Механизмы адаптации: как древние фермеры подавляли иммунную систему, чтобы выжить
После перехода от образа жизни охотников-собирателей к фермерству, у людей поменялась не только диета, но и работа иммунной системы. В частности, их иммунная система немного ослабла, чтобы организм вырабатывал меньше цитокинов после столкновения с патогенами
Исследователи давно подозревали, что ранние фермеры болели чаще, чем кочевые охотники-собиратели. Более ранние работы показывают, что фермеры в крупных неолитических поселениях, таких как Чаталхейюк в Турции, столкнулись со шквалом новых зоонозных заболеваний, таких как грипп и сальмонелла, а также с новыми штаммами болезней, переносимых животными, таких как малярия и туберкулез. Но если фермеры больше болели, то как изменилась их иммунная система?
Чтобы ответить на этот вопрос, команда ученых сначала изучила генетически обусловленные различия в иммунных реакциях живых людей. Они взяли образцы крови у более чем 500 человек в рамках Проекта функциональной геномики человека (HFGP) и проанализировали образцы с различными патогенами. Затем авторы измерили уровни специфических цитокинов — иммунорегуляторных белков, таких как интерлейкин и интерферон, которые секретируются иммунными клетками, — и искали корреляции между этими уровнями и набором вариантов иммунных генов.
В своем исследовании команда использовала эти результаты для разработки так называемой методики оценки полигенного риска, которая предсказывает силу воспалительной реакции перед лицом конкретных заболеваний на основе вариантов иммунных генов человека. Затем исследователи применили свою методику к данным из прошлого — из существующих баз данных они взяли древние последовательности ДНК из 827 останков, найденных по всей Европе, в том числе у фермеров культуры Винча, проживавших на территории нынешней Румынии. Ученые рассчитали уровни цитокинов, которые, вероятно, производили древние люди, и их показатели полигенного риска воспаления.
Останки датируются от 45 000 до 2000 лет назад, что позволило исследователями проследить изменения с течением времени. Авторы обнаружили, что, сталкиваясь с инфекциями, европейцы, жившие после введения сельского хозяйства, вероятно, производили значительно более низкие уровни системных цитокинов, чем охотники-собиратели. Эти более низкие уровни, вероятно, были адаптивными.
Исследование также выявило обратную сторону этой адаптации: при заражении грибком Candida и бактериями стафилококка — патогенами, которые, как правило, вызывают локализованные инфекции, — фермеры, вероятно, проявляли более устойчивые воспалительные реакции, чем более ранние охотники-собиратели. Сильная воспалительная реакция может подавить локализованную инфекцию до ее распространения, но сильная системная реакция, вызванная гриппом или малярией, может выйти из-под контроля. Поэтому иммунная система первых фермеров немного ослабла, чтобы не дать инфекциям вызвать цитокиновый шторм и убить тем самым зараженного.
