Pradawne DNA ujawnia możliwą przyczynę epidemii we wczesnej epoce kolonialnej Meksyku

Chociaż wiemy, że autochtoniczne populacje Ameryki były dziesiątkowane we wczesnym okresie kontaktów z Europejczykami z powodu zawleczonych przez nich chorób, co dokładnie było przenoszone nadal pozostaje tajemnicą. Ze wszystkich kolonialnych epidemii w Nowym Świecie, bliżej niezidentyfikowany wybuch „cocoliztli” w latach 1545-1550 był jednym z najbardziej śmiercionośnych, pustosząc głównie rozległe połacie Meksyku oraz Gwatemalę. Patogeneza tejże epidemii jest przedmiotem dyskusji od ponad stulecia, a teraz badania – finansowane częściowo przez UE – rzucają nieco światła na tę tragedię.

Zespół, którego jeden z członków jest wspierany w ramach unijnego grantu APGREID, użył nowego narzędzia do analizy metagenomicznej, zwanego MALT, aby dojść do sedna przyczyny epidemii. Metagenomika usamodzielniła się jako dyscyplina w ciągu ostatniej dekady i definiuje się ją jako bezpośrednią analizę genetyczną genomów w ramach próby środowiskowej. Analiza pradawnego DNA za pomocą tych metod pozwoliła naukowcom odkryć obecność patogenu Salmonella enterica Paratyphi C, (wywołującego dur brzuszny) w szkieletach osób pochowanych podczas epidemii, która miała miejsce we wczesnej epoce kontaktów, na cmentarzu Teposcolula-Yucundaa, Oaxaca na południu Meksyku.

Wyniki badań właśnie zostały opublikowane w czasopiśmie Nature. Naukowcy przestawili w opublikowanym artykule dane poszczególnych osób w skali całego genomu pod kątem obecności Salmonella enterica, podgat. enterica serovar Paratyphi C, i sugerują, że S.  Paratyphi C można uznać za silnego kandydata na przyczynę epidemii „cocoliztli” z 1545 r. dziesiątkującej populację w Teposcolula-Yucundaa.

Patogen uśmiercający autochtoniczną populację

Przed przybyciem Hiszpanów, w tzw. señorío (yuhuitayu, czyli odpowiedniku naszego województwa) Teposcolula-Yucundaa znajdowało się terytorium Mixtec z populacją szacowaną na 60 000. Obszar był doskonale skomunikowany z regionalnymi i dalszymi szlakami handlowymi i w 1524 r. stał się podległy koronie hiszpańskiej. Wprawdzie niewiele świadectw pozostało z wczesnej historii kolonialnej tego regionu, ale dokumenty z sąsiedniego województwa odnotowują wybuch epidemii w 1545 r., w której kulminacyjnym momencie codziennie umierało 30-40 osób. W samym Teposcolula-Yucundaa szacuje się, że na dużym, pokrytym gipsem cmentarzu znajduje się 800 zwłok.

Zespół wrócił w to miejsce i kilka innych w pobliżu, aby pobrać DNA z zębów 29 szkieletów. Każdy ząb został przekrojony na styku cementu i szkliwa, a następnie próbka została przewiercona od strony komory miazgi zęba. Próbki zostały zbadane zgodnie z ustalonym protokołem opracowanym na potrzeby ekstrakcji DNA z kości archeologicznych. Do każdej partii dziesięciu próbek dodano także jedną próbkę ślepą (proszek kostny z pradawnego niedźwiedzia jaskiniowego) celem kontroli dodatniej.

Dane zebrane ze wszystkich próbek z komór miazgi zęba, próbek gleby oraz próbek kontrolnych ujemnych poddano analizie przesiewowej pod kątem DNA patogenu bakteryjnego za pomocą bioinformatycznego narzędzia MALT, które pokazało obiecujące ślady obecności DNA S. enterica w 10 próbkach. Po zakończeniu wszystkich testów, naukowcy byli w stanie zrekonstruować pełne genomy S. enterica i w 10 przypadkach okazały się to podgatunki wywołujące dur brzuszny.

„To nowe podejście pozwala nam zasadniczo prowadzić poszukiwania na poziomie genomu w celu znalezienia czegokolwiek, co może się tam znajdować” – zauważa współautor raportu z badań, Johannes Krause, dyrektor Wydziału Archeogenetyki Instytutu Nauki o Historii Człowieka im. Maxa Plancka. Jak dodaje Kirsten Bos, z tego samego instytutu: „To ważny postęp w metodach dostępnych dla nas, badaczy pradawnych chorób. Możemy teraz poszukiwać w materiałach archeologicznych śladów molekularnych wielu czynników zakaźnych, co jest szczególnie przydatne w przypadkach typowych, w których choroba nie jest znana a priori”.

Prace nad projektem APGREID (Ancient Pathogen Genomics of Re-Emerging Infectious Disease) dobiegły końca w zeszłym roku. Najnowszy wkład wniesiony w prowadzone prace, omówiony w niniejszym artykule, pokazuje, że ich cel polegający na umożliwieniu „bezpośredniej rekonstrukcji historii ewolucji czynników zakaźnych wywołujących choroby ludzi poprzez uzyskiwanie danych o patogenach historycznych w skali całego genom” pomaga w wyjaśnianiu dawnych tajemnic. Projekt przyniósł bezcenne informacje, przydatne z punktu widzenia historii, biologii ewolucyjnej, antropologii i medycyny, co może mieć jednocześnie bezpośrednie znaczenie dla monitorowania nowo pojawiających się lub ponownie pojawiających się chorób zakaźnych w przyszłości.

Więcej informacji:
strona projektu w serwisie CORDIS