Dentes antigos ajudam a revelar longa história de epidemias

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Agora, a paleogenômica – um campo nascente que estuda DNA em restos de dentes antigos – está reescrevendo o primeiro capítulo do envolvimento da humanidade com doenças a milhares de anos mais antigo do que se pensava inicialmente. As crescentes evidências sugerem que essas primeiras epidemias forçaram as sociedades a fazer transformações que definem as épocas.

“No caso da covid-19 [the disease caused by the coronavirus], vemos processos semelhantes, mas estamos vendo isso se desenrolar em tempo real ”, disse Anne Stone, professora da Escola de Evolução Humana e Mudança Social da Universidade Estadual do Arizona, cujo foco é a genética antropológica. Ela também estudou evidências de tuberculose no DNA antigo.

A paleogenômica, que adapta ferramentas médicas de ponta semelhantes às usadas atualmente para rastrear o coronavírus, representou uma “revolução” na compreensão da história da doença, diz Maria Spyrou, microbiologista do Instituto Max Planck, na Alemanha.

“Essa é uma das coisas que agora podemos começar a dizer”, disse Spyrou, acrescentando que, onde faltam registros históricos, as evidências de DNA oferecem a possibilidade de preencher lacunas, às vezes de maneiras surpreendentes.

“Um deles é uma praga”, disse Spyrou. “Até 2015, pensávamos que a praga era talvez uma doença de 3.000 anos.”

Cientistas e arqueólogos agora acreditam, no entanto, que a bactéria da peste, que causou a peste negra medieval que matou até metade da população da Europa, infectou seres humanos há cerca de 5.000 anos na Idade da Pedra. A bactéria, depois de ter entrado na corrente sanguínea e provavelmente ter matado o hospedeiro, circulou na câmara pulpar dos dentes, que manteve seu DNA isolado por milênios de desgaste ambiental. Na última década, os cientistas foram capazes de extrair e analisar esse DNA.

Praga da Idade da Pedra

A praga da Idade da Pedra foi, no entanto, um ancestral com uma identidade genética ligeiramente diferente. O rastreamento de como essas diferenças evoluem ajuda os biólogos de doenças infecciosas a entender melhor o que causa a doença e como se preparar para os surtos atuais. As bactérias da peste na Idade da Pedra, por exemplo, careciam dos genes necessários para pular das pulgas para os seres humanos, o que provavelmente espalhou amplamente a Peste Negra. Sem o gene da pulga, a doença provavelmente utilizou outro transmissor animal que entrou em contato com os seres humanos. Em 2018, uma equipe da Universidade de Copenhague publicou a primeira evidência, com base em dados iniciais, três anos antes, de que a bactéria da peste antiga, encontrada em um assentamento sueco, tinha o poder de matar e pode ter ameaçado a vida nos “mega assentamentos” da época ”Que poderia espalhar doenças rapidamente.

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“Provavelmente foi a primeira pandemia”, disse Simon Rasmussen, genomicista da universidade e principal pesquisador do estudo da peste. Na Idade da Pedra, também chamada de período Neolítico, os humanos fizeram movimentos sem precedentes para se reunir em grandes assentamentos com até 10.000 pessoas em locais próximos com animais e praticamente sem saneamento. “É o livro onde você pode ter um novo patógeno”, disse ele.

A paleogenômica também permitiu aos arqueólogos preencher um dos maiores silêncios do registro arqueológico: a doença. Os patógenos raramente deixam vestígios nos ossos, e populações sem escrita podem morrer sem nenhum registro legível da causa. Com a capacidade de ler vestígios de DNA preservado nos dentes, os historiadores estão aprendendo sobre os organismos dentro dos humanos antigos.

Kristian Kristiansen, arqueólogo da Universidade de Copenhague e co-autor do estudo da peste, acredita que a pesquisa de seu grupo ilumina as causas de uma transformação demográfica da Idade da Pedra, chamada de declínio neolítico, que os arqueólogos estudam há muito tempo.

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Os assentamentos na época estavam desaparecendo mais rapidamente do que apareciam e, dentro de algumas centenas de anos, a maioria da população havia sido substituída por migrantes da estepe da Eurásia. Os pesquisadores apenas levantaram a hipótese de que a doença pode ter desempenhado um papel importante na população nativa antes que ela fosse ultrapassada, mas agora eles têm evidências, diz Kristiansen.

Mudando o histórico

“As migrações nas estepes não teriam tido sucesso sem a praga. . . e [those living in what is now Europe] nem todos teriam falado idiomas indo-europeus ”, disse Kristiansen. “A pré-história posterior foi virada de cabeça para baixo, para dizer o mínimo.”

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Em fevereiro, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts publicaram evidências de que tipos de bactérias Salmonella, que adoecem cerca de um milhão de pessoas nos Estados Unidos todos os anos, estavam atingindo humanos há 6.500 anos. O microbiologista Felix Key identificou o DNA de Salmonella em dentes recuperados de locais de sepultamento perto do rio Volga na Rússia atual, onde evidências arqueológicas mostraram que os seres humanos começaram a abandonar a procura de alimento pastoral. O DNA de Salmonella em seus dentes é a primeira evidência, diz Key, de que a adoção desse estilo de vida em contato próximo com animais pode ter introduzido patógenos nos seres humanos.

“Esse DNA antigo poderia nos dar os meios para provar ou refutar a hipótese de que a revolução neolítica foi o principal evento para a introdução de doenças nos seres humanos”, disse Key, que agora está no Instituto Max Planck para a Ciência da História Humana. “Meu palpite é que isso facilitou a doença, porque humanos e animais foram alojados”.

Como muitos paleogenomicistas, Key usa ferramentas de dentista e veste o que parece ser um traje de proteção que bloqueia a possível contaminação de DNA de dentes recuperados de assentamentos milhares de anos mais antigos que o Império Romano.

Métodos de extração de DNA

Novos métodos de extração de DNA que foram desenvolvidos para fins médicos tornaram a paleogenômica possível na última década. Depois de usar as ferramentas do dentista para recuperar e pulverizar o material trancado dentro de um dente, os biólogos moleculares usam uma técnica chamada “sequenciamento de espingarda” para extrair todo o material genético sem precisar saber o que procurar. A descriptografia dos dados exige que especialistas em bioinformática possam combinar as identidades genéticas com patógenos conhecidos. À medida que o banco de dados de doenças cresce, fica mais fácil identificar sinais de ruído. Os arqueólogos têm a tarefa de colocar as doenças humanas em um contexto histórico.

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O processo é caro e é dominado por laboratórios na Europa com equipamentos e financiamento. A realização de uma pesquisa completa dos dentes pode custar mais de US $ 1 milhão. Isso depende, ainda, da boa sorte de uma equipe em encontrar dentes antigos suficientes que experimentaram as condições certas ao longo de milênios para preservar o DNA de patógenos. No estudo da bactéria Salmonella, a equipe de Key analisou 3.000 amostras e encontrou apenas oito com a bactéria Salmonella preservada.

Rasmussen, do estudo da peste de Copenhague, disse que, embora tenha bastante certeza de que as evidências de sua equipe descrevem a pandemia humana mais antiga, mais amostras de DNA devem ser encontradas e analisadas. O DNA usado em seu estudo vem de apenas um pequeno assentamento na área da Suécia moderna. Para provar uma pandemia, disse Rasmussen, os cientistas precisarão encontrar evidências de DNA em alguns locais maiores – em outras partes da Europa.

Mesmo assim, disse Stone, a paleogenômica mostrou que os seres humanos estão em “uma corrida armamentista com patógenos” há milhares de anos.

“Periodicamente, os patógenos saltam para os seres humanos”, disse ela, “e é realmente fácil tornar-se complacente quando você não tem um patógeno que afeta grandes segmentos da sua população no momento. Mas você deixa esses recursos sob seu risco, o que estamos vendo agora.

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