Giải mã gen chống HIV: Dấu vết di truyền 9.000 năm từ vùng Biển Đen

Quá trình tiến hóa luôn để lại những mắt xích quan trọng, và trong số đó, có những gen vô hình đang góp phần viết lại lịch sử sinh tồn của loài người.

Một biến thể gen đặc biệt có khả năng bảo vệ con người khỏi virus HIV – căn bệnh thế kỷ – vừa được các nhà khoa học truy vết thành công, hé lộ nguồn gốc từ người cổ đại sống gần vùng Biển Đen cách đây 9.000 năm.

Phát hiện này không chỉ lật đổ nhiều giả thuyết lâu nay, mà còn mở rộng hiểu biết về quá trình tiến hóa của hệ miễn dịch con người.

“Khóa cửa” khiến HIV không thể xâm nhập

Biến thể được nhắc đến có tên CCR5 delta 32 – một đột biến khiến protein CCR5 không hoạt động. Đây vốn là “cánh cửa” mà phần lớn các chủng HIV lợi dụng để xâm nhập vào tế bào miễn dịch.

Biến thể được nhắc đến có tên CCR5 delta 32 – một đột biến khiến protein CCR5 không hoạt động (Ảnh: Getty).

Khi “cánh cửa” này bị vô hiệu hóa, virus HIV bị chặn lại từ bên ngoài, không thể nhân lên và gây bệnh.

Ở những người mang hai bản sao của đột biến CCR5 delta 32, khả năng kháng HIV gần như hoàn toàn. Tuy nhiên, từ lâu, giới khoa học vẫn tranh cãi về nguồn gốc và cơ chế tiến hóa của biến thể đặc biệt này.

Một số giả thuyết từng cho rằng nó xuất hiện từ các trận đại dịch thời Trung cổ, như bệnh dịch hạch, hoặc là kết quả của áp lực sinh tồn từ các cuộc chiến tranh, giao thương do người Viking gây ra.

Song tất cả những phỏng đoán đó đều chưa có bằng chứng di truyền xác thực – cho đến khi công trình nghiên cứu quy mô lớn do Đại học Copenhagen (Đan Mạch) chủ trì được công bố trên tạp chí Cell vừa qua.

Vén màn lịch sử di truyền: Manh mối từ người cổ 9.000 năm trước

Nhóm nghiên cứu quốc tế đã phân tích hơn 3.400 bộ gen, bao gồm 2.504 người hiện đại và 934 người cổ đại trải dài từ thời kỳ Đồ đá giữa đến thời đại Viking (8.000 TCN-1.000 SCN).

Từ kho dữ liệu di truyền khổng lồ này, họ lần theo dấu vết của CCR5 delta 32 và phát hiện ra người đầu tiên mang biến thể này sống gần vùng Biển Đen (Tây Á ngày nay) vào khoảng năm 7.000 TCN.

Virus HIV (Ảnh: Getty).

Đây là giai đoạn con người bắt đầu từ bỏ lối sống du mục, chuyển sang định cư và làm nông nghiệp. Cùng với đó là sự gia tăng mật độ dân cư và tiếp xúc thường xuyên hơn với động vật – yếu tố làm tăng nguy cơ lây lan bệnh truyền nhiễm.

Biến thể CCR5 delta 32 dần lan rộng khi tổ tiên loài người di cư sang châu Âu. Đặc biệt, từ khoảng 8.000 đến 2.000 năm trước, tần suất xuất hiện của đột biến này tăng vọt – trùng khớp với thời kỳ mở rộng lãnh thổ và tiếp xúc với nhiều mầm bệnh mới.

Bác bỏ giả thuyết “Viking” và dịch hạch

Trái với giả định trước đó cho rằng CCR5 delta 32 chỉ xuất hiện vài nghìn năm trở lại đây như một phản ứng tức thời với các đại dịch, nghiên cứu mới khẳng định biến thể này đã tồn tại từ thời kỳ đồ đá. Sự phổ biến của nó là kết quả của chọn lọc tự nhiên kéo dài hàng thiên niên kỷ, chứ không phải phản ứng cấp kỳ trước chiến tranh hay bệnh tật.

Theo nhà di truyền học Kirstine Ravn – đồng tác giả công trình – việc truy ngược thời điểm và địa điểm xuất hiện của biến thể không chỉ dựa trên giả định, mà được xác nhận qua chuỗi đột biến di truyền có hệ thống trong hàng nghìn bộ gen khảo cổ.

Tại sao con người có gen chống HIV trước khi HIV xuất hiện?

Câu hỏi tưởng chừng mâu thuẫn này lại chính là chìa khóa mở rộng hiểu biết về hệ miễn dịch. Theo nhóm nghiên cứu, CCR5 không chỉ liên quan đến HIV, mà còn đóng vai trò điều phối hoạt động của hệ miễn dịch bằng cách tiếp nhận tín hiệu từ chemokine – chất dẫn đường cho tế bào miễn dịch đến vùng viêm nhiễm.

Khi CCR5 bị “vô hiệu hóa” do đột biến delta 32, phản ứng viêm có thể bị làm chậm hoặc giảm bớt. Nghe có vẻ bất lợi, nhưng trong bối cảnh hàng nghìn năm trước, điều này lại giúp cơ thể tránh được các phản ứng miễn dịch quá mức, ví dụ như sốc nhiễm trùng, vốn có thể gây tử vong nhanh chóng.

“Ở những cộng đồng nông nghiệp sơ khai, nơi bệnh truyền nhiễm dễ lây lan, một hệ miễn dịch ‘ôn hòa’ đôi khi lại mang tính sinh tồn cao hơn so với hệ miễn dịch phản ứng mạnh”, nhà nghiên cứu Leonardo Cobuccio chia sẻ.

Phát hiện mới không chỉ viết lại lịch sử biến thể CCR5 delta 32, mà còn là một bước tiến quan trọng trong di truyền học, y học tiến hóa và điều trị HIV.

Ngày nay, một số bệnh nhân HIV đã được chữa khỏi hoàn toàn nhờ liệu pháp cấy ghép tế bào gốc từ người mang biến thể CCR5 delta 32. Có thể nói, chính di sản di truyền từ người cổ đại sống bên bờ Biển Đen cách đây 9.000 năm đã trở thành hy vọng sống còn cho bệnh nhân thế kỷ 21.