Antik Çiftçilerin Bağışıklık Sistemlerindeki Değişim

Vinca kültürünün ilk çiftçileri arpa ve buğdayı ekip biçmeye başladıktan sonra beslenmelerini değiştirmiş, bölgeye yeni bir yaşam tarzı getirmişlerdir. Binlerce insan, sığır, bizon, inek, domuz ve keçilerle birlikte, çamur kulübelerinde bir arada yaşamaya başlamıştır. Böylece hayvanlardan insanlara ve erken çiftçi toplumlarına yayılan influenza, tüberküloz ve diğer hastalıklarda bir artış oluşmuştur.

Antik DNA'yla ilgili yeni bir çalışma, bu ilk dönem çiftçilerin bağışıklık sistemlerinin bu yeni patojen istilasına nasıl yanıt verdiğini ortaya koymaktadır. Neolitik Devrim, enfeksiyon hastalıklarına immün yanıtlarının evriminde bir "dönüm noktası"ydı. Çalışmaya göre, evrim Avrupalılarda influenza gibi patojenlere enflamatuar reaksiyonları dizginleyen genlerin lehine olmuş, patojenden daha ölümcül olabilen aşırı enflamatur yanıtı sınırlandırmıştı.

Bu çalışmaya göre, bağışıklık sistemimiz patojen baskısına yanıt olarak evrilmeye devam etmektedir. Uzun süredir araştırmacılar, ilk çiftçilerin nomadik avcı-toplayıcılara kıyasla daha sık hastalandıklarından şüpheleniyordu. Araştırmalar Türkiye'deki Çatalhöyük gibi büyük Neolitik bölgelerdeki çiftçilerin influenza ve salmonella gibi yeni zoonitik hastalıklara, malarya ve tüberküloz gibi hayvansal kökenli hastalıklara yakalandıklarını göstermektedir. Çiftçiler daha sık hastalanıyorsa, bağışıklık sistemleri bu duruma nasıl yanıt vermişti?

Bu soruya yönelik olarak, araştırmacılar öncelikle yaşayan insanların bağışıklık yanıtlarındaki genetik çeşitlilikleri incelemiştir. Hollanda, Njimegen'deki bir biyobanka olan Human Functional Genomics Project (HFGP) kapsamında 500'den fazla kişiden kan numuneleri alınmıştır ve bu numunelere çeşitli patojenler verilmiştir. Daha sonra belirli sitokinlerin, bağışıklık hücrelerinin salgıladığı interlökin ve interferon gibi immünoregülatör proteinlerin seviyeleri ölçülmüş, bu seviyeler ile immün gen varyantları arasındaki korelasyon araştırılmıştır.

Yeni çalışmada, kişinin bağışıklık geni varyantlarına dayalı olarak, özel hastalıklar karşısında enflamatuar yanıtların gücünü öngören bir poligenik risk skorunu saptamak üzere bu sonuçlar kullanılmıştır. Bu teknik daha sonra geçmişe uyarlanarak, antik insanların oluşturmuş olabileceği sitokin seviyeleri ve enflamasyon için poligenik risk skorları hesaplanmıştır.

45,000 ile 2000 yıl öncenin kalıntıları, ekibin zaman içindeki değişimleri inceleyebilmesini sağlamaktadır. Bulgulara göre, enfeksiyonla karşılaşıldığında, tarım dönemindeki Avrupalılar önceki avcı-toplayıcılara kıyasla muhtemelen büyük ölçüde daha düşük sistemik sitokin seviyeleri oluşturuyordu. Bugün COVID ile gördüğümüz gibi, insanlar yeni patojenlerle ilk karşılaştıklarında, bazıları aşırı yanıt veriyor ve ölüyordu. Sağkalan insanların çocukları sitokinleri aşırı üretmiyordu ve bu yüzden tüm popülasyon zaman içinde daha dirençli hale geliyordu.

Çalışmada madalyonun diğer yüzü de ortaya çıkmıştır: Lokalize enfeksiyonlar olarak başlamaya eğilimli fungus Candida ve Staphylococcus bakteri-patojenleriyle enfeksiyon durumunda, çiftçiler önceki avcı-toplayıcılara kıyasla daha güçlü enflamatuar yanıtlar göstermiştir. Güçlü bir enflamatuar yanıt lokalize enfeksiyonu yayılmadan önce baskılayabilir, fakat grip veya sıtma ile tetiklenen güçlü sistemik yanıt kontrolden çıkabilir.

Çalışma ile açıkça ortaya koyulduğu üzere, enflamasyonu düzenleyen genlerin popülasyon frekansları "Neolitik başlangıcından itibaren güçlü şekilde değişmiştir."

Peki acaba, modern insanlar için geliştirilen poligenik risk skorları diğer mekanlar ve zamanlardaki insanlar için enflamasyonu öngörebilir mi? Patojenler zamanla evrildiği için modern risk öngörüsü antik hastalık suşlarına uygulanamayabilir. Dolayısıyla bu sonuçlar bu poligenik risk skorlarının öngörücü değerini resmen ortaya koymamaktadır. Bununla birlikte, çalışma ile açıkça görüldüğü üzere, Avrupalıların patojenlere enflamatuar yanıtları Neolitik dönemde önemli oranda değişmiştir. Evrimin antik "dönüm noktası günümüzde bile etkisini gösteriyor olabilir: Eğer SARS-CoV-2 gibi bir koronavirüs tarımdan önceki dönemde Avrupa’ya yayılsaydı, çok daha fazla proenflamatuar sitokinler üretecekleri için günümüze kıyasla çok daha fazla insan ölebilirdi.