Скелет возрастом 5500 лет предоставил самые древние на сегодняшний день свидетельства наличия бактерий, связанных с сифилисом

Ученые восстановили геном Treponema pallidum — бактерии, подвиды которой сегодня вызывают четыре трепонемных заболевания, включая сифилис, — из человеческих останков возрастом 5500 лет, найденных в Сабана-де-Богота, Колумбия. Исследование расширяет знания об истории этого инфекционного заболевания и его распространенности среди населения. Результаты опубликованы в журнале Science .

Образец был обнаружен в результате археологических раскопок в скальном убежище недалеко от Боготы, Колумбия, и датируется примерно 5500 годами назад. Это открытие отодвигает генетическую историю этого патогенного вида более чем на 3000 лет назад, подтверждая данные о том, что эти инфекции циркулировали в Америке гораздо дольше, чем считалось ранее.

«Наши результаты демонстрируют уникальный потенциал палеогеномики в понимании эволюции видов и потенциальных рисков для здоровья прошлых и настоящих сообществ», — сказал генетик Ларс Ферен-Шмитц из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.

Что такое трепонемные заболевания?

Treponema pallidum — это спиралевидная бактерия, которая сегодня существует в трех тесно связанных формах, каждая из которых вызывает различное заболевание: сифилис, фрамбезию и беджель. Четвертое трепонемное заболевание, пинта, вызывается Treponema carateum или Treponema pallidum subsp. carateum, но геном этого патогена до сих пор не был обнаружен, что ставит под сомнение его филогенетические связи и таксономическую классификацию.

Хотя три подвида T. pallidum генетически практически идентичны, ученые не знают, когда и как возникли различные формы заболевания. Существуют некоторые данные об эволюционной истории патогенов, но между тем, что показывают скелетные останки, и тем, что могут подтвердить генетические исследования, остаются значительные пробелы.

В ходе исследования группа ученых продемонстрировала, что обнаруженная древняя ДНК принадлежит виду Treponema pallidum, но не совпадает ни с одной из известных генетически форм, вызывающих современные заболевания. Ученые показали, что, несмотря на близкое родство, этот вид отделился на ранней стадии эволюционного развития.

«Одна из возможностей заключается в том, что мы обнаружили древнюю форму патогена, вызывающего пинту, о которой мы мало знаем, но которая, как известно, эндемична в Центральной и Южной Америке и вызывает симптомы, локализованные на коже», — сказала Анна-Сапфо Маласпинас из Лозаннского университета, руководитель группы в Швейцарском институте биоинформатики SIB.

«В настоящий момент мы не можем это доказать, но это зацепка, заслуживающая дальнейшего изучения».

Ученые предполагают, что этот древний штамм отделился от других линий T. pallidum около 13 700 лет назад. Три современных подвида, для сравнения, разошлись гораздо позже, около 6000 лет назад, что согласуется с предыдущими исследованиями. Эти данные проливают новый свет на то, насколько разнообразными были эти патогены в прошлом, и служат отправной точкой для понимания того, когда они начали разделяться на различные формы.

«Современные геномные данные, наряду с представленным здесь геномом, не разрешают давний спор о происхождении самих синдромов заболеваний, но они показывают, что существует долгая эволюционная история трепонемных патогенов, которые начали диверсифицироваться в Америке на тысячи лет раньше, чем считалось ранее», — сказала Элизабет Нельсон, молекулярный антрополог и палеопатолог из SMU.

Генетическая загадка

Понимание того, как возникли трепонемные заболевания и как эволюционировали трепонемные патогены, оказывается на удивление сложным, поскольку бактерии генетически практически идентичны, но передаются по-разному и могут различаться по клиническим проявлениям.

«Наши результаты отодвигают связь T. pallidum с человеком на тысячи лет назад, возможно, более чем на 10 000 лет назад, в позднем плейстоцене», — сказал исследователь Давиде Боцци из Лозаннского университета и Швейцарского института биоинформатики SIB.

Это открытие стало результатом многолетних совместных археологических и геномных исследований на участке Текуэндама 1. Археолог Мигель Дельгадо из Национального университета Ла-Платы в Аргентине и Ферен-Шмитц ранее опубликовали работу, в которой подробно рассказали об обнаруженном скелете.

Это открытие оказалось неожиданным. Первоначально исследователи секвенировали ДНК этого человека для изучения истории человеческой популяции, получив 1,5 миллиарда фрагментов генетических данных — гораздо больше, чем в обычных исследованиях.

В ходе анализа данных группы исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Крузе и Лозаннского университета независимо друг от друга обнаружили T. pallidum и объединили усилия для исследования. Бактериальная ДНК составляла лишь крошечную долю генетического материала, но необычно глубокое секвенирование позволило исследователям реконструировать геном без использования обычно необходимых специализированных методов.

Три заболевания, вызываемые T. pallidum (беджель, фрамбезия и сифилис), могут оставлять следы на костях, но только на определенных стадиях и не у каждого инфицированного человека. Большинство древних геномов T. pallidum были обнаружены в зубах или костях людей с явными признаками инфекции, но в данном скелете таких признаков не было.

Исследователи взяли образец большеберцовой кости, или голени, — элемента скелета, который обычно не используется для выделения древней ДНК. Этот подход оказался успешным, показав, что даже кости без видимых признаков заболевания могут быть ценными источниками ДНК патогенов.

Исследователи считают, что понимание того, как инфекционные заболевания возникали и развивались в прошлом, может помочь ученым предсказать, как они могут измениться в будущем, и помочь обществам подготовиться к тому, что их ждет.

Перед публикацией исследователи поделились своими выводами с местными сообществами в Колумбии, признавая значимость открытия для истории медицины страны.

Они консультировались с местными учеными, студентами и членами местного сообщества, а также взаимодействовали с заинтересованными сторонами посредством презентаций и интервью. Команда также получила все необходимые разрешения на экспорт и исследования.

«Этот процесс был необходим, поскольку полученные результаты тесно связаны с медицинской и культурной историей Колумбии», — сказал Дельгадо.

«Вовлечение ученых, студентов, а также представителей коренных и некоренных общин гарантирует этичное распространение и интерпретацию результатов в партнерстве с местными сообществами. Такой подход укрепляет доверие, способствует ответственному управлению конфиденциальными открытиями и усиливает местную ответственность за знания».

Сведения о публикации

Давиде Боззи и др., Геном Treponema pallidum возрастом 5500 лет из Сабаны-де-Боготы, Колумбия, Science (2026) https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw3020

Источник: www.science.org

Комментарии: