El ADN antiguo nos ayuda a comprender los patógenos del pasado

El virus del herpes simple, el germen que causa molestas llagas, existe desde hace siglos. Hace más de 2500 años, el filósofo griego antiguo utilizó por primera vez la palabra «herpes», un término derivado de la palabra griega antigua que significa «gatear» o «gatear», para describir ampollas dolorosas y que se propagan fácilmente. El herpes es difícil de curar porque el virus puede esconderse en las células nerviosas de una persona durante mucho tiempo sin causar ningún síntoma. Los desencadenantes ambientales y fisiológicos pueden hacer que el virus se reactive e infecte las células. El hecho de que los humanos hayan aprendido a simplemente coexistir con el virus plantea una pregunta interesante: ¿cuántos años tiene el virus del herpes?

Un equipo de investigadores aisló y secuenció recientemente el material genético del antiguo herpesvirus de los dientes de humanos que vivieron durante la Edad del Bronce, lo que sugiere que el virus existía ya hace 5.000 años. Los cambios en las prácticas culturales, como la aparición de los besos románticos, contribuyeron a la explosión de infecciones por herpesvirus en aquella época. Este estudio es sólo uno de los muchos ejemplos de cómo la paleomicrobiología, el estudio de microbios en restos antiguos, proporciona conocimientos sorprendentes sobre el origen y la evolución de las enfermedades infecciosas.

Aunque el mundo se enfrenta ahora a la pandemia de la nueva enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), grandes brotes de enfermedades han causado estragos en los seres humanos durante miles de años. Enfermedades infecciosas como la peste negra, el cólera y la gripe arrasaron con comunidades enteras y dejaron una huella indeleble en la historia de la humanidad. Tanto en el pasado como en el presente, la aparición de enfermedades infecciosas también ha sido una fuerza impulsora de los avances en medicina y salud pública. Por tanto, el estudio de la historia evolutiva de los patógenos humanos puede dar forma a los esfuerzos de vigilancia global para proteger mejor la salud y el bienestar humanos.

El estudio de patógenos antiguos ha resultado difícil por varias razones. Sin embargo, el mayor obstáculo es encontrar suficiente material genético microbiano intacto, generalmente ADN, que pueda aislarse de restos humanos antiguos. Los restos antiguos pueden incluir partes del esqueleto (huesos y dientes), tejido blando momificado, cabello o rastros de fósiles asociados con humanos, el último de los cuales incluye muestras de tierra o sedimentos y tierra cerca de los restos. El ADN de patógenos se ha aislado con éxito de casi todas estas muestras biológicas, pero a menudo constituye una fracción minúscula del ADN total de una muestra, a veces menos del 0,5%. Para superar este obstáculo, los investigadores utilizan herramientas analíticas, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), para amplificar pequeñas cantidades de ADN y comparar las secuencias con las de patógenos conocidos. Nuevas técnicas genómicas, como la secuenciación de próxima generación, permiten descubrir ADN de patógenos nuevos y conocidos, lo que nos brinda más información sobre las poblaciones humanas antiguas y los patógenos que existieron en el pasado.

Los avances en el análisis de ADN antiguo han demostrado ser una herramienta poderosa para comprender la historia de enfermedades infecciosas como Yersinia pestis, la bacteria que causa la Peste Negra. Hubo tres pandemias de peste distintas que se originaron en diferentes áreas geográficas y se extendieron por Eurasia a través de diferentes rutas. La primera pandemia, conocida como peste de Justiniano de 1541, se originó en África central y se extendió hacia el este, hasta la región del Mediterráneo. La segunda y más famosa pandemia, conocida simplemente como la peste negra de 1347, se extendió por Eurasia y se estima que mató a unos 25 millones de personas sólo en Europa. La tercera pandemia comenzó en 1894 en Yunnan, China y se extendió al resto de Asia y el mundo.

Hasta hace poco, los investigadores no estaban seguros de cuándo y dónde comenzó la segunda pandemia. Para responder a esta pregunta, un equipo de investigadores excavó restos de un lugar de enterramiento ubicado en el actual Kirguistán que se creía que albergaba a las víctimas de la epidemia del siglo XIV. Los investigadores secuenciaron el ADN que aislaron y pudieron reconstruirlo Yersinia pestis genoma de las muestras. Estos datos proporcionaron un nuevo origen geográfico para la segunda pandemia de peste. Descubrimientos como estos ayudarán a guiar futuras expediciones arqueológicas en la búsqueda de rastrear los orígenes y la propagación de la plaga.

el Yersinia pestis que existe hoy no es el mismo que durante pandemias pasadas, ya que el patógeno ha evolucionado con el tiempo. Por ejemplo, los 700 años Yersinia pestis La raza responsable de la pandemia de la peste negra es parte de un linaje de Yersinia pestis cepas que probablemente surgieron hace 7.000 años. Cincuenta y seis Yersinia pestis Se aislaron cepas, algunas de las cuales ahora están extintas, durante un período de 50 años sólo en el actual Kirguistán, lo que pone de relieve la compleja historia evolutiva de la bacteria. La evolución es una parte importante de la biología de los patógenos. Es la fuerza impulsora a través de la cual los microbios acumulan cambios genéticos que les ayudan a escapar de la respuesta inmune del huésped y volverse más eficaces para infectar a los humanos. La paleomicrobiología ofrece una ventana al pasado para comprender cómo han evolucionado los microbios con el tiempo y predecir cómo podrían cambiar en el futuro. Esta información nos ayuda a estar mejor preparados para futuros brotes de enfermedades infecciosas.

La paleomicrobiología es un campo colaborativo que combina los esfuerzos de arqueólogos, historiadores y científicos para comprender la compleja historia de los humanos y la relación con las enfermedades infecciosas. En el futuro, también será importante estudiar microbios no infecciosos que coevolucionen con nosotros; Aunque estos microbios suelen tener un impacto positivo en la salud humana, pueden evolucionar y convertirse en patógenos oportunistas en determinadas circunstancias. Por tanto, estudiar la evolución de microbios aparentemente inofensivos puede ayudar a predecir la aparición de enfermedades. A medida que el campo continúe desarrollándose, la paleomicrobiología nos ayudará a comprender mejor cómo los microbios han impactado y continúan impactando nuestras vidas.

La publicación El ADN antiguo nos ayuda a comprender los patógenos del pasado apareció por primera vez en el Illinois Science Council.

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