Tím, že se lidský imunitní systém pokoušel bránit proti bakteriím kapavky, mohl získat skvělou zbraň proti demenci. A díky ní mohou lidé jako jeden z mála druhů žít déle, než jsou schopní se rozmnožovat.
Vědci z Lékařské fakulty Kalifornské univerzity v San Diegu už dříve objevili soubor mutací lidských genů, které chrání člověka ve vyšším věku před poklesem jeho intelektuálních schopností a demencí. Teď na výzkum navázali a jeden z těchto genů dokázali evolučně vystopovat.
V odborném časopise Molecular Biology and Evolution popsali, kdy a proč se gen objevil v lidském genomu. Výsledky naznačují, že na jeho vznik zřejmě měl vliv selekční tlak infekčních nemocí, jako je například kapavka. Právě tato nebezpečná choroba tedy podle vědců mohla podpořit vývoj tohoto genu a tím i existenci dlouhověkých lidí schopných žít důstojně desítky let. Zjednodušeně řečeno: nebýt kapavky, neměli bychom babičky a dědečky.
Tajemství lidské menopauzy
Jestli mají živé organismy na Zemi něco společného, pak je to důležitost rozmnožování – většinou je dokonce nadřazené přežití tvora.
Člověk patří mezi hrstku druhů, které se dožívají vysokého věku i poté, co přestávají být schopné se rozmnožovat. Podle „hypotézy babiček“ je to proto, že starší ženy poskytují důležitou podporu při výchově kojenců a malých dětí, které vyžadují více péče než mláďata jiných druhů. Důkazem pro tuto možnost jsou kosatky – také u nich totiž existují dlouhověké babičky neschopné reprodukce, které pomáhají s mláďaty.
Jenže toto vysvětlení není schopné říct, jakým způsobem se člověk na tento stav adaptoval.
Rozdíl mezi lidmi a šimpanzi
Když vědci už dříve porovnávali genomy lidí a šimpanzů, zjistili, že lidé mají jedinečnou verzi genu pro receptor CD33 v imunitních buňkách. Normální receptor CD33 se váže na typ cukru zvaného kyselina sialová, kterým jsou pokryty všechny lidské buňky. Když imunitní buňka prostřednictvím receptoru CD33 rozpozná kyselinu sialovou, rozpozná tak zatím neznámou buňku jako součást svého organismu. Díky tomu na ni nezaútočí; tím brání autoimunitním reakcím, při nichž by tělo útočilo samo na sebe.
Receptor CD33 se ale také nachází v mozkových imunitních buňkách zvaných mikroglie, kde pomáhá kontrolovat záněty. Mikroglie mají také důležitou úlohu při odstraňování poškozených mozkových buněk a takzvaných amyloidních plaků spojených s Alzheimerovou chorobou. Vazbou na sialové kyseliny na těchto buňkách a placích běžné receptory CD33 ve skutečnosti potlačují tuto důležitou funkci mikroglií a zvyšují riziko demence.
To všechno platí o běžném receptoru CD33 – jenže lidé ho mají v jiné podobě. Někdy v průběhu evoluce totiž Homo sapiens získal zmutovanou formu CD33, které chybí vazebné místo pro cukry. Zmutovaný receptor proto už nereaguje na sialové kyseliny na poškozených buňkách a placích, což umožňuje mikroglie rozkládat. Další studie současně potvrdily, že vyšší koncentrace této varianty opravdu v reálném životě chrání ve vyšším věku před nástupem Alzheimerovy choroby.
Genetická archeologie
Záhadou bylo, kde se tato mutace u lidí vzala. Přišel na to teď profesor Ajit Varki z Lékařské fakulty University of California San Diego. Jeho výzkum prokázal, že tento gen se vyvíjel velice rychle a jeho „protialzheimerovská“ varianta se nenacházela ještě ani u neandertálců nebo denisovanů, tedy našich nejbližších evolučních příbuzných.
„U většiny genů, které se u lidí a šimpanzů liší, mají neandertálci obvykle stejnou verzi jako lidé – tenhle výsledek byl pro nás proto opravdu překvapením,“ uvedl Varki. „Naznačuje nám to, že právě moudrost stáří a péče o zdravé prarodiče mohla být důležitou evoluční výhodou, kterou jsme měli oproti jiným dávným druhům hominidů.“ Podle Varkiho tento výsledek poskytuje nové důkazy podporující hypotézu babiček.
Jakou roli v tom hraje kapavka?
Už dlouho se ví, že evoluci člověka ovlivňovaly vysoce infekční nemoci, často ty, které se nějak dotýkají kvality rozmnožování. Jednou z nich je kapavka; její bakterie se obalují stejnými cukry, na které se vážou receptory CD33. Jako příslovečný vlk v rouše beránčím jsou pak tyto bakterie schopné oklamat lidské imunitní buňky, aby je nerozpoznaly jako nebezpečné vetřelce.
Autoři studie říkají, že je pravděpodobné, že zmutovaná verze CD33 bez vazebného místa pro cukr vznikla jako lidská adaptace proti tomuto maskování kapavky a dalších patogenů. Potvrdili totiž, že jedna z mutací specifických pro člověka dokázala zcela zrušit interakci mezi bakterií a CD33, což by imunitním buňkám umožnilo bakterii opět napadnout.
Vědci se tedy domnívají, že lidé původně zdědili zmutovanou formu CD33, aby se chránili před kapavkou v reprodukčním věku. Později ale tuto variantu genu dokázal přejmout – zřejmě náhodou – mozek.
„Je možné, že CD33 je jedním z mnoha genů, které jsme získali pro jejich výhody v boji proti infekčním patogenům na počátku života, ale které se pak využívají díky ochranným účinkům proti demenci a dalším nemocem souvisejícím se stárnutím,“ dodávají autoři.
