Wie sich TB entwickelt, um den Menschen zu helfen

Eine neue Analyse von Tuberkulose (TB) -Genomen, die aus der ganzen Welt gesammelt wurden, hat Geheimnisse der Brillanz des Pathogens enthüllt, indem er sich an die menschliche Armut angepasst hat.

In jeder Hinsicht ist TB sehr erfolgreich in seinen grundlegenden Erfolgskriterien des Überlebens und der Replikation. Die Autoren geben an, dass TB ein Drittel der Weltbevölkerung befällt. Sie hat sich auch allen Gegenmaßnahmen widersetzt.

Dank einer genauen Analyse von Dutzenden von TB-Genomen konnte ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Caitlin Pepperell von der UW-Madison-Abteilung für medizinische Biologie und Immunologie ein detaillierteres Bild davon erstellen, wie das TB-Bakterium rücksichtslose natürliche Selektion nutzt sich anpassen und perfektionieren.

In ihrer Veröffentlichung in der Pathogens-Sektion der Public Library of Science (PLoS) beschreiben die Forscher ein Bakterium, das sich mit dem Wachstum und der Entwicklung der menschlichen Bevölkerung entwickelt und synchronisiert hat, wobei es sich zur Ausbeutung besonders überfüllter und verarmter menschlicher Siedlungen optimiert.

Erfolgreiche Wetten platzieren

"Es ist, als ob das Bakterium auf menschliches Verhalten setzt", sagt Prof. Pepperell, früher an der Stanford University:

"Es wettet immer, dass Menschen in den Krieg ziehen, Menschen in Flüchtlingslager schicken und sich an erbärmlichen Orten sammeln. Historisch gesehen war das eine gewinnbringende Wette auf die Rolle des Bakteriums."

Die Studie, deren Hauptautor Marcus Feldman aus Stanford ist, konzentrierte sich auf die Rolle der natürlichen Selektion und untersuchte Muster genetischer Diversität bei 63 TB und verwandten pathogenen Mykobakterien-Genomen aus der ganzen Welt.

Ihre Analyse zeigt, in welchem ??Maße die Entwicklung von TB-Genomvariationen einen "reinigenden" Selektionsprozess und eine enge Übereinstimmung mit Mustern der geografischen Verbreitung und Phylogenie der menschlichen Populationen anzeigt.

Die Studie legt auch nahe, dass Tuberkulosebakterien in den 1680er Jahren in der Nähe des Höhepunkts der europäischen Exploration und Kolonisierung Afrikas, Amerikas, Asiens und Ozeaniens in einer Zeit, als sich die Weltbevölkerung exponentiell entwickelt hatte, "sofort" mindestens 25-fach expandierten Wachstum.

"Der Zeitpunkt stimmt mit der Expansion, Verstädterung und kolonialen Migration der globalen menschlichen Bevölkerung überein", erklärt Prof. Pepperell. "Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein Großteil der gegenwärtigen TB-Pandemie ihren Ursprung in historischen Ereignissen der letzten drei Jahrhunderte hat."

Natürliche Auslese

TB kann nur innerhalb des Menschen überleben und sich ausbreiten - nicht in der weiteren Umgebung. Sie gedeiht besonders gut unter den überfüllten Bedingungen in Gefängnissen, Flüchtlingslagern und Slums, und TB-Populationen neigen dazu, von den Bakterien dominiert zu werden, die "glücklich genug" sind, um in diesen Umgebungen zu landen.

Die Studie zeigt ein stark eingeschränktes bakterielles Genom, wobei die meisten schädlichen Mutationen schnell verworfen wurden. Das Team sagte, dies gelte besonders für Gene, die essentiell für Krankheitserreger sind, für die Proteintranslation und für den Transport und Metabolismus anorganischer Ionen, die dabei helfen, die Interaktion zwischen dem TB-Erreger und seinem menschlichen Wirt zu kontrollieren.

Die "Abwehr" -Gene des Bakteriums zeigten dagegen ein hohes Maß an Toleranz für nützliche Mutationen, die eine Rolle bei der Entwicklung von Arzneimittelresistenz und der Umgehung des menschlichen Immunsystems spielen könnten.

Prof. Pepperell bemerkt:

"Die Evolutionstheorie sagt das voraus Mycobacterium tuberculosis Populationen sollten vom Aussterben bedroht sein. Dennoch ist es offensichtlich weit verbreitet. Es muss einige unglaublich clevere Strategien und Tricks geben, um dran zu bleiben. "

Kontrollstrategien finden

Die explosive Verbreitung von TB verläuft parallel zum Wachstum der menschlichen Bevölkerung und nutzt alle Vorteile einer Welt, in der die meisten Menschen unter überfüllten und verarmten Bedingungen leben.

Prof. Pepperell sagt, dass die Studie anderen Forschern helfen sollte, Gene zu finden, die gute Kandidaten für das Targeting mit neuen Medikamenten sein könnten, und Strategien zur Seuchenbekämpfung zu unterstützen, die die Evolutionsmechanismen des Bakteriums unterstützen oder sogar vereinigen, um dessen Aussterben zu beschleunigen.

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