Ученые восстановили древние геномы двух самых смертоносных паразитов малярии, чтобы определить их происхождение и распространение
Международная группа исследователей под руководством Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге реконструировала эволюционную историю и глобальное распространение малярии за последние 5500 лет. Исследование, опубликованное в Nature, показало, что торговля, войны и колониализм стали основными катализаторами распространения болезни.
Малярия, одна из самых смертоносных инфекционных болезней в мире, вызывается несколькими видами одноклеточных паразитов рода Plasmodium, передающихся через укусы инфицированных комаров Anopheles. По оценкам ВОЗ, малярия ежегодно вызывает около 250 миллионов инфекций и более 600 000 смертей.
Происхождение и распространение двух самых смертоносных видов паразитов — Plasmodium falciparum и Plasmodium vivax — долгое время оставались загадкой. Поскольку инфекция не оставляет четких следов на скелетных останках, для ее изучения ученые использовали древнюю ДНК, сохранившуюся в зубах инфицированных людей.
Команда, представляющая 80 институтов из 21 страны, реконструировала полногеномные данные древних Plasmodium из 36 инфицированных особей, охватывающих 5500 лет истории на пяти континентах.
Колониальное распространение в Америке
Чтобы отследить проникновение паразита в Америку, ученые проанализировали древнюю ДНК инфицированного человека из Лагуна-де-лос-Кондорес в Перуанских Андах.
Геномный анализ выявил поразительное сходство между штаммом P. vivax из этого образца и древними европейскими штаммами. Это убедительно свидетельствует о том, что европейские колонизаторы занесли этот вид в Америку в первом веке после контакта.
«Инфекционные болезни, включая малярию, усугубленные последствиями войн, порабощения и перемещения населения, опустошали коренные народы Америки в колониальный период», — отмечает соавтор Эвелин Гевара.
Кроме того, были обнаружены генетические связи между этим древним штаммом и современными популяциями P. vivax в Перу, что указывает на установление эндемичного очага.
Военные действия и малярия в Европе
Исследование захоронений у собора Св. Ромбаута в Мехелене (Бельгия), рядом с первым постоянным военным госпиталем раннего Нового времени (1567–1715 гг. н.э.), выявило сдвиг в видах паразитов.
До постройки госпиталя среди местного населения встречались случаи P. vivax. После его постройки появились случаи более вирулентной малярии, вызванной P. falciparum.
«Мы наблюдаем больше случаев малярии у неместных мужчин в период работы военного госпиталя», — объясняет соавтор Федерика Пьерини.
Эти случаи P. falciparum были обнаружены у мужчин средиземноморского происхождения, вероятно, солдат армии Габсбургов, набранных в Северной Италии, Испании и других регионах для участия в Восьмидесятилетней войне.
«Крупномасштабное перемещение войск сыграло важную роль в распространении малярии в тот период, подобно случаям так называемой «аэропортовой малярии» в современной Европе», — говорит Александр Хербиг.
Высокогорная инфекция и гималайская торговля
На стоянке Чокхопани в Непале (около 800 г. до н.э.), расположенной на высоте 2800 метров над уровнем моря, команда неожиданно идентифицировала самый ранний из известных случаев малярии P. falciparum. Этот регион находится далеко за пределами ареала обитания и паразита, и комара.
Генетический анализ показал, что инфицированный был местным мужчиной с генетическими адаптациями к жизни на большой высоте. Археологические данные свидетельствуют, что эти гималайские популяции активно участвовали в дальней торговле.
«Долина реки Кали-Гандаки служила своего рода транстибетским шоссе, — говорит соавтор Марк Алдендерфер. — Медные артефакты из погребальных камер доказывают связи с северной Индией».
Ученые полагают, что этот мужчина, вероятно, совершил путешествие в низменный, эндемичный по малярии регион (например, для торговли), прежде чем вернуться в Чокхопани.
Прошлое и будущее динамичной болезни
Исследование демонстрирует, как мобильность и перемещение населения распространяли малярию в прошлом. Сегодня, благодаря контролю за переносчиками, смертность от малярии достигла рекордно низкого уровня. Однако устойчивость паразитов к лекарствам и устойчивость комаров к инсектицидам, а также изменение климата угрожают обратить прогресс вспять.
«Впервые мы можем изучить древнее разнообразие паразитов в регионах, подобных Европе, где малярия сейчас ликвидирована, — говорит старший автор Йоханнес Краузе. — Мы видим, как современная глобализация делает свободные от малярии страны уязвимыми для повторного заноса. Мы надеемся, что изучение древних болезней откроет новое окно для понимания этих организмов, которые продолжают формировать мир, в котором мы живем сегодня».