Ludzie i mikroorganizmy oddziałują na siebie na niezliczoną ilość sposobów, dzieląc długą historię. Do bakterii, które odniosły największy sukces należą te zamieszkujące danego gospodarza, ale nie zabijające go. Oszuści znikają. Prątki gnieżdżą się w płucach, Helicobacter pylori, która powoduje wrzody, żyje w kwaśnym środowisku żołądka, a Salmonella typhi zamieszkuje pęcherzyk żółciowy. Wszystkie te mikroorganizmy mogą latami trwać w naszych ciałach, a nowy model matematyczny może tłumaczyć ich sukces. Pracę opublikowano w “Nature“.
Model ten stworzyli mikrobiolog znany ze swoich badań nad H. pylori i matematyk. Daje on podstawę do zrozumienia w jaki sposób bakterie długotrwale bytujące w ludzkim gospodarzu osiągają z nim równowagę. Model opiera się na założeniu, że pewne bakterie i ludzie wspólnie ewoluowali, tworząc złożone strategie umożliwiające koegzystencję. Strategie te zależą od wielkości populacji ludzkiej. Model pomaga zrozumieć zasady rządzące przekazywaniem bakterii i ich wpływ na naszą historię. Używa on teorii gier opracowanej przez noblistę – matematyka Johna Nasha.
Model pokazuje odpowiedzi mikroorganizmów na zmiany w świecie ludzi. Opierając sie na nim naukowcy przewidują, że w przyszłości czeka nas kilka poważnych epidemii. Populacja rośnie i zwiększa się liczba osób o osłabionej odporności, zwiększy się także liczba bardziej zjadliwych bakterii.
Naukowcy zaproponowali trzy strategie przetrwania dla trzech typów uporczywych bakterii, które unikają szybkiego rozpoznania i zniszczenia przez układ odpornościowy. Mycobacterum tuberculosis, Helicobacter pylori i Salmonella typhi są przykładami każdej z nich. Żadna bakteria, która próbuje przeżyć oszukując system nie przetrwa, ponieważ najprawdopodobniej zabije gospodarza.
Według proponowanej teorii w małych populacjach faworyzowane są bakterie, które nie powodują śmierci gospodarza. Na przykład 50 tysięcy lat temu, gdy ludzie żyli w małych, izolowanych grupach, większość bakterii była przekazywana w obrębie rodziny lub należała do tych, które trwają w organizmie gospodarza przez całe jego życie. Zabicie gospodarza oznacza też śmierć bakterii. W tym czasie rozwinął się Helicobacter pylori.
Gdy populacja rosła i ludzie przestali żyć w izolacji, rozwinęły się te mikroorganizmy, które mogą latami trwać ukryte w organizmie, by nagle się ujawnić lub przekazać dalej, jak na przykład bakterie gruźlicy czy Salmonella. Te bakterie mogą się ujawnić w większej ilości wśród młodych ludzi, ponieważ posiadają mechanizmy pozwalające na utrzymanie się w populacji ludzkiej.
W jeszcze większych społeczeństwach pojawiają się jeszcze bardziej zjadliwe drobnoustroje, jak na przykład odra, ponieważ ludzie umożliwiają im rozprzestrzenianie się. Takie choroby, jak grypa na początku XX wieku czy AIDS dzisiaj, spowodowane są przez bardzo wirulentne organizmy, które zabijają miliony, ponieważ posiadają mnóstwo gospodarzy, których mogą zainfekować i nadal będą mogły być dalej przekazywane.
Jeden z autorów powiedział, że to nie naukowcy tworzą prawa natury. Możemy ich nie lubić, ale musimy je zrozumieć, by lepiej kontrolować choroby zakaźne.
Marta Warsińska
źródło: Biocompare.com
———————————
Oryginalna publikacja: Martin J. Blaser & Denise Kirschner, “The equilibria that allow bacterial persistence in human hosts”, Nature 449, 843-849 (18 October 2007), doi:10.1038/nature06198
