Zrejme viac ako stotisíc ľudí, infikovaných novým koronavírusom, zomrelo v dôsledku genetickej „slabiny“, ktorú sme kedysi získali od neandertálcov. V septembri 2022 získal Svante Pääbo práve za tento výskum genómu neandertálcov Nobelovú cenu za fyzilógiu a medicínu.

4qq16 - Neandertálske gény zapríčinili možno až 10% úmrtí na Covid-19
Zrejme viac ako stotisíc ľudí, infikovaných koronavírusom, zomrelo v dôsledku genetickej „slabiny“, ktorú sme kedysi získali od neandertálcov.

Kdekoľvek sa prekrýva areál dvoch blízko príbuzných druhov živočíchov, dochádza k ich vzájomnému kríženiu. Ak sú navyše tieto druhy geneticky dostatočne podobné, vzniká plodné potomstvo. Plodia ho vlky s kojotmi, vrana čierna (Corvus corone) a vrana popolavá (C. cornix), či dokonca bizóny s dobytkom (v tomto prípade sú však plodné iba samice).

Výnimkou neboli ani dávni zástupcovia nášho druhu Homo sapiens. Keď stretli zástupcov iných ľudských druhov, niekedy preskočila povestná „iskra“. Môžeme sa len domýšľať, ako to presne prebiehalo –  niekedy azda aj dobrovoľne či „romanticky“. Faktom je, že prinajmenšom čas od času bolo výsledkom takýchto medzidruhových stretov tehotenstvo a narodenie plodných krížencov, ktorí svoje gény šírili ďalej.

Výsledok? Asi 1–4 % génov neafrických populácií dnešných moderných ľudí pochádza od neandertálcov.

Dvojsečný meč

224 - Neandertálske gény zapríčinili možno až 10% úmrtí na Covid-19
Model nového koronavírusu.

Nedávne výskumy zistili, že niektoré pôvodne neandertálske gény boli našim predkom nápomocné. Umožnili im oveľa rýchlejšie prispôsobiť sa novému prostrediu, ktoré na rozdiel od nich neandertálci osídlili o státisíce rokov skôr. Okrem iného získali od neandertálcov gény, ktoré obohatili ich imunitný systém a poskytli im odolnosť voči dovtedy neznámym patogénom, alebo gény, ktoré urýchlili zmeny v pigmentácii pokožky, vďaka čomu sa naši prapredkovia rýchlejšie prispôsobili zmenenej intenzite UV žiarenia.

Lenže nie všetky vplyvy „neandertálskej DNA“ sa ukázali ako pozitívne.  Pri niektorých génoch zistili štúdie spojitosť s vyšším rizikom vzniku cukrovky, lupusu, Crohnovej choroby, depresie či niektorých alergií a závislostí. Nová štúdia, ktorú zverejnil prestížny vedecký časopis Nature, tvrdí, že od nášho sesterského druhu sme tak isto dostali do vienka genetickú „slabinu“, ktorá výrazne zvyšuje riziko ťažkého priebehu ochorenia na nový koronavírus SARS-CoV-2.

Takmer spadol zo stoličky 

Kým časť populácie prekoná infekciu novým koronavírusom len s miernymi alebo dokonca žiadnymi symptómami, iných pacientov zasiahne tak ťažko, že potrebujú hospitalizáciu či umelú pľúcnu ventiláciu, alebo im dokonca spôsobí smrť.

Prečo je to tak? Genetici Hugo Zeberg a Svante Pääbo z Ústavu Maxa Plancka pre evolučnú antropológiu a Okinavského ústavu vedy a technológií (OIST) tvrdia, že významným rizikovým faktorom sú práve gény zdedené po neandertálcoch.

Zeberg a Pääbo vychádzali z dát iniciatívy COVID-19 Host Genetics Initiative, ktorá skúmala priebeh ochorenia u 3 200 hospitalizovaných i nehospitalizovaných pacientov s Covid-19. Iniciatíva zistila, že skupina génov na treťom chromozóme predstavuje výrazný rizikový faktor ťažkého priebehu ochorenia. Nositeľom hrozí až trojnásobne vyššie riziko, že budú pri infekcii potrebovať napojenie na umelú pľúcnu ventiláciu.

1qq43 - Neandertálske gény zapríčinili možno až 10% úmrtí na Covid-19
Výskyt genetického komponentu, ktorý výrazne zvyšuje riziko ťažkého priebehu ochorenia Covid-19, v populáciách sveta.

Identifikované „rizikové gény“ tvorí bezmála 50 000 bázových párov. Zeberg a Pääbo si uvedomili, že porovnateľné segmenty genómu sú známe aj u neandertálcov a blízko príbuzných denisovanov. Rozhodli sa tieto sekvencie porovnať. Na svoje veľké prekvapenie zistili, že DNA neandertálca objaveného v južnej Európe obsahuje  genetickú sekvenciu, ktorá je prakticky totožná s „rizikovými génmi“ v súvislosti s Covid-19 u moderných ľudí.

„Takmer som spadol zo stoličky, pretože ten segment DNA bol úplne rovnaký ako v genóme neandertálcov,“ uviedol Hugo Zeberg pre The Guardian.

Pôvodne boli užitočné

Zeberg a Pääbo uvažovali o dvoch možných vysvetleniach pôvodu tejto takmer identickej genetickej sekvencie. Buď ju neandertálci aj moderní ľudia zdedili od spoločného predka, alebo ju získali jeden od druhého pri medzidruhovom krížení.

Spoločný predok moderných ľudí a neandertálcov žil zrejme niekedy pred 550-tisíc rokmi. Porovnávané segmenty DNA moderných ľudí a neandertálcov však odlišovalo len malé množstvo mutácií, čo naznačuje oveľa neskorší pôvod sledovanej sekvencie.

Rizikové gény si podľa Zeberga a Pääba naši predkovia pravdepodobne odniesli ako nechcené dedičstvo kríženia s neandertálcami pred približne 60-tisíc rokmi. Dnes sa nachádza v genóme približne 16 % Európanov, ale až u polovice obyvateľov južnej Ázie (v populácii Bangladéša je to 63 %). V afrických a východoázijských populáciách však takmer úplne chýba.

326 - Neandertálske gény zapríčinili možno až 10% úmrtí na Covid-19
Hoci boli neandertálci odlišným druhom človeka, stále nám boli dostatočne geneticky blízky, aby s našimi predkami splodili potomstvo.

Zeberg a Pääbo predpokladajú, že tieto gény sa v ľudskom genóme zachovali, pretože pôvodne boli užitočné, pomáhali napríklad pri boji s infekciami. Ich odvrátená stránka sa prejavila až teraz, keď ich nositelia čelia nákaze novým koronavírusom. Podľa autorov štúdie tento rizikový, po neandertálcoch zdedený genetický komponent môže zodpovedať za približne 10 % všetkých úmrtí na Covid-19.

Neznámy mechanizmus

„Je pozoruhodné, že genetické dedičstvo po neandertálcoch má také tragické dôsledky počas prebiehajúcej pandémie,“ uviedol Svante Pääbo v tlačovej správe Okinavského ústavu vedy a technológií.

Presný mechanizmus, akým gény zhoršujú priebeh ochorenia Covid-19 však zatiaľ nepoznáme. Vieme len, že časť problematickej genetickej sekvencie zohráva úlohu v imunitnej reakcii, kým ďalšia súvisí s mechanizmom, ktorý vírus používa na infikovanie buniek. „Snažíme sa zistiť, ktorý z génov je kľúčovým faktorom, alebo či je týchto faktorov viacero, ale úprimná odpoveď je, že zatiaľ nevieme,“ konštatuje Hugo Zeberg.

Výskumník zároveň pripomína, že Covid-19 je komplexné ochorenie, ktorého priebeh závisí od množstva faktorov. „Samozrejme, sú aj iné premenné, ako váš vek a ďalšie, pridružené choroby, ktoré taktiež ovplyvňujú, ako závažne vás vírus postihne. Ale medzi genetickými faktormi je tento najdôležitejší,“ vysvetľuje.

Nejde o prvý prípad, keď sa ukazuje, že zdravotne doplácame na strety s príbuznými druhmi z hlbokého praveku.

Medzidruhové šírenie chorôb

5qq9 - Neandertálske gény zapríčinili možno až 10% úmrtí na Covid-19
Časť svetovej populácie zdedila niektoré gény od neandertálcov.

Donedávna sa predpokladalo, že väčšina infekčných ochorení sa na moderného človeka preniesla z domácich zvierat po prechode na usadlý spôsob života.  Neolitickí ľudia s nimi existovali v tesnom kontakte. Genetické výskumy založené na takzvaných molekulárnych hodinách však naznačujú, že mnohé infekčné ochorenia trápili človeka oveľa skôr, ako začal experimentovať so zdomácnením rastlín a živočíchov. A preniesli sa naňho zväčša z primátov – v niektorých prípadoch z ľudoopov, no častejšie od vymretých archaických druhov rodu Homo. Nové výskumy naznačujú, že práve od týchto praľudí sa na nás preniesol ľudský papilomavírus, alebo vírusy spôsobujúce lepru, herpes či tuberkulózu.

Na druhej strane, naši prapredkovia zrejme neboli nevinnými obeťami. Podľa niektorých výskumníkov totiž práve infekčné ochorenia vysvetľujú úspech nášho druhu na úkor jeho konkurentov, predovšetkým neandertálcov.

Vyhubili sme neandertálcov?

V priebehu státisícov rokov samostatnej evolúcie nadobudli neandertálci a zástupcovia Homo  sapiens odolnosť voči odlišným súborom patogénov. Lenže rozmanitosť a početnosť patogénov je oveľa vyššia v tropických oblastiach, odkiaľ pochádza náš druh, než v miernom a chladnom pásme – domovine neandertálca. Ďalšou dôležitou výhodou našich prapredkov bola genetická rozmanitosť a veľkosť populácie. Väčšia populácia bude nositeľom väčšieho počtu patogénov než tá malá. A geneticky rozmanitá populácia bude voči cudzím patogénom oveľa odolnejšia a môže vyvolať epidémie u menej rozmanitej populácie.

6qq10 - Neandertálske gény zapríčinili možno až 10% úmrtí na Covid-19
Nový koronavírus nie je rovnako rizikový pre každého.

Archeogenetické výskumy naznačujú, že populácia neandertálcov bola prinajmenšom v mladom paleolite podstatne nižšia a geneticky homogénnejšie než populácia našich prapredkov. Mohol medzi neandertálcami a druhom Homo sapiens nastať scenár podobný príchodu a šíreniu patogénov Európanov v Novom svete v 15. a 16. storočí, čo vyvolalo zničujúcu vlnu epidémií u domorodého obyvateľstva?

Pôsobí to ako sľubné, hoci zrejme výrazne zjednodušené vysvetlenie. Prípadnému „vyhladeniu“ neandertálcov našimi prapredkami totiž predchádzalo desaťtisíce rokov trvajúce susedstvo.

Literatúra

Internetové odkazy

Obrazová príloha: wikipedia.org, oist.jp, New Scientist

Dusan Valent12 - Neandertálske gény zapríčinili možno až 10% úmrtí na Covid-19

Vyštudoval geológiu a paleontológiu na Prírodovedeckej fakulte UK v Bratislave. Venuje sa vedeckej publicistike a popularizačným prednáškam pre deti a mládež. Je autorom popularizačného projektu Ľudia, mýty & dejiny a vedeckým redaktorom portálu Zive.sk.