علت ضعف انسان در برابر بیماری‌ها چیست؟

زوميت

بروزرسانی 1399/05/18 - 15:45

زوميت/ مطالعه‌ي ژنوم انسان‌ها نشان مي‌دهد که شايد علت ابتلاي انسان به برخي بيماري‌ها، مقاومتي باشد که طي تکامل دربرابر بيماري‌هاي خطرناک ديگر کسب کرده‌ است.

صدها سال پيش، اجداد ما ترفند ساده‌اي را تکامل دادند که مي‌توانست به آن‌ها در مقابله‌با يک بيماري عفوني مهم کمک کند. اين تغيير احتمالا پوست ما را نجات داده است، اما راه‌حل کاملي نبوده است.

پژوهشي جديد شواهدي را کشف کرده است که نشان مي‌دهد جهش‌هايي که حدود ۶۰۰ هزار تا ۲ ميليون سال پيش ظهور کردند، بخشي از مجموعه سازگاري‌هايي بودند که ممکن است ناخواسته ما را نسبت‌به بيماري‌هاي التهابي و حتي پاتوژن‌هاي ديگر مستعدتر کرده باشد.

گروهي از پژوهشگران حدود هزار ژنوم انسان امروزي را با چندين ژنوم خويشاوندان منقرض‌شده‌ي آن‌ها يعني نئاندرتال‌ها و انسان‌تباران دنيسووا مقايسه کردند تا جزئياتي را درمورد تکامل خانواده‌اي از مواد شيميايي کشف کنند که روي سطوح سلول‌هاي انسان وجود دارند.

اسيدهاي سياليک، گروه متنوعي از کربوهيدرات‌ها هستند که همچون برگ از انتهاي پروتئين‌هايي که سطوح سلول‌هاي انسان را مي‌پوشانند، سربرمي‌آورند. اين چتر قندي معمولا اولين چيزي است که ويروس يا باکتري با آن برخورد مي‌کند. بنابراين تعجبي ندارد که مواد شيميايي مذکور مانند يک نشان امنيتي عمل کنند و دوست را از دشمن تشخيص دهند. تغيير در نشانگرهاي اسيد سياليک مي‌تواند موجب بيماري‌هاي مختلفي شود. اما اين يک تغيير خاص مربوط به تمام انسان‌ها بود که پژوهشگران بيشتر از همه مشتاق درک آن بودند.

بيشتر پستانداران (ازجمله کپي‌هاي نزديک) داراي ترکيبي به نام ان-گليکوليل‌نورامينيک اسيد يا Neu5Gc هستند. مدتي است که مي‌دانيم ژن کدکننده‌ي اين نسخه در ما شکسته شده و به جاي آن، فرم پيش‌ساز آن يعني ان-استيل نورامينيک اسيد (Neu5Ac) اين وظيفه را برعهده دارد.

پژوهشگران قبلا گمان مي‌کردند که اين جهش در انسان‌ها انتخاب شده است تا موجب شود اتصال انگل‌هاي ويرانگر مالاريا مانند ﭘﻼﺳﻤﻮدﯾﻮم ناولزي به سلول‌هاي قرمز خون دشوارتر شود. اين معاوضه‌اي است که حيوانات ديگر (ازجمله تعدادي از پرندگان، خفاش‌ها و حتي نهنگ‌ها) نيز آن را طي تکامل کسب کرده‌اند. از آن‌جا که ژن Neu5Gc در شامپانزه‌ها حفظ شده است، اين جهش بايد چيزي حدود ۶ ميليون سال پيش يا بيشتر رخ داده باشد، يعني زماني پس از اينکه ما راهمان از يکديگر جدا شد. اکنون مي‌توانيم زمان اين اتفاق را دقيق‌تر تخمين بزنيم. جديدترين مطالعه نشان مي‌دهد که نئاندرتال‌ها و انسان‌تباران دنيسووا داراي نسخه‌اي از اسيد سياليک هستند که انسان‌هاي مدرن نيز آن را دارند، يعني اين تغيير قبل از اين رخ داده است که شاخه‌ي ما حدود ۴۰۰ هزار تا ۸۰۰ هزار سال پيش از درخت خانوادگي جدا شود.

نشانگرهاي اسيد سياليک فقط بخشي از داستان هستند. سلول‌هاي ايمني براي تمايز ميان سلول‌هاي خودي و مهاجمان، به مواد شيميايي به نام سيگلک‌ها يا Siglecs (لکتين‌هاي شبه ايمونوگلوبولين متصل‌شونده به اسيد سياليک) مجهز شده‌اند. وقتي يک بازرسي رخ مي‌دهد، اگر نشانگرهاي اسيد سياليک به حد کافي موجود نباشند، فرصتي براي ورد مهاجمان پيش مي‌آيد.

پژوهشگران در بررسي‌هاي بيشتر، جهش‌هايي را درميان خوشه‌اي از ژن‌هاي سيگلک‌ پيدا کردند که در انسان‌هاي امروزي و خويشاوندان نزديک آن‌ها رايج بود اما کپي‌هاي بزرگ (نخستينيان) فاقد آن بودند. البته همه‌ي اين نسخه‌ها روي سلول‌هاي ايمني ديده نمي‌شوند. براساس اين مطالعه، برخي روي بافت‌هاي ديگر مانند مغز، جفت و روده ديده مي‌شوند.

درمورد مالاريا، اين تغيير به انسان‌هاي داراي Neu5Ac که در مناطق مستعد به اين بيماري انگلي زندگي مي‌کنند، مزيت بزرگي نسبت‌به خويشاوندان Neu5Gc آن‌ها داده است. اما اين امر ممکن است هزينه‌ي زيادي داشته باشد.

يک دهه پيش، پژوهشگراني از همين تيم پژوهشي اظهار داشتند که اين جهش، جوامع اجدادي ما را از هم جدا کرده است و احتمالا مانع از توليدمثل آن‌ها شده است. به عبارت ديگر، خط اجدادي ما ممکن است درنتيجه‌ي اين مجموعه جهش‌هاي ايمني که احتمالا همزمان با ظهور انسان راست‌قامت کمي بيش از ۲ ميليون سال پيش رخ داده است، تجزيه شده باشد.

اما پيامدهاي ديگري نيز درنتيجه‌ي اين تغيير وجود دارد که امروزه هنوز درحال تجربه کردن آن‌ها هستيم. بيان سيگلک‌ها با وضعيت‌هايي مانند آسم و بيماري آلزايمر مرتبط بوده و موجب طرح اين احتمال مي‌شوند که محافظت دربرابر يک بيماري ويرانگر ما را درمعرض وضعيت‌هاي ديگر قرار مي‌دهد.

معاوضه‌ي مذکور درزمينه‌ي اسيد سياليک، ممکن است فرصت جديدي براي جريان پاتوژن‌هاي ديگر فراهم کرده باشد. طيف گسترده‌اي از ويروس‌ها و باکتري‌ها با چنگ زدن به انشعابات اسيد سياليک وارد سلول‌هاي ما مي‌شوند. بسياري از اين پاتوژن‌ها انسان‌ها را آلوده کرده اما نمي‌توانند کپي‌ها را آلوده کنند. از مهم‌ترين موارد وبا، آبله، آنفولانزا و ويروس‌هاي کرونا هستند. آجيت وارکي، استاد پزشکي سلولي و مولکولي دانشگاه کاليفرنيا مي‌گويد: «بيشتر ويروس‌هاي کرونا سلول‌ها را طي دو مرحله آلوده مي‌کنند: نخست با تشخيص اسيد سياليک‌هاي فراوان و متصل شدن به آن‌ها و سپس جست‌وجو به دنبال گيرنده‌هاي پروتئيني با ميل ترکيبي بالاتر مانند ACE2.»

عجيب اينکه، حذف ژن NeuA5c در موش‌ها باعث افزايش توانايي دويدن و فعال شدن بخش‌هاي ديگر سيستم ايمني آن‌ها مي‌شود. با توجه به استعدادهاي جديد شناختي و جسمي که انسان طي چند ميليون سال اخير به دست آورده است، ممکن است آسم و وبا ارزش اين معاوضه را داشته باشند. تکامل کارهايي را انجام مي‌دهد اما هيچ‌کس نمي‌گويد کامل است.

اين پژوهش در مجله‌ي Genome Biology and Evolution منتشر شده است.