Människor och autoimmuna sjukdomar fortsätter att utvecklas tillsammans
Förmågan att bekämpa sjukdomar är en drivande kraft i mänsklig överlevnad. Inflammation har framträtt som ett nyckelvapen i denna process. När patogener förändras och utvecklas anpassar sig immunsystemet för att hänga med.
Men i vilken utsträckning kan sådana evolutionära anpassningar också ge upphov till autoimmuna tillstånd som lupus och Crohns sjukdom?
Detta var en central fråga i en ny tid Trender inom immunologi granskning av två forskare från Radboud University i Nijmegen, Nederländerna.
För att ta itu med frågan undersökte första författaren Jorge Domínguez-Andrés, en postdoktorforskare inom molekylär livsvetenskap, och seniorförfattare Prof.Mihai G. Netea, ordförande för experimentell internmedicin studier inom virologi, genetik, mikrobiologi och immunologi. .
De fokuserade på människor av afrikansk eller eurasisk härkomst och hur deras förfäders ursprung kan ha påverkat deras risk för autoimmuna sjukdomar.
Av särskilt intresse var hur vanliga patogener i olika samhällen relaterade till förändringar i människors DNA, särskilt när detta involverade inflammation.
Ett immunförsvar under utveckling
Teamet fann att de genetiska förändringarna gjorde det svårare för patogeninfektioner att ta tag.
Med tiden verkar det dock som att inflammationsrelaterade sjukdomar, såsom inflammatorisk tarmsjukdom, Crohns sjukdom och lupus, har dykt upp tillsammans med förbättringar av immunförsvaret.
Resultaten antyder också att det mänskliga immunsystemet fortsätter att utvecklas och anpassa sig till förändringar i miljö och livsstil.
"Det verkar finnas en balans", säger Domínguez-Andrés.
"Människor utvecklas för att bygga försvar mot sjukdomar", fortsätter han, "men vi kan inte hindra sjukdomar från att inträffa, så den nytta vi får å ena sidan gör oss också mer känsliga för nya sjukdomar å andra sidan."
Han konstaterar att autoimmuna sjukdomar hos dagens människor tenderar att uppstå senare i livet. Dessa skulle inte ha orsakat hälsoproblem för våra förfäder eftersom deras liv var mycket kortare.
"Nu när vi lever så mycket längre", förklarar han, "kan vi se konsekvenserna av infektioner som hände våra förfäder."
Exemplet på malaria
Ett av exemplen som Domínguez-Andrés och Netea behandlar i detalj i sin recension är malaria.
"Bland olika infektionssjukdomar", skriver de, "har malaria utövat det högsta evolutionära trycket på samhällen över den afrikanska kontinenten."
Malaria är en myggburen sjukdom som gör människor mycket sjuka med influensaliknande symtom, såsom frossa och hög feber.
Även om det har gjorts mycket framsteg i kampen för att kontrollera och eliminera den potentiellt dödliga sjukdomen, fortsätter den att hota nästan hälften av världens befolkning, enligt Världshälsoorganisationen (WHO).
Orsaken till malaria är parasiter som tillhör arten Plasmodium. Dessa parasiter sprids till människor genom smittade kvinnors bett Anopheles myggor.
Domínguez-Andrés och Netea noterar att Plasmodium har smittat människor i Afrika i miljontals år. Under den perioden har immunsystemet hos dessa mänskliga befolkningar utvecklats starkare motståndskraft mot infektion genom att öka inflammation.
Nackdelen med ökande inflammation för att motstå smittsam sjukdom är dock att det gynnar hälsoproblem som tenderar att uppstå senare i livet.
Moderna människor av afrikansk härkomst är mer benägna att utveckla sådana tillstånd, som inkluderar åderförkalkning och andra hjärt-kärlsjukdomar.
Ett annat exempel på hur förfädernas förändringar i DNA lämnar avtryck i moderna människors immunsystem är inblandning av tidiga eurasier med neandertalare.
Moderna människor vars genom rymmer rester av Neanderthal DNA har immunsystem som bättre kan motstå staph-infektioner och HIV-1. Men de är också mer benägna att astma, hösnuva och andra allergier.
Ny teknologi
Förbättringar av tekniken gör det mer möjligt att hitta de nackdelar som kan åtfölja sjukdomsbekämpande anpassningar.
Nästa generations sekvensering till exempel tillåter forskare att fördjupa sig mer i vad som händer på DNA-nivå mellan patogener och de organismer som de infekterar.
Inte bara blir ny teknik bättre på att avslöja genetiska förändringar som inträffade i våra förfäder, men det visar också att det mänskliga immunsystemet fortsätter att utvecklas och anpassa sig.
I Afrika finns det fortfarande stammar som jagar efter mat som deras förfäder gjorde. Tack vare nya verktyg kan forskare se hur tarmbakterierna i dessa stammar är mer olika än hos till exempel afrikanska amerikaner som köper mat i butiker.
Andra förändringar som har påverkat DNA är de förbättringar av hygien som har skett under de senaste århundradena. Dessa har minskat exponeringen för patogener och mångfalden av tarmbakterier.
”Denna minskade mikrobiotiska mångfald i västerländska samhällen”, författarna konstaterar, “har förknippats med en högre förekomst av så kallade” civilisationssjukdomar ”, såsom hjärt-kärlsjukdomar, diabetes, fetma och autoimmuna sjukdomar, vilket är mycket ovanligt i jägare-samlare samhällen, jämfört med samhällen som lever en västerländsk livsstil.
Domínguez-Andrés och Netea utvidgar sin forskning till befolkningar vars anor är annat än afrikansk eller eurasisk.
"Idag lider vi eller drar nytta av försvar som är inbyggda i vårt DNA av våra förfäders immunsystem som bekämpar infektioner eller blir vana vid nya livsstilar."
Jorge Domínguez-Andrés, Ph.D.
