Publikationen

Bos, K. I.; Harkins, K. M.; Herbig, A.; Coscolla, M.; Weber, N.; Comas, I.; Forrest, S. A.; Bryant, J. M.; Harris, S. R.; Schuenemann, V. J. et al.; Campbell, T. J.; Majander, K.; Wilbur, A. K.; Guichon, R. A.; Steadman, D. L. W.; Cook, D. C.; Niemann, S.; Behr, M. A.; Zumarraga, M.; Bastida, R.; Huson, D.; Nieselt, K.; Young, D.; Parkhill, J.; Buikstra, J. E.; Gagneux, S.; Stone, A. C.; Krause, J.: Pre-Columbian mycobacterial genomes reveal seals as a source of New World human tuberculosis. Nature 514 (7523), S. 494 - 497 (2014)

Frühe Tuberkuloseformen in der Neuen Welt und darüber hinaus

Kooperationspartner: Anne Stone (ASU), Jane Buikstra (ASU), Sebastien Gagneux (Swiss TPH)

Eingeborener Amerikaner mit Tuberkuloseinfektion, mutmaßlich übertragen von Seehunden. Bild vergrößern

Eingeborener Amerikaner mit Tuberkuloseinfektion, mutmaßlich übertragen von Seehunden.


Die Tuberkulose ist nach HIV/AIDS die häufigste krankheitsbedingte Todesursache, Schätzungen zur Folge fallen ihr weltweit jedes Jahr 1-2 Millionen Menschen zum Opfer. Zusätzlich werden die Bemühungen, ihre Verbreitung einzudämmen, durch das Auftauchen mehrfach Antibiotika-resistenter Stämme erschwert. Daher kann das Wissen über die natürliche Entwicklung des Erregers im Verlauf der Geschichte für die Krankheitsbekämpfung wertvoll Informationen liefern. Über den Ursprung der Krankheit wurde in der Forschung lange diskutiert. Bislang wurde angenommen, dass sich die Tuberkulose parallel zur Evolution des Menschen in Afrika entwickelte und vor Zehntausenden von Jahren über dessen Hauptwanderrouten ausbreitete.


Die heute in in der Neuen Welt verbreiteten Tuberkulose-Stämme sind eng mit den in Europa verbreiteten Formen verwandt, was auf eine Einschleppung irgendwann nach dem Erstkontakt mit den Europäern vermuten ließ. Charakteristische Knochenveränderungen an Skeletten und Mumien aus Nord- und Südamerika aus dem Zeitraum 700 n. Chr weisen allerdings darauf hin, dass die Krankheit dort bereits mehrere Hundert Jahre vor dem ersten Aufeinandertreffen mit den spanischen Erkundern im 15. Jahrhundert aufgetreten sein muss. Die diagnostizierten Skelettveränderungen und neuere molekulare Nachweise deuten darauf hin, dass diese frühen amerikanischen Erkrankungsfälle eine alte, abweichende Form der Tuberkulose repräsentieren, deren Verbindung zu den modernen Varianten jedoch noch immer ein großes Mysterium darstellt.

Menschliche Wirbelsäule mit charakteristischen Skelettverformungen durch Tuberkulose. Bild vergrößern

Menschliche Wirbelsäule mit charakteristischen Skelettverformungen durch Tuberkulose.


Um die Evolutionsgeschichte der Tuberkulose auf den beiden amerikanischen Kontinenten und darüber hinaus zu erforschen, benutzen wir Array-basierte Anreicherungen für das M. tuberculosis und mehrere seiner engen pathogenen Verwandten, um die Verwandtschaftsbeziehung zwischen den alten Formen des Erregers mit den derzeit verbreiteten Varianten auszuwerten. Vor kurzem konnten wir das M.-tuberculosis-Genom dreier 1000 Jahre alter Tuberkuloseopfer aus Peru rekonstruieren, die überraschend aufzeigten, dass der nächste Verandte dieser alten peruanischen Krankheit ein Tuberkulosestamm ist, der heutzutage bei Robben und Seelöwen gefunden werden kann und nur äußerst selten für menschliche Infektionen verantwortlich ist. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Tuberkulose, wie wir sie heute kennen, deutlich jünger sein könnte, als bislang gedacht. Vermutlich entwickelte sie sich vor gerade Mal 6000 Jahren in Afrika. Das wahrscheinlichste Szenario wäre demnach, dass Robben und Seelöwen die Krankheit in Afrika übernahmen und mit dem Erreger den Atlantik durchquerten, wo die Nutzung der Tiere als Nahrung und für rituelle Zwecke das Überspringen auf die Menschen an der peruanischen Küste erleichterte. Diese Einschleppung über das Meer ist die derzeit plausibelste Erklärung, wie ein an Säugetieren angepasster Krankheitserreger aus Afrika Menschen auf den beiden amerikanischen Kontinenten erreichen konnte, obwohl die landseitige Verbindung bereits 1000 Jahre zuvor mit der Überflutung der Bering-Landbrücke abgerissen war.


Bislang ist nicht bekannt, ob der untersuchte Tuberkulose-Stamm auf das alte Peru beschränkt war oder ob er auch einen Weg in andere Regionen gefunden hat. Doch unabhängig von seiner historischen Reichweite deutet vieles auf die vollständige Verdrängung dieses Stammes nach dem Kontakt mit den europäischen Stämmen.


Die anhaltenden Untersuchungen an weiteren historischen Proben könnten weitere Geheimnisse der komplexen Evolution dieser Krankheit zu Tage fördern.

 
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