Если бы COVID-19 охватил Европу до того, как сельское хозяйство, «умерло бы больше людей, чем сегодня»
Первые фермеры жили в густонаселенных поселениях, где болезнь могла быстро распространяться, как видно из концепции этого художника о 9000-летнем Чатал-Хююке в Турции. ДЕАГОСТИНИ / GETTY IMAGES
Когда первые фермеры культуры барвинка впервые посеяли ячмень и пшеницу 7700 лет назад на богатой почве реки Дунай и его притоков, они изменили не только свой рацион: они представили региону новый образ жизни. Они теснились в глиняных хижинах, живя бок о бок с зубрами, коровами, свиньями и козами - и их фекалиями - в поселениях, которые в конечном итоге разрослись до тысяч человек. Единение привело к всплеску таких болезней, как грипп, туберкулез и другие болезни, которые распространились от животных к людям и через сообщества первых фермеров.
Новое исследование древней ДНК показывает, как иммунная система первых фермеров отреагировала на эту новую, полную патогенов среду. Согласно статье, опубликованной сегодня в eLife, неолитическая революция стала «поворотным моментом» в эволюции иммунного ответа на инфекционное заболевание. Исследование предполагает, что у европейцев эволюция отдавала предпочтение генам, которые сдерживали воспалительные реакции на патогены, такие как грипп, сдерживая гипералергический воспалительный ответ, который может быть более смертоносным, чем сам патоген.
«Это исследование отлично показывает, что наша иммунная система продолжает развиваться в ответ на давление патогенов», - говорит популяционный генетик Джозеф Лашанс из Технологического института Джорджии. Но он отмечает, что в статье используется бездоказательный метод предсказания древних иммунных реакций. «Я покупаю это, но его нужно изучить [больше], когда у нас будет более древняя ДНК».
Исследователи давно подозревали, что первые фермеры болели чаще, чем кочевые охотники-собиратели. Исследования показывают, что фермеры на крупных неолитических территориях, таких как Чатал-Хююк в Турции, столкнулись с потоком новых зоонозных заболеваний, таких как грипп и сальмонелла, а также с новыми штаммами болезней, передающихся от животных, такими как малярия и туберкулез. «Если фермеры стали больше болеть, как изменилась их иммунная система?» - спросил специалист по инфекционным заболеваниям Михай Нетеа из Медицинского центра Университета Радбауд в Неймегене, который руководил исследованием.
Чтобы подойти к этому вопросу, его команда сначала изучила генетически обусловленные вариации иммунных ответов у живых людей. Они взяли образцы крови у более чем 500 человек в рамках Проекта функциональной геномики человека (HFGP), биобанка, базирующегося в Неймегене, Нидерланды, и проверили образцы различными патогенами. Затем они измерили уровни конкретных цитокинов - иммунорегуляторных белков, таких как интерлейкин и интерферон, которые секретируются иммунными клетками, - и искали корреляции между этими уровнями и набором вариантов иммунных генов.
В новом исследовании команда использовала эти результаты, чтобы придумать так называемую оценку полигенного риска, которая прогнозирует силу воспалительного ответа перед лицом конкретных заболеваний на основе вариантов иммунного гена человека. Затем исследователи применили свою технику к прошлому: из существующих баз данных они загрузили древние последовательности ДНК из 827 останков, найденных по всей Европе, включая фермеров Винча из сегодняшней Румынии. Они подсчитали уровни цитокинов, которые могли бы произвести древние люди, и их полигенные оценки риска воспаления.
Останки датируются периодом от 45000 до 2000 лет назад, что позволяет команде искать изменения с течением времени. Они обнаружили, что, столкнувшись с инфекциями, европейцы, которые жили после сельского хозяйства, вероятно, вырабатывали значительно более низкие уровни системных цитокинов, чем предыдущие охотники-собиратели. По словам Нетеа, эти более низкие уровни, вероятно, были адаптивными. «Когда люди впервые столкнулись с новыми патогенами, некоторые из них слишком остро отреагировали и умерли, как мы видим сегодня с COVID», - говорит он. «Дети выживших людей не производили столько цитокинов, поэтому все население становится более устойчивым».
Исследование также выявило обратную сторону: при заражении грибком Candida и бактериями Staphylococcus - патогенами, которые, как правило, возникают как локальные инфекции, - у фермеров, вероятно, возникали более сильные воспалительные реакции, чем у прежних охотников-собирателей. Сильная воспалительная реакция может подавить локализованную инфекцию до ее распространения, но надежная системная реакция, вызванная гриппом или малярией, может выйти из-под контроля.
Исследование интересно, потому что оно ясно показывает, что популяционные частоты генов, регулирующих воспаление, «сильно меняются с начала неолита», - говорит молекулярный антрополог Бен Краузе-Киора из Кильского университета.
Но Лашанс задается вопросом, могут ли полигенные оценки риска, разработанные для современных людей, предсказать воспаление у людей в других местах и в другое время. Он отмечает, что со временем патогены эволюционировали, и современные методы прогнозирования риска могут не применяться к древним штаммам болезней. Популяционный генетик Луис Баррейро из Чикагского университета соглашается, говоря, что авторы «формально не демонстрируют прогностическую ценность этих полигенных оценок риска».
Необходимо больше образцов древней ДНК от людей и патогенов, особенно на других континентах, чтобы проверить, уменьшила ли эволюция производство воспалительных цитокинов у фермеров повсюду. Но исследование ясно демонстрирует, что так или иначе воспалительные реакции европейцев на патогены действительно резко изменились во время неолита, говорит Лашанс. Для Netea результаты показывают, что древний всплеск эволюции может иметь влияние даже сегодня: если бы коронавирус, такой как SARS-CoV-2, пронесся по Европе до сельского хозяйства, он говорит, «больше людей умерло бы, чем сегодня, потому что они произвели больше провоспалительных заболеваний. Цитокины ».
Ставим лайки и дизлайки.
С уважением, Алексей Васильевич
8.9М
