Större tal än på Lotto

För att vinna i lotto räcker det inte med ett rätt nummer, det krävs en hel rad. Chansen ökar om man är flera som spelar ofta. På samma sätt är det om mutationer ska orsaka resistens mot antibiotika. Det krävs kanske flera osannolika mutationer för att mikroben ska få någon fördel, men det vägs till viss del upp av en stor population med hög reproduktionstakt. Detta är malariaforskare plågsamt medvetna om när de utformar riktlinjer för behandling av malaria. Därför introducerar man kombinationspreparat med två olika sorters antibiotika så att en parasit måste mutera resistens mot två sorters antibiotika samtidigt för att överleva. Man minskar därmed risken exponentiellt. Det är samma sak som att göra vinnarraden i lotto dubbelt så lång.

Klorokin har visat sig klara sig längre än andra läkemedel innan resistens uppstår. Michael J. Behe drar slutsatsen att det krävs två stycken oberoende mutationer samtidigt, medan det för andra läkemedel ofta räcker med en mutation. Klorokin är därför som ett kombinationspreparat i sig självt. Man har genom genetiska studier sett att klorokinresistens uppstått från scratch högst tio gånger, kanske bara två gånger. Om man tar antalet parasiter i en människa som är svårt sjuk i malaria, gånger antalet personer som får malaria årligen, gånger antalet år sedan klorokin introducerades, så kan man uppskatta sannolikheten för att en enskild parasit ska bli resistent mot klorokin till ungefär en på hundra triljoner (10^-20).

Här passar det att stanna upp och reflektera över stora tal. I USA talar man om billions hit och dit och de menar då vad vi kallar miljarder. En biljon i sverige är tusen miljarder, och en triljon är miljoner biljoner. I USA är "a trillion" bara "a thousand billions". Det europeiska sättet är mer logiskt eftersom orden kan härledas till storleken på följande sätt: bi i biljon betyder två och syftar på att en biljon har dubbelt så många nollor som en miljon. Tri i triljon syftar på att en triljon har tre gånger så många nollor som en miljon. På så sätt kan man snabbt räkna ut hur många många nollor septiljon har, ja sju gånger så många som en miljon förstås, 7*6=42. I USA har en septillion (7+1)*3=24 nollor. En europeisk triljon motsvaras av en amerikansk quintillion. Bli därför inte så imponerade när amerikaner pratar om trillion, det betyder bara tusen miljarder. En svensk triljon däremot är miljarders miljarder!

Hur som helst så är en chans på hundra triljoner väldigt liten. Trots att det bara handlar om två specifika mutationer samtidigt så krävs det i storleksordningen miljarder parasiter i miljarder människor innan det har en sportslig chans att inträffa. Det var ändå ingen avancerad mekanism, det handlade om att sabotera en pump i matsmältningen. Tänk om motsvarande mutation skulle ske hos vår art människan som är en bråkdel så många och har en reproduktionscykel på minst 15 år. Att det skulle hänt någon gång under hela vår historia vore väl lika sannolikt som att vinna på lotto med en enda lott.

Allt Gott!

Muterad Matpump

Michael J. Behe fortsätter berätta hur malaria blev resistent mot klorokin. En forskargrupp under Thomas Wellems upptäckte genom genetiska experiment vilken gen som kännetecknar en resistent parasit, och genom vidare studier kunde man sluta sig till att genen kodar för en pump i matsmältningen. En mutation här skulle mycket väl kunna orsaka att klorokin läcker ut. Pumpen består av 424 aminosyror, och minst två mutationer visade sig vara nödvändiga för klorokinresistens. Behe frågar sig om mutationen kan anses vara en utveckling till ett mer avancerat och komplext maskineri, men svarar nekande. När man slutar använda klorokin i ett område så trängs de resistenta stammarna undan av de känsliga stammarna, som alltså är starkare under normala omständigheter, utan det giftiga klorokinet.

Resistens mot klorokin uppkom ganska snabbt, men är fortfarande en nackdel i avsaknad av klorokin. Vissa problem kan evolutionen snabbt hantera, men andra går långsamt eller inte alls. Sickelcellanemi har parasiten inte kunnat rå på trots att det funnits så länge.

Allt Gott!

Avfallshantering och resistens

Malaria har härjat en hjälplös mänsklighet sedan urminnes tider. Oddsen utjämnades när man upptäckte att bark från ett träd i Anderna botade febern. Kinin kallade man den aktiva substansen som gjorde det möjligt för européer att kolonialisera tropikerna. På 30-talet syntetiserade ett tyskt läkemedelsföretag ett liknande läkemedel som var enklare att framställa. Det kom amerikanarna över under andra världskriget och omformade till klorokin. Redan några år senare kom de första rapporterna om klorokinresistent malaria. På 80-talet var klorokin overksamt mot majoriteten av malariafallen. För att förstå hur klorokin en gång fungerade och varför det falerade så får vi titta närmare på malariaparasitens maskineri.

P. Falciparum lever på hemoglobin inne i människans röda blodkroppar. Restprodukten är giftig men parasiten neutraliserar och gör sig av med avfallet. Klorokin hindrar den processen så att parasiten drunknar i sitt eget avfall. För att malaria ska dö måste klorokinet finnas i höga koncentrationer i parasitens matsmältning. Finessen är att parasiten ordnar det genom att äta och koncentrera klorokin. Om parasiten muteras på något sätt så att klorokin inte tas upp eller koncentreras så blir parasiten resistent mot läkemedlet. Klorokinets verkningsmekanism är en komplicerad process som kan saboteras utan några avancerade metoder. Bildligt talat räcker det att kasta in en träsko i vävmaskinen.

Allt Gott!

Referat ur The Edge of Evolution av Michael J. Behe