علت ضعف انسان دربرابر برخی بیماری‌ها: اجتناب از بیماری‌های ویرانگر دیگر

صدها سال پیش، اجداد ما ترفند ساده‌ای را تکامل دادند که می‌توانست به آن‌ها در مقابله‌با یک بیماری عفونی مهم کمک کند. این تغییر احتمالا پوست ما را نجات داده است، اما راه‌حل کاملی نبوده است.

پژوهشی جدید شواهدی را کشف کرده است که نشان می‌دهد جهش‌هایی که حدود ۶۰۰ هزار تا ۲ میلیون سال پیش ظهور کردند، بخشی از مجموعه سازگاری‌هایی بودند که ممکن است ناخواسته ما را نسبت‌به بیماری‌های التهابی و حتی پاتوژن‌های دیگر مستعدتر کرده باشد.

گروهی از پژوهشگران حدود هزار ژنوم انسان امروزی را با چندین ژنوم خویشاوندان منقرض‌شده‌ی آن‌ها یعنی نئاندرتال‌ها و انسان‌تباران دنیسووا مقایسه کردند تا جزئیاتی را درمورد تکامل خانواده‌ای از مواد شیمیایی کشف کنند که روی سطوح سلول‌های انسان وجود دارند.

اسیدهای سیالیک، گروه متنوعی از کربوهیدرات‌ها هستند که همچون برگ از انتهای پروتئین‌هایی که سطوح سلول‌های انسان را می‌پوشانند، سربرمی‌آورند. این چتر قندی معمولا اولین چیزی است که ویروس یا باکتری با آن برخورد می‌کند. بنابراین تعجبی ندارد که مواد شیمیایی مذکور مانند یک نشان امنیتی عمل کنند و دوست را از دشمن تشخیص دهند. تغییر در نشانگرهای اسید سیالیک می‌تواند موجب بیماری‌های مختلفی شود. اما این یک تغییر خاص مربوط به تمام انسان‌ها بود که پژوهشگران بیشتر از همه مشتاق درک آن بودند.

بیشتر پستانداران (ازجمله کپی‌های نزدیک) دارای ترکیبی به نام ان-گلیکولیل‌نورامینیک اسید یا Neu5Gc هستند. مدتی است که می‌دانیم ژن کدکننده‌ی این نسخه در ما شکسته شده و به جای آن، فرم پیش‌ساز آن یعنی ان-استیل نورامینیک اسید (Neu5Ac) این وظیفه را برعهده دارد.

نشانگرهای اسید سیالیک فقط بخشی از داستان هستند. سلول‌های ایمنی برای تمایز میان سلول‌های خودی و مهاجمان، به مواد شیمیایی به نام سیگلک‌ها یا Siglecs (لکتین‌های شبه ایمونوگلوبولین متصل‌شونده به اسید سیالیک) مجهز شده‌اند. وقتی یک بازرسی رخ می‌دهد، اگر نشانگرهای اسید سیالیک به حد کافی موجود نباشند، فرصتی برای ورد مهاجمان پیش می‌آید.

پژوهشگران در بررسی‌های بیشتر، جهش‌هایی را درمیان خوشه‌ای از ژن‌های سیگلک‌ پیدا کردند که در انسان‌های امروزی و خویشاوندان نزدیک آن‌ها رایج بود اما کپی‌های بزرگ (نخستینیان) فاقد آن بودند. البته همه‌ی این نسخه‌ها روی سلول‌های ایمنی دیده نمی‌شوند. براساس این مطالعه، برخی روی بافت‌های دیگر مانند مغز، جفت و روده دیده می‌شوند.

درمورد مالاریا، این تغییر به انسان‌های دارای Neu5Ac که در مناطق مستعد به این بیماری انگلی زندگی می‌کنند، مزیت بزرگی نسبت‌به خویشاوندان Neu5Gc آن‌ها داده است. اما این امر ممکن است هزینه‌ی زیادی داشته باشد.

یک دهه پیش، پژوهشگرانی از همین تیم پژوهشی اظهار داشتند که این جهش، جوامع اجدادی ما را از هم جدا کرده است و احتمالا مانع از تولیدمثل آن‌ها شده است. به عبارت دیگر، خط اجدادی ما ممکن است درنتیجه‌ی این مجموعه جهش‌های ایمنی که احتمالا همزمان با ظهور انسان راست‌قامت کمی بیش از ۲ میلیون سال پیش رخ داده است، تجزیه شده باشد.

اما پیامدهای دیگری نیز درنتیجه‌ی این تغییر وجود دارد که امروزه هنوز درحال تجربه کردن آن‌ها هستیم. بیان سیگلک‌ها با وضعیت‌هایی مانند آسم و بیماری آلزایمر مرتبط بوده و موجب طرح این احتمال می‌شوند که محافظت دربرابر یک بیماری ویرانگر ما را درمعرض وضعیت‌های دیگر قرار می‌دهد.

معاوضه‌ی مذکور درزمینه‌ی اسید سیالیک، ممکن است فرصت جدیدی برای جریان پاتوژن‌های دیگر فراهم کرده باشد. طیف گسترده‌ای از ویروس‌ها و باکتری‌ها با چنگ زدن به انشعابات اسید سیالیک وارد سلول‌های ما می‌شوند. بسیاری از این پاتوژن‌ها انسان‌ها را آلوده کرده اما نمی‌توانند کپی‌ها را آلوده کنند. از مهم‌ترین موارد وبا، آبله، آنفولانزا و ویروس‌های کرونا هستند. آجیت وارکی، استاد پزشکی سلولی و مولکولی دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: «بیشتر ویروس‌های کرونا سلول‌ها را طی دو مرحله آلوده می‌کنند: نخست با تشخیص اسید سیالیک‌های فراوان و متصل شدن به آن‌ها و سپس جست‌وجو به دنبال گیرنده‌های پروتئینی با میل ترکیبی بالاتر مانند ACE2.»

عجیب اینکه، حذف ژن NeuA5c در موش‌ها باعث افزایش توانایی دویدن و فعال شدن بخش‌های دیگر سیستم ایمنی آن‌ها می‌شود. با توجه به استعدادهای جدید شناختی و جسمی که انسان طی چند میلیون سال اخیر به دست آورده است، ممکن است آسم و وبا ارزش این معاوضه را داشته باشند. تکامل کارهایی را انجام می‌دهد اما هیچ‌کس نمی‌گوید کامل است.

این پژوهش در مجله‌ی Genome Biology and Evolution منتشر شده است.