La revolución neolítica, y la transición correspondiente a los 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 dirigido por Felix M. Key, Alexander Herbig y Johannes Krause del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Historia Humana estudió restos humanos excavados en Eurasia occidental y reconstruyó ocho antiguos Salmonella enterica genomas: todo parte de un grupo relacionado dentro de la diversidad mucho más amplia de lo moderno S. enterica . Estos resultados iluminan 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 una tubería de detección bacteriana recientemente desarrolladallamado HOPS, Key y sus colegas pudieron superar muchos de los desafíos de encontrar patógenos antiguos en los datos de metagenómica.
"Con nuestras metodologías recientemente desarrolladas pudimos detectar miles de muestras arqueológicas en busca de rastros de Salmonella ADN ", dice Herbig. Los investigadores examinaron 2.739 restos humanos antiguos en total, y finalmente reconstruyeron ocho Salmonella genomas de hasta 6.500 años de antigüedad: 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 enEl estudio actual se recuperó 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 veztiempo, para aplicar la genética molecular para vincular la evolución de un patógeno al desarrollo de un nuevo estilo de vida humano ", explicó 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, durante mucho tiempo se ha planteado la hipótesis de que la "Neolitización", la transición a un estilo de vida sedentario y agrícola, permitió una vida más constante y constanteexposición recurrente a 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", dice 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 tenemosdatos moleculares para comprender la aparición y 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 ".
Humanos, cerdos y el origen de Paratyphi C
Los investigadores pudieron determinar que los seis Salmonella los genomas recuperados de pastores y granjeros son progenitores de una cepa que infecta específicamente a los humanos, pero hoy en día es rara, Paratyphi C. Esos antiguos Salmonella sin embargo, probablemente aún no se habían adaptado a los humanos, y en cambio infectaron a humanos y animales por igual, lo que sugiere que las prácticas culturales asociadas de manera única con el proceso de neolitización facilitaron la aparición de esos progenitores y, posteriormente, la enfermedad específica de humanos. Se sugirió previamente queesta cepa de Salmonella se extendió de los cerdos domesticados a los humanos hace unos 4000 años, pero el descubrimiento de cepas progenitoras en humanos hace más de 5000 años sugiere que podrían haberse propagado de los humanos a los cerdos. Sin embargo, los autores abogan por una hipótesis más moderada, donde ambos humanosy específico de cerdo Salmonella evolucionado independientemente de progenitores inespecíficos dentro del ambiente permisivo de contacto humano-animal cercano.
"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 MaxInstituto 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 ", dice 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 más a fondo las formas en que la evolución cultural humana ha impactado e impulsado la evolución de enfermedades adaptadas a los humanos.
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