DNA i vikingeafskæring kaster nyt lys over 55.000 år gamle forhold mellem mavekammerater

Ved at bruge forstenede æg i op til 2.500 år gammel afføring fra vikingebopladser i Danmark og andre lande har forskere ved Københavns Universitets Institut for Plante- og Miljøvidenskab og Wellcome Sanger Institute (UK) lavet den største og mest dybdegående genetisk analyse af en af ​​de ældste parasitter fundet hos mennesker - piskeormen.

Undersøgelsen, offentliggjort i Nature Communications , præsenterer helt ny viden om parasittens udvikling og forhistoriske spredning. Denne viden kan anvendes i bestræbelserne på at forebygge parasittens lægemiddelresistens og dens fremtidige spredning.

Undersøgelsen tyder på, at mennesket og parasitten har udviklet en delikat interaktion over tusinder af år, hvorved parasitten forsøger at holde sig "under radaren" for ikke at blive afvist, hvilket giver den mere tid til at inficere nye mennesker. Fra andre undersøgelser er det kendt, at piskeormen stimulerer det menneskelige immunsystem og tarmmikrobiomet til gensidig fordel for både vært og parasit.

Mens piskeorm (Trichuris trichiura) nu er sjælden i industrialiserede lande og oftest kun forårsager mindre problemer blandt raske individer, anslås parasitten at påvirke 500 millioner mennesker i udviklingslande.

"Hos mennesker, der er underernærede eller har nedsat immunforsvar, kan piskeorm føre til alvorlig sygdom. Vores kortlægning af piskeormen og dens genetiske udvikling gør det lettere at designe mere effektive anti-ormemidler, som kan bruges til at forhindre spredningen af ​​denne parasit. i verdens fattigste regioner," siger professor Christian Kapel fra KU's Institut for Plante- og Miljøvidenskab.

Fossiliseret latrinskræk fra København og Viborg

Æg, ikke orme, gjorde det muligt for forskere at undersøge arvematerialet fra tusindvis af år gamle piskeorme. På grund af ekstremt holdbart kitin i ægkapsler er deres indre DNA blevet godt bevaret, mens æggene er blevet begravet i fugtig jord.

Ved at undersøge forstenede afføringsprøver, som tidligere blev opdaget i latrinerne i vikingebopladserne i Viborg og København, isolerede forskerne æggene under et mikroskop, sigtede dem fra afføringen og udsatte dem for raffinerede genetiske analyser, som forskerne har perfektioneret i årevis. tidligere undersøgelser.

"Vi har længe vidst, at vi kunne påvise parasitæg op til 9.000 år gamle under et mikroskop. Heldigvis for os er æggene designet til at overleve i jorden i lange perioder. Under optimale forhold vil selv parasittens arvemateriale kan bevares ekstremt godt. Og nogle af de ældste æg, som vi har udvundet noget DNA fra, er 5.000 år gamle. Det har været ret overraskende fuldt ud at kortlægge genomet af 1.000 år gamle velbevarede piskeormeæg i denne nye undersøgelse ," forklarer Christian Kapel.

Forskerne undersøgte arkæologiske afføringsprøver fra flere steder. Disse ældgamle genetiske prøver sammenlignes med nutidige prøver fra mennesker med piskeorme fra hele verden. Det har givet forskerne et overblik over ormens genom og dens udvikling over ti tusinder af år.

"Ikke overraskende kan vi se, at piskeormen ser ud til at have spredt sig fra Afrika til resten af ​​verden sammen med mennesker for omkring 55.000 år siden, efter den såkaldte 'ud af Afrika'-hypotese om menneskelig migration," forklarer Christian Kapel.

Piskeorme kan leve ubemærket i tarmen i flere måneder

En piskeorm kan vokse fem til syv centimeter i længden og leve ubemærket i tarmen hos et sundt individ i flere måneder. I løbet af denne tid lægger den æg kontinuerligt, som udstødes gennem afføring. Hos mennesker med svækket immunsystem kan piskeorm forårsage en lang række mave-tarmsygdomme, underernæring og endda forsinke barndommens udvikling.

Orme overføres via fækal-oral vej, hvilket betyder, at mikroskopiske parasitæg i jorden kan spredes til drikkevand eller mad, hvorefter de indtages gennem munden på en ny vært.

"Æggene ligger i jorden og udvikler sig i cirka tre måneder. Når æggene er modne, kan de overleve i naturen i endnu længere tid, da de venter på at blive spist af en ny vært, i hvis fordøjelseskanal de så klækker. Hele deres livscyklus er tilpasset til at overleve i jord længst muligt,« forklarer Christian Kapel.

Som sådan var de gyldne år for disse orme i vores del af verden, da vores toilet- og køkkenforhold samt personlige hygiejne var væsentligt anderledes end i dag.

"I vikingetiden og langt op i middelalderen havde man ikke særlig sanitære forhold eller veladskilte madlavnings- og toiletfaciliteter. Det gav piskeormen langt bedre muligheder for at sprede sig. I dag er den meget sjælden i den industrialiserede del af Desværre er der stadig gunstige betingelser for spredning i mindre udviklede områder af verden," siger Christian Kapel.

Fakta:

• Det nye studie giver den første dybdegående og komplette genetiske kortlægning af piskeormen. Indtil nu har man kun kendt begrænsede dele af genomet.
• Parasitten spredte sig fra Afrika til resten af ​​verden sammen med vores menneskelige forfædre.
• Forskerne har blandt andet indsamlet afføringsprøver med piskeormeæg fra vikingebopladser i Danmark, Letland og Holland.
• De gamle genetiske prøver blev sammenlignet med nutidige prøver fra mennesker med piskeorm fra mange forskellige lande i Afrika, Mellemamerika, Asien og Europa.
• US Center for Disease Control (CDC) anslår, at 604-795 millioner mennesker er inficeret af trichuriasis på verdensplan.
• Undersøgelsen er ledet af Københavns Universitets Institut for Plante- og Miljøvidenskab, Sektion for Organismbiologi og lavet i samarbejde med Wellcome Sanger Institute (UK).

Parasitiske orme har også brug for deres tarmmikroflora