MADRID, 25 Feb. (EUROPA PRESS) -
Utilizando genomas de 'Salmonella enterica' recuperados de esqueletos humanos de hasta 6.500 años de antigüedad, un equipo internacional de investigadores ha ilustrado la evolución de un patógeno humano y proporciona la primera evidencia de ADN antigua en apoyo de la hipótesis de que la transición cultural de la búsqueda de alimento a la agricultura facilitó la aparición de patógenos adaptados al ser humano que persisten hasta hoy.
La revolución neolítica, y la correspondiente transición a estilos de vida agrícolas y pastorales, representa uno de los mayores cambios culturales en la historia de la humanidad, y durante mucho tiempo se ha planteado la hipótesis de que esto también podría haber brindado la oportunidad de la aparición de enfermedades adaptadas a los humanos.
Un nuevo estudio publicado en 'Nature Ecology & Evolution' y dirigido por Felix M. Key, Alexander Herbig y Johannes Krause, del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Historia Humana, estudió los restos humanos excavados en Eurasia occidental y reconstruyó ocho genomas antiguos de 'Salmonella enterica', todo en parte de un grupo relacionado dentro de la diversidad mucho más grande de 'S. enterica' moderna.
Estos resultados ilustran lo que probablemente fue un problema de salud grave en el pasado y revelan cómo este patógeno bacteriano evolucionó durante un período de 6.500 años.
BUSCANDO PATÓGENOS ANTIGUOS
La mayoría de los patógenos no causan ningún impacto duradero en el esqueleto, lo que puede dificultar la identificación de los restos arqueológicos afectados para los científicos. Para identificar enfermedades pasadas y reconstruir sus historias, los investigadores han recurrido a técnicas genéticas.
Utilizando un nuevo sistema de detección de bacterias llamado HOPS, Key y sus colegas fueron capaces de superar muchos de los desafíos de encontrar antiguos patógenos en los datos de la metagenómica. "Con nuestras metodologías recientemente desarrolladas pudimos analizar miles de muestras arqueológicas en busca de rastros de ADN de 'Salmonella'", dice Herbig.
Los investigadores examinaron 2.739 restos humanos antiguos en total, y finalmente reconstruyeron ocho genomas de 'Salmonella' de hasta 6.500 años, los genomas bacterianos reconstruidos más antiguos hasta la fecha.
Esto pone de relieve una dificultad inherente en el campo de la investigación de patógenos antiguos, ya que a menudo se requieren cientos de muestras humanas para recuperar un solo genoma microbiano. Los genomas en el estudio actual se recuperaron tomando muestras de los dientes del difunto. La presencia de 'S. enterica' en los dientes de estos individuos antiguos sugiere que sufrían una enfermedad sistémica en el momento de la muerte.
Los individuos cuyos restos fueron estudiados provenían de sitios ubicados desde Rusia a Suiza, que representan diferentes grupos culturales, desde cazadores-recolectores hasta pastores nómadas hasta los primeros agricultores.
"Este amplio espectro en el tiempo, la geografía y la cultura nos permitió, por primera vez, aplicar la genética molecular para vincular la evolución de un patógeno al desarrollo de un nuevo estilo de vida humano", explica Herbig. El "proceso de neolitización" brindó oportunidades para la evolución del patógeno.
Con la introducción de animales domesticados, un mayor contacto con excrementos humanos y animales y un cambio dramático en la movilidad, se ha planteado la hipótesis de que la "neolitización", la transición a un estilo de vida sedentario y agrícola, permitió una exposición más constante y recurrente a los patógenos y, por lo tanto, la aparición de nuevas enfermedades. Sin embargo, antes del estudio actual, no había evidencia molecular directa.
"La metagenómica antigua proporciona una ventana sin precedentes al pasado de las enfermedades humanas", reconoce el autor principal Felix M. Key, anteriormente del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Historia Humana y ahora en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
"Ahora tenemos datos moleculares para comprender el surgimiento y la propagación de patógenos hace miles de años, y es emocionante cómo podemos utilizar la tecnología de alto rendimiento para abordar preguntas de larga data sobre la evolución microbiana", añade.
Los investigadores pudieron determinar que los seis genomas de Salmonella recuperados de los pastores y agricultores son progenitores de una cepa que infecta específicamente a los seres humanos pero que es rara hoy en día, la 'Paratyphi C.'.
Sin embargo, es probable que esas antiguas 'Salmonella' no estuvieran todavía adaptadas a los seres humanos y que, en cambio, infectaran tanto a los seres humanos como a los animales, lo que sugiere que las prácticas culturales asociadas de manera singular al proceso de neolitización facilitaron la aparición de esos progenitores y, por consiguiente, de una enfermedad específica de los seres humanos.
Anteriormente se había sugerido que esta cepa de 'Salmonella' se propagó de los cerdos domésticos a los seres humanos hace unos 4.000 años, pero el descubrimiento de cepas progenitoras en los seres humanos hace más de 5.000 años sugiere que podrían haberse propagado de los seres humanos a los cerdos.
Sin embargo, los autores defienden una hipótesis más moderada, en la que tanto la 'Salmonella' humana como la porcina evolucionaron independientemente de progenitores no específicos dentro del entorno permisivo del contacto estrecho entre humanos y animales.
"Las fascinantes posibilidades del ADN antiguo nos permiten examinar microbios infecciosos en el pasado, lo que a veces pone de relieve las enfermedades que hoy en día la mayoría de las personas no consideran un problema de salud importante", dice Johannes Krause, director del Instituto Max Planck para la ciencia de la historia humana.
El estudio actual permite a los científicos obtener una perspectiva sobre los cambios en la enfermedad a lo largo del tiempo y en diferentes contextos culturales humanos. "Estamos comenzando a comprender la genética de la adaptación del huésped en Salmonella --apunta Key--, y podemos traducir ese conocimiento en una comprensión mecanicista sobre la aparición de enfermedades adaptadas a humanos y animales".
Los científicos esperan que el estudio actual ilumine las posibilidades de estos métodos y que la investigación futura examinará aún más las formas en que la evolución cultural humana ha impactado e impulsado la evolución de enfermedades adaptadas a los humanos.
