„Podkreślamy udział czynników genetycznych i środowiskowych wpływających na LTL i odkryliśmy potencjalną rolę malarii w skracaniu LTL w Afryce Subsaharyjskiej” – mówi Sarah Tishkoff z Uniwersytetu Pensylwanii, współautorka badania. „To powiązanie między malarią a LTL wydaje się większe niż jakiekolwiek inne znane narażenie lub zachowanie badane w badaniach na dużą skalę”.

Telomery to regiony powtarzalnych sekwencji DNA, które chronią końce chromosomów przed postrzępieniem lub splątaniem. LTL wykazuje ogromne zróżnicowanie międzyludzkie, przy czym osoby pochodzenia afrykańskiego mają na ogół dłuższy LTL niż osoby niebędące Afrykanami. Zmniejsza się wraz z wiekiem i jest czynnikiem prognostycznym szeregu chorób i śmiertelności związanych ze starzeniem się. LTL jest wysoce dziedziczną cechą człowieka, a zmienność LTL przy urodzeniu w dużej mierze determinuje zmienność LTL w ciągu całego życia.

„Jednak większość badań na dużą skalę badających zróżnicowanie LTL wśród ludzi skupiała się głównie na populacjach pochodzenia europejskiego” – mówi Tishkoff. „Ta niedostateczna reprezentacja różnorodnych populacji utrudnia nam zrozumienie genetycznych i środowiskowych czynników wpływających na zmienność LTL oraz ich wpływu na ryzyko chorób związanych z telomerami”.

W szczególności niewiele wiadomo na temat sił genetycznych, środowiskowych i ewolucyjnych, które ukształtowały ogromne zróżnicowanie LTL w populacjach Afryki Subsaharyjskiej. Tę zmienność LTL można w dużej mierze wyjaśnić czynnikami genetycznymi, ale pewną rolę mogą również odgrywać czynniki środowiskowe. Narażenie na Plasmodium falciparum malaria jest jednym z czynników środowiskowych o szczególnym znaczeniu dla wpływu na LTL, co wynika z ostatnich badań wykazujących związek pomiędzy zakażeniem malarią a LTL.

Chociaż badania te sugerują związek między zakażeniem malarią a skróceniem telomerów, opierają się one na pojedynczych, ostrych zdarzeniach związanych z infekcją, w przypadku których uczestnicy otrzymali szybką pomoc medyczną. Nie wiadomo, czy powtarzające się narażenie na malarię przez całe życie w populacjach zamieszkujących regiony endemiczne ma trwały wpływ na LTL. Nie jest również jasne, czy posiadanie dłuższych telomerów leukocytów po urodzeniu w regionach endemicznych malarii lub regionach o dużym obciążeniu patogenami może być selektywnie korzystne.

Aby wypełnić te luki w wiedzy, Tishkoff i współautor badania Abraham Aviv z Rutgers University zbadali LTL w różnych kontekstach środowiskowych w całej Afryce, w tym w tych, gdzie malaria jest wysoce endemiczna. Autorzy wyodrębnili DNA z komórek krwi i genotypowali osobniki oraz zmierzyli LTL u 1818 zróżnicowanych etnicznie dorosłych z Tanzanii, Botswany, Etiopii i Kamerunu.

Wyniki ujawniły znaczne różnice w LTL pomiędzy populacjami. Najdłuższe telomery leukocytów mają łowcy-zbieracze z San z Botswany, a najkrótsze telomery wśród pasterzy Fulani z Kamerunu. Czynniki genetyczne wyjaśniają mniej więcej połowę zmienności LTL u poszczególnych osób.

Co więcej, LTL jest krótszy u dorosłych zamieszkujących regiony o wysokiej endemiczności malarii niż u dorosłych zamieszkujących regiony o niskiej endemiczności malarii. Potencjalny wpływ endemiczności malarii na LTL zgłoszony w tym badaniu wydaje się większy niż wcześniej zidentyfikowane czynniki środowiskowe wpływające na LTL. Jednym z potencjalnych mechanizmów, dzięki którym malaria może skracać LTL, mogą być wywołane malarią napady masowego niszczenia erytrocytów (tj. czerwonych krwinek) i proces wytwarzania nowych komórek w celu uzupełnienia tej utraty.

„Krążące erytrocyty przewyższają liczbę krążących leukocytów o około tysiąc do jednego i stanowią 84% wszystkich komórek somatycznych w organizmie” – wyjaśnia Tishkoff. „Rezerwy długości telomerów układu krwiotwórczego są zatem wydawane głównie na budowę i utrzymanie ogromnej puli około 25 bilionów erytrocytów u przeciętnego dorosłego człowieka”.

Autorzy twierdzą, że bardziej wnikliwe informacje dostarczyłoby badanie podłużne przeprowadzone na dzieciach i dorosłych zamieszkujących regiony o wysokiej i niskiej endemii malarii. „Sugerujemy, że wpływ malarii na skracanie się telomerów komórek krwiotwórczych wraz z wiekiem ujawnia się przede wszystkim w dzieciństwie, jednak nasze dane dotyczące LTL pochodzą od dorosłych” – mówi Tishkoff. „Bez wątpienia kolejnym krokiem w testowaniu związku między malarią a LTL jest scharakteryzowanie dynamiki LTL u dzieci urodzonych i wychowanych w regionach o wysokiej endemiczności malarii w porównaniu z dziećmi urodzonymi i wychowanymi w regionach o niskiej endemiczności malarii lub jej braku”.

Badania te były wspierane przez Narodowy Instytut Zdrowia, grant Amerykańskiego Stowarzyszenia Diabetologicznego Pathway to Stop Diabetes oraz Centrum Doskonałości w Toksykologii Środowiskowej (CEET) na Uniwersytecie Pensylwanii.