Genvariant uitgestorven door infectiedruk

Migratie uit Afrika heeft menselijk afweersysteem veranderd
Een genvariant van de receptor TLR4 die de gevoeligheid voor bloedvergiftiging (sepsis) vergroot en tegelijkertijd bescherming biedt tegen een ernstige vorm van malaria, komt niet voor bij de bewoners van Europa en Azië. In West-Afrika is deze genvariant echter wel aanwezig. Dit opmerkelijke verschil in de verspreiding van genvarianten over de werelddelen is verklaarbaar met behulp van de evolutietheorie. Met dit onderzoek wordt voor het eerst aangetoond, dat infectiedruk heeft geleid tot natuurlijke selectie op genen van de TLR receptoren. Deze receptoren zorgen voor de herkenning van micro-organismen door het immuunsysteem. Op 9 oktober rapporteren onderzoekers van het UMC St Radboud hierover op de website van het wetenschappelijke tijdschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

Een klein onderdeel van het menselijke immuunsysteem, TLR4 (toll-like receptor 4) genaamd, speurt naar de aanwezigheid van bepaalde bacteriën in het lichaam en stelt het immuunsysteem daarmee in staat om deze bacteriën onschadelijk te maken. Het gen dat codeert voor TLR4, komt in drie vormen voor: het ‘gewone’ wilde type; een variant met een afwijking op genlocatie 299 en een variant met twee afwijkingen: zowel op locatie 299 als op locatie 399. Deze drie vormen zijn niet gelijk over de werelddelen verspreid, ontdekte Bart Ferwerda, Mihai Netea en andere onderzoekers van de Interne Geneeskunde afdeling van het UMC St Radboud. Met hulp van internationale collega’s verzamelden ze genensets van vijftien bevolkingsgroepen in Afrika, Europa, Azië en Zuid-Amerika.

Netea: “Algemeen wordt aangenomen dat de eerste mensen in Afrika woonden. Van daar verhuisden ze zo’n vijfenvijftigduizend jaar geleden naar Azië en veertigduizend jaar geleden naar Europa. Vervolgens arriveerden vijftienduizend jaar geleden de eerste mensen in de Amerika’s. Nu is het opvallend dat in Afrika alle drie de vormen van het TLR4-gen voorkomen, terwijl in Europa alleen het wilde type en de variant 299-399 aanwezig zijn. In Azië en Zuid-Amerika wordt uitsluitend het wilde type aangetroffen.”

Twee gezichten
Netea en Ferwerda hebben aanvullend onderzoek gedaan naar de functie van de genvarianten. Ze ontdekten dat de mutatie op locatie 299 de gevoeligheid voor sepsis (bloedvergiftiging) vergroot. Tegelijkertijd biedt deze mutatie juist bescherming tegen een ernstige, veelal dodelijke vorm van malaria, de cerebrale malaria.

Uit deze twee ‘gezichten’ van de mutatie is te verklaren waarom hij in Afrika wel aanwezig is en in de rest van de wereld niet. In Afrika komt de parasiet voor die cerebrale malaria veroorzaakt. Daar kan de bescherming die de 299-variant biedt dus het verschil uitmaken tussen leven en dood. In de rest van de wereld komt deze ernstige malaria niet voor.Toen deze genvariant met de menselijke soort vanuit Afrika uitzwermde over andere werelddelen, verviel dus het nut dat hij bood. De extra gevoeligheid voor de veelal dodelijke sepsis leidde ertoe, dat de 299-variant daar als gevolg van natuurlijke selectie uitstierf. In Afrika kon hij zich tot op de dag van vandaag in een stabiele verhouding met de andere vormen van het gen handhaven, dankzij de bescherming tegen de malariaparasiet.

Toeval
Netea ontdekte ook, dat de variant met twee mutaties, op de locaties 299 èn 399, qua functioneren niet afwijkt van het wilde type zonder mutaties. Blijkbaar neutraliseert de 399-mutatie het effect van de 299-mutatie. De variant 299-399 heeft dus geen evolutionair voordeel en ook geen evolutionair nadeel ten opzichte van het wilde type. Het kon zich naast het wilde type gewoon handhaven. Maar waarom is het dan helemaal afwezig in Zuid-Amerika? Netea: ‘De evolutietheorie is gebaseerd op twee principes: enerzijds de natuurlijke selectie, anderzijds het toeval. Dat de variant 299-399 in Zuid-Amerika niet gevonden wordt, kan het gevolg zijn van toeval. Het is heel goed mogelijk dat degenen die zich uiteindelijk in Zuid-Amerika vestigden, toevallig alleen mensen waren met het wilde type.’
VERGEET DE PINKFACTS ACTIE NIET!.

PINKFACTS: LAAT ZIEN DAT JE OM ZE GEEFT! 

In deze actie maand veilen we allerlei Pink Ribbon Goodies op EBAY onder het motto: “Together we can make a difference”

Rob