Неинфекционная эпидемиология древности: введение в новую дисциплину

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

На основе анализа молекулярно-биологической литературы и используемых в современной клинической лабораторной практике методов исследований высказана необходимость выделения нового направления биомедицинской науки – неинфекционной эпидемиологии человека в исторической ретроспективе.

Генетическая медицина, учитывающая экологические и социальные факторы развития человеческой популяции, поможет достичь персонализированного подхода и реализации потенциала, скрытого в нашей ДНК. К сожалению, специалистов-эпидемиологов, работающих в данной сфере крайне мало. Их подготовку следует совершенствовать.

Полный текст

Введение

Эмпирически выявлено, что многие системы, влияющие на риски заболеваний, имеют древние корни.

В передовых научных центрах стало возможным выделение нуклеиновых кислот (НК) из древнего, более чем тысячелетнего биоматериала в пригодном для изучения виде, в том числе не только ПЦР-детекций отдельных генетических последовательностей, но и полногеномного прочтения или метагеномного анализа. Научное направление, изучающее НК патогенов в биоматериалах древнего возраста, получило наименование «палеомикробиология» [1]. Гораздо меньше внимания получают вопросы неинфекционной палеопатологии и особенно эпидемиологии, хотя анализ древних НК непременно приведет к пониманию закономерностей распространения заболеваний различной этиологии и разработке способов контроля и профилактических мероприятий в современных условиях.

Результаты и их обсуждение

Исследователями представлена качественная последовательность генома женщины-неандерталки из Сибири [2]. Утверждается, что подразделение популяции у неандертальцев произошло 80–100 тыс. лет назад. Отмечено, что геном содержит несколько длинных серий гомозиготности, которые указывают на близкое родство родителей, что важно для познания причин некоторых наследственных болезней. Изучение геномной эволюции особенно интересно с точки зрения экспрессии в исторически развивающемся человеческом мозге транскриптов, кодирующих белки с фиксированными аминокислотными изменениями. По сравнению с контрольным набором транскриптов, несущих 108 замен, зафиксированных у современных людей, гены, несущие фиксированные аминокислотные изменения, у древнего человека чаще экспрессируются в желудочковой зоне неокортекса, и это влияет на количество пролиферирующих клеток и генерируемых нейронов субвентрикулярной зоны взрослых особей. Насколько отличаются локальные популяции (племена) древних людей от современных в развитии мозга требует, безусловно, дальнейшего изучения.

Недавнее исследование, проведенное совместно сотрудниками Оксфордского университета, Центра исследований СПИД имени Аарона Дайамонда и бельгийского института медицинских исследований Rega Institute, показало, насколько широко в нашем генетическом материале встречаются вирусы, известные с доисторических времен. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences [3].

Как утверждает руководитель проекта Гикас Магиоркинис, заметная часть генома человека формировалась по своим собственным законам, напоминающим аэпидемию инфекционного заболевания, существующего течение миллионов лет. Как видим, предметы не- и инфекционной эпидемиологии могут тесно смыкаться.

Обнаружено, что один из вирусов миллионы лет назад проник в геном приматов, в результате он и сейчас присутствует в организме человека и человекообразных обезьян [3]. Установлено, что этот древний вирус потерял способность переходить из одной клетки в другую, хотя эффективно размножается и функционирует в одной клетке.

Некоторые вирусы могут играть положительную роль. Например, белок синцитий способствует развитию плаценты. В целом эндогенные ретровирусы, насколько известно, не оказывают вредного воздействия на организм.

Исследователи с помощью компьютерной томографии выявляли корреляции между случаями атеросклероза и остеоартрита, диагностированных у мумий древнего Египта [4]. Законченные данные молекулярно-генетического анализа существенно помогли бы понять эособенности патологий, которые затрагивают по современному миру свыше 350 млн человек [4].

В итоге именно мумифицированные останки могут быть ценными образцами биоматериала для изучения эпидемиологии атеросклероза и различных костных аномалий.

Основываясь на вышеизложенном, совершенно справедливым выглядит мнение А. Гончарова и В. Колоджиевой, что медицинская палеонаука приобретает все большую значимость как инструмент получения достоверной информации о молекулярной эволюции генов, связанных с заболеваниями человека [5].

Финансирование. Работа проведена в рамках проекта РФФИ-Древняя ДНК № 20-29-01043.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

Об авторах

А. П. Соломенный

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: solomen@iegm.ru

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории водной микробиологии

Россия, Пермь

Список литературы

  1. Benton L.M., Abraham A., LaBella A.L., Abbott P., Rokas A.,Capra J.A. The influence of evolutionary history on human health and disease. Nat. Rev. Genet. 2021; 22 (5): 269–283.
  2. Prũfer K., Racimo F., Patterson N., Jay E., Sankaraman S., Sawyier S., Heinze A., Renaud G., Undmant P.H., de Filipo C., Li H., Swapan M., Dammermann M., Fu Q., Kirсher M., Kuhlwilm M., Lachmann M., Meyer M., Ongyerth M., Siehauert M., Tandon A., Moorjani P., Pickrell J., Mulikin P., Vohr S.H., Green R.E., Helllmann I., Johnson P.I., Blaanche H., Cann H Kitzman J.O., Shendure J., Eichler E.E., Lein Ed S., Bakken I.E., Golovanova L.V., Doronichev V.B., Shunkov M.V., Derevianko A.P., Bence V., Slatkin M., Reich D., Kelso J., Pǟǟbo S. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai mountains. Nature 2014; 505: 43–49.
  3. Magiorkinis G., Gifford R.J., Katzourakis A., De Ranter J., Belshaw R. Envless endogenous retroviruses are genomic superspreaders. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012; 7385–90.
  4. Panzer S., Augat P., Sprenger M., Zesch S., Rosendahl W., Sutherland M.L., Thompson R.C., Paladin A., Zink A.R. EURAC and HORUS Study Teams. Correlation of atherosclerosis and osteoarthritis in ancient Egypt: A standardized evaluation of 45 whole-body CT examinations. Int. J. Paleopathol. 2021. Epub.: Apr. 27.
  5. Гончаров А.Е., Колоджиева В.В. Медицинская палеомикробиология: проблемы и перспективы Антибиотики и химиотерапия 2021; 66 (5–6): 72–77.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Соломенный А.П., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 75489 от 05.04.2019 г.