Czasami złe geny nas chronią

Jest wielce prawdopodobne, że wariacje genetyczne, które sprzyjają rozwojowi różnych chorób, mogłyby być wyselekcjonowane w przebiegu ewolucji, ze względu na to, że stanowiły one dodatkowy środek, dzięki któremu organizm ludzki mógł się bronić przed innymi chorobami. Wniosek prosty, nie jesteśmy równi w obliczu chorób i geny mają z tym wiele wspólnego! Wariacje genetyczne sprzyjają niektórym patologiom i niektóre z tych mutacji są coraz częściej spotykane u ogólnej populacji ludzkiej.

Ewolucja powinna selekcjonować jednostki w pełnym zdrowiu, które mają więcej szans na posiadanie potomstwa. Tutaj więc musi leżeć logiczne wyjaśnienie. Idea, że geny powodujące choroby, mają także działanie pozytywne, nie jest całkiem nowa. W rzeczywistości, najlepszym przykładem pozostaje przykład drepanocytozy, inaczej nazywanej anemią sierpowatą czy też niedokrwistością sierpowatą.

Choroba ta jest wywoływana poprzez połączenie dwóch zmutowanych alleli genu beta-globiny (HBB) i powoduje one deformacje czerwonych płytek krwi. W wyniku tego chorzy stają się chronicznymi anemikami, z fazami bardzo bolesnego kryzysu, który może stać się niezwykle ostry, a nawet śmiertelny. Mimo, że pozostaje wciąż szkodliwą, to jednak ta mutacja jest powszechna w Afryce i wyjaśnia się jej istnienie poprzez odporność, jaką daje połączenie zmutowanych alleli genu przeciwko malarii.

Choroba jest wywołana tylko i wyłącznie mutacją jednego jedynego genu, ale innym chorobom sprzyja całość złożonych maleńkich wariacji genetycznych, znanych pod nazwą SNP, co pochodzi od angielskiego określenia Single-Nucleotide Polymorphism, czyli polimorfizm pojedynczego nukleotydu. Niektóre polimorfizmy pojedynczego nukleotydu sprzyjają chorobie, podczas gdy inne chronią organizm przed jej pojawieniem się.

Naukowcy z Stanford University School of Medicine chcieli przeanalizować ewolucję polimorfizmy pojedynczego nukleotydu, charakterystyczne dla siedmiu chorób: cukrzycy typu 1, cukrzycy typu 2, reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS), nadciśnienia, choroby Leśniowskiego-Crohna, choroby arterii wieńcowych oraz choroby afektywnej dwubiegunowej (ChAD).

Genomy 2 000 osób, dotkniętych jedną z tych wszystkich chorób, zostały starannie przeanalizowane i porównane z grupą 3 000 osób, które nie chorowały na żadną z tych siedmiu chorób. Dzięki ostatniej technice, opartej na badaniach haplotypów, czyli zestawu polimorfizmów pojedynczych nukleotydów położonych na jednej chromatydzie, możliwe jest określenie ostatniej tendencji ewolucyjnej pojedynczego genu.

W przeglądzie naukowym Plos One, naukowcy wykazali, że 80 SNP związanych z cukrzycą typu 1, były coraz bardziej rozpowszechnione, pokazując, że zostały one wybrane na drodze selekcji pozytywnej. Jednakże, 58 spośród nich było związane z wysokim ryzykiem wystąpienia tej choroby, a tylko 22 z nich chroniło przed chorobą.

Polimorfizmy pojedynczego nukleotydu, związane z ryzykiem rozwinięcia się reumatoidalnego zapalenia stawów, były także w fazie wzrostu. I na odwrót, polimorfizmy pojedynczego nukleotydu, związane z ryzykiem rozwinięcia się choroby Leśniowskiego-Crohna, były w stadium redukcji.

Jeśli chodzi natomiast o cukrzycę typu 2, chorobę wieńcową oraz zaburzenia afektywne dwubiegunowe, SNP pozytywne i negatywne w tych przypadkach ewaulowały w ten sam sposób.

Te przykłady selekcji ewolucyjnej są coraz lepiej zrozumiałe, a to dzięki pracom dokonanym w innych laboratoriach. Na przykład, niektóre wariacje genu nazwanego IFIH1 stanowią swojego rodzaju ochronę w obliczu infekcji wywołanych enterowirusami, ale z kolei sprzyjają cukrzycy typu 1. Nacisk selekcji przeciwko enterowiruom musiał być taki, że ewolucja, w niektórych przypadkach, doprowadziła do zachowania predyspozycji do cukrzycy.

W ten sam sposób, gruźlica i reumatoidalne zapalenie stawów charakteryzują się odwrotną prewalencją, czyli rozpowszechnieniem choroby w badanej populacji, która sugeruje, że niektóre wariacje genetyczne, sprzyjające gruźlicy, czynią odpornym na reumatoidalne zapalenie stawów, i na odwrót.

Dlatego też niektóre wariacje genetyczne mają negatywne działanie dla organizmu, ale pozwalają przeżyć w innych kontekstach, czy też innych regionach świata, gdzie stanowią one dodatkową środek w obronie przeciwko chorobom zakaźnym.

Jest więc wysoce możliwe, że niektóre polimorfizmy pojedynczego nukleotydu, zidentyfikowane w tym badaniu i odpowiedzialne za choroby, biorą także udział w obronie przeciwko mikroorganizmom, ale związek ten jeszcze na razie nie został odkryty.