Odkrycie praprzodka wszystkich chorych na anemię sierpowatą

Anemia sierpowata jest chorobą o podłożu genetycznym, rozpowszechnioną głównie w środkowej i zachodniej Afryce. Według badań, liczbę osób dotkniętych tą jednostką chorobową w 2015 roku szacuje się na 4,4 miliona; w tym samym roku choroba spowodowała też około 115 tysięcy zgonów.

Organizm pacjentów dotkniętych tą chorobą produkuje hemoglobinę o nieco innej budowie i właściwościach fizykochemicznych niż obserwowana u zdrowych ludzi. Oprócz wyraźnie innego, sierpowatego kształtu (co samo w sobie jest problematyczne) ma ona również gorsze właściwości wiązania się z tlenem oraz większą skłonność do rozpadu. Objawami choroby jest okresowe występowanie szeregu charakterystycznych kryzysów, trwających od kilku godzin do kilku dni. W zasadzie wszystkie wiążą się z silnymi dolegliwościami bólowymi, odwodnieniem i niedotlenieniem. Nie istnieje obecnie możliwość leczenia przyczynowego tej choroby; stosowane są jedynie metody leczenia objawowego, oparte głównie na prewencyjnej antybiotykoterapii, stosowaniu silnych leków przeciwbólowych, w przypadku ciężkich kryzysów również transfuzji krwi oraz przeszczepu szpiku kostnego.

Mutacją powodującą chorobę jest polimorfizm pojedynczego nukleotydu w chromosomie jedenastym. U osoby, która odziedziczy jedną kopię zmutowanego genu, stosunek erytrocytów normalnych (o kształcie dysku) do sierpowatych będzie wynosił około 50% i nie jest to stan niebezpieczny dla zdrowia. Dopiero odziedziczenie mutacji od obu rodziców przesądza o chorobie.

Co jednak wyjątkowo ciekawe, nosiciele jednej kopii zmutowanego genu charakteryzują się znacznie podwyższoną odpornością na malarię - innej jednostki chorobowej występującej do niedawna powszechnie w Afryce Subsaharyjskiej. Malarię wywołuje pasożyt, który część swojego cyklu rozrodczego spędza osadzony w czerwonej krwince zainfekowanego organizmu. Jeśli pasożyt osadzi się w krwince sierpowatej, to - ze względu na jej podwyższoną skłonność do hemolizy - istnieje znaczne prawdopodobieństwo, że ulegnie ona rozpadowi zanim pasożyt zdąży się rozmnożyć. Pozwala to wysnuć teorię, że mutacja która w skrajnym przypadku wywołuje u ludzi ciężką, nieuleczalną chorobę, mogła być w swych ewolucyjnych korzeniach mechanizmem ochronnym przed malarią.

Tym tropem poszli naukowcy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Badań nad Ludzkim Genomem (NHGRI, Bethesda, USA). Korzystając z danych zebranych w ramach zakrojonych na dużą skalę projektów genetycznych (w tym Projekt "1000 Genomów", Afrykański Projekt Zmienności Genomu) udało im się zidentyfikować 156 nosicieli opisanej mutacji. Wykonana w następnym kroku analiza porównawcza DNA otaczającego miejsce występowania mutacji pozwoliła na odkrycie ich wspólnego praprzodka. Naukowcy dowodzą, że pojedyncza mutacja u dziecka urodzonego gdzieś w zachodniej Afryce w przybliżeniu 260 pokoleń temu (około 7300 lat) zapewniła jego potomkom zwiększoną odporność na malarię, a także jej łagodniejszy przebieg i lepsze rokowania w przypadku zachorowania. Przy okazji jednak część z tych potomków na swój sposób przeklęła, skazując ich na życie z inną, ciężką chorobą - anemią sierpowatą.

Publikacje źródłowe:
Publikacja w czasopiśmie Cell