Po novi raziskavi je pred pojavom učinkovitih zdravil proti HIV aids v eni od regij Južnoafriške republike terjal tako hude žrtve, da je v nekaj več kot desetletju pustil sled v človeškem genomu in preuredil pogostost genskih različic imunskega sistema. Ko je dostop do zdravil pred dvema desetletjema postajal vse lažji, so se te evolucijske sile omilile, genetske spremembe pa so se upočasnile.
Raziskava ponuja očarljiv vpogled v proces človeške evolucije. »Fantastično je, jasno kaže delovanje naravne selekcije, nato pa to, kako naravno selekcijo ustavi zdravilni poseg,« pravi Michael Worobey, evolucijski biolog z Univerze v Arizoni, ki pri delu ni sodeloval.
Raziskovalci so proučevali genetske spremembe pri prebivalstvu province KwaZulu-Natal, ki je v Južni Afriki najbolj prizadeta zaradi epidemije, v državi, v kateri danes živi 20 % od ocenjenih 40,8 milijona okuženih s HIV po svetu. V raziskavi so analizirali vzorce krvi, zbrane med letoma 1998 in 2025, od 1600 z virusom HIV okuženih in neokuženih mater, ki živijo v KwaZulu-Natalu, ter več kot 400 njihovih dojenčkov.
Preden so antiretrovirusna (ARV) zdravila leta 2005 postala široko dostopna v KwaZulu-Natalu, se je razvila nekakšna popolna nevihta, ki jo je sprožila kombinacija več nenavadnih dejavnikov, pravi Philip Goulder, imunolog z Univerze v Oxfordu, ki je raziskavo vodil. HIV se je v Južni Afriki do zgodnjih devetdesetih let komaj širil, takrat pa je izbruhnila epidemija med heteroseksualnim prebivalstvom, ki je v KwaZulu-Natalu okužila približno 40 % nosečnic. (Ta osupljivo visoka razširjenost obstaja še danes.) Zaradi kombinacije genetike, omejene zdravstvene oskrbe in verjetno zelo agresivnega podtipa krožečega virusa se je pri okuženih aids razvil izjemno hitro, v približno 4,5 leta – torej je uničenje imunskega sistema začelo ogrožati preživetje – v primerjavi z desetimi leti, značilnimi za bolnike v Severni Ameriki in Evropi.
Druge raziskave so že pokazale, kako so nalezljive bolezni, med njimi malarija in tuberkuloza, spremenile človeški genom. A te spremembe so se zgodile v tisočletjih. »To je tisto, kar je na tem zares razburljivo: vidimo lahko, kako hitro lahko deluje evolucija,« pravi Goulder. Podobne evolucijske sile so morda delovale tudi v Severni Ameriki in Evropi, vendar jih je težje opaziti – in manj verjetno je, da bodo vplivale na prihodnje generacije. Okuženost s HIV je v teh regijah pod 1 %, večino prizadetega prebivalstva pa sestavljajo istospolno usmerjeni moški, ki pogosto ne dobivajo potomcev, pojasnjuje Worobey.
V podatkih o zaporedjih DNK iz krvnih vzorcev iz KwaZulu-Natala so Goulder in sodelavci sledili spremembam v enem najbolj izpopolnjenih in najučinkovitejših mehanizmov imunskega sistema proti okužbam. Ko celice okuži virus, kakršen je HIV, molekule humanega levkocitnega antigena (HLA) koščke virusa prenesejo na površino celice, kjer jih kot roke »primejo«, da bi bili vidni. Ostrostrelci imunskega sistema, tako imenovani citotoksični limfociti T (CTL), jih prepoznajo kot tujke in uničijo okužene celice. Raziskava se je osredotočila na variacije genov, ki kodirajo molekule HLA, torej na alele.
Pri osebi, okuženi s HIV, virus hitro razvije številne različne mutante. Nekatere molekule HLA so učinkovitejše od drugih, ker na površini držijo koščke HIV, ki so skupni vsem različicam, medtem ko druge dajejo prednost koščkom iz pogosto spreminjajočih se delov virusa in s tem slabijo obrambo CTL. Raziskovalci so spremljali pogostost treh alelov HLA, ki so jih poimenovali »zaščitni«, in treh, ki so jih označili za »ranljive«.
S pomočjo modela, ustvarjenega na podlagi svojih podatkov, so ugotovili, da se je delež prebivalstva, ki nosi kateri koli ranljiv alel, od leta 1990 do 2004 zmanjšal z 28 % na 25 %. »Če umre velik del prebivalstva, ga ne bo več, da bi te gene predal potomcem,« pojasnjuje Worobey. V istem obdobju se je delež nosilcev katerega koli zaščitnega alela povečal z 23 % na 27 %, kar pomeni, da je bil večji del preživelega prebivalstva pripravljen na predstavitev močnih odzivov CTL. Spremembe so bile skromne, a nedvoumne, pravi soavtorica študije, ki poroča o rezultatih, Mary Carrington, imunologinja z Nacionalnega laboratorija za raziskave raka Frederick.
Pojav zdravil ARV, ki jih danes uporablja približno 80 % Južnoafričanov, ki živijo s HIV, tega evolucijskega trenda ni ustavil, a ga je dramatično upočasnil. Po napovedih raziskovalcev bo do leta 2035 le 22 % prebivalstva imelo ranljiv alel, 32 % pa zaščitnega. Če prebivalstvo KwaZulu-Natala nikoli ne bi dobilo dostopa do ARV, bi se po študiji pojavnost ranljivih alelov do leta 2035 zmanjšala za 10 odstotnih točk glede na raven iz leta 1990, zaščitnih alelov pa bi se povečala za 19 odstotnih točk, na 42 %.
