Prema novom istraživanju, prije pojave učinkovitih lijekova protiv HIV-a AIDS je u jednoj regiji Južnoafričke Republike uzeo tako teške žrtve da je u nešto više od desetljeća ostavio trag u ljudskom genomu, preslagavši učestalost genskih varijanti imunosnog sustava. Kako je prije dva desetljeća pristup lijekovima postajao sve lakši, te su se evolucijske sile ublažile, a genetske promjene usporile.
Studija pruža fascinantan uvid u proces ljudske evolucije. „Fantastično je, jasno pokazuje djelovanje prirodne selekcije, a zatim i to kako je prirodnu selekciju zaustavila intervencija lijekovima”, kaže Michael Worobey, evolucijski biolog sa Sveučilišta u Arizoni, koji nije sudjelovao u radu.
Istraživači su proučavali genetske promjene u stanovništvu pokrajine KwaZulu-Natal, koja je najviše pogođena epidemijom u Južnoj Africi, zemlji u kojoj danas živi 20% od procijenjenih 40,8 milijuna zaraženih HIV-om u svijetu. U studiji su analizirani uzorci krvi prikupljeni od 1998. do 2025. od 1600 majki iz KwaZulu-Natala, zaraženih i nezaraženih HIV-om, te od više od 400 njihovih dojenčadi.
Prije nego što su antiretrovirusni (ARV) lijekovi 2005. postali široko dostupni u KwaZulu-Natalu, razvila se svojevrsna savršena oluja, koju je izazvao splet nekoliko neobičnih čimbenika, kaže Philip Goulder, imunolog sa Sveučilišta u Oxfordu koji je vodio istraživanje. HIV se u Južnoj Africi jedva širio do početka 1990-ih, kada je izbila epidemija među heteroseksualnim stanovništvom, zarazivši u KwaZulu-Natalu oko 40% trudnica. (Ta zapanjujuće visoka prevalencija postoji i danas.) Zbog kombinacije genetike, ograničene zdravstvene skrbi i vjerojatno vrlo agresivnog podtipa virusa koji je cirkulirao, kod zaraženih se AIDS – to jest propadanje imunosnog sustava koje je počelo ugrožavati preživljavanje – razvio iznimno brzo, unutar otprilike 4,5 godine, za razliku od 10 godina uobičajenih kod bolesnika u Sjevernoj Americi i Europi.
Druge su studije već pokazale kako su zarazne bolesti, uključujući malariju i tuberkulozu, promijenile ljudski genom. No te su se promjene odvijale tijekom tisućljeća. „To je ono što je ovdje stvarno uzbudljivo: možemo vidjeti koliko brzo evolucija može djelovati”, kaže Goulder. Slične evolucijske sile mogle su djelovati i u Sjevernoj Americi i Europi, ali ih je teže uočiti – i manje je vjerojatno da će utjecati na buduće generacije. Zaraženost HIV-om u tim je regijama ispod 1%, a većinu pogođenog stanovništva čine homoseksualni muškarci, koji često ne dobivaju potomstvo, objašnjava Worobey.
U podacima o sekvencama DNK iz uzoraka krvi iz KwaZulu-Natala Goulder i suradnici pratili su promjene jednog od najsofisticiranijih i najučinkovitijih mehanizama imunosnog sustava protiv infekcija. Kada stanice zarazi virus poput HIV-a, molekule humanog leukocitnog antigena (HLA) prenose dijelove virusa na površinu stanice, gdje ih poput ruku „drže” kako bi ih učinile vidljivima. Snajperisti imunosnog sustava, takozvani citotoksični T-limfociti (CTL), prepoznaju ih kao strane i uništavaju zaražene stanice. Istraživanje se usredotočilo na varijacije gena koji kodiraju HLA molekule, to jest na njihove alele.
U osobi zaraženoj HIV-om virus brzo razvija brojne različite mutante. Neke su HLA molekule učinkovitije od drugih jer na površini drže dijelove HIV-a zajedničke svim varijantama, dok druge daju prednost dijelovima podrijetlom iz često promjenjivih dijelova virusa, čime slabe CTL zaštitu. Istraživači su pratili učestalost triju HLA alela koje su nazvali „zaštitnima” i triju koje su označili „ranjivima”.
Modelom izrađenim na temelju svojih podataka utvrdili su da je udio stanovništva s bilo kojim ranjivim alelom pao s 28% u 1990. na 25% do 2004. „Kad umre golem dio populacije, više ih neće biti da te gene prenesu na potomke”, objašnjava Worobey. U istom je razdoblju udio nositelja bilo kojeg zaštitnog alela porastao s 23% na 27%, što znači da je veći dio preživjele populacije bio spreman prezentirati snažne CTL odgovore. Promjene su bile skromne, ali jasne, kaže suautorica studije koja izvještava o rezultatima, Mary Carrington, imunologinja iz Frederick National Laboratory for Cancer Research.
Pojava ARV lijekova, koje danas koristi oko 80% Južnoafrikanaca koji žive s HIV-om, nije zaustavila taj evolucijski trend, ali ga je dramatično usporila. Prema predviđanju istraživača, do 2035. samo će 22% stanovništva imati ranjivi alel, a 32% zaštitni alel. Da stanovništvo KwaZulu-Natala nikad nije dobilo pristup ARV lijekovima, prema studiji bi do 2035. učestalost ranjivih alela pala za 10 postotnih bodova u odnosu na razinu iz 1990., a zaštitnih alela porasla za 19 postotnih bodova, na 42%.
