Uma doença perdida emerge de restos humanos de 5.500 anos

Os restos mortais foram escavados em um abrigo rochoso perto da atual Bogotá e datam de cerca de 5.500 anos. Ao identificar este genoma antigo, os pesquisadores ampliaram a história genética conhecida de Treponema pálido por mais de 3.000 anos. As evidências acrescentam peso à ideia de que as doenças treponêmicas circularam nas Américas muito antes do que foi documentado anteriormente.

“As nossas descobertas mostram o potencial único da paleogenómica para contribuir para a nossa compreensão da evolução das espécies e dos potenciais riscos para a saúde das comunidades passadas e presentes”, disse o geneticista Lars Fehren-Schmitz, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz.

O que são doenças treponêmicas?

Treponema pálido é uma bactéria em forma de espiral que existe hoje em três subespécies intimamente relacionadas. Cada um causa uma doença diferente: sífilis, bouba e bejel. Uma quarta doença treponêmica, pinta, é causada por Treponema carateum ou Treponema pálido subsp. carateu. Nenhum genoma completo do patógeno responsável pela pinta foi recuperado ainda, o que deixa dúvidas sobre suas relações evolutivas e classificação.

Apesar da sua composição genética quase idêntica, os cientistas ainda não sabem quando ou como surgiram estas diferentes formas de doença. Embora restos de esqueletos às vezes possam mostrar sinais de infecção, a genética costuma contar uma história mais complexa. Persistem grandes lacunas entre o que os ossos podem revelar e o que o DNA antigo pode confirmar sobre a evolução da doença.

Uma linhagem perdida de um patógeno familiar

Neste estudo, os pesquisadores confirmaram que o DNA antigo pertencia à espécie Treponema pálidomas não correspondia a nenhuma das formas conhecidas que causam doenças hoje. Embora intimamente relacionado com cepas modernas, o genoma antigo se separou no início da história evolutiva da bactéria.

“Uma possibilidade é que tenhamos descoberto uma forma antiga do patógeno que causa a pinta, sobre a qual sabemos pouco, mas que é endêmico na América Central e do Sul e causa sintomas localizados na pele”, disse Anna-Sapfo Malaspinas, da Universidade de Lausanne e líder do grupo no Instituto Suíço de Bioinformática SIB. “Neste momento, não podemos provar que este seja o caso, mas é uma pista que vale a pena investigar mais a fundo”.

Com base em análises genéticas, os cientistas estimam que esta antiga cepa se separou de outras T. pálido linhagens há cerca de 13.700 anos. Em contraste, as três subespécies modernas parecem ter divergido muito mais tarde, cerca de 6.000 anos atrás. Esses cronogramas apoiam pesquisas anteriores e destacam a diversidade dos patógenos treponêmicos no passado distante.

“As evidências genómicas atuais, juntamente com o nosso genoma aqui apresentado, não resolvem o debate de longa data sobre a origem das próprias síndromes da doença, mas mostram que existe uma longa história evolutiva de agentes patogénicos treponémicos que já se estava a diversificar nas Américas milhares de anos antes do que se sabia anteriormente”, disse Elizabeth Nelson, antropóloga molecular e paleopatologista da SMU.

Um quebra-cabeça genético com implicações modernas

Rastrear as origens das doenças treponêmicas é especialmente desafiador porque as bactérias são extremamente semelhantes no nível genético. Ao mesmo tempo, eles se espalham de diferentes maneiras e podem causar sintomas muito diferentes, dificultando o desenrolar de seus caminhos evolutivos.

“Nossos resultados empurram para trás a associação de T. pálido com os humanos há milhares de anos, possivelmente há mais de 10.000 anos, no Pleistoceno Superior”, disse o pesquisador Davide Bozzi, da Universidade de Lausanne e do Instituto Suíço de Bioinformática SIB.

A descoberta baseia-se em trabalhos arqueológicos e genéticos de longo prazo no sítio Tequendama 1. Estudos anteriores do arqueólogo Miguel Delgado, da Universidade Nacional de La Plata, na Argentina, e de Fehren-Schmitz, forneceram informações detalhadas sobre o próprio esqueleto.

Uma descoberta inesperada em enormes dados de DNA

O patógeno não foi descoberto intencionalmente no início. Os investigadores sequenciaram originalmente o ADN do indivíduo para estudar a história antiga da população humana, produzindo cerca de 1,5 mil milhões de fragmentos de dados genéticos, muito mais do que o normal. Durante a triagem de rotina, equipes da Universidade da Califórnia, Santa Cruz e da Universidade de Lausanne detectaram independentemente vestígios de T. pálido e decidiram investigar juntos.

Embora o DNA bacteriano representasse apenas uma pequena porção do material genético total, a profundidade do sequenciamento permitiu à equipe reconstruir o genoma do patógeno sem usar técnicas especializadas de enriquecimento.

As doenças causadas por T. pálido (bejel, bouba e sífilis) podem deixar marcas nos ossos, mas apenas sob certas condições e não em todos os indivíduos infectados. A maioria dos genomas antigos desta bactéria foram recuperados de dentes ou ossos que apresentavam claramente sinais de doença. Neste caso, o esqueleto não apresentava nenhuma evidência visível de infecção. Os pesquisadores coletaram amostras de uma tíbia, ou tíbia, que não é comumente usada para estudos de DNA antigo. O sucesso desta abordagem sugere que mesmo ossos sem marcadores óbvios de doenças podem preservar informações genéticas valiosas.

Por que a história de doenças antigas é importante hoje

Ao aprender como as doenças infecciosas surgiram e mudaram no passado, os cientistas esperam antecipar melhor como poderão evoluir no futuro. Este conhecimento poderá ajudar as sociedades modernas a prepararem-se para potenciais ameaças à saúde.

Antes de publicar os resultados, a equipa de investigação partilhou as suas descobertas com as comunidades da Colômbia, reconhecendo a importância da descoberta para a história médica do país. Consultaram académicos, estudantes e membros da comunidade locais e envolveram-se com as partes interessadas através de apresentações e entrevistas. Todas as licenças necessárias para exportação e estudo foram obtidas.

“Este processo foi essencial porque as descobertas estão profundamente ligadas à história médica e cultural da Colômbia”, disse Delgado. “Envolver acadêmicos, estudantes e membros de comunidades indígenas e não indígenas garante que os resultados sejam comunicados e interpretados eticamente em parceria com as comunidades locais. Esta abordagem gera confiança, apoia a gestão responsável de descobertas sensíveis e reforça a propriedade local do conhecimento.”

Uma colaboração internacional

Além de Nelson, Bozzi, Malaspinas, Delgado e Fehren-Schmitz, a pesquisa foi co-liderada por nasreen Broomanddkhoshbacht, agora na Universidade de Vermont. a equipe mais ampla incluiu Kalina Kassadjikova, da Universidade da Califórnia, Santa Cruz; Jane Buictra, da Universidade Estadual do Arizona; Carlos Eduardo G. Amorim, da Universidade Estadual da Califórnia, Northridge; Melissa Estrada Pratt, do Instituto Colombiano de Antropologia e História de Bogotá, Colômbia; Gilbert Greub, da Universidade de Lausanne e do Hospital Universitário de Lausanne, na Suíça; Nicolas Rascovan, do Instituto Pasteur de Paris; e David šmajs, da Universidade Masaryk, na República Tcheca.