Investigadores del Trinity College de Dublín han recuperado microbiomas notablemente conservados de dos dientes de hace 4.000 años, encontrados en una cueva irlandesa de piedra caliza
© Sam Moore, Owner Marion Dowd.Cueva de Killuragh, Irlanda.
El estudio, realizado en colaboración con arqueólogos de la Universidad Tecnológica del Atlántico y la Universidad de Edimburgo, se publica en Molecular Biology and Evolution. Los autores identificaron varias bacterias relacionadas con las enfermedades de las encías y proporcionaron el primer genoma antiguo de alta calidad de Streptococcus mutans, el principal culpable de la caries dental.
Mientras que el S. mutans es muy común en las bocas modernas, es excepcionalmente raro en el registro genómico antiguo. Una de las razones puede ser la naturaleza productora de ácido de esta especie. Este ácido descompone el diente, pero también destruye el ADN e impide que la placa se fosilice. Mientras que la mayoría de los microbiomas orales antiguos se obtienen de la placa fosilizada, este estudio se centró directamente en el diente.
Otra razón de la escasez de S. mutans en las bocas antiguas puede ser la falta de hábitats favorables para esta especie amante del azúcar. En el registro arqueológico se observa un repunte de las caries dentales tras la adopción de la agricultura cerealista hace miles de años, pero se ha producido un aumento mucho más espectacular sólo en los últimos cientos de años, durante los cuales se introdujeron los alimentos azucarados a la población.
Los dientes de la muestra formaban parte de un conjunto esquelético más amplio excavado en la cueva de Killuragh, en el condado de Limerick, por el difunto Peter Woodman, del University College Cork. Mientras que otros dientes de la cueva mostraban una caries dental avanzada, en los dientes de la muestra no se apreciaban caries. Sin embargo, un diente produjo una cantidad sin precedentes de ADN de S. mutans, señal de un desequilibrio extremo en la comunidad microbiana oral.
"Nos sorprendió mucho ver una abundancia tan grande de S. mutans en este diente de 4.000 años de antigüedad", declaró la Dra. Lara Cassidy, profesora adjunta de la Facultad de Genética y Microbiología del Trinity y autora principal del estudio. "Es un hallazgo extraordinariamente raro y sugiere que este hombre tenía un alto riesgo de desarrollar caries justo antes de su muerte".
Los investigadores también descubrieron que otras especies de estreptococos estaban prácticamente ausentes del diente. Esto indica que el equilibrio natural de la biopelícula oral se había visto alterado: los mutans habían superado a los demás estreptococos, lo que condujo al estado previo a la enfermedad.
© Dr. Lara Cassidy, Trinity College DublinEjemplo de un diente antes de la toma de muestras de ADN antiguo. Obsérvese que éste no era el diente del que se tomaron muestras en el estudio.
"Estas cepas de una sola boca antigua eran más diferentes genéticamente entre sí que cualquier par de cepas modernas de nuestro conjunto de datos, a pesar de que las muestras modernas proceden de Europa, Japón y EE.UU.", explicó Iseult Jackson, candidata al doctorado en Trinity y primera autora del estudio. "Esto representa una importante pérdida de diversidad que debemos comprender mejor".
Se han recuperado muy pocos genomas completos de bacterias orales anteriores a la época medieval. Al caracterizar la diversidad prehistórica, los autores pudieron revelar los cambios drásticos que se han producido desde entonces en el microambiente bucal.
La Dra. Cassidy añadió: "En los últimos 750 años, un único linaje de T. forsythia se ha hecho dominante en todo el mundo. Este es el signo revelador de la selección natural, en la que una cepa aumenta rápidamente de frecuencia debido a alguna ventaja genética que posee sobre las demás. Las cepas de T. forsythia de la era industrial en adelante contienen muchos genes nuevos que ayudan a la bacteria a colonizar la boca y causar enfermedades.
"S. mutans también ha experimentado expansiones recientes de linaje y cambios en el contenido de genes relacionados con la patogenicidad. Estos cambios coinciden con el consumo masivo de azúcar por parte de la humanidad, aunque sí hemos observado que las poblaciones modernas de S. mutans han permanecido más diversas, con profundas escisiones en el árbol evolutivo de S. mutans anteriores al genoma Killuragh".
Los científicos creen que esto se debe a diferencias en los mecanismos evolutivos que dan forma a la diversidad del genoma en estas especies.
"S. mutans es muy hábil para intercambiar material genético entre cepas", explica la Dra. Cassidy. "Esto significa que una innovación ventajosa puede propagarse a través de los linajes de S. mutans como una nueva pieza de tecnología. Esta capacidad de compartir fácilmente innovaciones puede explicar por qué esta especie conserva muchos linajes diversos sin que uno se convierta en dominante y sustituya a todos los demás."
En efecto, estas dos bacterias causantes de enfermedades han cambiado drásticamente desde la Edad de Bronce hasta hoy, pero parece que las transiciones culturales muy recientes en la era industrial han tenido un impacto desmesurado.
Más información: Iseult Jackson et al, Ancient genomes from Bronze Age remains reveal deep diversity and recent adaptive episodes for human oral pathobionts, Molecular Biology and Evolution (2024). DOI: 10.1093/molbev/msae017 , academic.oup.com/mbe/article-l ... .1093/molbev/msae017
Información de la revista: Molecular Biology and Evolution
Comentario: Son muchas las investigaciones que demuestran el impacto nocivo de la agricultura en la salud humana. Sin embargo, en nuestra era, parece que no es sólo el aumento de cereales, frutas, verduras y azúcar lo que perjudica la salud, sino la reducción de proteínas y grasas animales, que han sido sustituidas por aceites vegetales y de semillas tóxicos junto con proteínas vegetales de calidad inferior. Además, se ha demostrado que las prácticas agrícolas industriales que degradan la salud de las plantas y el suelo reducen el contenido de nutrientes: