L’epidemia di peste nera di origine asiatica che piagò l’Europa nella metà del 1300, uccidendo 200 milioni persone, selezionò chi dovesse vivere o morire attraverso il DNA, stabilendo il modo in cui rispondiamo alle malattie oggi e come il sistema immunitario ha continuato ad evolversi da allora.
I ricercatori della McMaster University, dell’Università di Chicago, del Pasteur Institute e di altre organizzazioni hanno analizzato e identificato i geni che proteggevano alcuni dalla devastante pandemia di peste nera che ha colpito l’Europa, l’Asia e l’Africa quasi 700 anni fa. Il loro studio è stato pubblicato il 19 di Ottobre sulla rivista Nature.
Gli stessi geni che un tempo conferiscono protezione contro la peste nera sono oggi associati a una maggiore suscettibilità alle malattie autoimmuni come il Crohn e l’artrite reumatoide, riferiscono i ricercatori.
Il team si è concentrato su una finestra di 100 anni prima, durante e dopo la peste nera, che raggiunse Londra a metà del 1300. Rimane il più grande evento di mortalità umana nella storia registrata, uccidendo oltre il 50% delle persone in quelle che allora erano alcune delle parti più densamente popolate del mondo.
Più di 500 antichi campioni di DNA sono stati estratti e vagliati dai resti di individui che erano morti prima della peste, morti a causa di essa o sopravvissuti alla peste nera a Londra, compresi gli individui sepolti nelle fosse della peste di East Smithfield usate per sepolture di massa nel 1348-9 . Ulteriori campioni sono stati prelevati da resti sepolti in altre cinque località in tutta la Danimarca.
Peste nera e adattamento umano
Gli scienziati hanno cercato segni di adattamento genetico legati alla peste, causata dal batterio Yersinia pestis. Hanno identificato quattro geni che erano in fase di selezione, tutti coinvolti nella produzione di proteine che difendono i nostri sistemi dagli agenti patogeni invasori e hanno scoperto che le versioni di quei geni, chiamati alleli, proteggevano o rendevano uno suscettibile alla peste.
Gli individui con due copie identiche di un particolare gene, noto come ERAP2, sono sopravvissuti alla pandemia a tassi molto più elevati rispetto a quelli con il set di copie opposto, perché le copie “buone” hanno consentito una neutralizzazione più efficiente di Y. pestis da parte delle cellule immunitarie.
“Quando si verifica una pandemia di questa natura, che uccide dal 30 al 50 per cento della popolazione, è inevitabile che ci sia selezione per alleli protettivi negli esseri umani, vale a dire che le persone sensibili all’agente patogeno circolante soccomberanno. Anche un minimo vantaggio significa la differenza tra sopravvivere o morire. Naturalmente, i sopravvissuti in età riproduttiva trasmetteranno i loro geni”
spiega il genetista evoluzionista Hendrik Poinar, autore dell’articolo su Nature, direttore del McMaster’s Ancient DNA Center e ricercatore principale con il Michael G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research e il McMaster’s Global Nexus for Pandemics & Biological Threats.
Gli europei che vivevano al tempo della peste nera erano inizialmente molto vulnerabili perché non avevano avuto una recente esposizione a Yersinia pestis. Poiché le ondate della pandemia si sono ripetute più e più volte nei secoli successivi, i tassi di mortalità sono diminuiti.
I ricercatori stimano che le persone con l’allele protettivo ERAP2 (la buona copia del gene, o tratto), avevano dal 40 al 50% in più di probabilità di sopravvivere rispetto a quelle che non lo facevano.
“Il vantaggio selettivo associato ai loci selezionati è tra i più forti mai riportati negli esseri umani, mostrando come un singolo agente patogeno possa avere un impatto così forte sull’evoluzione del sistema immunitario”, afferma il genetista umano Luis Barreiro, un autore dell’articolo, e Professore di Medicina Genetica all’Università di Chicago.
Il team riferisce che nel tempo il nostro sistema immunitario si è evoluto per rispondere in modi diversi ai patogeni, al punto che quello che un tempo era stato un gene protettivo contro la peste nel Medioevo è oggi associato a una maggiore suscettibilità alle malattie autoimmuni. Questo è l’atto di bilanciamento su cui l’evoluzione gioca con il nostro genoma.
“Questo lavoro altamente originale è stato possibile solo attraverso una collaborazione di successo tra team molto complementari che lavorano sul DNA antico, sulla genetica della popolazione umana e sull’interazione tra Yersinia pestis virulenta viva e cellule immunitarie”, afferma Javier Pizarro-Cerda, capo della ricerca Yersinia Unità e direttore del Centro di collaborazione per la peste dell’Organizzazione mondiale della sanità presso l’Istituto Pasteur.
“Capire le dinamiche che hanno plasmato il sistema immunitario umano è la chiave per capire come le pandemie del passato, come la peste, contribuiscono alla nostra suscettibilità alle malattie nei tempi moderni”, afferma Poinar.
I risultati, il risultato di sette anni di lavoro della studentessa laureata Jennifer Klunk, formalmente del McMaster’s Ancient DNA Center e del collega post-dottorato Tauras Vigylas, dell’Università di Chicago, hanno consentito uno sguardo senza precedenti sui geni immunitari delle vittime della peste nera.
La ricerca è stata in parte finanziata dail Social Sciences and Humanities Research Council of Canada (SSHRC), il National Institutes of Health (NIH) e il Canadian Institute for Advanced Research, nell’ambito del programma Humans and the Microbiome.