Προϊστορικές διασταυρώσεις του ανθρωπίνου είδους ενίσχυσαν το ανοσοποιητικό αλλά μας έκαναν αλλεργικούς

Η διασταύρωση μεταξύ του σύγχρονου ανθρώπου (Homo Sapiens) και του ανθρώπου του Νεάντερταλ στην Ευρώπη πιθανότατα ενίσχυσε την ικανότητά μας να αντιστεκόμαστε στις λοιμώξεις, αλλά προκάλεσαν μια αυξημένη ευαισθησία του είδους μας σε αλλεργίες. λένε οι δύο εκθέσεις που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό American Journal of Human Genetics. Φαίνεται ότι προϊστορικές διασταυρώσεις του ανθρωπίνου είδους ενίσχυσαν το ανοσοποιητικό αλλά μας έκαναν αλλεργικούς
Αρχαϊκά γονίδια φαίνεται να ενίσχυσαν την έμφυτη ανοσία μας. Χιλιάδες χρόνια πριν, οι περιβαλλοντικές προκλήσεις που αντιμετώπιζαν οι άνθρωποι της εποχής εκείνης κατά τη μετακίνησή τους από την Αφρική περιλάμβαναν νέα είδη τροφίμων, νέα παθογόνα μικρόβια και ένα διαφορετικό κλίμα. Παράλληλα ήρθαν σε «στενή επαφή» με άλλα «ανθρώπινα» είδη.

νεαντερνταλ

Οι σχέσεις μεταξύ των διαφορετικών αυτών «ανθρώπινων» ειδών οδήγησαν σε μεταβολές στο γονιδίωμα. Συγκεκριμένα το 1-6% του γονιδιώματος των homo sapiens της Ευρασίας έχει  κληρονομηθεί από αρχαία ανθρωποειδή  όπως οι Neanderthal ή οι Denisovans.
Αρχαϊκά αλληλόμορφα προστέθηκαν στο δεξαμενή των γονιδίων του σύγχρονου ανθρώπου, επηρεάζοντας την εξέλιξη του έμφυτου ανοσοποιητικού συστήματος (φυσική ανοσία), η οποία αποτελεί την πρώτη γραμμή άμυνας ενάντια στις λοιμώξεις.

Εν τω μεταξύ, τα λοιμώδη νοσήματα απειλούν την ανθρωπότητα διαχρονικά. Η ανθρώπινη ιστορία είναι γεμάτη από συρρίκνωση πληθυσμών λόγω επιδημιών, υψηλής παιδικής θνησιμότητα και μικρού προσδόκιμου επιβίωσης, ειδικά πριν από την ανακάλυψη των  εμβολίων και των αντιβιοτικών.

Το ανθρώπινο γενετικό υλικό επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ευαισθησία ενός ατόμου σε λοιμώξεις και την πιθανότητα επιτυχούς αντιμετώπισής τους. Η φυσική επιλογή που επιβάλλεται από τα παθογόνα πιστεύεται ότι έχει επηρεάσει βαθιά της μεταβλητότητα του ανθρώπινου γονιδιώματος.

Πράγματι, η  φυσική επιλογή του ανθρώπινου είδους καθορίστηκε σε μεγάλο βαθμό από τα γονίδια και τις λειτουργίες που σχετίζονται με την ανοσία και την άμυνα  του ξενιστή. Η εξελικτική πίεση από τους παθογόνους μικροοργανισμούς έχει κατευθύνει τη φυσική επιλογή του ανθρώπινου είδους, και πολλά γονίδια που συνδέονται με τη θωράκισή μας απέναντι σε λοιμώξεις σχετίζονται στενά με την ποικιλομορφία που παρουσιάζουν τα παθογόνα.

Οι δύο νέες μελέτες υπογραμμίζουν τη λειτουργική σημασία αυτής της κληρονομικής μεταβίβασης των γονιδίων των ΤοΙΙ υποδοχέων (TLR), Οι υποδοχείς TLR1, TLR6 και TLR10, είναι απαραίτητοι για την πρόκληση φλεγμονής για την αντι-μικροβιακή άμυνα αλλά και για την ενεργοποίηση της επίκτητης ανοσιακής απάντησης.

Οι υποδοχείς TLR βρίσκονται στην κυτταρική επιφάνεια, όπου εντοπίζουν και αντιμετωπίζουν προϊόντα βακτηρίων, μυκήτων και παρασίτων.

TLR cellular_locations_of_ammalian_tlr-1444ECFECC6524726C7

 

Ο Lluis Quintana-Murci και οι συνεργάτες του από το Ινστιτούτο Παστέρ στο Παρίσι, έθεσαν ως στόχο να διερευνήσουν τον τρόπο με τον οποίο το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα (φυσική ανοσία) εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου.

Χρησιμοποιώντας σύγχρονες βάσεις δεδομένων και αναλύοντας τις αλληλουχίες του γονιδιώματος των προϊστορικών ανθρωποειδών  επικεντρώθηκαν σε μια λίστα από 1.500 γονίδια που είναι γνωστό ότι είναι υπεύθυνα για τη φυσική (έμφυτη) ανοσιακή απάντηση.

Στη συνέχεια, ανέλυσαν τα πρότυπα της γενετικής ποικιλότητας και της εξελικτικής αλλαγής στο ανοσοποιητικό σύστημα σε σχέση με το υπόλοιπο γονιδίωμα.

Τέλος, υπολόγισαν το χρόνο που συνέβησαν οι αλλαγές αυτές στα γονίδια της φυσικής ανοσίας, αλλά και το βαθμό που  οι μεταβολές των εν λόγω γονιδίων πέρασαν στο σύγχρονο άνθρωπο από τους ανθρώπους του Νεάντερταλ.

Ορισμένα από τα γονίδια της φυσικής ανοσίας  έδειξαν μικρές αλλαγές για μεγάλα χρονικά διαστήματα, ενώ άλλα φαίνεται να έχουν αντικατασταθεί από νέα γονίδια που αναδείχθηκαν πιθανώς λόγω περιβαλλοντικών μεταβολών ή νοσημάτων.

Οι περισσότερες από τις αλλαγές αυτές φαίνεται να έχουν συμβεί τα τελευταία 6,000-13,000 χρόνια, καθώς οι ανθρώπινοι πληθυσμοί μετατράπηκαν από νομάδες και κυνηγούς σε γεωργούς και κτηνοτρόφους.

Είναι ενδιαφέρον, ότι τα γονίδια της φυσικής ανοσίας παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερη πιθανότητα να έχουν καταγωγή από τους Νεάντερταλ σε σχέση τα υπόλοιπα γονίδια του ανθρώπινου σώματος

Είναι σχεδόν βέβαιο ότι η ανάμιξη του γενετικού υλικού (η διακίνηση των γονιδίων μεταξύ των ειδών0 έχει  διαμορφώσει την εξέλιξη του ανοσοποιητικού μας συστήματος.

Ερευνητές της Εξελικτικής Ανθρωπολογίας από το ινστιτούτο της Max Planck στη Λειψία της Γερμανίας, έθεσαν ως στόχο να διερευνήσουν τη λειτουργική σημασία των γονιδίων που κληρονομήσαμε από τους αρχαϊκά ανθρωποειδή  και κατέληξαν στα ίδια συμπεράσματα με την ομάδα του Pasteur.

Εξετάστηκαν γονιδιώματα σημερινών ανθρώπων και συγκρίθηκαν με αντίστοιχα γονιδιώματα από ανθρώπους Νεάντερταλ και denisovan. Στη συνέχεια, οι ομοιότητες που βρέθηκαν συγκρίθηκαν με ανθρώπους από διαφορετικά σημεία σε όλο τον κόσμο.

Οι ερευνητές έφτασαν στα ίδια τρία TLR γονίδια, αλλά κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι δύο πρώτα έμοιαζαν πολύ με αυτά που βρέθηκαν στο γονιδίωμα του Νεάντερταλ, ενώ το τρίτο μοιάζει με το γονιδίωμα denisovan.

Τα αρχαϊκά γονίδια βρέθηκαν να προσφέρουν ένα επιλεκτικό πλεονέκτημα, τη μεγαλύτερη δραστηριότητα των γονιδίων TLR και συνεπώς τη μεγαλύτερη αντίσταση σε παθογόνους οργανισμούς.

Οι ερευνητές, υποστηρίζουν ότι μπορεί να μας προστατεύουν από τις λοιμώξεις πιθανότατα όμως μας κάνουν πιο επιρρεπείς σε αλλεργίες.

Αυτό που προκύπτει από τη μελέτη αυτή, καθώς και από άλλες εργασίες που εξετάζουν την ανάμιξη του γενετικού υλικού είναι ότι η διασταύρωση με αρχαϊκά «ανθρωποειδή» έχει λειτουργικές συνέπειες για τους σύγχρονους ανθρώπους. Οι μεταβολές αυτές σχετίζονταν ιδίως με την προσαρμογή μας στην αλλαγή του περιβάλλοντος και κυρίως με το πως θα αντισταθούμε σε νέες μορφές μικροβίων και πως θα μεταβολίσουμε νέα είδη τροφίμων.

Οι άνθρωποι του Νεάντερταλ,έζησαν στην Ευρώπη και τη Δυτική Ασία για περίπου 200.000 χρόνια πριν από την εμφάνιση των σύγχρονων ανθρώπων και ως εκ τούτου, ήταν καλύτερα προσαρμοσμένοι στο τοπικό κλίμα, τα τρόφιμα και τα παθογόνα. Η διασταύρωση του homo sapiens και του Νεάντερταλ σήμαινε ότι οι «σύγχρονοι» άνθρωποι απέκτησαν αυτές τις ευνοϊκές προσαρμογές.

Πηγές
Introgression of Neandertal- and Denisovan-like haplotypes contributes to adaptive variation in human toll-like receptors, Michael Dannemann et al., American Journal of Human Genetics, DOI: 10.1016/j.ajhg.2015.11.015, published 7 January 2016, abstract.

Genomic signatures of selective pressures and introgression from archaic hominins at human innate immunity genes, Matthieu Deschamps et al., American Journal of Human Genetics, DOI: 10.1016/j.ajhg.2015.11.014, published 7 January 2016, abstract.

Cell Press news release, accessed 5 January 2016.

5/5 - (1 vote)
Print Friendly, PDF & Email