Анализ человеческих останков возрастом две тысячи лет, обнаруженных в археологических раскопках на Апеннинском полуострове, подтвердил, что малярия существовала еще во времена Римской империи. Своим открытием канадские ученые из Макмастерского университета приоткрыли завесу тайны над распространением этого опасного заболевания в древности.
Исследователям удалось изучить митохондриальный геном малярийного плазмодия, который сохранился в зубах скелетов, захороненных на трех итальянских кладбищах в I-III веках нашей эры. По словам эволюционного генетика Хендрика Пойнара (Hendrik Poinar), малярия, вероятно, многих погубила в Древнем Риме и была таким же бичом для человека античной эпохи, как и в современном мире.
Малярия — это группа инфекционных заболеваний, вызываемых паразитическими одноклеточными организмами рода Plasmodium. В 80-90 процентах случаев речь идет о Plasmodium falciparum, виновнике молниеносной малярии, убивающей чаще всего. Микроорганизм попадает в кровь человека при укусе самки комара Anopheles. Эти насекомые распространены по всему свету, кроме Антарктиды, Крайнего Севера и Восточной Сибири. Встречаются они и в европейской части России. Однако больше всего малярией болеют в Африке, причем главным образом дети. Каждый год малярия уносит жизни 450 тысяч человек, и большинство погибших — это дети до пяти лет.
По словам Стефани Марчиняк (Stephanie Marciniak), доктора биологических наук и специалиста в области антропологии и генетики, в исторических письменных источниках сохранилось множество свидетельств того, что в Древнем Риме и Греции была распространена лихорадка, очень напоминающая малярию. Болезнь описывал Гиппократ в своем труде On Epidemics, Цельс в трактате De Medicina и Гален в De Morborum Temporibus.
Какие именно возбудители были тогда, ученые не знали, и вот исследование скелетов позволило выяснить, что людей терроризировал именно малярийный плазмодий. «Эти результаты порождают новые вопросы, например, как широко был распространен паразит и как он повлиял на древнеримское общество», — отмечает Марчиняк.
Генетики изучили зубы 58 взрослых и 10 детей. Эти люди были похоронены в некрополях античных поселений Изола-Сакра (Isola Sacra), Элея (Velia) и Ваньяри (Vagnari). Элея и Изола-Сакра были портовыми городами и центрами торговли, Ваньяри находится в глубине страны.
Исследователи воспользовались методами, разработанными в Макмастерском университете и зарубежных лабораториях, чтобы добыть крошечные фрагменты митохондриальной ДНК паразита из зубной пульпы первых или вторых моляров. Пульпа — это соединительная ткань, при жизни пронизанная кровеносными и лимфатическими сосудами. Поскольку малярийный плазмодий инфицирует красные клетки крови (эритроциты), то следует ожидать, что именно в пульпе с большой вероятностью сохранятся остатки генома микроорганизма. Ученые извлекли генетический материал, очистили его и обогатили (под обогащением понимают отбор интересующей генетиков ДНК).
Геномные данные представляют собой своего рода открытую книгу, позволяющую узнать, когда паразит попал в организм человека, а также какие именно органы были им поражены. Кроме того, эти сведения помогают проследить за эволюцией микроорганизма. Правда, для этого необходимо, чтобы геном был как можно более полным. Со временем ДНК разрушается, поэтому восстановление всего генома плазмодия — чрезвычайно сложная задача. Ученым удалось реконструировать лишь половину всей митохондриальной ДНК P. falciparum, используя образцы, добытые только из двух скелетов под кодовыми обозначениями LV13 (из Элеи) и LG20 (Ваньяри).
Чтобы избавится от мусора в виде ДНК, принадлежащего умершему, ученые применили метод гибридизационного обогащения. Для получения генетического материала использовались специальные микрочипы с закрепленными на них последовательностями, извлеченными из четырех человеческих и двух других видов плазмодия. Если фрагмент ДНК из зуба комплементарен цепочке нуклеотидов на чипе, то обе последовательности гибридизуются (соединяются друг с другом). Таким образом удалось восстановить 50,8 процента митохондриального генома P. falciparum, который образован примерно из шести тысяч спаренных оснований.
Тем не менее фрагментарность генома не позволила выяснить подробности эволюции P. falciparum. Кроме того, ДНК малярийного плазмодия была обнаружена только в двух из трех мест. Природа малярии (эндемическая, эпидемическая или спорадическая) осталась невыясненной. Вполне возможно, что картина заболеваемости в Древнем Риме была сложна и зависела от демографии, экономики, социальных условий и других факторов.
