Een evolutionaire kijk op menselijke gezondheid en ziekte

Hoe beïnvloeden je genetische erfenis, cultuur en geschiedenis je gezondheid? Biologisch antropoloog Lara Durgavich bespreekt het gebied van de evolutionaire geneeskunde als toegangspoort tot het begrijpen van de eigenaardigheden van de menselijke biologie -- inclusief waarom een genetische mutatie soms gunstige effecten kan hebben -- en benadrukt hoe het ontrafelen van je eigen evolutionaire verleden inzichten kan opleveren in je huidige en toekomstige gezondheid.

Toen ik ongeveer negen weken
zwanger was van mijn eerste kind,

ontdekte ik dat ik drager was
van een fatale genetische fout

die Tay-Sachs-ziekte wordt genoemd.

Dit betekent

dat een van de twee kopieën
van chromosoom 15

die ik in elk van mijn cellen heb,

een genetische mutatie heeft.

Omdat ik nog altijd
een normale kopie van dit gen heb,

merk ik zelf niets van de mutatie.

Maar als een baby
deze mutatie van beide ouders erft,

als beide kopieën van dit gen
niet naar behoren werken,

geeft dat Tay-Sachs,

een ongeneeslijke ziekte

die geleidelijk aan het centrale
zenuwstelsel uitschakelt

en in het vijfde levensjaar
met de dood eindigt.

Voor vele zwangere vrouwen
kan dit nieuws tot paniek leiden.

Maar ik wist iets dat me rustig hield

toen ik deze afknapper
over mijn eigen biologie hoorde.

Ik wist dat mijn echtgenoot,

wiens voorouders geen Europese Joden
waren zoals de mijne,

slechts een heel kleine kans had

om ook een drager
van de Tay-Sachs-mutatie te zijn.

Terwijl de frequentie
van de heterozygoten,

personen met een normaal kopie van het gen

en een gemuteerd kopie,

ongeveer 1 op 27 is bij Joden
van Asjkenazische afkomst, zoals ik,

is in de meeste populaties

slechts een op 300 mensen
drager van de Tay-Sachs-mutatie.

Gelukkig bleek dat ik gelijk had
om me niet te bezorgd te maken.

Mijn echtgenoot is geen drager

en we hebben nu twee mooie
en gezonde kinderen.

Zoals gezegd,

door mijn Joodse afkomst

kende ik de ongewoon
hoge graad van Tay-Sachs

in de Asjkenazische populatie.

Maar het was slechts een paar jaren
na de geboorte van mijn dochter,

toen ik een lessenreeks

over evolutionaire geneeskunde
ontwierp en doceerde in Harvard,

dat ik nadacht,

en een mogelijk antwoord vond

op de vraag 'Waarom?'

Evolutie door natuurlijke selectie

elimineert normaal gesproken
schadelijke mutaties.

Waarom bleef dit foutieve
gen dan toch bestaan?

En waarom komt het
in zo'n hoge frequentie voor

in deze specifieke populatie?

Het perspectief van evolutionaire
geneeskunde levert waardevolle inzichten,

omdat ze onderzoekt hoe en waarom

het evolutionair verleden van de mens
onze lichamen kwetsbaar maakte

voor ziektes en andere problemen.

Daardoor

toont ze aan dat natuurlijke selectie
onze lichamen niet altijd beter maakt.

Dat hoeft niet.

Maar wat ik hoop aan te tonen
met mijn eigen verhaal

is dat het begrijpen van de implicaties
van je evolutionair verleden

bevorderlijk kan zijn
voor je eigen gezondheid.

Toen ik Tay-Sachs begon te onderzoeken
vanuit evolutionair perspectief,

kwam ik een intrigerende hypothese tegen.

De ongebruikelijk hoge graad
van de Tay-Sachs-mutatie

bij Asjkenazische joden vandaag

kon gerelateerd zijn aan voordelen die
de mutatie opleverde voor deze populatie

in het verleden.

Nu denken sommigen onder jullie zeker:

suggereerde jij zo even
dat deze ziekte-veroorzakende mutatie

gunstige effecten had?

Ja, dat deed ik.

Zeker niet voor mensen die beide
kopieën van de mutatie erfden

en Tay-Sachs hadden.

Maar onder bepaalde omstandigheden

hadden mensen als ik,

die slechts één fout gen hebben,

misschien meer kans
op overleven, voortplanten

en hun genetisch materiaal doorgeven

samen met dat gemuteerde gen.

Dit idee dat er
omstandigheden kunnen zijn

waarbij heterozygoten beter af zijn,

is voor sommigen onder jullie
misschien al vertrouwd.

Evolutionair biologen
noemen dit verschijnsel

het heterozygoot voordeel.

Het verklaart bijvoorbeeld

waarom sikkelcelanemie

vaker voorkomt bij sommige Afrikaanse
en Aziatische volkeren

of bij diegenen met voorouders
in deze tropische gebieden.

In deze gebieden is malaria
een serieus gezondheidsrisico.

Maar de parasiet die malaria veroorzaakt

kan zijn levenscyclus
alleen maar voltrekken

in normale, ronde rode bloedcellen.

Door de vorm van iemands
bloedcellen te wijzigen

verschaft de sikkelcelmutatie
bescherming tegen malaria.

Mensen met de mutatie worden
niet minder vaak gestoken

door de muskieten
die de ziekte overbrengen,

maar ze hebben minder kans
om ziek te worden of dood te gaan.

Drager zijn van de sikkelcelanemie

is daarom de best
mogelijke genetische optie

in een omgeving met malaria.

Dragers zijn minder gevoelig voor malaria

omdat ze wat sikkelvormige
rode bloedcellen aanmaken,

maar ze maken genoeg
normale rode bloedcellen aan

zodat ze geen negatieve gevolgen
van sikkelcelanemie ondervinden.

In mijn geval

beschermt het foute gen
dat ik draag me niet tegen malaria.

Maar de ongewone frequentie
van de Tay-Sachs-mutatie

bij Asjkenazische populaties

kan een ander voorbeeld zijn
van heterozygoot voordeel.

In dit geval toegenomen weerstand
tegen tuberculose.

De eerste aanwijzing
voor een mogelijk verband

tussen Tay-Sachs en tuberculose

dook op in de jaren 70,

toen onderzoekers data publiceerden

die aantoonden dat bij de
in Oost-Europa geboren grootouders

van een staal van Amerikaanse
Asjkenazische kinderen met Tay-Sachs,

tuberculose een zeer zeldzame
doodsoorzaak was.

In feite was slechts
één op de 306 grootouders

gestorven aan tbc,

ondanks het feit
dat in de vroege 20ste eeuw

tbc in bijna 20% van de gevallen

de doodsoorzaak was
in grote Oost-Europese steden.

Aan de ene kant waren
deze resultaten geen verrassing.

Mensen hadden al ontdekt

dat terwijl joden en niet-joden in Europa

toen even vaak de ziekte opliepen,

niet-joden er tweemaal vaker
aan doodgingen.

Maar de hypothese dat
deze Asjkenazische grootouders

tweemaal minder kans hadden
om te sterven aan tbc

vooral omdat ten minste een aantal ervan
Tay-Sachs-dragers waren,

was nieuw en opvallend.

De data suggereerden

dat het blijvend voorkomen
van de Tay-Sachs-mutatie

bij Asjkenazische joden

kon worden uitgelegd door de voordelen
van een drager te zijn

in een milieu waar
tuberculose veel voorkwam.

Toch kan je opmerken

dat deze uitleg maar een deel
van de puzzel oplost.

Zelfs als de Tay-Sachs
mutatie bleef bestaan

omdat dragers meer kans hadden

te overleven, zich voort te planten
en hun genetisch materiaal door te geven,

waarom kwam dit weerstandsmechanisme

dan vooral voor
bij de Asjkenazische populatie?

Eén mogelijkheid was dat de genen

en de gezondheid
van de Oost-Europese joden

niet alleen door de geografie
werden beïnvloed,

maar ook door historische
en culturele factoren.

Herhaalde malen in de geschiedenis

werd deze populatie gedwongen te leven
in dichtbevolkte stedelijke getto’s

met slechte sanitaire voorzieningen.

Ideale voorwaarden voor de ontwikkeling
van de tuberculosebacterie.

In deze omgevingen waar tbc
een erg hoge dreiging vormde,

hadden personen die geen drager waren
van enige genetische bescherming

een grotere kans om te sterven.

Dit filterend effect

samen met een sterke culturele voorkeur

om alleen binnen
de Asjkenazische gemeenschap

te huwen en kinderen te krijgen,

zou de relatieve frequentie
van de dragers hebben opgedreven

en daarmee de weerstand tegen tbc,

maar ook de frequentie van Tay-Sachs

als ongelukkige bijwerking.

Studies uit de jaren 1980
ondersteunen dit idee.

Het segment van de
Amerikaans-joodse bevolking

met de hoogste frequentie
van Tay-Sachs-dragers

traceerden hun afkomst

naar de Europese landen
waar tbc het meest voorkwam.

De voordelen van een Tay-Sachs-drager
te zijn waren het grootst

op de plaatsen waar het risico
om te sterven aan tbc het grootst waren.

Terwijl het in de jaren 70-80
nog onduidelijk was

hoe de Tay-Sachs-mutatie
kon beschermen tegen tbc,

heeft recent werk aangetoond

hoe de mutatie de cellulaire bescherming
tegen de bacterie verhoogt.

Dus kan heterozygoot voordeel
helpen verklaren

waarom problematische versies van genen
in hoge frequentie blijven voorkomen

bij bepaalde populaties.

Maar dit is slechts één van de bijdragen

die evolutionaire geneeskunde kan maken

om ons de menselijke gezondheid
te helpen begrijpen.

Zoals ik eerder vermeldde,

daagt dit gebied het begrip uit

dat onze lichamen beter werden
in de loop van de tijd.

Een idee dat vaak voortvloeit
uit de misconceptie

van hoe de evolutie te werk gaat.

In een notendop:

er zijn drie grondredenen
waarom menselijke lichamen,

ook dat van jullie en het mijne,

vandaag ook nog kwetsbaar blijven

voor ziekten en andere
gezondheidsproblemen.

Natuurlijke selectie werkt traag,

er zijn beperkingen

aan de veranderingen
die ze kan maken

en ze optimaliseert
voor reproductief succes,

niet voor gezondheid.

Hoe de voortgang van natuurlijke sectie

de menselijke gezondheid beïnvloedt,

is waarschijnlijk het duidelijkst

in de menselijke verhouding
tot besmettelijke pathogenen.

Er vindt een voortdurende
wapenwedloop plaats

tussen ons en bacteriën en virussen.

Ons immuunsysteem evolueert constant

om hun mogelijkheid
om ons te besmetten in te perken

en zij ontwikkelen voortdurend manieren
om onze verdediging te omzeilen.

En onze soort is duidelijk in het nadeel

door onze lange levens
en onze langzame reproductie.

In de tijdsduur die we nodig hebben om
een verdedigingsmechanisme te evolueren,

doorloopt een pathogene soort
miljoenen generaties

en krijgt daardoor
ruim de tijd om te evolueren

en kan daarvoor onze lichamen
als gastheer gebruiken.

Wat betekent het dat er beperkingen zijn

aan de veranderingen
die natuurlijke selectie kan maken?

Alweer bieden mijn voorbeelden
van heterozygoot voordeel

een nuttige illustratie.

In termen van weerstand bieden
tegen tbc en malaria

zijn de fysiologische effecten

van de Tay-Sachs-
en de sikkelcelanemie-mutaties

een goede zaak.

In het extreme echter

veroorzaken ze serieuze problemen.

Dit delicate evenwicht
belicht de beperkingen

eigen aan het menselijk lichaam

en het feit dat het evolutionair proces

moet werken met de reeds
beschikbare materialen.

In vele gevallen

zal een verandering die overleven
of reproductie bevoordeelt

op een bepaalde manier,

samengaan met effecten
met een eigen risico.

Evolutie is geen ingenieur
die van nul begint

om optimale oplossingen te scheppen
voor individuele problemen.

Bij evolutie is het al compromissen
wat de klok slaat.

Denk er ook aan

als je de kwetsbaarheden
van onze lichamen bekijkt,

dat vanuit evolutionair perspectief

gezondheid niet het belangrijkste is.

Maar reproductie.

Succes wordt niet gemeten
aan hoe gezond een individu is,

of aan hoelang het leeft,

maar aan hoeveel genen
het doorgeeft naar de volgende generatie.

Dit verklaart waarom een mutatie

zoals degene die de ziekte
van Huntington veroorzaakt --

ook een degeneratieve
neurologische afwijking --

niet werd geëlimineerd
door natuurlijke selectie.

De schadelijke effecten van de mutatie

treden meestal pas op
na de typische leeftijd voor reproductie,

als de aangedane individuen
hun genen al hebben doorgegeven.

Als geheel

focust de biomedische gemeenschap
op onmiddellijke verklaringen

en gebruikt ze ze

om behandelingswijzen uit te werken.

Onmiddellijke verklaringen
voor gezondheidstoestanden

beschouwen de onmiddellijke factoren:

wat gebeurt er nu in iemands lichaam

dat een specifiek probleem veroorzaakt.

Bijziendheid, bijvoorbeeld,

wordt gewoonlijk veroorzaakt
door vervorming van het oog

en wordt gemakkelijk
gecorrigeerd met een bril.

Maar zoals met de genetische oorzaken
waarover ik het had,

geeft een onmiddellijke verklaring
slechts een onvolledig beeld.

Vanuit evolutionair perspectief

kijken we naar de bredere vraag:

waarom hebben we dit probleem eigenlijk?

Evolutionaire geneeskunde
noemt dat het ultieme perspectief.

Dit kan ons inzicht geven
in diepere factoren

die onze gezondheid beïnvloeden.

Dat is cruciaal

omdat het manieren kan suggereren
waardoor je je eigen risico

of dat van je vrienden
en familie kan verzachten.

In het geval van bijziendheid

is er onderzoek dat suggereert

dat één reden waarom het
bij sommige populaties toeneemt,

is dat vele mensen vandaag,

ook de meesten in deze zaal,

veel meer tijd besteden
aan lezen, schrijven

en bezig zijn met allerlei schermtypes

dan dat we buiten doorbrengen,

waar we met de wereld
op een grotere schaal interageren.

In evolutionaire termen
is dat een recente verandering.

Voor het grootste gedeelte
van de menselijke geschiedenis

gebruikten mensen hun zicht
over een breder landschap

terwijl ze meer tijd staken
in jagen en verzamelen.

De recente toename
van wat we ‘dichtbijwerk’ noemen,

waarbij we intens focusseren
op dichtbije voorwerpen

gedurende langere tijd,

beïnvloedt onze ogen anders

en verandert de fysieke vorm van het oog.

Alles we al die delen samenbrengen,

dan zal deze ultieme verklaring
van bijziendheid --

dat de omgeving en ons gedrag

de manier veranderen
waarop we onze ogen gebruiken --

ons helpen om de onmiddellijke
oorzaak beter te begrijpen.

Een onontkoombare conclusie
dringt zich op:

mijn moeder had gelijk,

ik had waarschijnlijk wat minder
met mijn neus in de boeken moeten zitten.

Dit is slechts één
van vele mogelijke voorbeelden.

De volgende keer
dat jullie of een geliefde

een gezondheidsprobleem hebben,

of het nu zwaarlijvigheid of diabetes is,

een auto-immuunprobleem

of een knie- of rugkwetsuur,

dan moedig ik jullie aan om na te denken

over wat een ultiem
perspectief kan bijdragen.

Begrijpen dat je gezondheid

beïnvloed wordt, niet alleen
door wat er nu in je lichaam omgaat,

maar ook door je genetische erfenis,
cultuur en geschiedenis,

kan je helpen om meer
geïnformeerde besluiten te trekken

over voorbeschiktheden,
risico’s en behandelingen.

Wat mij aangaat,

ik beweer niet dat een evolutionair
medisch perspectief

mijn beslissingen altijd heeft beïnvloed,

zoals de keuze van mijn echtgenoot.

Maar toch bleek

dat het niet volgen van de traditie

van te huwen binnen de joodse gemeenschap

uiteindelijk voor mij
genetisch voordelig uitviel,

waardoor de kans op een baby
met Tay-Sachs verminderde.

Het is een mooi voorbeeld van waarom
niet elk stel Asjkenazische ouders

zou moeten hopen dat hun dochter
trouwt met ‘een lieve joodse jongen’.

(Gelach)

Publiek: Hoe-hoe!

Nog belangrijker is

dat de ervaring van iets te leren
over mijn eigen genen

me uiteindelijk anders leerde
denken over gezondheid

en ik hoop dat het delen van mijn verhaal
jullie ook zal inspireren tot hetzelfde.

Bedankt.

(Applaus)