Egy új kutatás szerint a hatékony HIV-ellenes gyógyszerek megjelenése előtt az AIDS olyan súlyos áldozatokat követelt a Dél-afrikai Köztársaság egyik régiójában, hogy alig több mint egy évtized alatt nyomot hagyott az emberi genomban, átrendezve az immunrendszeri génváltozatok gyakoriságát. Ahogy két évtizeddel ezelőtt egyre könnyebbé vált a gyógyszerekhez való hozzáférés, ezek az evolúciós erők enyhültek, és a genetikai változások lelassultak.
A vizsgálat lenyűgöző bepillantást nyújt az emberi evolúció folyamatába. „Fantasztikus, egyértelműen megmutatja a természetes szelekció működését, majd azt, ahogy a természetes szelekciót egy gyógyszeres beavatkozás megállítja” – mondja Michael Worobey, az Arizonai Egyetem evolúciós biológusa, aki nem vett részt a munkában.
A kutatók a KwaZulu-Natal tartomány lakosságának génváltozásait vizsgálták, amely a járványban leginkább érintett tartomány Dél-Afrikában, abban az országban, ahol napjainkban a világszerte becsült 40,8 millió HIV-fertőzött 20%-a él. A vizsgálat során 1600 KwaZulu-Natalban élő, HIV-fertőzött és nem fertőzött anya, valamint több mint 400 csecsemőjük 1998–2025 között gyűjtött vérmintáit elemezték.
Mielőtt 2005-ben az antiretrovirális (ARV) gyógyszerek széles körben elérhetővé váltak KwaZulu-Natalban, egyfajta tökéletes vihar alakult ki, amelyet több szokatlan tényező együttese váltott ki, mondja Philip Goulder, az Oxfordi Egyetem immunológusa, aki vezette a kutatást. A HIV az 1990-es évek elejéig alig terjedt el Dél-Afrikában, amikor is járvány robbant ki a heteroszexuális népesség körében, KwaZulu-Natalban a terhes nők mintegy 40%-át fertőzve meg. (Ez a megdöbbentően magas prevalencia ma is fennáll.) A genetika, a korlátozott egészségügyi ellátás és valószínűleg a keringő vírus egy nagyon agresszív altípusának kombinációja miatt a fertőzötteknél rendkívül gyorsan, körülbelül 4,5 éven belül kialakult az AIDS – vagyis az immunrendszer pusztulása veszélyeztetni kezdte a túlélést –, szemben az észak-amerikai és európai betegeknél jellemző 10 évvel.
Más vizsgálatok már kimutatták, hogy a fertőző betegségek, köztük a malária és a tuberkulózis, hogyan változtatták meg az emberi genomot. De ezek a változások évezredek alatt mentek végbe. „Ez az, ami igazán izgalmas ebben: láthatjuk, milyen gyorsan is működhet az evolúció” – mondja Goulder. Hasonló evolúciós erők működhettek Észak-Amerikában és Európában is, de azokat nehezebb észrevenni – és kevésbé valószínű, hogy hatással lesznek a jövő generációira. A HIV-fertőzöttség ezekben a régiókban 1% alatt van, és az érintett népesség javát homoszexuális férfiak alkotják, akik nem gyakran nemzenek utódot, magyarázza Worobey.
A KwaZulu-Natal-i vérmintákból származó DNS-szekvenciaadatokban Goulder és munkatársai nyomon követték az immunrendszer egyik legkifinomultabb és leghatékonyabb fertőzéselleni mechanizmusának változásait. Amikor a sejteket egy olyan vírus fertőzi meg, mint a HIV, a humán leukocita antigén (HLA-) molekulák a vírus darabkáit a sejtfelszínre szállítják, ahol kezekként „fogják” ezeket, hogy láthatóvá tegyék őket. Az immunrendszer mesterlövészei, az úgynevezett citotoxikus T-limfociták (CTL-ek) idegenként ismerik fel ezeket, és elpusztítják a fertőzött sejteket. A kutatás a HLA-molekulákat kódoló gének variációira, vagyis alléljaira összpontosított.
Egy HIV-fertőzött személyben a vírus gyorsan számos különböző mutánst fejleszt ki. Egyes HLA-molekulák hatékonyabbak másoknál, mivel az összes változatban közös HIV-darabokat tartanak a felszínen, míg mások a vírus gyakran változó részeiből származó darabokat részesítenek előnyben, gyengítve ezzel a CTL-védelmet. A kutatók nyomon követték három, általuk „védőnek” nevezett és három, „sérülékenynek” titulált HLA-allél gyakoriságát.
Az adataik alapján létrehozott modell révén megállapították, hogy a bármilyen sérülékeny allélt hordozó populáció aránya 1990-ben 28%-ról 2004-re 25%-ra csökkent. „Ha a populáció egy hatalmas része meghal, már nem lesznek ott, hogy ezeket a géneket továbbadják utódaiknak” – magyarázza Worobey. Ugyanezen időszak alatt a bármilyen védő allél hordozóinak aránya 23%-ról 27%-ra emelkedett, ami azt jelenti, hogy a túlélő populáció nagyobb része volt felkészülve erős CTL-válaszok prezentálására. A változások szerények, de egyértelműek voltak, mondja az eredményekről beszámoló tanulmány társszerzője, Mary Carrington, a Frederick Nemzeti Rákkutató Laboratórium immunológusa.
Az ARV-gyógyszerek megjelenése, amelyeket ma már a HIV-vel élő dél-afrikaiak mintegy 80%-át használ, nem állította meg ezt az evolúciós tendenciát, de drámaian lelassította azt. A kutatók előrejelzése szerint 2035-re a lakosságnak csak 22%-a rendelkezik majd sérülékeny allélel, 32%-a pedig védő allélel. Ha a KwaZulu-Natal-i lakosság soha nem jutott volna hozzá az ARV-khez, a tanulmány szerint 2035-re a sérülékeny allélok előfordulása 10 százalékkal csökkent volna az 1990-es szintről, a védő alléloké pedig 19 százalékkal nőtt volna, 42%-ra.
