Το ένα και μοναδικό γονίδιο που βοήθησε την πανούκλα να επιβιώσει για αιώνες

Υπεύθυνο για την πιο θανατηφόρα πανδημία στην ιστορία, το βακτήριο που προκαλεί την πανώλη, το Yersinia pestis, υπάρχει σε διάφορα στελέχη από την αρχαιότητα ως σήμερα. Τώρα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα γενετικό στοιχείο για το πώς η διαβόητη ασθένεια έχει επιβιώσει για χιλιετίες, με καταστροφικές επιδημίες που μαίνονται ανά τους αιώνες και δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο έντυπο Science.

Βουβωνική, σηψαιμική και πνευμονική πανώλη

Η πιο κοινή μορφή της νόσου που προκαλεί το Y. pestis είναι γνωστή ως βουβωνική και συνήθως εισέρχεται στον οργανισμό μέσω τσιμπημάτων μολυσμένων ψύλλων, αλλά και –λιγότερο συχνά –από μολυσμένα ζώα, όπως αρουραίους και γάτες. Μόλις εισέλθει στον οργανισμό, το βακτήριο μεταφέρεται στους λεμφαδένες και πολλαπλασιάζεται. Καθώς πολλαπλασιάζεται, προκαλεί το σχηματισμό επώδυνων, γεμάτων πύον βουβώνων, από τους οποίους προέρχεται και το όνομα της βουβωνικής πανώλης.

Το βακτήριο της πανώλης μπορεί επίσης να προκαλέσει λοίμωξη του αίματος, που ονομάζεται σηψαιμική πανώλη, και λοίμωξη των πνευμόνων, που ονομάζεται πνευμονική πανώλη. Οι επιδημίες πανώλης συνεχίζονται ως σήμερα, με τη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό, τη Μαδαγασκάρη και το Περού να είναι οι πιο ενδημικές χώρες σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, αναφέρει το Live Science.

Το μυστικό της επιβίωσης του βακτηρίου

Εκτός από τον συγκλονιστικό αριθμό θανάτων που συνδέονται με το Y. pestis – ο Μαύρος Θάνατος του 14^ου αιώνα σκότωσε κατά πρόσβαση 25 εκατομμύρια ανθρώπους μόνο στην Ευρώπη – αυτό που είναι ενδεχομένως πιο αξιοσημείωτο είναι η μακροζωία των στελεχών του. Τα στελέχη του βακτηρίου της πανώλης του Ιουστινιανού (που ξέσπασε κατά πρόσβαση μεταξύ του 542 και του 750 μ.Χ. και μείωσε τον πληθυσμό σε ορισμένες περιοχές της Μεσογείου κατά κατά πρόσβαση 40% ως το τέλος του 6ου αιώνα) χρειάστηκαν 300 χρόνια για να εξαφανιστούν μετά την πρώτη καταγραφή των κρουσμάτων, και ένα από τα 2 γένη του Μαύρου Θανάτου επανεμφανίστηκε σε κύματα για 500 χρόνια πριν εξαφανιστεί, ενώ το άλλο έγινε ο πρόγονος όλων των σημερινών στελεχών.

Ηλεκτρονική μικροφωτογραφία που απεικονίζει μια ύλη βακτηρίων Y. pestis στο πρόσθιο έντερο ενός ψύλλου

Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH / Wikimedia Commons

Για να διερευνήσουν τα γενετικά εργαλεία που χρησιμοποιεί το Y. pestis για να επιβιώσει για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, οι ερευνητές πραγματοποίησαν αναστοιχείωση ενός γονιδίου της πανώλης γνωστού ως pla σε εκατοντάδες δείγματα που συλλέχθηκαν από αρχαία και σύγχρονα θύματα της νόσου.

Το γονίδιο pla κωδικοποιεί ένα ένζυμο που βοηθά το Y. pestis να μετακινείται μέσα στο σώμα χωρίς να ανιχνεύεται από το ανοσοποιητικό σύστημα. Προηγούμενες μελέτες έχουν υποδείξει ότι το pla είναι ένας πρωταρχικός παράγοντας που ρυθμίζει τόσο τη θνησιμότητα ενός συγκεκριμένου στελέχους πανώλης όσο και την ικανότητά του να προκαλεί επιδημίες. Ωστόσο, ένα στέλεχος πανώλης μπορεί να φέρει διαφορετικό αριθμό γονιδίων pla από το επόμενο, και δεν ήταν σαφές πώς αυτός ο αριθμός αντιγράφων μπορεί να επηρεάσει τη βιολογία τους, σημείωσαν οι ερευνητές.

• Διαβάστε ακόμη:
  Πώς η πανούκλα έχει σημαδέψει για τα καλά το DNA μας

Για να το διερευνήσουν, συνέλεξαν πολλαπλά σύγχρονα στελέχη του Y. pestis από το Βιετνάμ που είχαν διαφορετικό αριθμό αντιγράφων του pla στο γονιδίωμά τους. Ο μεγαλύτερος αριθμός αντιγράφων του γονιδίου σημαίνει ότι τα βακτήρια μπορούν να παράγουν περισσότερα αντίγραφα του ενζύμου. Αφού έκαναν ενέσεις με αυτά τα διαφορετικά στελέχη της πανώλης σε ποντίκια, διαπίστωσαν ότι τα στελέχη με λιγότερα αντίγραφα του pla προκαλούσαν μακρύτερες λοιμώξεις, αλλά μείωναν το ποσοστό θνησιμότητας της νόσου ως και 20%.

Κρατούσε ζωντανούς τους ξενιστές για να εξαπλωθεί

Σε όλα τα αρχαία γονιδιώματα της πανώλης που ανέλυσαν – 20 από τα οποία χρονολογούνται από την πρώτη πανδημία πανώλης και 94 από τη δεύτερη – οι ερευνητές παρατήρησαν ένα μοτίβο όπου τα στελέχη της πανώλης έχαναν αντίγραφα του pla με την πάροδο του χρόνου, εμφανώς στα τελευταία στάδια κάθε πανδημίας. Μεταξύ των σύγχρονων γονιδιωμάτων, βρήκαν 3 στελέχη που υποδηλώνουν ότι το ίδιο μοτίβο εκτυλίσσεται σήμερα.

«Ο νικηφορία του Θανάτου» (1562), πίνακας του Πίτερ Μπρίγκελ του Πρεσβύτερου

Museo del Prado / Wikimedia Commons

Θεώρησαν ότι αυτή η προσαρμογή πιθανώς έκανε τις λοιμώξεις λιγότερο λοιμογόνες ή επιβλαβείς για τον οργανισμό με την πάροδο του χρόνου. Αυτό υποδηλώνει ότι η εξελικτική μεταποίηση βοήθησε την ασθένεια να διατηρήσει τους ξενιστές της — είτε ήταν αρουραίοι είτε άνθρωποι — ζωντανούς για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, επιτρέποντάς της έτσι να εξαπλωθεί ευρύτερα.

Οι επιστήμονες λένε ότι περαιτέρω έρευνα τόσο σε αρχαία όσο και σε σύγχρονα στελέχη της πανώλης θα μπορούσε να αποκαλύψει περισσότερες μειώσεις του pla και να τους βοηθήσει να κατανοήσουν καλύτερα πώς τέτοιες αλλαγές στο γονιδίωμα του μικροβίου έχουν διαμορφώσει την παθογένειά του κατά τη διάρκεια της ιστορίας.