مقاومة جينية بشرية للملاريا
تطوير المقاومة الجينية للملاريا

لا يمكن للطفيليات المجهرية، مثل الفيروسات والأوليات التي تسبب الملاريا وغيرها من الأمراض، أن تتكاثر من تلقاء نفسها لذا تعتمد على مضيف لمواصلة دورة حياتها. تتكاثر هذه الطفيليات عن طريق غزو خلايا المضيف وإجبار الآليات الخلوية على تشكيل نسخ منها. في النهاية، يؤدي النَسخ غير المقيد إلى انفجار الخلايا، ما يؤدي إلى موتها وإطلاق الكائنات المعدية في مجرى الدم حيث يمكن أن تصيب الخلايا الأخرى. عندما تموت الخلايا وتتراكم المنتجات السامة لتكاثر الكائنات الحية الغازية، تظهر أعراض المرض. نظرًا إلى أن هذه العملية بحاجة إلى وجود بروتينات محددة ينتجها الكائن المعدي وكذلك الخلية المضيفة، يجعل التغيير الصغير جدًا في البروتين الضروري العدوى صعبة أو مستحيلة. تنشأ مثل هذه التغيرات عن طريق طفرة في الجين الذي يرمّز البروتين. إذا حدث التغيير في الأمشاج، أي الحيوانات المنوية والبويضة اللذان يندمجان لتشكيل الزيجوت الذي ينمو ليصبح إنسانًا، تُورّث الطفرة الوقائية. وبما أن الأمراض الفتاكة تقتل الكثير من الأشخاص الذين يفتقرون إلى الطفرات الوقائية، فإنه بمرور الوقت، يرث الكثير من الأشخاص في المناطق التي تتوطن فيها الأمراض الفتاكة طفرات وقائية.
عندما يصيب طفيلي المتصورة المنجلية خلية مضيفة، فإنه يغير خصائص غشاء خلايا الدم الحمراء، فيجعله «أكثر التصاقًا» بالخلايا الأخرى. يمكن أن تصبح مجموعات خلايا الدم الحمراء المصابة أكبر من حجم الشعيرات الدموية، وتلتصق بالبطانة، وتعرقل الدورة الدموية. عندما تتشكل هذه الانسدادات في الأوعية الدموية الدماغية، يحدث نقص الأكسجة الدماغية، ما يؤدي إلى أعراض عصبية تعرف باسم الملاريا الدماغية. تتميز هذه الحالة بالارتباك والتخليط وغالبًا ما تصل إلى غيبوبة نهائية. وتمثل 80% من وفيات الملاريا. لذلك، فإن الطفرات التي تحمي من عدوى الملاريا والموت بالملاريا تشكل ميزة كبيرة.
شكلت الملاريا أقوى ضغط اصطفائي معروف على الجينوم البشري منذ نشأة الزراعة خلال 10,000 سنة ماضية. ربما لم تتمكن المتصورة المنجلية من الانتشار بين السكان الأفارقة حتى ظهرت مجتمعات مستقرة كبيرة بالتزامن مع تطور الزراعة المحلية في إفريقيا (الثورة الزراعية). أصبحت الكثير من التبدلات الموروثة في خلايا الدم الحمراء شائعة في أجزاء من العالم حيث تتكرر إصابات الملاريا نتيجة للاصطفاء الذي يمارسه هذا الطفيلي. كان هذا الاصطفاء مهمًا تاريخيًا باعتباره أول مثال موثق للمرض بصفته عاملًا للاصطفاء الطبيعي لدى البشر. كان أول مثال على المناعة الفطرية الخاضعة لتحكم وراثي والتي تعمل في وقت مبكر من مسار العدوى، قبل المناعة التكيفية التي تمارس تأثيراتها بعد عدة أيام. في الملاريا، كما هو الحال في الأمراض الأخرى، تسبق المناعة الفطرية المناعة التكيفية وتحرضها.
تكون للطفرات آثار ضارة ومفيدة، أو لا يكون لها أي تأثيرات. تعتمد عدوى الملاريا على بروتينات محددة موجودة في جدران الخلايا وأماكن أخرى في خلايا الدم الحمراء. الطفرات الوقائية تغير هذه البروتينات بطرق تجعلها عصية على كائنات الملاريا. ومع ذلك، فإن هذه التغيرات تغير أيضًا أداء وشكل خلايا الدم الحمراء التي قد يكون لها آثار مرئية، إما بشكل واضح، أو عن طريق الفحص المجهري لخلايا الدم الحمراء. يمكن أن تضعف هذه التغيرات وظيفة خلايا الدم الحمراء بطرق مختلفة لها تأثير ضار على صحة الفرد أو طول عمره. ومع ذلك، إذا كان التأثير الإجمالي للحماية من الملاريا يفوق الآثار الضارة الأخرى، يُحتفظ بالطفرة الوقائية وتنتقل من جيل إلى جيل.
هذه التعديلات التي تحمي من عدوى الملاريا ولكنها تضعف خلايا الدم الحمراء تعتبر عمومًا اضطرابات في الدم لأنها تميل إلى إحداث آثار واضحة وضارة. ولم تُعرف وظيفتها الوقائية سوى في الآونة الأخيرة. بعض هذه الاضطرابات معروفة بأسماء لافتة ومبهمة مثل فقر الدم المنجلي، التلاسيميا، نقص نازعة هيدروجيناز الغلوكوز 6 فوسفات، كثرة الخلايا البيضاوية، كثرة الخلايا الإهليلجية، غياب مستضد غيربيتش ومستضد دافي. تشير هذه الأسماء إلى البروتينات أو الإنزيمات أو شكل أو وظيفة خلايا الدم الحمراء.