BugBitten
A maláriát okozó paraziták már nagyon régóta halálos hatással vannak az emberi populációkra. A Kínában talált ősi szövegek maláriafertőzéseket írnak le, és a génállományunk is hordozza a maláriával való foglalkozás nyomait, például a sarlósejtes vérszegénység mutáció formájában, amely azért maradt fenn a populációban, mert bizonyos védelmet nyújt a malária ellen. A malária még ma is évente akár 500 000 ember halálát okozza, és egyelőre nincs kereskedelmi forgalomban kapható vakcina, amely megvédene bennünket. A malária vitathatatlanul az egyik legsúlyosabb parazitás betegség, amely az emberiséget érinti, és összesen öt maláriaparazita faj okozza az emberben.
Az ilyen nagy hatás miatt a kutatók mindig is arra törekedtek, hogy megtudják, honnan származnak ezek a paraziták. Amikor az ember és a csimpánz vonalai egy közös őstől elváltak, vajon az ezt a közös őst fertőző maláriaparaziták is szétváltak, és így alakultak ki az emberi maláriafajok és a csimpánz maláriafajok? Sokáig úgy gondolták, hogy ez a helyzet a maláriát okozó Plasmodium falciparum parazita faj esetében, amely a Plasmodium vivax-szal együtt az emberi maláriás esetek és halálesetek többségéért felelős.
A Plasmodium vivax eredetére vonatkozó uralkodó elmélet szerint azonban sokkal fiatalabb, mintegy 60 000 évvel ezelőtt ugrott be az emberbe egy délkelet-ázsiai makákómajomból.
Ha ezek az elméletek tévesek, a kutatóknak meg kell találniuk az embert megfertőző maláriaparaziták valódi eredetét, hogy felmérjék a maláriaparaziták majmokról és majmokról ránk történő jövőbeli fajközi átvitelének kockázatát. Ez az információ fontos támpontokat ad a fertőzés kezelésének és kezelésének módjára vonatkozóan is. Most a genomszekvenálási technológia új fejleményei megfordították a malária eredetével kapcsolatos történet forgatókönyvét.
Új technikák
Ha meg akarjuk tudni, hogyan fejlődött és osztódott különböző fajokra egy élőlénycsoport, a legjobb módszer a DNS időbeli változásainak vizsgálata az összes szóban forgó élőlényben. Az ilyen típusú elemzéssel megkapjuk a csoport filogeniáját, vagyis evolúciós fáját, és megbecsülhetjük, hogy a fajok mely vonalai hozták létre a többit, és így tovább. Minél több fajt és DNS-szakaszt vizsgálunk meg, annál több kapcsolat és információ áll majd rendelkezésre. Pontosan ezt tették a maláriaparazitákkal.
A malária DNS-ének majmoktól való begyűjtésének lehetőségét hagyományosan korlátozta, hogy ezektől az állatoktól vért kellett venni. Az elmúlt évtized technológiai fejlődése ma már lehetővé teszi, hogy malária DNS-t gyűjtsünk és izoláljunk majomürülékből, ami megnyitja a lehetőséget arra, hogy nagyszámú mintát szekvenáljunk, és az eredményeket hozzáadjuk a maláriaparaziták filogenetikai felépítéséhez használt adatokhoz. Mint kiderült, a majmok sokkal több maláriafajt hordoznak, mint eredetileg gondolták, és ezek az új adatok adták az első utalásokat arra, hogy a P. falciparummal való emberi fertőzések a ma élő majmoktól származhatnak. Az év elején Dorothy Loy és kollégáinak csoportja kiváló áttekintést tett közzé ezekről az eredményekről.
Az eredmények új elméletet szülnek
A 3500 mintavételezett szekvencia között hat Laverania-fajt (a Plasmodium nemzetség egyik alnemzetségét) azonosítottak. A nyugati gorillákból származó egyik vonal csaknem azonos volt a P. falciparummal. A kezdeti gondolatok szerint ezek a fertőzések arra engednek következtetni, hogy az emberi malária megfertőzheti a gorillákat, amíg további elemzések ki nem mutatták, hogy valójában az emberi P. falciparum valójában ennek a gorillafajnak a leszármazottja. Vitatható, hogy ez a halálos emberi parazita nem a korai emberekkel együtt fejlődött ki, amikor azok a csimpánz közös ősünktől elszakadtak, hanem a gorillákról ugrott át az emberre egyetlen átviteli esemény során, nagyjából 10 000 évvel ezelőtt.
A malária eredetének ez az új felismerése segít megmagyarázni azt is, hogy a P. falciparum miért rendelkezik meglepően alacsony genetikai diverzitással más maláriafajokhoz képest. Eredetileg csak a P. falciparum paraziták kis száma ugrott be az emberbe, mivel csak ezek rendelkeztek a megfelelő mutációkkal, amelyek lehetővé tették számukra a túlélést. Jelenleg úgy tűnik, egyetlen gorilla maláriafaj sem képes túlélni az emberben. Mivel csak kevés számú egyedi parazita volt képes megfertőzni az embert, ez a populáció kevesebb változatossággal rendelkezik, mint az eredeti populáció teljes parazitakészlete, ezt a helyzetet nevezik populációs szűk keresztmetszetnek. A malária genomjaiban az idők során bekövetkező genetikai változások átlagos mértékének és a P. falciparum és a gorilla malária fajok közötti különbségek számának megértésével a kutatók meg tudták becsülni, hogy ez a váltás mindössze 10 000 évvel ezelőtt történt.
A P. falciparum eredetének ez az új megértése nem az egyetlen új felfedezés volt.
Új eredet a Plasmodium vivax számára
Az elmélet, miszerint a P. vivax Ázsiából származik, miután a makákókról átugrott az emberre, mindig is nehézséget jelentett két kérdés megoldása. Először is, az ember csak 60 000 évvel ezelőtt lépett be Ázsiába, és a makákó malária és a P. vivax közötti szakadás ennél sokkal régebbinek tűnik. Másodszor, a Duffy-negatív fenotípus, amely a szubszaharai Afrikában nagy számban fordul elő, Délkelet-Ázsiában viszont nem, feltehetően a P. vivaxból eredő nagy szelekciós nyomás hatására szelektálódott, mivel a Duffy-antigén hiánya a feltételezések szerint megnehezíti a P. vivax és a P. vivax közötti szelekciót. vivaxnak a vörösvértestekbe való behatolást.
Ezeket a kérdéseket az új mintavételek és filogeniák alapján létrehozott elmélet segítségével oldják meg.
Most látjuk, hogy a P. vivax és a rokon törzsek nagyon gyakoriak a csimpánzokban és gorillákban, ami azt bizonyítja, hogy a P. vivax, akárcsak a P. falciparum, valószínűleg afrikai majmokból származik, és Afrikában ugrott át az emberre is.
Jövőbeni kutatási irányok
Az említett emberi maláriák eredetére vonatkozó elméletek újraírása fontos felülvizsgálat, mivel új és fontos utakat nyithat meg a maláriakutatásban. Milyen gének és mutációk tették lehetővé, hogy a malária átugorjon a majmokról az emberre? Ezek megtalálása új gyógyszercélpontokat vagy kezelési lehetőségeket nyithat meg. Hasonlóképpen, mely gének hasonlóak az emberi és a majom maláriaparazitákban? Lehet, hogy ezek olyan széles körben konzervált fontos funkciókat jeleznek, amelyek vakcina- vagy gyógyszercélpontokat is jelenthetnek? A maláriaparaziták alig több mint 100 évvel ezelőtti felfedezése óta rengeteg pénzt és erőfeszítést fordítottak a maláriaparaziták kutatására, és ez így van rendjén, tekintve, hogy milyen hatalmas gazdasági és társadalmi költségeket okoz az emberi populációnak. Az emberi maláriaparaziták eredetének azonosítása fontos eredmény, amely remélhetőleg a bolygónk maláriával fertőzött régióiban élők életének javulásához vezet.