Επιστήμονες από το Institut Pasteur, το Université Paris Cité, το CNRS και το Collège de France χρησιμοποίησαν την παλαιογονιδιωματική για να εντοπίσουν 10.000 χρόνια εξέλιξης του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος. Ανέλυσαν το γονιδίωμα περισσότερων από 2.800 ατόμων που έζησαν στην Ευρώπη τις τελευταίες δέκα χιλιετίες. Κατάφεραν να χρονολογήσουν την αύξηση της συχνότητας των περισσότερων μεταλλάξεων που είναι επωφελείς για την άμυνα ενάντια στα παθογόνα μετά την Εποχή του Χαλκού, πριν από 4.500 χρόνια.
Οι επιστήμονες παρατήρησαν επίσης ότι οι μεταλλάξεις που προσδίδουν υψηλότερο κίνδυνο εμφάνισης φλεγμονωδών διαταραχών έχουν γίνει πιο συχνές τα τελευταία 10.000 χρόνια. Αυτά τα διαφωτιστικά αποτελέσματα σχετικά με τις επιπτώσεις της φυσικής επιλογής στα γονίδια ανοσίας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Cell Genomics στις 13 Ιανουαρίου 2023. Στη δεκαετία του 1950, ο γενετιστής J.B.S. Haldane απέδωσε τη διατήρηση ή την επιμονή της μετάλλαξης που είναι υπεύθυνη για ανωμαλίες στα ερυθρά αιμοσφαίρια που παρατηρούνται συνήθως στην Αφρική στην προστασία που παρείχαν αυτές οι ανωμαλίες έναντι της ελονοσίας, μιας ενδημικής λοίμωξης που στοιχίζει εκατομμύρια ζωές.
Αυτή η θεωρία πρότεινε ότι τα παθογόνα είναι από τις ισχυρότερες επιλεκτικές πιέσεις που αντιμετωπίζει ο άνθρωπος. Αρκετές πληθυσμιακές γενετικές μελέτες επιβεβαίωσαν στη συνέχεια τη θεωρία. Ωστόσο, παρέμεναν μεγάλα ερωτήματα, ειδικά σχετικά με τις συγκεκριμένες εποχές κατά τις οποίες οι επιλεκτικές πιέσεις που ασκούσαν τα παθογόνα στους ανθρώπινους πληθυσμούς ήταν ισχυρότερες και ο αντίκτυπός τους στον σημερινό κίνδυνο ανάπτυξης φλεγμονωδών ή αυτοάνοσων διαταραχών. Για να αντιμετωπίσουν αυτά τα ερωτήματα, επιστήμονες από:
- το Institut Pasteur,
- το Université Paris Cité,
- το CNRS,
- και το Collège de France,
- σε συνεργασία με το Imagine Institute,
- και The Rockefeller University
υιοθέτησαν μια προσέγγιση βασισμένη στην παλαιογονιδιωματική. Αυτός ο κλάδος, που μελετά το DNA από απολιθώματα, οδήγησε σε σημαντικές ανακαλύψεις για την ιστορία και την εξέλιξη των ανθρώπων και των ανθρώπινων ασθενειών, όπως φαίνεται από την απόφαση να απονεμηθεί το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 2022 στον παλαιογενετιστή Svante Pääbo. Στη μελέτη με επικεφαλής το Ινστιτούτο Παστέρ, που δημοσιεύτηκε στις 13 Ιανουαρίου στο περιοδικό Cell Genomics, οι επιστήμονες ανέλυσαν τη μεταβλητότητα των γονιδιωμάτων περισσότερων από 2.800 ατόμων που έζησαν στην Ευρώπη τις τελευταίες δέκα χιλιετίες — μια περίοδο που καλύπτει τη Νεολιθική, την Εποχή του Χαλκού, η Εποχή του Σιδήρου, ο Μεσαίωνας και το παρόν.
Ανασυνθέτοντας την εξέλιξη με την πάροδο του χρόνου εκατοντάδων χιλιάδων γενετικών μεταλλάξεων, οι επιστήμονες αρχικά εντόπισαν μεταλλάξεις που αυξάνονταν γρήγορα σε συχνότητα στην Ευρώπη, υποδεικνύοντας ότι ήταν επωφελείς. Αυτές οι μεταλλάξεις που εξελίχθηκαν υπό τη «θετική» φυσική επιλογή εντοπίζονται κυρίως σε 89 γονίδια εμπλουτισμένα σε λειτουργίες που σχετίζονται με την έμφυτη ανοσολογική απόκριση, συμπεριλαμβανομένων ιδιαίτερα των γονιδίων OAS — τα οποία είναι υπεύθυνα για την αντιική δράση — και του γονιδίου που είναι υπεύθυνο για την ομάδα αίματος ABO Σύστημα.
Παραδόξως, τα περισσότερα από αυτά τα γεγονότα θετικής επιλογής, τα οποία καταδεικνύουν μια γενετική προσαρμογή στο παθογόνο περιβάλλον, ξεκίνησαν πρόσφατα, από την αρχή της Εποχής του Χαλκού, περίπου πριν από 4.500 χρόνια. Οι επιστήμονες εξηγούν αυτή την «επιτάχυνση» στην προσαρμογή από την αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ή/και από τις ισχυρές επιλεκτικές πιέσεις που ασκούνται από παθογόνους οργανισμούς στην Εποχή του Χαλκού, πιθανώς συνδεδεμένες με την εξάπλωση σοβαρών μολυσματικών ασθενειών όπως η πανώλη. Την ίδια στιγμή, οι επιστήμονες εξέτασαν επίσης την αντίθετη κατάσταση, με άλλα λόγια, μεταλλάξεις των οποίων η συχνότητα μειώθηκε σημαντικά τις τελευταίες δέκα χιλιετίες.
Αυτές οι μεταλλάξεις πιθανότατα υπόκεινται σε “αρνητική” επιλογή επειδή αυξάνουν τον κίνδυνο ασθένειας. Σημείωσαν ότι για άλλη μια φορά, αυτές οι εκδηλώσεις επιλογής ξεκίνησαν κυρίως στην Εποχή του Χαλκού. Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν την αξία της υιοθέτησης μιας εξελικτικής προσέγγισης στην έρευνα για τη γενετική ευαισθησία σε μολυσματικές ασθένειες. Τα αποτελέσματα της μελέτης, η οποία εκμεταλλεύτηκε το τεράστιο δυναμικό της παλαιογονιδιωματικής, δείχνουν ότι η φυσική επιλογή έχει στοχεύσει γονίδια ανθρώπινης ανοσίας τις τελευταίες δέκα χιλιετίες στην Ευρώπη, ειδικά από την αρχή της Εποχής του Χαλκού, και συνέβαλε στις σημερινές ανισότητες όσον αφορά τον κίνδυνο μολυσματικών και φλεγμονωδών ασθενειών.