Племена тропических лесов Амазонки оказались устойчивы к болезни Шагаса

Эпидемиологический анализ показал, что коренные народы тропических лесов Амазонки практически не болеют американским трипаносомозом — болезнью Шагаса. Последующий геномный анализ выявил у представителей племен несколько мутаций, которые защищают их от заражения Trypanosoma cruzi — возбудителя болезни. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. 

По данным Всемирной организации здравоохранения, болезнью Шагаса, или американским трипаносомозом, болеет от шести до семи миллионов человек во всем мире. В основном люди заболевают от контакта с триатомовыми клопами, которые переносят возбудителя болезни Trypanosoma cruzi, а основным регионом болезни считается Южная и Северная Америки, причем болезнь стала все больше проникать в города. Из-за этого она стала чаще встречаться в США и Канаде. 

Против этого заболевания нет вакцины, поэтому все меры направлены на профилактику передачи инфекции — борьба с клопами, скрининг крови доноров и женщин детородного возраста. Однако, как выяснила группа ученых под руководством Табита Хюнемайер (Tábita Hünemeier) из Университета Сан-Паулу, некоторые люди выработали приспособительные механизмы, которые защищают их от болезни Шагаса. Они исследовали геном 118 представителей 19 племен, проживающих в регионе бассейна Амазонки, в которых болезнь практически не фиксировалась. 

Ученые обнаружили, что у людей из этих племен присутствуют мутации в генах PPP3CA, DYNC1I1 и NOS1AP. Наиболее распространенным «защитником» оказался ген PPP3CA, который кодирует каталитическую субъединицу альфа-протеинфосфатазы 3 и участвует в сигнальном пути G-βγ — одного из важнейших элементов внутриклеточной передачи сигнала с помощью G-белка в иммунных клетках. Кроме того, ген отвечает за передачу сигналов кальциневрина — ключевом канале врожденного иммунитета против Trypanosoma cruzi. У устойчивых к болезни людей этот ген оказался неактивным. 

Чтобы проверить роль этого гена (и его нокдауна) в развитии болезни Шагаса, исследователи заразили кардиомиоциты, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, инфицированных T. cruzi. Исследователи выбрали кардиомиоциты для модели заражения, поскольку паразит часто поражает именно эти клетки у человека. Они обнаружили, что в клетках, где экспрессия гена PPP3CA снижена на 65 процентов по сравнению с контролем, у паразита значительно снизилась способность к заражению клеток примерно на 25 процентов (р < 0,0004). 

Кроме того, при исследовании географической распространенности как болезни Шагаса, так и мутации в гене PPP3CA, ученые обнаружили, что в зоне распространения мутации практически не встречаются случаи трипаносомоза, что так же косвенно доказывает ее защитный эффект. 

Желтая область на карте представляет регион, эндемичный по болезни Шагаса. Оранжевая область представляет распределение мутации в гене PPP3CA в изученных популяциях.
Tábita Hünemeier et al. / Science Advances, 2023

Исследователи считают, что такой естественный отбор мутации произошел по нескольким причинам. Во-первых, процесс отбора начался еще около семи тысяч лет назад, судя по археологическим находкам, что свидетельствует о достаточном времени для отбора. Во-вторых, географические особенности исследуемого региона позволяют построить модель, в которой изоляция приводила к сохранению мутации. В-третьих, тот факт, что эта мутация встречается в аналогичных экологических условиях Африки и южной Европы, позволяет предположить, что в исследуемом регионе экологические условия подходят для сохранения мутации. 

Еще в 2020 году ВОЗ заявила о том, что африканский родственник трипаносомоза – возбудитель сонной болезни – практически побежден: к 2030 году ВОЗ планирует достичь нулевого уровня заражений при сохранении текущих темпов снижения заболеваемости.