Μία νέα ανακάλυψη έρχεται να ρίξει φως στο πώς η πανώλη προσαρμόστηκε ώστε να κρατά τους ξενιστές της ζωντανούς για μεγαλύτερο διάστημα, προκειμένου να εξαπλώνεται ευρύτερα και να συνεχίζει να προσβάλλει ανθρώπους επί αιώνες.
Όπως σημειώνει το CNN, μία από τις πιο σκοτεινές περιόδους στη μεσαιωνική Ευρώπη ήταν η πανδημία της πανώλης, γνωστή ως Μαύρος Θάνατος, η οποία σκότωσε τουλάχιστον 25 εκατομμύρια ανθρώπους μέσα σε μόλις πέντε χρόνια.
Η νόσος προκαλείται από το βακτήριο Yersinia pestis, το οποίο κυκλοφορεί στους ανθρώπινους πληθυσμούς για τουλάχιστον 5.000 χρόνια. Το παθογόνο αυτό έχει προκαλέσει τρεις μεγάλες πανδημίες πανώλης από τον 1ο αιώνα μ.Χ. και μετά. Παρόλο που πλέον δεν αποτελεί μεγάλο κίνδυνο, η πανώλη δεν έχει εξαφανιστεί.
Σύμφωνα με την Κλινική του Κλίβελαντ, κρούσματα εξακολουθούν να εμφανίζονται κάθε χρόνο στην Ασία, τη Νότια Αμερική και τις Ηνωμένες Πολιτείες, ενώ είναι πιο συχνά σε περιοχές της Αφρικής. Η ασθένεια μπορεί να αντιμετωπιστεί με αντιβιοτικά.
Οι επιστήμονες συνεχίζουν να αναζητούν απαντήσεις για το πώς εξελίχθηκε και εξαπλώθηκε το βακτήριο Yersinia pestis, αλλά πρόσφατη ανάλυση αρχαίων και σύγχρονων δειγμάτων του αποκάλυψε πώς η πανώλη κατάφερε να επιμείνει στον ανθρώπινο πληθυσμό για εκατοντάδες χρόνια, ακόμη και μετά την εξασθένηση των πανδημικών κυμάτων. Σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Science, μετά από μια αρχική περίοδο υψηλής θνησιμότητας, κατά την οποία οι ασθενείς πέθαιναν εντός τριών ημερών, μια αλλαγή σε μόλις ένα γονίδιο του βακτηρίου παρήγαγε νέα, λιγότερο θανατηφόρα αλλά πιο μεταδοτικά στελέχη.
Αυτά τα εξασθενημένα στελέχη εξαφανίστηκαν τελικά, αλλά όπως αναφέρουν οι ερευνητές, η κυρίαρχη γενεαλογική γραμμή της σύγχρονης Y. pestis είναι η πιο θανατηφόρα. Παρ’ όλα αυτά, τα ευρήματα σχετικά με την προσαρμοστικότητα του βακτηρίου κατά το παρελθόν μπορεί να αποδειχθούν πολύτιμα για τη διαχείριση σύγχρονων ξεσπασμάτων πανώλης.
Οι τρεις μεγάλες πανδημίες της πανώλης
Η πιο κοινή μορφή της ασθένειας είναι η βουβωνική πανώλη, που προκαλεί επώδυνο πρήξιμο στους λεμφαδένες και μεταδίδεται κυρίως μέσω τσιμπημάτων από ψύλλους που μεταφέρονται από μολυσμένους αρουραίους. Το πιο γνωστό ξέσπασμα βουβωνικής πανώλης σημειώθηκε στην Ευρώπη από το 1347 έως το 1352 και σκότωσε το 30% έως 50% του πληθυσμού της ηπείρου.
Η πρώτη καταγεγραμμένη πανδημία όμως ήταν η Πανώλη του Ιουστινιανού, που έπληξε τη Μεσόγειο από το 541 έως το 544 μ.Χ. Μια τρίτη μεγάλη έξαρση ξεκίνησε στην Κίνα τη δεκαετία του 1850 και κορυφώθηκε με επιδημία το 1894. Οι σημερινές περιπτώσεις πανώλης θεωρούνται συνέχεια αυτής της τρίτης πανδημίας.
Τι έδειξε η νέα μελέτη
Για τη νέα έρευνα, οι επιστήμονες συνέλεξαν αρχαία δείγματα Y. pestis από ανθρώπινα λείψανα που χρονολογούνται περίπου 100 χρόνια μετά την πρώτη και δεύτερη πανδημία. Τα δείγματα προέρχονταν από τη Δανία, διάφορα σημεία της Ευρώπης και τη Ρωσία. Ανασυνθέτοντας τα γονιδιώματα αυτών των στελεχών της πανώλης, οι ερευνητές τα συνέκριναν με αρχαιότερα στελέχη που χρονολογούνταν από την αρχή των πανδημιών.
Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης πάνω από 2.700 γονιδιώματα σύγχρονων δειγμάτων πανώλης από την Ασία, την Αφρική, τη Βόρεια και τη Νότια Αμερική. Μία από τις συγγραφείς της μελέτης, η Τζένιφερ Κλανκ, είναι επιστήμονας προϊόντων στην εταιρεία βιοτεχνολογείας Daciel Arbor Biosciences στο Μίσιγκαν, η οποία παρείχε συνθετικά μόρια για τα πειράματα.
Σύμφωνα με την άλλη επικεφαλής της μελέτης, Ραβνίτ Σίντου, υποψήφια διδάκτορα στο Κέντρο Αρχαίου DNA του Πανεπιστημίου McMaster στο Οντάριο του Καναδά, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα γονιδιώματα που ανακατασκεύασαν από δείγματα 100 χρόνια μετά τις δύο πρώτες πανδημίες της πανώλης είχαν λιγότερα αντίγραφα ενός γονιδίου που ονομάζεται pla.
Το συγκεκριμένο γονίδιο pla είναι εδώ και δεκαετίες αναγνωρισμένο ως ένας από τους βασικούς παράγοντες, που έκαναν την πανώλη τόσο θανατηφόρα.
Το γονίδιο pla κωδικοποιεί ένα ένζυμο που αλληλεπιδρά με τις πρωτεΐνες του ξενιστή και, σύμφωνα με τη Ραβνίτ Σίντου στο CNN, μία από τις βασικές του λειτουργίες είναι η διάσπαση θρόμβων αίματος. Αυτή η ικανότητα επιτρέπει στο βακτήριο Yersinia pestis να διεισδύει στους λεμφαδένες του ξενιστή, όπου αναπαράγεται πριν εξαπλωθεί στο υπόλοιπο σώμα.
«Δεν είναι ακόμη πλήρως γνωστές όλες οι λειτουργίες αυτού του γονιδίου», πρόσθεσε η Σίντου. Ωστόσο, προηγούμενες μελέτες έχουν συνδέσει το pla με τη βαρύτητα της νόσου, τόσο στη βουβωνική όσο και στην πνευμονική πανώλη — την αερομεταφερόμενη μορφή της ασθένειας που πλήττει τους πνεύμονες.
Αν και τα ανακατασκευασμένα αρχαία στελέχη παρουσίαζαν λιγότερα αντίγραφα του γονιδίου pla, οι επιστήμονες δεν ήταν βέβαιοι κατά πόσο αυτό θα μείωνε άμεσα τη θνησιμότητα της νόσου. Για να το διαπιστώσουν, δοκίμασαν στελέχη της βουβωνικής πανώλης με μειωμένο pla σε ποντίκια.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα ποντίκια που μολύνθηκαν με τα εξασθενημένα στελέχη είχαν ποσοστά επιβίωσης 10 έως 20% υψηλότερα σε σύγκριση με εκείνα που εκτέθηκαν σε κανονικά στελέχη με πλήρη ποσότητα του pla. Επιπλέον, το ανακατασκευασμένο στέλεχος χρειάστηκε περίπου δύο ημέρες περισσότερο για να σκοτώσει τους ξενιστές του, γεγονός που δείχνει ότι η ασθένεια ήταν λιγότερο επιθετική.
Η εργασία «παρουσιάζει ένα ισχυρό επιχείρημα ότι η μείωση — αλλά όχι η πλήρης απώλεια — του Pla (του ενζύμου που παράγεται από το γονίδιο pla) αποτελεί μέρος της εξελικτικής πορείας του παθογόνου της πανώλης και μπορεί να βοηθήσει στην ερμηνεία της υποχώρησης της πανδημίας της πανώλης κατά τον δεύτερο μεγάλο κύκλο, γνωστό και ως Μαύρος Θάνατος», δήλωσε η Δρ. Ντέμπορα Άντερσον, καθηγήτρια παθοβιολογίας ζώων στο Κολέγιο Κτηνιατρικής του Πανεπιστημίου του Μιζούρι.
Εξασθένηση της επιδημίας
Μαθηματικά μοντέλα έδειξαν πώς θα μπορούσε να είχε εξελιχθεί η κατάσταση στους ανθρώπινους πληθυσμούς πριν από αιώνες, οδηγώντας σε ένα φαινόμενο που οι ερευνητές αποκαλούν «επιδημική εξασθένηση» περίπου 100 χρόνια μετά την έκρηξη της βουβωνικής πανώλης.
Στα πρώιμα στάδια μιας πανδημίας, η λοίμωξη εξαπλωνόταν ραγδαία και οι θάνατοι ήταν γρήγοροι — τόσο για τους αρουραίους όσο και για τους ανθρώπους. Με την πάροδο του χρόνου, καθώς οι πληθυσμοί των αρουραίων μειώνονταν, οι εξελικτικές πιέσεις ευνόησαν την εμφάνιση ενός λιγότερο θανατηφόρου στελέχους του Y. pestis, με λιγότερα αντίγραφα του γονιδίου pla. Οι μολυσμένοι αρουραίοι με το νέο στέλεχος είχαν περισσότερο χρόνο να μεταδώσουν τη νόσο, σε άλλους αρουραίους και κατ’ επέκταση σε περισσότερους ανθρώπους.
«Το προτεινόμενο μοντέλο μπορεί να διερευνηθεί σε εργαστηριακό περιβάλλον και ίσως βοηθήσει στην κατανόηση της εξάπλωσης της πανώλης σήμερα στην άγρια φύση», ανέφερε η Άντερσον.
Αυτά τα εξασθενημένα στελέχη εξαφανίστηκαν τελικά. Στα σύγχρονα δείγματα που ανέλυσαν οι ερευνητές, βρέθηκαν μόνο τρία στελέχη με μειωμένη έκφραση του γονιδίου pla, όλα από το Βιετνάμ: ένα από άνθρωπο και δύο από μαύρους αρουραίους (Rattus rattus).
«Καταφέραμε να κάνουμε μια πραγματικά εντυπωσιακή διεπιστημονική μελέτη, συνδυάζοντας σύγχρονα και αρχαία δεδομένα και ενοποιώντας γεγονότα που έχουν εκτυλιχθεί καθ’ όλη τη μακρά εξελικτική ιστορία της πανώλης», δήλωσε η Ραβνίτ Σίντου. «Έχει μεγάλο ενδιαφέρον να δούμε πώς μελλοντικοί ερευνητές θα συνεχίσουν να προσπαθούν να γεφυρώσουν το χάσμα ανάμεσα στην τρίτη σύγχρονη πανδημία και τις δύο πρώτες αρχαίες πανδημίες, εντοπίζοντας περαιτέρω ομοιότητες. Γιατί δεν υπάρχουν πολλά αρχαία παθογόνα για τα οποία να διαθέτουμε τόσο εκτενή δεδομένα όσο για το Yersinia pestis.»
Ένα από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των πανδημιών πανώλης, όπως εξήγησε, είναι η επιμονή τους στον χρόνο, και η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το Y. pestis προσαρμόστηκε και επέζησε μπορεί να προσφέρει σημαντικές ενδείξεις για τα πρότυπα προσαρμογής σύγχρονων πανδημιών, όπως η Covid-19.
«Ακόμα κι αν δεν τη βιώνουμε στον ίδιο βαθμό με το 2020 ή το 2021, το παθογόνο υπάρχει στο υπόβαθρο — συνεχίζει να εξελίσσεται και να επιμένει», κατέληξε.
Πηγή: skai.gr
