Met behulp van gefossiliseerde eieren in tot 2500 jaar oude uitwerpselen uit Viking-nederzettingen in Denemarken en andere landen, hebben onderzoekers van het Department of Plant and Environmental Sciences van de Universiteit van Kopenhagen en het Wellcome Sanger Institute (VK) de grootste en meest diepgaande genetische analyse van een van de oudste parasieten die bij mensen worden gevonden:de zweepworm.

De studie, gepubliceerd in Nature Communications , presenteert volledig nieuwe kennis over de ontwikkeling en prehistorische verspreiding van de parasiet. Deze kennis kan worden toegepast bij pogingen om de resistentie tegen geneesmiddelen van de parasiet en de toekomstige verspreiding ervan te voorkomen.

De studie suggereert dat mens en parasiet in de loop van duizenden jaren een delicate interactie hebben ontwikkeld, waarbij de parasiet probeert "onder de radar" te blijven om niet te worden afgestoten, waardoor het meer tijd heeft om nieuwe mensen te infecteren. Uit andere onderzoeken is bekend dat de zweepworm het menselijke immuunsysteem en het darmmicrobioom stimuleert, tot wederzijds voordeel van zowel gastheer als parasiet.

Hoewel zweepworm (Trichuris trichiura) nu zeldzaam is in geïndustrialiseerde landen en meestal slechts kleine problemen veroorzaakt bij gezonde individuen, treft de parasiet naar schatting 500 miljoen mensen in ontwikkelingslanden.

"Bij mensen die ondervoed zijn of een verzwakt immuunsysteem hebben, kan zweepworm leiden tot ernstige ziekten. Door de zweepworm en zijn genetische ontwikkeling in kaart te brengen, is het gemakkelijker om effectievere anti-wormmedicijnen te ontwerpen die kunnen worden gebruikt om de verspreiding van deze parasiet te voorkomen. in de armste regio's ter wereld", zegt professor Christian Kapel van de afdeling Planten- en Milieuwetenschappen van UCPH.

Versteende latrinepoep uit Kopenhagen en Viborg

Eieren, geen wormen, maakten het voor onderzoekers mogelijk om het genetische materiaal van duizenden jaren oude zweepwormen te onderzoeken. Dankzij extreem duurzame chitine in eicapsules is hun interne DNA goed bewaard gebleven, terwijl de eieren zijn begraven in vochtige grond.

Door gefossiliseerde ontlastingsmonsters te onderzoeken die eerder waren ontdekt in de latrines van Viking-nederzettingen in Viborg en Kopenhagen, isoleerden de onderzoekers de eieren onder een microscoop, zeefden ze van de ontlasting en onderwierpen ze aan verfijnde genetische analyses die de onderzoekers al jaren perfectioneren in eerdere onderzoeken.

"We weten al lang dat we onder een microscoop parasieteneieren tot 9.000 jaar oud kunnen detecteren. Gelukkig voor ons zijn de eieren ontworpen om lange tijd in de bodem te overleven. Onder optimale omstandigheden kan zelfs het genetische materiaal van de parasiet kunnen buitengewoon goed worden bewaard. En sommige van de oudste eieren waaruit we wat DNA hebben gehaald, zijn 5000 jaar oud. Het was nogal verrassend om het genoom van 1000 jaar oude goed bewaarde zweepwormeieren in deze nieuwe studie volledig in kaart te brengen ", legt Christian Kapel uit.

De onderzoekers onderzochten archeologische ontlastingsmonsters van verschillende locaties. Deze oude genetische monsters worden vergeleken met hedendaagse monsters die zijn verkregen van mensen met zweepwormen van over de hele wereld. Hierdoor hebben onderzoekers een overzicht gekregen van het genoom van de worm en zijn evolutie over tienduizenden jaren.

"Het is niet verwonderlijk dat we kunnen zien dat de zweepworm zich ongeveer 55.000 jaar geleden vanuit Afrika naar de rest van de wereld lijkt te hebben verspreid, samen met mensen, volgens de zogenaamde 'out of Africa'-hypothese over menselijke migratie", legt Christian Kapel uit.

Zweepwormen kunnen maandenlang onopgemerkt in de darm leven

Een zweepworm kan vijf tot zeven centimeter lang worden en enkele maanden onopgemerkt in de darm van een gezond persoon leven. Gedurende deze tijd legt het continu eieren, die via de ontlasting worden verdreven. Bij mensen met een verzwakt immuunsysteem kan zweepworm een ​​breed scala aan gastro-intestinale aandoeningen, ondervoeding veroorzaken en zelfs de ontwikkeling van kinderen vertragen.

Wormen worden via de fecaal-orale route overgedragen, wat betekent dat microscopisch kleine eitjes van parasieten in de bodem zich kunnen verspreiden naar drinkwater of voedsel, waarna ze worden opgenomen via de mond van een nieuwe gastheer.

"De eieren liggen in de grond en ontwikkelen zich ongeveer drie maanden. Eenmaal gerijpt, kunnen eieren nog langer in het wild overleven, terwijl ze wachten om te worden geconsumeerd door een nieuwe gastheer in wiens spijsverteringskanaal ze dan uitkomen. Hun hele levenscyclus is aangepast om zo lang mogelijk in de bodem te overleven", legt Christian Kapel uit.

Als zodanig waren de gouden jaren voor deze wormen in ons deel van de wereld toen onze toilet- en keukenomstandigheden, evenals persoonlijke hygiëne, aanzienlijk anders waren dan vandaag.

"Tijdens de Vikingtijd en tot ver in de Middeleeuwen waren er geen erg hygiënische omstandigheden of goed gescheiden kook- en toiletvoorzieningen. Hierdoor kon de zweepworm zich veel beter verspreiden. Tegenwoordig is het zeer zeldzaam in het geïndustrialiseerde deel van Helaas zijn er in de minder ontwikkelde regio's van de wereld nog steeds gunstige omstandigheden voor verspreiding", zegt Christian Kapel.

Feiten:

• De nieuwe studie biedt de eerste diepgaande en volledige genetische mapping van de zweepworm. Tot nu toe waren er slechts beperkte segmenten van het genoom bekend.
• De parasiet verspreidde zich samen met onze menselijke voorouders vanuit Afrika naar de rest van de wereld.
• De onderzoekers verzamelden onder meer ontlastingsmonsters met zweepwormeieren uit Viking-nederzettingen in Denemarken, Letland en Nederland.
• De oude genetische monsters werden vergeleken met hedendaagse monsters van mensen met zweepwormen uit veel verschillende landen in Afrika, Midden-Amerika, Azië en Europa.
• Het Amerikaanse Center for Disease Control (CDC) schat dat 604-795 miljoen mensen wereldwijd zijn geïnfecteerd met trichuriasis.
• Het onderzoek wordt geleid door de afdeling Planten- en Milieuwetenschappen van de Universiteit van Kopenhagen, sectie voor Organismebiologie en uitgevoerd in samenwerking met het Wellcome Sanger Institute (VK).

Parasitaire wormen hebben ook hun darmmicroflora nodig