Племена тропических лесов Амазонки оказались устойчивы к болезни Шагаса

Эпидемиологический анализ показал, что коренные народы тропических лесов Амазонки практически не болеют американским трипаносомозом — болезнью Шагаса. Последующий геномный анализ выявил у представителей племен несколько мутаций, которые защищают их от заражения Trypanosoma cruzi — возбудителя болезни. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. 

По данным Всемирной организации здравоохранения, болезнью Шагаса, или американским трипаносомозом, болеет от шести до семи миллионов человек во всем мире. В основном люди заболевают от контакта с триатомовыми клопами, которые переносят возбудителя болезни Trypanosoma cruzi, а основным регионом болезни считается Южная и Северная Америки, причем болезнь стала все больше проникать в города. Из-за этого она стала чаще встречаться в США и Канаде. 

Против этого заболевания нет вакцины, поэтому все меры направлены на профилактику передачи инфекции — борьба с клопами, скрининг крови доноров и женщин детородного возраста. Однако, как выяснила группа ученых под руководством Табита Хюнемайер (Tábita Hünemeier) из Университета Сан-Паулу, некоторые люди выработали приспособительные механизмы, которые защищают их от болезни Шагаса. Они исследовали геном 118 представителей 19 племен, проживающих в регионе бассейна Амазонки, в которых болезнь практически не фиксировалась. 

Ученые обнаружили, что у людей из этих племен присутствуют мутации в генах PPP3CA, DYNC1I1 и NOS1AP. Наиболее распространенным «защитником» оказался ген PPP3CA, который кодирует каталитическую субъединицу альфа-протеинфосфатазы 3 и участвует в сигнальном пути G-βγ — одного из важнейших элементов внутриклеточной передачи сигнала с помощью G-белка в иммунных клетках. Кроме того, ген отвечает за передачу сигналов кальциневрина — ключевом канале врожденного иммунитета против Trypanosoma cruzi. У устойчивых к болезни людей этот ген оказался неактивным. 

Чтобы проверить роль этого гена (и его нокдауна) в развитии болезни Шагаса, исследователи заразили кардиомиоциты, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, инфицированных T. cruzi. Исследователи выбрали кардиомиоциты для модели заражения, поскольку паразит часто поражает именно эти клетки у человека. Они обнаружили, что в клетках, где экспрессия гена PPP3CA снижена на 65 процентов по сравнению с контролем, у паразита значительно снизилась способность к заражению клеток примерно на 25 процентов (р < 0,0004). 

Кроме того, при исследовании географической распространенности как болезни Шагаса, так и мутации в гене PPP3CA, ученые обнаружили, что в зоне распространения мутации практически не встречаются случаи трипаносомоза, что так же косвенно доказывает ее защитный эффект. 

Исследователи считают, что такой естественный отбор мутации произошел по нескольким причинам. Во-первых, процесс отбора начался еще около семи тысяч лет назад, судя по археологическим находкам, что свидетельствует о достаточном времени для отбора. Во-вторых, географические особенности исследуемого региона позволяют построить модель, в которой изоляция приводила к сохранению мутации. В-третьих, тот факт, что эта мутация встречается в аналогичных экологических условиях Африки и южной Европы, позволяет предположить, что в исследуемом регионе экологические условия подходят для сохранения мутации. 

Еще в 2020 году ВОЗ заявила о том, что африканский родственник трипаносомоза – возбудитель сонной болезни – практически побежден: к 2030 году ВОЗ планирует достичь нулевого уровня заражений при сохранении текущих темпов снижения заболеваемости.