ДНК, извлеченная из черепа жертвы проказы, идентифицированная в исследовании как Jorgen_625, была использована для секвенирования генома средневековья. Jorgen_625 жил в Оденсе, Дания. Изображение © Бен Краузе-Кёра
На протяжении веков миллионы европейцев, страдающих проказой, избегали общества, заставляли носить колокольчики, которые сигнализировали здоровым гражданам, что они были рядом. Инфекционная болезнь, также известная как болезнь Хансена, плохо понималась, часто считалась наследственной или наказанием от Бога. На его высоте, почти у каждого из 30 было заболевание в некоторых регионах; к 13 веку число работающих в Европе больниц для прокаженных достигло своего пика в 19 000 человек. Затем, в 16 веке, болезнь пришла в упадок. Вскоре он практически исчез с континента.
Патоген, ответственный за проказу, был обнаружен в 1873 году в Норвегии, опровергнув предыдущие предположения о его причине. Самое раннее письменное упоминание проказы, одного из старейших известных возбудителей чумы людей, появилось в 600 году до нашей эры в Китае. Исторические записи показывают, что это изведало древнегреческую, египетскую и индийскую цивилизации. В 2009 году анализ ДНК останков человека первого века, найденных в Иерусалимской гробнице, обеспечил самый ранний доказанный случай проказы.
Теперь технология секвенирования ДНК дала подсказки об эволюции самой бактерии. Используя хорошо сохранившиеся образцы ДНК древних скелетов, международная группа исследователей упорядочила геном возбудителя Mycobacterium leprae, существовавший в средневековье.
До сих пор ученым даже не удавалось отделить патоген от живых людей - бактерию нельзя выращивать в клеточной культуре в лаборатории, поэтому ученые обычно заражают ее мышью, чтобы получить образец, достаточно большой для секвенирования. Материал, извлеченный из человеческих костей для этого исследования, эксгумированный из средневековых могил, содержал небольшое количество бактериальной ДНК - фактически менее 0, 1 процента. Но благодаря чрезвычайно чувствительной и точной технологии ученым удалось секвенировать пять штаммов M. leprae .
Ученые установили последовательность ДНК, найденную в костях, извлеченных из средневековых могил в Дании, Швеции и Великобритании. Здесь, в средневековой больнице проказы Святой Марии Магдалины в Винчестере, Великобритания, ожидают раскопок. Изображение предоставлено Университетом Винчестера
Сегодня более 225 000 случаев проказы возникает каждый год, в основном в развивающихся странах. Используя образцы из некоторых из этих случаев, исследователи сравнили многовековые последовательности с 11 современными штаммами возбудителя, выделенными из недавних биопсий из нескольких географических регионов.
Результаты, опубликованные сегодня в журнале Science, показывают, что бактерия с точки зрения генетического состава оставалась относительно неизменной, несмотря на последние 1000 лет. Исследователи пишут, что в то время среди 16 геномов произошло всего 800 мутаций. Это число означает, что загадочное исчезновение этой болезни в средние века в Европе нельзя объяснить тем, что M. leprae теряет свою вирулентность.
«Если объяснение падению случаев проказы не в возбудителе, то оно должно быть в хозяине, то есть в нас», - говорит Стюарт Коул, со-директор исследования и глава Fédérale Политехнической школы Институт глобального здоровья де Лозанны. «Так вот где нам нужно искать».
Генетическая устойчивость патогена была очевидна в его современных штаммах. Исследователи обнаружили, что средневековый штамм, присутствующий в Швеции и Великобритании, был почти идентичен тому, который в настоящее время обнаружен на Ближнем Востоке. Их результаты также предполагают, что некоторые штаммы, найденные в Америке, произошли в Европе. Однако они не могут сказать нам, в каком направлении эпидемия распространялась на протяжении всей истории.
Это исследование отмечает растущую тенденцию использования анализа ДНК, чтобы узнать больше об эпидемиях и других разрушительных событиях в истории человечества. В прошлом месяце ученые взяли пробы у 166-летних ирландских листьев картофеля, используя аналогичную технологию: они определили, что ранее неизвестный штамм P. infestans вызвал упадок, который сократил население Ирландии 19-го века на 25 процентов. Возможно, будущие исследования могут когда-нибудь выявить патогена, ответственного за бубонную чуму, широко известную как Черная смерть, которая уничтожила почти половину населения Европы в период с 1347 по 1351 год.
