Muinaisen malarian geenit kertovat, kuinka pelätty tauti levisi

Malaria on yksi maailman tappavimmista tartuntataudeista. Sen aiheuttavat useat yksisoluisten loisten lajit, jotka tarttuvat Anopheles-hyttysten puremien välityksellä. Merkittävistä torjunta- ja hävittämistoimista huolimatta lähes puolet maailman väestöstä asuu edelleen alueilla, joilla on riski sairastua malariaan. Maailman terveysjärjestö WHO arvioi, että malaria aiheuttaa vuosittain lähes 250 miljoonaa tartuntaa ja yli 600 000 kuolemantapausta.

Malaria on myös muokannut voimakkaasti ihmisen evoluutiohistoriaa.

Malarian perintö on kirjoitettu meidän genomiimme: tuhoisista verisairauksista vastuussa olevien geneettisten varianttien, kuten sirppisolutaudin, on uskottu säilyvän ihmispopulaatioissa, koska ne antavat osittaisen vastustuskyvyn malariatartuntaa vastaan.

Tästä huolimatta kahden tappavimman malariaparasiittilajin, Plasmodium falciparumin ja Plasmodium vivaxin, alkuperä ja leviäminen ovat olleet hämärän peitossa.

Tuoreessa Nature-tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa selvitettiin muinaisen Plasmodium-genomin rakenne 36:sta malariatartunnan saaneesta henkilöstä viidellä eri mantereella. Samalla saatiin selvitettyä myös malarian leviämistä maailmanlaajuisesti.

Tutkimus tehtiin suuren kansainvälisen tutkijaryhmän yhteistyönä, jossa oli Helsingin yliopiston oikeuslääketieteen osaston PaleOmics laboratorion lisäksi mukana 80 laitosta 21 eri maasta. Tutkimusta johti Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology -instituutti.

Tuliaisena muumionäytekokoelma

Malaria on nykyään kotoperäinen laji Amerikan trooppisilla alueilla. Tutkijat ovat kuitenkin pitkään pohtineet, onko se saapunut alueelle Beringinsalmen kautta mantereen asuttamisen seurauksena vai kolonialismin myötä. Jäljittääkseen loisten matkan Amerikkaan tutkimusryhmä analysoi malariaan sairastuneen henkilön muinaista DNA:ta Laguna de los Cóndoresista, joka sijaitsee korkealla Perun itäisten Andien syrjäisissä pilvimetsissä.

Helsingin yliopiston professori Antti Sajantilan johtama tutkimusryhmä on tehnyt Perussa tutkimus- ja opetustyötä 2000-luvun alkupuolelta asti.

Projekti lähti käyntiin oikeuslääketieteellisenä koulutuksena joukkohautatutkimuksiin liittyen ja eteni ajan myötä perulaisten yhteistyökumppanien kanssa Andeilla elävään Chachapoya-väestöön, josta malariatapaus löydettiin.

– Väestön historia on tieteellisesti kiinnostava ja sen ansiosta meillä on nyt poikkeuksellisen hieno muumionäytekokoelma, josta riittää tutkittavaa vuosiksi eteenpäin parasiittien lisäksi viruksiin ja muihin mikrobeihin liittyen. Kun tutkimusryhmään saatiin mukaan vielä perulainen Evelyn Guevara, meillä on erinomaiset lähtökohdat muinaisgenomiseen tutkimukseen Helsingissä, Sajantila kertoo. 

Genomianalyysi paljasti huomattavaa samankaltaisuutta Laguna de los Cóndoresin P. vivax -kannan ja muinaisen eurooppalaisen P. vivax -kannan välillä, mikä viittaa vahvasti siihen, että eurooppalaiset siirtolaiset levittivät tämän lajin Amerikkaan noin ensimmäisen sadan vuoden aikana saapumisensa jälkeen.

– Sotimisen, orjuuttamisen ja väestön siirtymisen voimistamina malaria ja muut tartuntataudit tuhosivat Amerikan alkuperäiskansoja siirtomaa-aikana. Kuolleisuusaste oli paikoin jopa 90 prosenttia, Helsingin yliopiston tutkijatohtori Evelyn Guevara sanoo.

Tutkimusryhmä löysi myös geneettisiä yhteyksiä muinaisen Laguna de los Cóndores -kannan ja nykyisten Perun P. vivax -populaatioiden välillä.

– Kiinnostavaa on, että loinen levisi Perussa syrjäisille aluille ja sieltä nyt löydettävät malariagenomit ovat säilyneet yllättävän samankaltaisina muinaisten malariagenomien kanssa, Antti Sajantila pohtii.

Tutkimusta myös Himalajalla ja Belgiassa

Perun lisäksi malariatapauksia löydettiin muun muassa Belgiassa ja Himalajan vuoristossa Nepalissa. Vanhalta belgialaiselta sotilashautausmaalta löytyi aikoinaan Välimeren alueella yleistä malariatyyppiä miehiltä, jotka olivat todennäköisesti Pohjois-Italiasta, Espanjasta ja muilta Välimeren alueilta värvättyjä sotilaita Habsburgin Flanderin armeijaan 80-vuotisen sodan aikana. 

Himalajalla taas muinainen malariatapaus löytyi syrjäiseltä ja vaikeakulkuiselta seudulta 2800 metrin korkeudesta merenpinnasta eli kaukana sekä malarialoisen että Anopheles-hyttysen elinalueelta. Tutkijat päättelivät, että kyseessä oli kauppaa käynyt paikallinen mies, ja osoittivat että aikanaan seutu toimi eräänlaisena Himalajan ylittävänä valtatienä, joka yhdisti Tiibetin ylätasangon asukkaat Intian niemimaalle.

Uhkana vastustuskykyiset loiset

Malaria ja sen hoito on jälleen muutoksessa. Tehokkaamman hyttystentorjunnan ja kampanjoiden ansiosta malariakuolemat olivat kaikkien aikojen alhaisimmalla tasolla 2010-luvulla. Malarialääkkeille vastustuskykyisten loisten ja hyönteismyrkkyjä kestävien hyttysten syntyminen uhkaa kuitenkin kumota vuosikymmenten työn. Lisäksi ilmastonmuutos ja ympäristön tuhoutuminen tekevät uusista alueista alttiita malariahyttysille. Tutkimusryhmä toivookin, että muinainen DNA voi tarjota lisätietoa Malarian aiheuttaman uhan ymmärtämiseen ja jopa torjumiseen.

Lisätietoja:

Professori Antti Sajantila
antti.sajantila@helsinki.fi
+358294127472