Med hjälp av fossiliserade ägg i upp till 2 500 år gammal avföring från vikingabosättningar i Danmark och andra länder har forskare vid Köpenhamns universitets institution för växt- och miljövetenskap och Wellcome Sanger Institute (UK) gjort den största och mest djupgående genetisk analys av en av de äldsta parasiterna som finns hos människor - piskmasken.

Studien, publicerad i Nature Communications , presenterar helt ny kunskap om parasitens utveckling och förhistoriska spridning. Denna kunskap kan tillämpas i arbetet med att förhindra parasitens läkemedelsresistens och dess framtida spridning.

Studien tyder på att människa och parasit har utvecklat en delikat interaktion under tusentals år, där parasiten försöker hålla sig "under radarn" för att inte stötas bort, vilket ger den mer tid att infektera nya människor. Från andra studier är det känt att piskmasken stimulerar det mänskliga immunförsvaret och tarmmikrobiomet, till ömsesidig nytta för både värd och parasit.

Medan piskmask (Trichuris trichiura) nu är sällsynt i industriländer och oftast bara orsakar mindre problem bland friska individer, beräknas parasiten drabba 500 miljoner människor i utvecklingsländer.

"Hos personer som är undernärda eller har nedsatt immunförsvar kan piskmask leda till allvarlig sjukdom. Vår kartläggning av piskmasken och dess genetiska utveckling gör det lättare att designa mer effektiva antimaskläkemedel som kan användas för att förhindra spridningen av denna parasit. i världens fattigaste regioner, säger professor Christian Kapel vid KU:s institution för växt- och miljövetenskap.

Fossiliserad latrinbajs från Köpenhamn och Viborg

Ägg, inte maskar, gjorde det möjligt för forskare att undersöka arvsmassan hos tusentals år gamla piskmaskar. På grund av extremt hållbart kitin i äggkapslar har deras inre DNA bevarats väl medan äggen har begravts i fuktig jord.

Genom att undersöka fossiliserade avföringsprover som tidigare upptäckts i latrinerna i vikingaboplatserna i Viborg och Köpenhamn, isolerade forskarna äggen i mikroskop, siktade dem från avföringen och utsatte dem för förfinade genetiska analyser som forskarna har fulländat i flera år. tidigare studier.

"Vi har länge vetat att vi kunde upptäcka parasitägg upp till 9 000 år gamla i mikroskop. Tur för oss är att äggen är designade för att överleva i marken under långa perioder. Under optimala förhållanden, även parasitens genetiska material. kan bevaras extremt bra. Och några av de äldsta äggen som vi har extraherat lite DNA från är 5 000 år gamla. Det har varit ganska överraskande att helt kartlägga genomet av 1 000 år gamla välbevarade piskmaskägg i denna nya studie ," förklarar Christian Kapel.

Forskarna undersökte arkeologiska avföringsprover från flera platser. Dessa uråldriga genetiska prover jämförs med samtida prover som erhållits från människor med piskmaskar från hela världen. Genom att göra det har forskarna fått en överblick över maskens arvsmassa och dess utveckling under tiotusentals år.

"Föga överraskande kan vi se att piskmasken verkar ha spridit sig från Afrika till resten av världen tillsammans med människor för cirka 55 000 år sedan, efter den så kallade "ut ur Afrika"-hypotesen om mänsklig migration", förklarar Christian Kapel.

Piskmaskar kan leva obemärkt i tarmen i månader

En piskmask kan bli fem till sju centimeter lång och leva obemärkt i tarmen hos en frisk individ i flera månader. Under denna tid lägger den ägg kontinuerligt, som drivs ut genom avföring. Hos personer med försvagat immunförsvar kan piskmask orsaka ett brett spektrum av gastrointestinala sjukdomar, undernäring och till och med fördröja barndomens utveckling.

Maskar överförs via fekal-oral väg, vilket innebär att mikroskopiska parasitägg i jord kan spridas till dricksvatten eller mat, varefter de intas genom munnen på en ny värd.

"Äggen ligger i marken och utvecklas i ungefär tre månader. När de har mognat kan äggen överleva i naturen ännu längre, eftersom de väntar på att bli konsumerade av en ny värd i vars matsmältningskanal de sedan kläcks. Hela deras livscykel är anpassad för att överleva i marken så länge som möjligt”, förklarar Christian Kapel.

Som sådan var de gyllene åren för dessa maskar i vår del av världen när våra toalett- och köksförhållanden, såväl som personlig hygien, var betydligt annorlunda än idag.

"Under vikingatiden och långt in på medeltiden hade man inte särskilt sanitära förhållanden eller väl åtskilda matlagnings- och toalettutrymmen. Det gav piskmasken betydligt bättre möjligheter att sprida sig. Idag är den mycket sällsynt i den industrialiserade delen av landet. Tyvärr finns det fortfarande gynnsamma förhållanden för spridning i mindre utvecklade regioner i världen", säger Christian Kapel.

Fakta:

• Den nya studien ger den första djupgående och fullständiga genetiska kartläggningen av piskmasken. Hittills var endast begränsade segment av genomet kända.
• Parasiten spreds från Afrika till resten av världen tillsammans med våra mänskliga förfäder.
• Forskarna samlade bland annat in avföringsprover med piskmaskägg från vikingabosättningar i Danmark, Lettland och Nederländerna.
• De gamla genetiska proverna jämfördes med samtida prover från människor med piskmask från många olika länder i Afrika, Centralamerika, Asien och Europa.
• US Center for Disease Control (CDC) uppskattar att 604-795 miljoner människor är infekterade av trichuriasis över hela världen.
• Studien leds av Köpenhamns universitets institution för växt- och miljövetenskap, sektionen för organismbiologi och är gjord i samarbete med Wellcome Sanger Institute (UK).

Parasitiska maskar behöver också sin tarmmikroflora