Cientistas descobrem como um único gene moldou o curso da pandemia de peste

Cientistas descobrem como um único gene moldou o curso da pandemia de peste

Os cientistas documentaram a forma como um único gene na bactéria que causa a peste bubônica.Yersinia pestispermitiu-lhe sobreviver durante centenas de anos ajustando a sua virulência e o tempo que demorava a matar as suas vítimas, mas estas formas de peste acabaram por desaparecer.

Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade McMaster e do Instituto Pasteur da França publicado hoje na revistaCiênciaaborda algumas questões fundamentais sobre pandemias: como elas entram nas populações humanas, causam doenças imensas e desenvolvem diferentes níveis de virulência para persistir nas populações?

A Peste Negra continua a ser a pandemia mais mortal registada na história da humanidade, matando cerca de 30 a 50 por cento das populações da Europa, Ásia Ocidental e África à medida que se deslocava por essas regiões. No século XIV apareceu em ondas ao longo de mais de 500 anos e durou até 1840.

A Peste Negra foi causada pela mesma bactéria que causou a Peste de Justiniano, a primeira pandemia de peste que eclodiu em meados dos anos 500. A terceira pandemia de peste começou na China em 1855 e continua até hoje. Os seus efeitos mortais são agora mais controlados por antibióticos, mas ainda são sentidos em regiões como Madagáscar e a República Democrática do Congo, onde os casos são notificados regularmente.

Este é um dos primeiros estudos de investigação a examinar diretamente as alterações num agente patogénico antigo que ainda vemos hoje, para compreender o que impulsiona a virulência, persistência e/ou eventual extinção de pandemias. “

Hendrik Poinar, co-autor sênior do estudo, diretor do McMaster Ancient DNA Center e Michael G. DeGroote Chair in Genetic Anthropology

As tribos da Peste Justiniana morreram após 300 anos devastando as populações da Europa e do Oriente Médio. Segundas cepas pandêmicas surgiram de populações de roedores infectados e causaram a Peste Negra antes de se dividirem em duas linhagens principais. Uma dessas duas linhas é a ancestral de todas as tribos modernas. Os outros foram reintroduzidos na Europa ao longo dos séculos e acabaram extintos no início do século XIX.

Usando centenas de amostras de vítimas antigas e modernas da peste, a equipe se concentrou em um gene conhecido comoPLA,um componente de alta cópia deY. pestisIsso ajuda a passar pelo sistema imunológico sem ser detectado até os gânglios linfáticos antes de se espalhar para o resto do corpo.

Uma extensa análise genética revelou que seu número de cópias ou número totalPLAOs genes encontrados na bactéria diminuíram os surtos subsequentes da doença, o que por sua vez reduziu a mortalidade em 20% e aumentou a duração da infecção, o que significa que os hospedeiros viveram mais antes de morrer. Esses estudos foram conduzidos em modelos de ratos com peste bubônica.

Vice-versa, se oPLAO gene estava em seu número original e alto de cópias, a doença era muito mais virulenta e matou todos os seus hospedeiros e o fez muito mais rápido.

Os cientistas também identificaram uma semelhança impressionante entre as trajetórias das tribos modernas e antigas, que evoluíram de forma independente.PLANas fases posteriores da primeira e da segunda pandemia e até agora em três amostras da terceira pandemia encontradas hoje no Vietname.

Tanto na praga Justiniana quanto na Peste Negra, a mudança evolutiva ocorreu aproximadamente 100 anos após os surtos iniciais. Os cientistas sugerem que, à medida que o número de cópias genéticas diminuía e os ratos infectados viviam mais tempo, eles eram capazes de espalhar ainda mais a infecção, garantindo o sucesso reprodutivo do patógeno.

“A reduçãoPLApode refletir a mudança no tamanho e na densidade das populações humanas e de roedores", explica Poinar." É importante notar que a peste foi uma epidemia de ratos, que foram os impulsionadores de epidemias e pandemias. As pessoas foram vítimas acidentais. “

Os ratos pretos nas cidades provavelmente atuaram como “hospedeiros de amplificação” devido ao seu elevado número e proximidade com os humanos. Como os ratos pretos são muito suscetíveis aY. pestisO patógeno exigia que as populações de ratos permanecessem altas o suficiente para fornecer novos hospedeirosY. pestisPasse e continue o ciclo pandêmico.

No entanto, oPLA-As estirpes reduzidas acabaram por ser extintas, reflectindo provavelmente uma nova mudança na relação hospedeiro-agente patogénico no seu ambiente.

Quando os pesquisadores procuraram sinais de exaustão em um grande conjunto de amostras da terceira pandemia em uma coleção do Instituto Pasteur, encontraram três cepas contemporâneasPLAExaustão.

“Graças aos nossos colaboradores internacionais que monitorizam epidemias locais de peste em todo o mundo, conseguimos encontrar as amostras bacterianas únicas utilizadas para este projeto, semelhante a encontrar três agulhas raras num palheiro”, diz Javier Pizarro-Cerdá, co-autor sénior do trabalho, Diretor da Direção doYersíniaUnidade de pesquisa e Centro de Colaboração da OMS para Pragas no Instituto Pasteur.

O instituto abriga um dos acervos modernos mais ricos do mundoY. pestisIsolar acrescenta Guillem Mas Fiol, colíder do estudo e pesquisador de pós-doutorado orientado por Pizarro-Cerdá.

“Um dos aspectos mais interessantes da nossa pesquisa foi a oportunidade de estudar uma característica que foi observada pela primeira vez em cepas extintas de peste e que poderia ser testada experimentalmente pela primeira vez em cepas bacterianas contemporâneas vivas”, diz ele.

“Embora a nossa investigação lance luz sobre um padrão interessante na história evolutiva da peste, a maioria das estirpes que circulam até hoje em África, na América do Sul e na Índia são aquelas que foram anteriormente responsáveis ​​pela mortalidade massiva”, diz Ravneet Sidhu, co-autor principal do estudo e candidato a doutoramento no McMaster Ancient DNA Center.

Fontes: