Genetische archeologie toont grote veranderingen in het afweersysteem

Met oude DNA monsters is voor het eerst de geschiedenis van het afweersysteem van Europese mensen in kaart gebracht. Grote veranderingen vonden vooral plaats in de jonge steentijd, toen mensen overgingen van een bestaan als jagers en verzamelaars naar een leven op een vaste plek met landbouw en veeteelt. Door de hogere blootstelling aan ziekteverwekkers ontstonden aanpassingen in afweerreacties, zoals ontsteking en tolerantie. Dit blijkt uit een grote studie van het Radboudumc samen met onderzoekers uit Groningen, Duitsland, Zweden, Spanje en Zuid-Afrika. De resultaten zijn gepubliceerd in eLIFE.

De geschiedenis van de mensheid is bepaald door infectieziekten. Om hier meer inzicht in te krijgen, stelden de onderzoekers de bloedcellen van honderden mensen bloot aan verschillende ziekteverwekkers en bepaalden daarna de hoeveelheid geproduceerde cytokines, de aanjagers van de afweerreactie. Vervolgens werd deze informatie gekoppeld aan het DNA van de bloedcellen, waardoor genetische profielen ontstonden. De onderzoekers linkten de profielen daarna aan meer dan 800 oude DNA monsters, van mensen die leefden van 35.000 jaar geleden tot nu. 

Uit de analyse blijkt dat het afweersysteem vooral flink veranderde tijdens het Neolithicum, van ongeveer 8500 tot 3900 jaar voor Christus. Laatste auteur en hoogleraar Interne Geneeskunde van het Radboudumc Mihai Netea vertelt: “Mensen deden voor het Neolithicum eigenlijk al aan ‘social distancing’: ze leefden in kleine groepen en waren altijd buiten. Deze mensen waren jagers en verzamelaars. Pas in het Neolithicum zien we dat mensen veel meer bij elkaar gaan wonen. Ze bouwen huizen, ontwikkelen de landbouw en veeteelt. De dorpen waren toen al veel groter dan je zou verwachten, vaak duizenden mensen bij elkaar.”

Balans zoeken

Doordat mensen zo dicht bij elkaar gingen wonen, konden ziekten zich veel makkelijker verspreiden. Daarnaast kwamen er door de veeteelt meer infecties via dieren bij, zogenaamde zoönosen. Jorge Dominguez, onderzoeker en eerste auteur van de studie, legt uit: “De hogere blootstelling aan ziekteverwekkers veroorzaakte grote veranderingen in de aansturing van afweerreacties zoals ontsteking en tolerantie. Bij tolerantie reageert het afweersysteem juist niet meer op een indringer. Er ontstond een nieuwe balans. Deze geschiedenis van het afweersysteem zien we voor het eerst terug in onze studie.” Die balans tussen ontsteking en tolerantie is voornamelijk bepaald door de historische periode, de agressiviteit van de ziekteverwekkers, en de verspreiding daarvan.

Naast de genetische veranderingen in de reactie op ziekteverwekkers, ontstaan er ook veranderingen in de gevoeligheid voor auto-immuunziekten. Mihai: “Als we nu iemand van voor het Neolithicum in het huidige Nijmegen zouden laten leven en een moderne leefstijl aanmeten, dan ontwikkelt die persoon veel eerder reumatoïde artritis of multiple sclerose dan de moderne mens. Wij zijn ongevoeliger geworden voor deze ziekten. Aan de andere kant is onze gevoeligheid voor darmontsteking juist verhoogd ten opzichte van de oermensen. Zo komen de ziekte van Crohn en glutenintolerantie tegenwoordig veel meer voor door de veranderde leefstijl.”

COVID-19

Wat leert de geschiedenis ons over relatief nieuwe virussen, zoals COVID-19? Mihai: “De veranderingen in het afweersysteem in het Neolithicum maken een cytokinestorm nu minder waarschijnlijk dan vroeger. Je ziet dus bij verreweg de meeste patiënten met COVID -19 een balans in de cytokines. Slechts bij een paar procent ontstaat een cytokinestorm, een overreactie van het afweersysteem op een ziekteverwekker, die levensbedreigend kan zijn. Mensen waren vroeger niet gewend aan de virussen van de noordelijke kant van de wereld, zoals influenza- en coronavirussen, en reageerden waarschijnlijk te heftig op deze infecties. Ons afweersysteem moest zich aanpassen in de loop van duizenden jaren om een goede bescherming te bieden. Kijkend naar de geschiedenis zijn we geworden wie we zijn door blootstelling aan verschillende combinaties van ziekteverwekkers.”

Over de publicatie

De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in eLIFE. Evolution of cytokine production capacity in ancient and modern European populations. Jorge Domínguez-Andrés, Yunus Kuijpers, Olivier B Bakker, Martin Jaeger, Cheng-Jian Xu, Jos WM Van der Meer, Mattias Jakobsson, Jaume Bertranpetit, Leo AB Joosten, Yang Li, Mihai G Netea.

Ook is een opiniestuk verschenen in Science.

• Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

  Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen