BugBitten
Malariaforårsagende parasitter har haft en dødelig indvirkning på menneskelige befolkninger i meget lang tid. Gamle tekster fundet i Kina beskriver malariainfektioner, og vores genom bærer beviser på, at vi har haft med malaria at gøre, f.eks. i form af mutationen for seglcelleanæmi, som opretholdes i befolkningen, fordi den giver en vis beskyttelse mod malaria. I dag dræber malaria stadig op til 500 000 mennesker om året, og der findes endnu ikke nogen kommercielt tilgængelig vaccine, der kan beskytte os. Malaria er vel nok en af de værste parasitsygdomme, der har ramt mennesket, og der findes i alt fem arter af malariaparasitter, som forårsager den hos mennesker.
Med så stor en indvirkning har forskere altid forsøgt at finde ud af, hvor disse parasitter kommer fra. Da menneskets og chimpansens slægter delte sig fra en fælles forfader, divergerede malariaparasitterne, der inficerede denne fælles forfader, også, hvilket førte til menneskelige malariaarter og chimpanseemalariaarter? Man troede længe, at dette var tilfældet for den malariafremkaldende parasit Plasmodium falciparum, som sammen med Plasmodium vivax er ansvarlig for størstedelen af de menneskelige malariatilfælde og dødsfald.
Den fremherskende teori om oprindelsen af Plasmodium vivax er imidlertid, at den er meget yngre, idet den er sprunget ind i mennesker fra en makakabe i Sydøstasien for omkring 60 000 år siden.
Hvis disse teorier er ukorrekte, er forskerne nødt til at finde den sande oprindelse af malariaparasitter, der inficerer mennesker, for at kunne vurdere risikoen for fremtidig overførsel af malariaparasitter på tværs af arter fra aber og aber til os. Disse oplysninger giver os også vigtige fingerpeg om, hvordan vi kan behandle og håndtere infektionen. Nu har den nye udvikling inden for genomsekventeringsteknologi vendt op og ned på historien om malarias oprindelse.
Nye teknikker
Hvis man ønsker at vide, hvordan en gruppe organismer har udviklet sig og delt sig op i forskellige arter, er den bedste metode at se på ændringer i DNA’et over tid, på tværs af alle de pågældende organismer. Denne type analyse giver os gruppens fylogeni, eller evolutionære træ, og man kan vurdere, hvilke slægtslinjer af arter der har givet anledning til de andre osv. Jo flere arter og DNA-afsnit man ser på, jo flere relationer og oplysninger vil man få til rådighed. Det er præcis, hvad man har gjort med malariaparasitter.
Vores muligheder for at indsamle malaria-DNA fra aber har traditionelt været begrænset af behovet for at tage blod fra disse dyr. Teknologiske fremskridt i det sidste årti betyder nu, at malaria-DNA kan indsamles og isoleres fra afføring fra aber, hvilket åbner mulighed for, at et stort antal prøver kan sekventeres, og at resultaterne kan føjes til de data, der anvendes til at konstruere malariaparasitternes fylogeni. Det viser sig, at aberne bærer mange flere malariaarter, end man oprindeligt troede, og det var disse nye data, der gav de første antydninger om, at menneskelige infektioner med P. falciparum kan stamme fra de eksisterende aber. Tidligere i år offentliggjorde Dorothy Loy og en gruppe kolleger en fremragende gennemgang af disse resultater.
Resultater giver anledning til en ny teori
I blandt de 3500 sekvenser, der blev udtaget prøver af, blev der identificeret seks Laverania-arter (en undergenus af Plasmodium-slægten). En slægt fra vestlige gorillaer var næsten identisk med P. falciparum. De første tanker var, at disse infektioner gav et fingerpeg om, at menneskelig malaria kunne inficere gorillaer, indtil yderligere analyser viste, at menneskelig P. falciparum faktisk er en efterkommer af denne gorillaart. Det kan hævdes, at denne dødbringende menneskelige parasit ikke udviklede sig sammen med de tidlige mennesker, da de delte sig fra vores fælles forfader, chimpansen, men at den snarere hoppede til mennesker fra gorillaer i en enkelt transmissionsbegivenhed for omkring 10.000 år siden.
Denne nye indsigt i malarias oprindelse hjælper også med at forklare, hvorfor P. falciparum har overraskende lave niveauer af genetisk diversitet sammenlignet med andre malariaarter. Oprindeligt var det kun et lille antal P. falciparum-parasitter, der hoppede ind i mennesker, da kun de havde det korrekte sæt mutationer, der gjorde det muligt for dem at overleve. I øjeblikket synes ingen gorilla-malariaarter at være i stand til at overleve i mennesker. Fordi kun et lille antal unikke parasitter var i stand til at inficere mennesker, har denne population mindre diversitet end alle parasitterne i den oprindelige population, en situation, der er kendt som en populationsflaskehals. Ved at forstå den gennemsnitlige mængde af genetiske ændringer i malarias genomer over tid og antallet af forskelle mellem P. falciparum og gorilla-malariaarten kunne forskerne anslå, at dette skift skete for kun 10 000 år siden.
Denne nye forståelse af oprindelsen af P. falciparum var ikke det eneste nye fund.
Ny oprindelse for Plasmodium vivax
Teorien om, at P. vivax stammer fra Asien efter at være hoppet fra makaker til mennesker, har altid givet problemer med at løse to spørgsmål. For det første kom mennesket først ind i Asien for 60 000 år siden, og opsplitningen mellem makakemalaria og P. vivax synes at være meget ældre end det. For det andet menes den Duffy-negative fænotype, som findes i stort antal i Afrika syd for Sahara og ikke i Sydøstasien, at være blevet udvalgt som reaktion på et højt selektionstryk fra P. vivax, da fraværet af Duffy-antigenet menes at gøre det vanskeligt for P. vivax at få fat i P. vivax. vivax til at invadere røde blodlegemer.
Både disse spørgsmål er løst ved hjælp af en teori, der er genereret fra den nye prøveudtagning og fylogenier.
Vi ser nu, at P. vivax og beslægtede stammer er meget almindelige hos chimpanser og gorillaer, hvilket viser, at P. vivax, ligesom P. falciparum, højst sandsynligt har sin oprindelse i afrikanske aber og også er sprunget over til mennesker i Afrika.
Fremtidige forskningsveje
Omskrivningen af teorierne om oprindelsen af disse menneskelige malariaer er en vigtig revision, da den kan åbne nye og vigtige veje inden for malariaforskning. Hvilke gener og mutationer gjorde det muligt for malaria at springe fra aberne til mennesker? Hvis man finder disse, kan det åbne op for nye lægemiddelmål eller behandlingsmuligheder. Hvilke gener ligner ligeledes hinanden i både menneskelige og abers malariaparasitter? Kan det være tegn på nogle bredt bevarede vigtige funktioner, som også kunne være mål for vacciner eller lægemidler? Der er blevet brugt mange penge og kræfter på forskning i malariaparasitter, siden de blev opdaget for kun lidt over 100 år siden, og det med rette i betragtning af de enorme økonomiske og sociale omkostninger, som malariaparasitterne har for de menneskelige befolkninger. Identifikationen af oprindelsen af menneskelige malariaparasitter er et vigtigt resultat, som forhåbentlig vil føre til forbedringer i livet for dem, der lever i malariaramte områder på vores planet.