Wykorzystując próbki kału z latryn Wikingów, naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze zmapowali genetycznie jednego z najstarszych ludzkich pasożytów – włosogłówka. Mapowanie odzwierciedla globalne rozprzestrzenianie się pasożyta i jego interakcję z ludźmi, delikatną relację, która może uczynić nas zdrowszymi i chorymi.
Wykorzystując skamieniałe jaja w nawet 2500-letnich odchodach z osad Wikingów w Danii i innych krajach, naukowcy z Wydziału Nauk Roślinnych i Środowiskowych Uniwersytetu w Kopenhadze oraz Wellcome Sanger Institute (Wielka Brytania) dokonali największego i najbardziej szczegółowego analiza genetyczna jednego z najstarszych pasożytów występujących u ludzi – włosogłówki.
Badanie, opublikowane w Nature Communications, prezentuje zupełnie nową wiedzę na temat rozwoju i prehistorycznego rozprzestrzeniania się pasożyta. Wiedza ta może zostać wykorzystana w działaniach mających na celu zapobieganie lekooporności pasożyta i jego przyszłemu rozprzestrzenianiu się.
Badanie sugeruje, że człowiek i pasożyt rozwijają delikatną interakcję na przestrzeni tysięcy lat, w której pasożyt stara się pozostać „pod radarem”, aby nie zostać odepchniętym, co daje mu więcej czasu na zarażanie nowych ludzi. Z innych badań wiadomo, że włosogłówka stymuluje ludzki układ odpornościowy i mikrobiom jelitowy, z obopólną korzyścią zarówno dla gospodarza, jak i pasożyta.
Podczas gdy włosogłówka (Trichuris trichiura) jest obecnie rzadka w krajach uprzemysłowionych i najczęściej powoduje jedynie niewielkie problemy wśród zdrowych osobników, szacuje się, że pasożyt ten dotyka 500 milionów ludzi w krajach rozwijających się.
„U osób niedożywionych lub z upośledzonym układem odpornościowym włosogłówka może prowadzić do poważnej choroby. Nasze mapowanie włosogłówki i jej rozwój genetyczny ułatwia projektowanie skuteczniejszych leków przeciwrobaczycowych, które można stosować w celu zapobiegania rozprzestrzenianiu się tego pasożyta w najbiedniejszych regionach świata” – mówi profesor Christian Kapel z Wydziału Nauk o Roślinach i Środowisku UCPH.
Skamieniała kupa latrynowa z Kopenhagi i Viborg
Jaja, a nie robaki, umożliwiły naukowcom zbadanie materiału genetycznego wielotysięcznych włosogłówek. Ze względu na niezwykle trwałą chitynę w kapsułkach jaj, ich wewnętrzne DNA zostało dobrze zachowane, podczas gdy jaja zostały zakopane w wilgotnej glebie.
Badając skamieniałe próbki stolca, które zostały wcześniej odkryte w latrynach osad Wikingów w Viborgu i Kopenhadze, naukowcy wyizolowali jaja pod mikroskopem, przesiali je ze stolca i poddali wyrafinowanym analizom genetycznym, które naukowcy doskonalili od lat poprzednie badania.
„Od dawna wiemy, że możemy wykryć pod mikroskopem jaja pasożytów w wieku do 9000 lat. Na szczęście dla nas jaja są zaprojektowane tak, aby przetrwać w glebie przez długi czas. W optymalnych warunkach nawet materiał genetyczny pasożyta mogą być bardzo dobrze zachowane. A niektóre z najstarszych jaj, z których wyodrębniliśmy część DNA, mają 5000 lat. Całkiem zaskakujące było pełne zmapowanie genomu 1000-letnich dobrze zachowanych jaj włosogłówki w tym nowym badaniu ”, wyjaśnia Christian Kapel.
Naukowcy zbadali archeologiczne próbki kału z kilku miejsc. Te starożytne próbki genetyczne są porównywane ze współczesnymi próbkami uzyskanymi od ludzi z włosogłówkami z całego świata. Dzięki temu naukowcy uzyskali przegląd genomu robaka i jego ewolucji na przestrzeni dziesięciu tysięcy lat.
„Nic dziwnego, że włosogłówka wydaje się rozprzestrzenić z Afryki do reszty świata wraz z ludźmi około 55 000 lat temu, zgodnie z tak zwaną hipotezą „z Afryki” dotyczącą migracji ludzi” – wyjaśnia Christian Kapel.
Może żyć niezauważenie w jelicie przez wiele miesięcy
Włosogłówka może osiągnąć długość od pięciu do siedmiu centymetrów i żyć niezauważona w jelicie zdrowego osobnika przez kilka miesięcy. W tym czasie stale składa jaja, które są wydalane z kałem. U osób z osłabionym układem odpornościowym włosogłówka może powodować szereg chorób przewodu pokarmowego, niedożywienie, a nawet opóźniać rozwój dziecka.
Robaki przenoszone są drogą fekalno-oralną, co oznacza, że mikroskopijne jaja pasożytów w glebie mogą przenosić się do wody pitnej lub pokarmu, po czym są spożywane przez usta nowego żywiciela.
„Jaja leżą w ziemi i rozwijają się przez około trzy miesiące. Po osiągnięciu dojrzałości jaja mogą przetrwać na wolności jeszcze dłużej, ponieważ czekają na skonsumowanie przez nowego żywiciela, z którego przewodu pokarmowego się wyklują. Przez cały cykl ich życia jest przystosowany do przetrwania w glebie tak długo, jak to możliwe” – wyjaśnia Christian Kapel.
W związku z tym złote lata dla tych robaków w naszej części świata to czasy, w których nasze warunki w toalecie i kuchni, a także higiena osobista, były znacząco inne niż dzisiaj.
„W epoce wikingów i jeszcze w średniowieczu nie było zbyt dobrych warunków sanitarnych ani dobrze wydzielonych urządzeń kuchennych i toaletowych. Dało to o wiele lepsze możliwości rozprzestrzeniania się włosogłówki. Dziś jest to bardzo rzadkie w uprzemysłowionej części Niestety, w słabiej rozwiniętych regionach świata nadal istnieją sprzyjające warunki do rozprzestrzeniania się – mówi Christian Kapel.