Η πιο διαβόητη ασθένεια στον κόσμο επιβίωσε για αιώνες - Οι επιστήμονες τώρα ξέρουν γιατί

Μία από τις πιο σκοτεινές περιόδους στη μεσαιωνική Ευρώπη ήταν η πανδημία της πανούκλας, γνωστή και ως Μαύρος Θάνατος, η οποία υπολογίζεται ότι σκότωσε τουλάχιστον 25 εκατομμύρια ανθρώπους μόλις σε 5 χρόνια.

Ωστόσο, η ασθένεια δεν σταμάτησε εκεί. Η πανούκλα ή πανώλη, προσαρμόστηκε και οι ξενιστές της μπόρεσαν να διατηρούνται ζωντανοί για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ώστε να εξαπλώνονται περισσότερο και να συνεχίσουν να μολύνουν ανθρώπους για αιώνες. Σήμερα, οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι έχουν καταφέρει να αποκρυπτογραφήσουν τον λόγο που συνέβη αυτό.

Η ασθένεια προκαλείται από το βακτήριο Yersinia pestis, το οποίο κυκλοφορεί στους ανθρώπινους πληθυσμούς για τουλάχιστον 5.000 χρόνια. Το παθογόνο αυτό έχει τροφοδοτήσει τρεις μεγάλες πανδημίες πανώλης από τον 1ο αιώνα μ.Χ., και παρόλο που τα πιο θανατηφόρα χρόνια της φαίνεται να έχουν περάσει, η πανώλη δεν έχει εξαφανιστεί.

Κρούσματα εξακολουθούν να εμφανίζονται μερικές φορές το χρόνο στην Ασία, τη Νότια Αμερική και τις Ηνωμένες Πολιτείες, πιο συχνά δε σε μέρη της Αφρικής, σύμφωνα με στοιχεία από το Cleaveland Clinic. Τα κρούσματα αυτά μπορούν να αντιμετωπιστούν με αντιβιοτικά.

Οι επιστήμονες εξακολουθούν να αναζητούν απαντήσεις σχετικά με το πώς εξελίχθηκε και διαδόθηκε το Y. pestis, αλλά πρόσφατη ανάλυση αρχαίων και σύγχρονων δειγμάτων Y. pestis αποκάλυψε πώς η πανώλη κατάφερε να επιβιώσει στους ανθρώπους για εκατοντάδες χρόνια μετά την εξασθένηση των πανδημικών κυμάτων.

Από το πιο θανατηφόρο στο περισσότερο μεταδοτικό

Μετά από μια αρχική περίοδο υψηλών ποσοστών μόλυνσης και ταχείας θνησιμότητας, σκοτώνοντας μολυσμένους ανθρώπους μέσα σε τρεις ημέρες, οι αλλαγές σε ένα μόνο γονίδιο στο βακτήριο παρήγαγαν νέα στελέχη που ήταν λιγότερο θανατηφόρα και πιο μεταδοτικά, σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη (29/5) στο περιοδικό Science.

Αυτά τα εξασθενημένα στελέχη τελικά εξαφανίστηκαν. Η επικρατούσα εξελικτική γραμμή του σημερινού Y. pestis είναι η πιο θανατηφόρα ποικιλία, όπως αναφέρουν οι συγγραφείς της μελέτης.

Αυτά τα ευρήματα σχετικά με ιστορικές περιπτώσεις προσαρμογής του Y. pestis θα μπορούσαν να παρέχουν σημαντικές ενδείξεις για να βοηθήσουν τους επιστήμονες και τους γιατρούς να διαχειριστούν τις σύγχρονες επιδημίες πανώλης.

Τρεις ιστορικές επιδημίες

Η πιο κοινή μορφή της πανώλης είναι η βουβωνική πανώλη, η οποία προκαλεί επώδυνο πρήξιμο στους λεμφαδένες και εξαπλώνεται μεταξύ των ανθρώπων μέσω δαγκώματος από ψύλλους που έχουν έρθει σε επαφή με μολυσμένους αρουραίους. Ένα ξέσπασμα βουβωνικής πανώλης από το 1347 έως το 1352 στην Ευρώπη σκότωσε περίπου το 30% έως 50% του πληθυσμού της ηπείρου.

Η παλαιότερη γνωστή επιδημία βουβωνικής πανώλης - η Πανώλη του Ιουστινιανού - ξέσπασε στη λεκάνη της Μεσογείου και διήρκεσε από το 541 έως το 544 μ.Χ. Ένα άλλο ξέσπασμα πανώλης εμφανίστηκε στην Κίνα τη δεκαετία του 1850 και πυροδότησε μια μεγάλη επιδημία το 1894. Οι επιστήμονες θεωρούν τις σύγχρονες περιπτώσεις πανώλης ως μέρος αυτής της τρίτης πανδημίας.

Η συλλογή αρχαίων δειγμάτων και μια αναπάντεχη ανακάλυψη

Για τη νέα μελέτη, οι επιστήμονες συνέλεξαν αρχαία δείγματα του Y. pestis από ανθρώπινα λείψανα που χρονολογούνται περίπου 100 χρόνια μετά την εμφάνιση της πρώτης και της δεύτερης πανδημίας πανώλης, λαμβάνοντας δείγματα από τη Δανία, την Ευρώπη και τη Ρωσία. Αφού ανακατασκευάστηκαν τα γονιδιώματα αυτών των στελεχών πανώλης, τα συνέκριναν με παλαιότερα, αρχαία στελέχη, τα οποία χρονολογούνται από την έναρξη των πανδημιών πανώλης.

Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης περισσότερα από 2.700 γονιδιώματα σύγχρονων δειγμάτων πανώλης από την Ασία, την Αφρική, τη Βόρεια και Νότια Αμερική.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα πρόσφατα ανακατασκευασμένα γονιδιώματά τους από τις δύο πρώτες πανδημίες πανώλης, είχαν λιγότερα αντίγραφα ενός γονιδίου που ονομάζεται Pla, το οποίο έχει αναγνωριστεί εδώ και δεκαετίες ως ένας από τους παράγοντες που έκαναν την πανώλη τόσο θανατηφόρα, σύμφωνα με την συν-επικεφαλής συγγραφέα της μελέτης Ραβνίτ Σίντου, διδακτορική φοιτήτρια στο Ancient DNA Centre στο Πανεπιστήμιο McMaster στο Οντάριο του Καναδά.

Το Pla αφορά ένα ένζυμο που αλληλεπιδρά με τις πρωτεΐνες του ξενιστή «και μία από τις λειτουργίες που εκτελεί είναι η διάσπαση των θρόμβων αίματος», δήλωσε η Σίντου στο CNN. Αυτή η ικανότητα βοηθά το Y. pestis να εξαπλωθεί στους λεμφαδένες του ξενιστή, όπου αναπαράγεται, πριν επιτεθεί στο υπόλοιπο σώμα.

Το Pla και η εξασθένιση της πανώλης

«Δεν είναι πλήρως γνωστή κάθε λειτουργία αυτού του γονιδίου», πρόσθεσε η Σίντου. «Η εργασία παρουσιάζει ένα ισχυρό επιχείρημα ότι η εξάντληση, αλλά όχι η ολική απώλεια, του Pla (του ενζύμου που παράγεται από το γονίδιο pla) είναι μέρος της εξέλιξης του παθογόνου της πανώλης και μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση της μείωσης της πανώλης στη δεύτερη πανδημία, κοινώς γνωστή ως Μαύρος Θάνατος», δήλωσε η Δρ. Ντέμπορα Άντερσον, καθηγήτρια κτηνιατρικής παθοβιολογίας στο Κολέγιο Κτηνιατρικής του Πανεπιστημίου του Μιζούρι.

Η Άντερσον, η οποία δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα, διερευνά τη μολυσματικότητα της πανώλης και αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να ρίξουν φως στα πρότυπα μετάδοσης σε σύγχρονες περιπτώσεις, δήλωσε η επιστήμονας στο CNN.

«Το εργαστήριό μας μελετά τον κύκλο ψύλλων-τρωκτικών και έχουμε συνεργάτες που διεξάγουν έρευνα πεδίου σε περιοχές που βιώνουν ετήσιες ή περιστασιακές επιδημίες πανώλης στην άγρια φύση», δήλωσε η Άντερσον.

«Υπάρχουν σχεδόν 300 είδη τρωκτικών που μπορούν να μεταδώσουν Yersinia pestis και σήμερα, τρωκτικά που δαγκώνουν, όπως τα σκυλιά των λιβαδιών ή οι σκίουροι του εδάφους, θεωρούνται βασικοί ζωικοί ξενιστές που βιώνουν επιδημίες ασθενειών», πρόσθεσε.

«Αφού διαβάσουμε αυτήν την εργασία, θα δώσουμε μεγαλύτερη προσοχή στο Pla στο μέλλον για να δούμε αν η έκφρασή του συνεχίζει να παίζει ρόλο στην πρόκληση των εκρηκτικών ξεσπασμάτων πανώλης στους ζωικούς πληθυσμούς», είπε.

«Επιδημικό burnout»

Τα μαθηματικά μοντέλα υπέδειξαν πώς αυτό θα μπορούσε να έχει εξελιχθεί σε ανθρώπινους πληθυσμούς πριν από αιώνες, οδηγώντας σε μια «επιδημιό burnout» περίπου 100 χρόνια μετά από ένα ξέσπασμα βουβωνικής πανώλης.

Στα αρχικά στάδια μιας πανδημίας, οι μολύνσεις ήταν γρήγορες και ο θάνατος επήλθε γρήγορα τόσο για τους αρουραίους όσο και για τους ανθρώπους. Με την πάροδο του χρόνου, καθώς οι πυκνοί πληθυσμοί γίνονται πιο αραιοί, οι επιλεκτικές πιέσεις ευνόησαν την εμφάνιση ενός λιγότερο θανατηφόρου στελέχους του Y. pestis, με λιγότερα αντίγραφα του γονιδίου Pla.

Οι αρουραίοι που είχαν μολυνθεί με αυτό το νέο στέλεχος θα είχαν λίγο περισσότερο χρόνο να μεταφέρουν την ασθένεια, επιτρέποντάς τους ενδεχομένως να μολύνουν περισσότερους αρουραίους - και περισσότερους ανθρώπους.

Αυτά τα ασθενέστερα στελέχη της νόσου τελικά εξαφανίστηκαν. Στα σύγχρονα δείγματα, οι ερευνητές βρήκαν μόνο τρία παραδείγματα στελεχών με μειωμένα γονίδια Pla.

Ένα από τα ασυνήθιστα χαρακτηριστικά των πανδημιών πανώλης είναι η επιμονή τους. Η κατανόηση του πώς το Y. pestis άλλαξε τα πρότυπα μόλυνσης και επέζησε με την πάροδο του χρόνου θα μπορούσε να ρίξει φως στα προσαρμοστικά πρότυπα των σύγχρονων πανδημιών όπως η Covid-19, τόνισε η Ραβνίτ Σίντου.

«Ακόμα κι αν δεν το βιώνουμε στον βαθμό που το βιώναμε το 2020 ή το 2021, το παθογόνο βρίσκεται στο παρασκήνιο, εξακολουθεί να εξελίσσεται και να επιμένει», υπογράμμισε.