Η πανώλη σημάδεψε την ανθρώπινη ανοσία

Οσοι επέζησαν του «Μαύρου Θανάτου» που αφάνισε τον μισό ευρωπαϊκό πληθυσμό τον 14ο αιώνα, χρωστούν τη σωτηρία τους σε συγκεκριμένα γονίδια, όπως αποκάλυψε πρόσφατη εκτενής γενετική μελέτη. Αλλά το τίμημα για το ανθρώπινο είδος δεν ήταν αμελητέο: τα γονίδια αυτά που η εξέλιξη ευνόησε συνδέονται με αυτοάνοσα νοσήματα που μας ταλανίζουν μέχρι σήμερα

Ο «Μαύρος Θάνατος» του 14ου αιώνα άφησε «ανεξίτηλο στίγμα» στην εξέλιξη των γονιδίων που συνδέονται με την ανοσία διαμορφώνοντας το πώς ο ανθρώπινος οργανισμός αποκρίνεται σήμερα σε νόσους, σύμφωνα με νέα μεγάλη γενετική ανάλυση – Τι λέει ο επικεφαλής της στο ΒΗΜΑ-Science

Το 1347 μ.Χ. μια άγνωστη τότε μολυσματική νόσος έκανε την εμφάνισή της στην Ευρώπη προκαλώντας μια πανδημία που όμοιά της δεν έχει μέχρι σήμερα καταγραφεί στην ανθρώπινη ιστορία. Μια πανδημία που στο πρώτο κύμα της «αφάνισε» ως και το 50% του ευρωπαϊκού πληθυσμού και η οποία χρειάστηκε άλλα περίπου 500(!) χρόνια για να θεωρηθεί λήξασα.

Ο λόγος για την πανδημία της πανώλης (τον αποκαλούμενο «Μαύρο Θάνατο») που έρχεται και πάλι στο προσκήνιο μέσα από μια νέα μελέτη η οποία δείχνει ότι η «συνάντηση» των προγόνων μας μαζί της επηρεάζει το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα ακόμη και σήμερα, περί τους επτά αιώνες μετά!

Η λέξη πανώλη προέρχεται από το παν και το ρήμα όλλυμι που σημαίνει καταστρέφω, εξαφανίζω. Το ουσιαστικοποιημένο επίθετο, «ο, η πανώλης, το πανώλες» προσδιορίζει το ουσιαστικό νόσος – πανώλης νόσος – και σημαίνει τη νόσο που καταστρέφει τα πάντα. Για αυτόν τον λόγο άλλωστε ο όρος πανώλη χρησιμοποιείται κατά καιρούς και για άλλες άκρως μεταδοτικές θανατηφόρες νόσους.

Η πρόσφατη αυτή μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature» ήταν το αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας – συμμετείχαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο McMaster στον Καναδά, το Πανεπιστήμιο του Σικάγου στις ΗΠΑ, το Ινστιτούτο Pasteur και άλλα ακαδημαϊκά κέντρα και οργανισμούς – και ενδελεχούς μακρόχρονης δουλειάς και γενετικής ανάλυσης: είναι χαρακτηριστικό ότι χρειάστηκαν επτά ολόκληρα χρόνια προκειμένου οι ερευνητές να συλλέξουν γενετικά δείγματα για ανάλυση από ανθρώπους που έζησαν πριν από την πανδημία, κατά τη διάρκειά της αλλά και μετά το τέλος της.

Αναλύοντας DNA το οποίο εξήχθη από τα δόντια ανθρώπων που πέθαναν πριν, κατά τη διάρκεια αλλά και μετά την πανδημία πανώλης του 14ου αιώνα, οι ερευνητές εντόπισαν γενετικές διαφορές οι οποίες υπαγόρευαν ποια άτομα θα επιβίωναν από τη νόσο και ποια αντιθέτως θα υπέκυπταν σε αυτήν

Αναζητώντας το παρελθόν

Ποιος ο στόχος μιας τέτοιας κοπιαστικής και χρονοβόρας ερευνητικής εργασίας; Το να ρίξουν οι επιστήμονες μια καλή ματιά στο παρελθόν και να ανακαλύψουν αν υπήρξαν γονίδια που λειτούργησαν προστατευτικά ή αντιθέτως επιβαρυντικά σε ό,τι αφορούσε τη σοβαρή νόσηση και τον θάνατο από πανώλη καθώς και το αν το γενετικό αυτό υπόβαθρο εξελίχθηκε με τρόπο που να επηρεάζει και τον σύγχρονο άνθρωπο.

Τα αποτελέσματα, σύμφωνα με τα οποία εντοπίστηκαν γονίδια που δρούσαν προστατευτικά πριν από τόσους αιώνες ενάντια στην πανώλη αλλά έχουν σήμερα επιβαρυντικό ρόλο καθιστώντας τα άτομα που τα φέρουν ευάλωτα σε αυτοάνοσα νοσήματα όπως η νόσος του Crohn και η ρευματοειδής αρθρίτιδα, αποτελούν μεγάλο… πανδημικό μάθημα για όλους μας – ιδιαιτέρως τώρα που βρισκόμαστε και πάλι στη δίνη μιας πανδημίας από την οποία ευελπιστούμε να βγούμε το συντομότερο δυνατόν.

Ο «Μαύρος Θάνατος»… καραδοκεί

Οι ερευνητές εξήγαγαν DNA από τους σκελετούς ανθρώπων που θάφτηκαν σε ομαδικούς τάφους ειδικά διαμορφωμένους για τα θύματα πανώλης στο Ανατολικό Σμίθφιλντ, κοντά στον Πύργο του Λονδίνου. Οι ομαδικές ταφές έγιναν το 1348 και το 1349 – στο σημείο εκτιμάται ότι θάφτηκαν περισσότερα από 2.500 θύματα της πανώλης

Ενα άλλο μεγάλο πανδημικό δίδαγμα που εξάγεται είναι βέβαια και το πώς η πρόοδος της ιατρικής και της τεχνολογίας σώζει ζωές: επτακόσια χρόνια πριν τα γιατροσόφια δεν ήταν προφανώς δυνατόν να γλιτώσουν τους ασθενείς από έναν άκρως θανατηφόρο λοιμώδη εχθρό, εξ ου και ο «Μαύρος Θάνατος» ήταν ο υπαίτιος για τον τραγικότερο ανθρώπινο πανδημικό απολογισμό στην Ιστορία. Σήμερα όμως χάρη στα εμβόλια, στα φάρμακα και στην ταχέως εξελισσόμενη επιστημονική και ιατρική γνώση πάρα πολλές ζωές ασθενών με COVID-19 έχουν σωθεί και συνεχίζουν να σώζονται. Σε κάθε περίπτωση πάντως, το βλέμμα στο πανδημικό παρελθόν μας αποτελεί έναν καλό «μεγεθυντικό φακό» για το παρόν και το μέλλον μας.

  • 30%-50% του ευρωπαϊκού πληθυσμού αφανίστηκε κατά την περίοδο του «Μαύρου Θανάτου» που έπληξε την Ευρώπη από το 1347 ως το 1351.

  • 125 εκατομμύρια εκτιμάται ότι μειώθηκε ο παγκόσμιος πληθυσμός εξαιτίας της πανδημίας πανώλης του 14ου αιώνα – από 475 εκατομμύρια έπεσε στα περίπου 350 εκατομμύρια.

Επιλεκτική δειγματοληψία

O καθηγητής Γενετικής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, ένας εκ των δύο επικεφαλής της μελέτης, Λούις Μπαρέιρο

Οπως περιέγραψε στο ΒΗΜΑ-Science ένας εκ των δύο επικεφαλής της μελέτης, ο καθηγητής Γενετικής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου Λούις Μπαρέιρο, η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε σε ένα «χρονικό παράθυρο» 100 ετών πριν από την έλευση του «Μαύρου Θανάτου» στο Λονδίνο, η οποία έγινε στα μέσα του 14ου αιώνα, κατά τη διάρκειά του αλλά και μετά από αυτόν. Περισσότερα από 500 δείγματα DNA συνελέγησαν από σκελετούς (κυρίως από τα δόντια) ανθρώπων που είτε είχαν πεθάνει πριν ενσκήψει η πανδημία είτε απεβίωσαν εξαιτίας της είτε επιβίωσαν από αυτή. Πολλά δείγματα ελήφθησαν από άτομα που είχαν ταφεί κατά τα έτη 1348-1349 σε ομαδικούς τάφους στο Ανατολικό Σμίθφιλντ, κοντά στον Πύργο του Λονδίνου (το συγκεκριμένο νεκροταφείο είχε δημιουργηθεί ειδικά για τα θύματα της πανώλης και σε αυτό θάφτηκαν περί τους 2.500 ανθρώπους) ενώ άλλα δείγματα ελήφθησαν από τάφους πέντε διαφορετικών περιοχών της Δανίας.

«Αναζητήσαμε σημάδια γενετικής προσαρμογής σχετιζόμενα με την πανώλη που προκαλείται από το βακτήριο Yersinia pestis» σημείωσε ο δρ Μπαρέιρο και προσέθεσε ότι είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν όχι μόνο στη γενετική ανάλυση των ατόμων που έχασαν τη ζωή τους από τη νόσο αλλά και εκείνων που επιβίωσαν από αυτή. «Πιστέψαμε εξαρχής ότι μια τέτοια προσέγγιση μπορεί να μας δώσει σημαντικές νέες πληροφορίες, και αυτό διότι είχαμε να κάνουμε με μια πολύ μεγάλη πανδημία και θελήσαμε να δούμε πόσο το γενετικό υπόβαθρο συνέβαλε στην προστασία όσων επιβίωσαν από αυτή. Αν την περίοδο της πανδημίας υπήρχαν γενετικές παραλλαγές στον πληθυσμό που αύξαναν την πιθανότητα επιβίωσης ορισμένων ατόμων, αναμέναμε ότι αυτές οι παραλλαγές θα εμφανίζονταν με αυξημένη συχνότητα στις επόμενες γενιές ώστε να αποτελέσουν ασπίδα ενάντια στη νόσο».

 

Τα προστατευτικά γονίδια

Τι αποκάλυψε λοιπόν η γενετική ανάλυση; Τέσσερα γονίδια, που εμπλέκονται στην παραγωγή πρωτεϊνών-«ασπίδων» ενάντια στα παθογόνα που εισβάλλουν στον οργανισμό, των οποίων διαφορετικές εκδοχές (τα αποκαλούμενα αλληλόμορφα) είτε προστάτευαν από την πανώλη είτε καθιστούσαν τους ανθρώπους ευάλωτους σε αυτή. Συγκεκριμένα, όπως διευκρίνισε ο καθηγητής Μπαρέιρο, «είδαμε ότι άτομα με δύο ίδια αντίγραφα ενός συγκεκριμένου γονιδίου, του ERAP2, είχαν πολύ μεγαλύτερα ποσοστά επιβίωσης από την πανώλη σε σύγκριση με όσα άτομα δεν είχαν το ίδιο σετ αντιγράφων. Και αυτό διότι αυτά τα «καλά» αντίγραφα ωθούσαν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος να εξουδετερώνουν πολύ αποτελεσματικότερα το Y.pestis».

O έτερος επικεφαλής της μελέτης, εξελικτικός βιολόγος, διευθυντής του Κέντρου Αρχαίου DNA στο Πανεπιστήμιο McMaster στον Καναδά, Χέντρικ Ποϊνάρ

Σε σχετικό δελτίο Τύπου για τη μελέτη, ο έτερος επικεφαλής της, εξελικτικός βιολόγος, διευθυντής του Κέντρου Αρχαίου DNA και κύριος ερευνητής του Παγκόσμιου Κόμβου για τις Πανδημίες και τις Βιολογικές Απειλές στο Πανεπιστήμιο ΜcMaster Χέντρικ Ποϊνάρ ανέφερε ότι «όταν ενσκήπτει μια πανδημία αυτής της φύσης που σκοτώνει το 30%-50% του πληθυσμού, μέσω φυσικής επιλογής, εμφανίζονται προστατευτικά αλληλόμορφα, γεγονός που σημαίνει ότι τα γονίδια βοηθούν κάποια άτομα να επιβιώνουν ενώ τα υπόλοιπα που είναι γενετικώς ευάλωτα στο παθογόνο που κυκλοφορεί εκείνη τη στιγμή υποκύπτουν. Ακόμη και ένα μικρό γενετικό πλεονέκτημα μπορεί να κάνει τη διαφορά μεταξύ ζωής και θανάτου. Και βέβαια οι επιβιώσαντες που βρίσκονται σε αναπαραγωγική ηλικία κληροδοτούν τα προστατευτικά γονίδια στην επόμενη γενιά».

Η φυσική επιλογή εν δράσει

Οι Ευρωπαίοι ήταν αρχικώς πολύ ευάλωτοι στην πανώλη όταν η πανδημία πρωτοεμφανίστηκε, εξαιτίας του ότι δεν είχαν εκτεθεί προσφάτως στο βακτήριο Υ. pestis. Ωστόσο, όσο εμφανίζονταν νέα πανδημικά κύματα τους αιώνες που ακολούθησαν, τα ποσοστά θνητότητας μειώθηκαν. Οι ερευνητές εκτιμούν μάλιστα ότι τα άτομα που έφεραν τα προστατευτικά αλληλόμορφα του ERAP2 είχαν 40%-50% μεγαλύτερες πιθανότητες επιβίωσης από τον «Μαύρο Θάνατο» σε σύγκριση με όσους δεν έφεραν τα «καλά» αντίγραφα του γονιδίου. «Αυτό το γενετικό πλεονέκτημα που εντοπίσαμε ενάντια στον «Μαύρο Θάνατο» είναι ένα από τα μεγαλύτερα που έχουν ποτέ καταγραφεί στον άνθρωπο και δείχνει πώς ένα και μόνο παθογόνο μπορεί να έχει ισχυρότατη επίδραση στην εξέλιξη του ανοσοποιητικού συστήματος» σχολίασε ο δρ Μπαρέιρο.

Ουδέν… καλόν όμως αμιγές κακού. Το επόμενο εύρημα των ερευνητών ήταν πως ό,τι δεν σκότωσε τους προγόνους μας του 14ου αιώνα, μας κάνει σήμερα (γενετικώς) πιο αδύναμους. «Ανακαλύψαμε ότι ορισμένες από τις γενετικές παραλλαγές που λειτουργούσαν προστατευτικά ενάντια στο Υ. pestis είναι οι ίδιες που σήμερα συνδέονται με αυξημένο κίνδυνο αυτοάνοσων διαταραχών» σημείωσε ο δρ Μπαρέιρο και συμπλήρωσε: «Για παράδειγμα η παραλλαγή του ERAP2 που συνδεόταν με καλύτερη επιβίωση από τον «Μαύρο Θάνατο» αποτελεί σήμερα γνωστό παράγοντα κινδύνου για τη νόσο του Crohn. Δεν γνωρίζουμε τους ακριβείς μηχανισμούς που οδηγούν σε αυτή τη σύνδεση, ωστόσο πιστεύουμε ότι η συγκεκριμένη γονιδιακή παραλλαγή οδηγούσε σε ισχυρότερη ανοσολογική απόκριση ενάντια στο παθογόνο. Αυτό που ξέρουμε είναι πως σε ό,τι αφορά τα αυτοάνοσα νοσήματα το ανοσοποιητικό σύστημα του ασθενούς επιτίθεται λανθασμένα ενάντια στους υγιείς ιστούς του. Στην περίπτωση της νόσου του Crohn, το ανοσοποιητικό σύστημα επιτίθεται στα «καλά» βακτήρια του εντέρου οδηγώντας σε φλεγμονή και αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης και εξέλιξης της νόσου η οποία πλήττει το έντερο». Με απλά λόγια, η ευεργετική ισχυρή ανοσολογική απόκριση του παρελθόντος που υπαγορευόταν από τα γονίδια των ανθρώπων του 14ου αιώνα προκειμένου να σωθούν ζωές, γυρνά πλέον «μπούμερανγκ» στον σύγχρονο άνθρωπο, καθώς κάποιες φορές μετατρέπεται σε μια λανθασμένη υπέρ το δέον αντίδραση του οργανισμού ενάντια στον ίδιο τον εαυτό του.

Αμελητέα η εξελικτική επίδραση της COVID-19

Κλείνοντας ο καθηγητής Μπαρέιρο τόνισε ότι η κατανόηση των γενετικών παραγόντων που διαμορφώνουν το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα αποτελεί «κλειδί» για την αποκρυπτογράφηση του πώς πανδημίες που συνέβησαν πριν από εκατοντάδες έτη συμβάλλουν στη ροπή προς την εκδήλωση νόσων στη σύγχρονη εποχή.

Φθάνοντας λοιπόν στο σήμερα, δεν θα μπορούσαμε να μη ρωτήσουμε τον ερευνητή αν η τρέχουσα πανδημία του SARS-CoV-2 μπορεί να λειτουργήσει ως άλλη «πανώλη» για το ανοσοποιητικό μας σύστημα αλλά και για εκείνο των απογόνων μας. «Δεν πιστεύω ότι η COVID-19 θα έχει την ίδια επίδραση με τον «Μαύρο Θάνατο» σε ό,τι αφορά τη φυσική επιλογή. Ο κύριος λόγος για τον οποίο δεν αναμένουμε η φυσική επιλογή να «δει» τη συγκεκριμένη πανδημική νόσο είναι επειδή η COVID-19 σκοτώνει κατά κύριο λόγο ανθρώπους μεγαλύτερης ηλικίας που έχουν περάσει την αναπαραγωγική ηλικία και έτσι δεν μπορούν να «περάσουν» τα γονίδιά τους στην επόμενη γενιά. Επιπροσθέτως τα ποσοστά θνητότητας κατά την πανδημία της COVID-19 ήταν πολύ, πολύ χαμηλότερα από εκείνα της πανδημίας της πανώλης του 14ου αιώνα».

Μπροστά λοιπόν στη… γενετική αιωνιότητα, η COVID-19 πιθανώς θα αποδειχθεί μόνο ένα… στιγμιαίο «πταίσμα» που δεν θα «γράψει» στα γονίδια των μελλοντικών γενεών. Και εδώ ίσως θα ισχύσει το «ουδέν κακόν αμιγές καλού» – κάτι που θα επιβεβαιωθεί βέβαια μόνο κάποτε από τους γενετιστές του μέλλοντος…

Πώς εξαπλώθηκε ο «Μαύρος Θάνατος»

Ο «Μαύρος Θάνατος» ήταν μια πανδημία πανώλης που ενέσκηψε στη Δυτική Ευρασία και στη Βόρεια Αφρική από το 1346 ως το 1353. Η πανδημία έπληξε την Ευρώπη από το 1347 ως το 1351 – πρόκειται για την πιο θανατηφόρα πανδημία που έχει καταγραφεί ως σήμερα στην ανθρώπινη ιστορία σκοτώνοντας μόνο στην Ευρώπη περί το 30% με 50% του πληθυσμού της και στη Μέση Ανατολή το ⅓ του πληθυσμού της. Είναι χαρακτηριστικό πως εκτιμάται ότι η πανώλη μείωσε τον παγκόσμιο πληθυσμό κατά τον 14ο αιώνα από τα 475 εκατομμύρια στα περίπου 350 εκατομμύρια.

Η νόσος προκαλείται από το βακτήριο Yersinia pestis και μεταδίδεται στον άνθρωπο από το τσίμπημα ψύλλων (κυρίως του είδους Xenopsylla cheopis) που παρασιτούν σε μαύρους αρουραίους. Εχει τρεις μορφές: τη βουβωνική, την πνευμονική που είναι άκρως μεταδοτική και τη σηψαιμική. Η βουβωνική πανώλη εκδηλώνεται με διόγκωση των λεμφαδένων, κυρίως στη βουβωνική χώρα αλλά και στον λαιμό και στις μασχάλες, με υψηλό πυρετό, νοητική σύγχυση, παραλήρημα. Η εξέλιξη της νόσου ήταν τον 14ο αιώνα θανατηφόρα – ο θάνατος επέρχετο μέσα σε λίγες ημέρες εξαιτίας σηψαιμικής διασποράς της σε ολόκληρο το σώμα. Σε ό,τι αφορά την πνευμονική πανώλη, εκδηλώνεται με υψηλό πυρετό, έντονη δύσπνοια, κυάνωση και αιματηρή απόχρεμψη μέσω της οποίας μεταδίδονται πολύ εύκολα τα «ένοχα» βακτήρια μεταξύ ανθρώπων. Η σηψαιμική πανώλη εκδηλώνεται με εικόνα σηπτικού σοκ. Σημειώνεται ότι η νόσος που ενδημεί και σήμερα κυρίως σε ορισμένα μέρη της Ασίας, της Νότιας Αμερικής και της Αφρικής κατέστη ιάσιμη μετά την ανακάλυψη των αντιβιοτικών και ιδίως της στρεπτομυκίνης.

Η αρχή του μοιραίου «ταξιδιού»

Η αρχή του «ταξιδιού» της εξάπλωσης της  πανώλης του 14ου αιώνα αποτελούσε επί μακρόν αντικείμενο διαμάχης, με τις υποψήφιες «γενέτειρες» της λοιμώδους νόσου να εκτείνονται από τη Δυτική Ευρασία μέχρι την Ανατολική Ασία και την Κίνα. Πολύ πρόσφατα, μέσα στο καλοκαίρι που μας πέρασε, το μυστήριο αυτό των σχεδόν επτά αιώνων φάνηκε πως βρήκε τη λύση του. Γερμανική μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature», με επικεφαλής μάλιστα μια ελληνίδα επιστήμονα, τη δρα Μαρία Σπύρου, μεταδιδακτορική ερευνήτρια του Πανεπιστημίου του Τίμπινγκεν και του Τμήματος Αρχαιογενετικής του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για την Επιστήμη της Ανθρώπινης Ιστορίας στην Ιένα, έδειξε μέσα από την ανάλυση του DNA επτά ατόμων που είχαν πεθάνει τον 14ο αιώνα από πανώλη, ότι ο «Μαύρος Θάνατος» προήλθε από την περιοχή του σημερινού Βόρειου Κιργιστάν, όπου η νόσος πρωτοεμφανίστηκε το 1338 και στη συνέχεια εξαπλώθηκε προς τα δυτικά μέσω κυρίως των εμπορικών οδών.

Η βουβωνική πανώλη έφθασε στη Μεσόγειο το 1347 μέσω πλοίων που μετέφεραν προϊόντα από τις περιοχές της Μαύρης Θάλασσας, οι οποίες εκείνη την περίοδο βρίσκονταν υπό τον έλεγχο της μογγολικής Χρυσής Ορδής, και εξαπλώθηκε στη συνέχεια στην Ευρώπη, στη Μέση Ανατολή και στη Βόρεια Αφρική. Μετά την… άφιξη της νόσου επί ευρωπαϊκού εδάφους, υπάρχουν ενδείξεις ότι υπήρξε ευρεία μετάδοσή της μεταξύ ανθρώπων με τη μορφή της πνευμονικής πανώλης – αυτό εξηγεί και την τεράστια εξάπλωσή της σε μικρό χρονικό διάστημα σε ολόκληρη την Ευρώπη και όχι μόνο.

Το πρώτο άκρως θανατηφόρο πανδημικό κύμα της πανώλης ακολούθησε ένα μακρόχρονο δεύτερο κύμα που διήρκεσε ως τον 19ο αιώνα. Κοινώς, μιλάμε για μια πανδημία που με εξάρσεις και υφέσεις κράτησε για περίπου 500 χρόνια και της οποίας η μελέτη δίνει πολύτιμες πληροφορίες για τους σημερινούς αλλά και τους μελλοντικούς πανδημικούς εχθρούς.

Ακολουθήστε στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Δείτε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, από
Science
Σίβυλλα
Helios Kiosk