Bugün sıtma, dünyanın büyük bir kısmında önemli bir halk sağlığı sorununu temsil ediyor; yılda 600.000'den fazla insanı öldürüyor ve 250 milyon kişiye de bulaşıyor. Milyonlarca yıldır var olan ve inkar edilemeyecek şekilde insanlık tarihiyle iç içe olan bir hastalıktır.
Ph.D. Megan Michel, “Sıtma aslında insan genomunu şekillendirdi” dedi. Bilim Kenneth C. Griffin Sanat ve Bilim Enstitüsü'nde insanın evrimsel biyolojisi adayı. Orak hücre hastalığı gibi bazı kalıtsal kan hastalıklarının sivrisinek kaynaklı enfeksiyona karşı bir ölçüde direnç sağladığı için yaygınlığının arttığına dikkat çekti.
Şimdi Michel liderliğindeki yeni bir çalışma, en ölümcül iki sıtma paraziti olan Plasmodium falciparum ve Plasmodium vivax'ın antik genomlarını, patojenin geçmişini anlamaya yönelik bir bakış açısıyla yeniden yapılandırıyor. Bu hafta Nature'da yayınlanan araştırma, hastalığın 5.500 yıl boyunca izini sürüyor; ticaret, savaş, sömürgecilik ve kölelik, hastalığın küresel yayılımındaki ana faktörler olarak tanımlanıyor.
Bulgular, 80 kurumu ve 21 ülkeyi temsil eden 94 ortak yazarın işbirliği ve veri paylaşımının başarısını temsil ediyor. DNA'nın kendisi 10.000'den fazla eski insandan toplanan genetik dizilerden elde edildi; Michel, beş kıtadaki 26 arkeolojik bölgeden sıtma ile enfekte 36 kişiyi belirledi.
Ortak yazar, Sosyal Bilimler alanında John L. Loeb Doçenti ve Michel'in üç danışmanından biri olan Christina Warinner, “Bir yüksek lisans öğrencisinin tüm bunları koordine etmesi gerçekten çok etkileyici” dedi. “Bu antik Plasmodium genomlarını yeniden yapılandırarak ve antik ve modern parazitler arasındaki genetik ilişkileri karşılaştırarak, sonunda sıtmayı evrimsel ve insanlık tarihi bağlamına yerleştirmeyi başardık.”
Hastalık, 20. yüzyılda modern drenaj ve böcek ilaçlarının ortaya çıkmasına kadar ABD'de de yaygındı. Biyomoleküler arkeolog Warinner, aralarında George Washington, Abraham Lincoln ve Ulysses S. Grant'in de bulunduğu çok sayıda ABD başkanının sıtmadan muzdarip olduğuna dikkat çekti. “Teddy Roosevelt ve JFK seyahat ederken enfekte oldular” dedi, “ancak daha önceki başkanlar hastalığa kendi memleketlerinde veya Washington DC bölgesinde – ki bu da herkesin bildiği gibi bataklıktı – kapılmıştı”.
Yeni makale, her biri dolaşımdaki sıtmada hareketliliğin rolünü gösteren üç ilgi çekici vaka çalışmasını içeriyor. Bunlardan ilki, 2009 ile 2011 yılları arasında kazılan ve erken modern Avrupa'daki ilk kalıcı askeri hastanenin bitişiğindeki bir Belçika mezarlığıyla ilgili. Tarihi kayıtlar, Habsburg Flandre Ordusu'nun, İspanya'ya karşı 80 Yıl Savaşları (1568-1648) için askerlerini Akdeniz bölgesinden topladığını belgeliyor.
Sıtma insan iskelet kalıntılarında gözle görülür bir iz bırakmaz, ancak son teknolojik gelişmeler bilim adamlarının dişlerde bulunan patojen artıklarından DNA elde etmesine olanak tanıdı. Araştırmacılar, mezarlığa gömülen 10 kişiden sıtma DNA'sı dizilimi çıkarırken, aynı zamanda enfekte olmuş askerlerin genomlarını da analiz ettiler.
Doktora derecesini alan Michel, “Mezarlığa gömülen bireylerin farklı soy profillerine sahip olduğunu bulduk” dedi. Araştırma, Max Planck – Bilim Antik Akdeniz Arkeolojisi Araştırma Merkezi tarafından desteklenmektedir. “Onlar sadece Belçikalı değil. Kuzey İspanya'dan ve İtalya'dan da geliyor gibi görünüyorlar.”
İnsanlarda en yaygın iki sıtma paraziti P. vivax ve P. falciparum'dur; ikincisi sıcak iklimlerle sınırlıdır ve hastalığın daha şiddetli bir formuna neden olur. Patojen DNA analizleri, Belçika'daki bölgedeki yerel nüfusta, 16. yüzyılın ortalarında hastanenin inşasından önce mezarlığa gömülen birkaç P. vivax vakasını ortaya çıkardı.
Daha öldürücü P. falciparum'un birkaçı da dahil olmak üzere altı vaka, yerel olmayan kişilerde bulundu ve hepsi askeri hastanenin inşasının ardından defnedildi. Sıtma, insanlarla temas yoluyla bulaşamaz, ancak sivrisinekler bu enfeksiyonları kapmış ve oradan yayılmaya devam etmiş olabilir. Michel, “Yerel bir salgını ateşlemiş olmaları bile mümkün” dedi.
Enfekte bir sivrisineğin ısırığı sıtmayı bulaştırır.
Liz Zonarich/Bilim Personeli; kaynak: Mayo Kliniği
Parazitler, genellikle yaklaşık 10 gün ila dört hafta boyunca uykuda kaldıkları karaciğerinize gider.
Parazitler karaciğeri terk eder ve kırmızı kan hücrelerine bulaşır. Sıtma belirti ve semptomları tipik olarak gelişir.
Sıtma, enfekte olmayan bir sivrisinek, hasta birini ısırdığında bulaşır.
Başka bir vaka çalışması Peru'dan geldi; burada Orta And Dağları'nda yüksek rakımda (9.300 fitten fazla) yaşayan bir kişide tek bir P. vivax vakası bulundu. Michel, “Bu kişi Chachapoya kültürüyle ilişkiliydi ve birlikte çalıştığımız site Avrupa ile temas dönemini kapsıyordu” dedi.
Bilim insanları yıllardır hastalığın, Yerli popülasyonların sıtmaya karşı genetik direncin bulunmadığı Amerika kıtasına nasıl ulaştığını tartışıyorlardı. Peru parazitinin genomunun yeniden yapılandırılması, bugün Güney Amerika'da bulunan P. vivax türleriyle çarpıcı benzerlikler ortaya çıkardı. Aynı zamanda 15. ve 16. yüzyıllarda Avrupa'da dolaşan türlere de benziyordu.
Michel, “Bunun, türün Avrupalı sömürgeciler tarafından Amerika'ya aktarıldığının kanıtı olduğunu düşünüyoruz” dedi.
Michel, Amerika'da hiçbir antik P. falciparum bulunmadığını ve bugün orada dolaşan P. falciparum türlerinin, Michel ve ortak yazarları tarafından keşfedilen antik Avrupa P. falciparum parazitleriyle çok az benzerlik gösterdiğini belirtti. Michel, “Bunun yerine, bugünkü Amerikan türleri Sahra Altı Afrika'daki türlere çok benziyor” dedi. “P. vivax'ın Avrupa'dan bulaştığı, P. falciparum'un ise muhtemelen Atlantik ötesi köle ticaretinin bir sonucu olarak Sahra Altı Afrika'dan bulaştığı görülüyor.”
Michel en büyük sürprizini gazetenin üçüncü vaka çalışmasından aldı. Nepal'in Mustang bölgesinde, deniz seviyesinden 2.100 metre yüksekte bulunan Himalaya Chokhopani bölgesi, bilinen en eski P. falciparum vakasını ortaya çıkardı.
Michel, “Dünyada sıtma enfeksiyonu bulmayı umduğum son yer burası” dedi. “Sıtma bulaştıran sivrisineklerin hayatta kalamayacağı kadar kayalık, kuru ve çok soğuk.”
Enfekte olan kişi 2.800 yıl önce yaşadı. Bulguları analiz etmek için uzun yıllar Mustang bölgesinde çalışan bir arkeolog olan ortak yazar Mark Aldenderfer ile ortaklık yapan Michel, “Arkeolojik kayıtlardan, bölgede yoğun bir uzun mesafe ticaretinin olduğunu biliyoruz” diye açıkladı. “Bunun muhtemelen ticaret amacıyla alçaktan yüksek irtifaya taşınan bir birey olduğunu düşünüyoruz. Bu enfeksiyonu parazitin bulaşabileceği daha düşük bir rakımda kapmış olmalılar.”
Geçen baharda Michel'le birlikte sonuçları paylaşmak ve talepte bulunmak üzere bölgeye seyahat eden Warinner, “Chokhopani bölgesi, Himalayalar'ın en alçak geçiş noktası ve Güney Asya'yı Tibet Platosu'na bağlayan önemli bir ticaret yolu olan Kora La geçidinin yakınındadır” diye ekledi. alt topluluklardan gelen geri bildirimler. “Neyse ki Nepal son birkaç yılda sıtmayı ortadan kaldırmada gerçekten başarılı oldu. Ancak 10 yıl önce bile sıtma Nepal'in alçak kesimlerinde yaygındı.”
Bu açıklamaları mümkün kılan, mümkün olduğunca fazla genetik veriyi kurtarmaya ve farklı uzmanlarla paylaşmaya dayanan, yeni ortaya çıkan metagenomik araçlarıdır. Warinner, “Eski bir örneği analiz ettiğimizde, doğası gereği DNA'yı geri almak için onu yok ediyoruz” dedi. “Mümkün olduğunca fazla bilgi almak istiyoruz. Gerçekten toplam DNA'yı kurtardık.
Michel, “Metagenom ve veri paylaşımı aslında aramadığımız şeyleri bulmamızı sağlıyor” diye ekledi. “Beklenmedik yerlerdeki hastalıkları bulmamızı sağlıyor. Eğer Dr. Warinner tarafından başka bir antik DNA çalışması için sıralanmamış olsaydı, Chokhopani'den alınan örnekleri sıtma açısından asla taramazdım.”
Bu raporda anlatılan araştırma Ulusal Bilim Vakfı'ndan fon almıştır.
Ph.D. Megan Michel, “Sıtma aslında insan genomunu şekillendirdi” dedi. Bilim Kenneth C. Griffin Sanat ve Bilim Enstitüsü'nde insanın evrimsel biyolojisi adayı. Orak hücre hastalığı gibi bazı kalıtsal kan hastalıklarının sivrisinek kaynaklı enfeksiyona karşı bir ölçüde direnç sağladığı için yaygınlığının arttığına dikkat çekti.
Şimdi Michel liderliğindeki yeni bir çalışma, en ölümcül iki sıtma paraziti olan Plasmodium falciparum ve Plasmodium vivax'ın antik genomlarını, patojenin geçmişini anlamaya yönelik bir bakış açısıyla yeniden yapılandırıyor. Bu hafta Nature'da yayınlanan araştırma, hastalığın 5.500 yıl boyunca izini sürüyor; ticaret, savaş, sömürgecilik ve kölelik, hastalığın küresel yayılımındaki ana faktörler olarak tanımlanıyor.
Bulgular, 80 kurumu ve 21 ülkeyi temsil eden 94 ortak yazarın işbirliği ve veri paylaşımının başarısını temsil ediyor. DNA'nın kendisi 10.000'den fazla eski insandan toplanan genetik dizilerden elde edildi; Michel, beş kıtadaki 26 arkeolojik bölgeden sıtma ile enfekte 36 kişiyi belirledi.
Ortak yazar, Sosyal Bilimler alanında John L. Loeb Doçenti ve Michel'in üç danışmanından biri olan Christina Warinner, “Bir yüksek lisans öğrencisinin tüm bunları koordine etmesi gerçekten çok etkileyici” dedi. “Bu antik Plasmodium genomlarını yeniden yapılandırarak ve antik ve modern parazitler arasındaki genetik ilişkileri karşılaştırarak, sonunda sıtmayı evrimsel ve insanlık tarihi bağlamına yerleştirmeyi başardık.”
Sıtma, her 48 veya 72 saatte bir tekrarlayan döngüsel ateşlerle işaretlenir. Yakın zamana kadar araştırmacıların hastalığın zaman ve mekandaki ilerleyişini takip edebilmesinin tek yolu yazılı kayıtlardı. Michel, “Yunan ve Roma metinlerinde sıtmanın varlığına işaret eden açıklamalar var” dedi. “Ancak bundan daha da geriye giderek sıtmanın Avrupa'da çok çok uzun bir süredir mevcut olduğunu gösterebildik.”
Hastalık, 20. yüzyılda modern drenaj ve böcek ilaçlarının ortaya çıkmasına kadar ABD'de de yaygındı. Biyomoleküler arkeolog Warinner, aralarında George Washington, Abraham Lincoln ve Ulysses S. Grant'in de bulunduğu çok sayıda ABD başkanının sıtmadan muzdarip olduğuna dikkat çekti. “Teddy Roosevelt ve JFK seyahat ederken enfekte oldular” dedi, “ancak daha önceki başkanlar hastalığa kendi memleketlerinde veya Washington DC bölgesinde – ki bu da herkesin bildiği gibi bataklıktı – kapılmıştı”.
Yeni makale, her biri dolaşımdaki sıtmada hareketliliğin rolünü gösteren üç ilgi çekici vaka çalışmasını içeriyor. Bunlardan ilki, 2009 ile 2011 yılları arasında kazılan ve erken modern Avrupa'daki ilk kalıcı askeri hastanenin bitişiğindeki bir Belçika mezarlığıyla ilgili. Tarihi kayıtlar, Habsburg Flandre Ordusu'nun, İspanya'ya karşı 80 Yıl Savaşları (1568-1648) için askerlerini Akdeniz bölgesinden topladığını belgeliyor.
Sıtma insan iskelet kalıntılarında gözle görülür bir iz bırakmaz, ancak son teknolojik gelişmeler bilim adamlarının dişlerde bulunan patojen artıklarından DNA elde etmesine olanak tanıdı. Araştırmacılar, mezarlığa gömülen 10 kişiden sıtma DNA'sı dizilimi çıkarırken, aynı zamanda enfekte olmuş askerlerin genomlarını da analiz ettiler.
Doktora derecesini alan Michel, “Mezarlığa gömülen bireylerin farklı soy profillerine sahip olduğunu bulduk” dedi. Araştırma, Max Planck – Bilim Antik Akdeniz Arkeolojisi Araştırma Merkezi tarafından desteklenmektedir. “Onlar sadece Belçikalı değil. Kuzey İspanya'dan ve İtalya'dan da geliyor gibi görünüyorlar.”
İnsanlarda en yaygın iki sıtma paraziti P. vivax ve P. falciparum'dur; ikincisi sıcak iklimlerle sınırlıdır ve hastalığın daha şiddetli bir formuna neden olur. Patojen DNA analizleri, Belçika'daki bölgedeki yerel nüfusta, 16. yüzyılın ortalarında hastanenin inşasından önce mezarlığa gömülen birkaç P. vivax vakasını ortaya çıkardı.
Daha öldürücü P. falciparum'un birkaçı da dahil olmak üzere altı vaka, yerel olmayan kişilerde bulundu ve hepsi askeri hastanenin inşasının ardından defnedildi. Sıtma, insanlarla temas yoluyla bulaşamaz, ancak sivrisinekler bu enfeksiyonları kapmış ve oradan yayılmaya devam etmiş olabilir. Michel, “Yerel bir salgını ateşlemiş olmaları bile mümkün” dedi.
Enfekte bir sivrisineğin ısırığı sıtmayı bulaştırır.
Liz Zonarich/Bilim Personeli; kaynak: Mayo Kliniği
Parazitler, genellikle yaklaşık 10 gün ila dört hafta boyunca uykuda kaldıkları karaciğerinize gider.
Parazitler karaciğeri terk eder ve kırmızı kan hücrelerine bulaşır. Sıtma belirti ve semptomları tipik olarak gelişir.
Sıtma, enfekte olmayan bir sivrisinek, hasta birini ısırdığında bulaşır.
Başka bir vaka çalışması Peru'dan geldi; burada Orta And Dağları'nda yüksek rakımda (9.300 fitten fazla) yaşayan bir kişide tek bir P. vivax vakası bulundu. Michel, “Bu kişi Chachapoya kültürüyle ilişkiliydi ve birlikte çalıştığımız site Avrupa ile temas dönemini kapsıyordu” dedi.
Bilim insanları yıllardır hastalığın, Yerli popülasyonların sıtmaya karşı genetik direncin bulunmadığı Amerika kıtasına nasıl ulaştığını tartışıyorlardı. Peru parazitinin genomunun yeniden yapılandırılması, bugün Güney Amerika'da bulunan P. vivax türleriyle çarpıcı benzerlikler ortaya çıkardı. Aynı zamanda 15. ve 16. yüzyıllarda Avrupa'da dolaşan türlere de benziyordu.
Michel, “Bunun, türün Avrupalı sömürgeciler tarafından Amerika'ya aktarıldığının kanıtı olduğunu düşünüyoruz” dedi.
Michel, Amerika'da hiçbir antik P. falciparum bulunmadığını ve bugün orada dolaşan P. falciparum türlerinin, Michel ve ortak yazarları tarafından keşfedilen antik Avrupa P. falciparum parazitleriyle çok az benzerlik gösterdiğini belirtti. Michel, “Bunun yerine, bugünkü Amerikan türleri Sahra Altı Afrika'daki türlere çok benziyor” dedi. “P. vivax'ın Avrupa'dan bulaştığı, P. falciparum'un ise muhtemelen Atlantik ötesi köle ticaretinin bir sonucu olarak Sahra Altı Afrika'dan bulaştığı görülüyor.”
Michel en büyük sürprizini gazetenin üçüncü vaka çalışmasından aldı. Nepal'in Mustang bölgesinde, deniz seviyesinden 2.100 metre yüksekte bulunan Himalaya Chokhopani bölgesi, bilinen en eski P. falciparum vakasını ortaya çıkardı.
Michel, “Dünyada sıtma enfeksiyonu bulmayı umduğum son yer burası” dedi. “Sıtma bulaştıran sivrisineklerin hayatta kalamayacağı kadar kayalık, kuru ve çok soğuk.”
Enfekte olan kişi 2.800 yıl önce yaşadı. Bulguları analiz etmek için uzun yıllar Mustang bölgesinde çalışan bir arkeolog olan ortak yazar Mark Aldenderfer ile ortaklık yapan Michel, “Arkeolojik kayıtlardan, bölgede yoğun bir uzun mesafe ticaretinin olduğunu biliyoruz” diye açıkladı. “Bunun muhtemelen ticaret amacıyla alçaktan yüksek irtifaya taşınan bir birey olduğunu düşünüyoruz. Bu enfeksiyonu parazitin bulaşabileceği daha düşük bir rakımda kapmış olmalılar.”
Geçen baharda Michel'le birlikte sonuçları paylaşmak ve talepte bulunmak üzere bölgeye seyahat eden Warinner, “Chokhopani bölgesi, Himalayalar'ın en alçak geçiş noktası ve Güney Asya'yı Tibet Platosu'na bağlayan önemli bir ticaret yolu olan Kora La geçidinin yakınındadır” diye ekledi. alt topluluklardan gelen geri bildirimler. “Neyse ki Nepal son birkaç yılda sıtmayı ortadan kaldırmada gerçekten başarılı oldu. Ancak 10 yıl önce bile sıtma Nepal'in alçak kesimlerinde yaygındı.”
Bu açıklamaları mümkün kılan, mümkün olduğunca fazla genetik veriyi kurtarmaya ve farklı uzmanlarla paylaşmaya dayanan, yeni ortaya çıkan metagenomik araçlarıdır. Warinner, “Eski bir örneği analiz ettiğimizde, doğası gereği DNA'yı geri almak için onu yok ediyoruz” dedi. “Mümkün olduğunca fazla bilgi almak istiyoruz. Gerçekten toplam DNA'yı kurtardık.
Michel, “Metagenom ve veri paylaşımı aslında aramadığımız şeyleri bulmamızı sağlıyor” diye ekledi. “Beklenmedik yerlerdeki hastalıkları bulmamızı sağlıyor. Eğer Dr. Warinner tarafından başka bir antik DNA çalışması için sıralanmamış olsaydı, Chokhopani'den alınan örnekleri sıtma açısından asla taramazdım.”
Bu raporda anlatılan araştırma Ulusal Bilim Vakfı'ndan fon almıştır.