτούτο Pasteur.
