Скарлатината съществува в Южна Америка преди Колумб

Международен екип от учени, ръководен от изследователския център Eurac Research в Болцано, Италия, представя доказателства, че скарлатината не идва в Южна Америка с европейските конкистадори през 1492 г., а циркулира сред коренното население векове преди това. Streptococcus pyogenes, бактерията, която причинява скарлатина, е идентифицирана чрез анализа на зъб от естествено мумифициран череп, който се съхранява в Националния археологически музей в Ла Пас. Откритието преобръща представата до момента затова, че повечето от инфекциозните заболявания в Америка се появяват след идването на европейците на континента. В случая мумията от Боливия е датирана в периода между 1283 г. и 1383 г. сл. Хр.

Откриването на Streptococcus pyogenes

Директорът на Института за изследване на мумии в Eurac Research Френк Маикснер признава, че екипът не търси специално този патоген.

„Когато правим генетични анализи на мумии, използваме широк подход и анализираме не само човешкия генетичен материал, но и този на многобройните микроорганизми, които са в човешките останки“, разказва Френк Маикснер.

Така сред следите от бактериална ДНК, които откриват в зъба, попадат и на Streptococcus pyogenes. И тъй като патогенът продължава да бъде важен и днес, когато случаите на скарлатина в света се увеличават, учените задълбочават изследванията си за него.

Реконструирането на генома

Геномът е на няколко столетия. За да го реконструират учените използват техниката „assemblaggio de novo”, която позволява геномът да бъде сглобен отново от множество къси ДНК фрагменти без референтен геном, който да служи като шаблон.

Друг от членовете на екипа микробиологът Мохамед Сахран оприличава работата на екипа в този период със сглобяването на пъзел, но без подреждащите да знаят как изглежда в действителност.

„Методът е изключително подходящ за реконструкцията на древни геноми. Не сме повлияни от настоящи референции, работим без предварителни нагласи, а това ни позволява да откриваме наистина нови неща и дори да идентифицираме генетични варианти, които днес вече не съществуват, като например, изчезнали бактериални щамове“, разяснява Мохамед Сахран, а колегата му Маикснер допълва, че за изследователския сектор тази възможност представлява „началото на нова ера“. Микробиологът допълва още, че успяват да покажат, че по-дългите последователности са също толкова древни, колкото и по-късите и предоставят ценна информация. Тази промяна в парадигмата може да революционизира начина, по който сега биват разбирани инфекциозните заболявания и еволюцията им.

Независимо, че е на няколко столетия, ДНК на бактерията е запазена сравнително добре. Според изследователите това се дължи на условията в Боливийското плато, където е студено и сухо. Този климат благоприятства естественото мумифициране на черепа.

Според радиовъглеродното датиране черепът е от периода между 1100 – 1450 години при новата ера, а според генетичните анализи принадлежи на млад мъж от местен произход. Подобно на другите мумии в музея и тази вероятно е открита в една от типичните погребални кули в боливийските планини – така наречените чулпаси, които служат за гробници на прединкските култури.

Боливийският биохимик Гуидо Валверде казва, че именно отличното състояние на съхранената ДНК позволява на екипа да реконструира почти пълен геном, който им предоставя богата информация.

„Това показва, например, че бактерията вече е била способна да причинява заболявания. Древният щам е притежавал много, макар не и всички, от патогенните гени на съвременните щамове на Streptococcus pyogenes. Почти пълният геном на древния патоген показва сходства със съвременните щамове, които са отговорни за различни заболявания – от безобидни инфекции на гърлото до скарлатина и синдром на токсичен шок.“

Филогенетичният анализ (метод за изследване на еволюционната свързаност и родствените връзки между организми, гени или протеини) показва, че повечето от съвременните щамове се диверсифицират преди приблизително 5500 години, което съвпада с прехода към заседнал начин на живот. Животът в затворени пространства и близките контакти благоприятстват разпространението на този патоген, който продължава да е глобален проблем за общественото здраве.

Резултатите и бъдещите последици от тях

Най-значимият резултат е установеното от екипа.

„Представяме геномни доказателства за Streptococcus pyogenes в предколумбова Америка. Анализът на митохондриалната ДНК потвърди индианския произход на гостоприемника“, пишат авторите в статията с резултатите, публикувана в списанието Nature communications.

Всъщност едно от най-значимите открития в това проучване е идентифицирането на ключови гени за вирулентност в древния бактериален щам, което подкрепя идеята, че това е патоген, способен да зарази предимно гърлото, а не кожата.
Скарлатината вече не е смъртоносна заплаха благодарение на антибиотиците, но за съжаление съвременните й щамове се превръщат във все по-сериозен проблем заради нарастващата антибиотична резистентност.

Разбирането на произхода и еволюцията на Streptococcus pyogenes през хилядолетията ще предостави решаваща информация за разработването на лечения.

Специалистите по микробиология коментират, че бъдещи изследвания могат да секвенират допълнителни проби от мумии от целия континент. Предколумбовото присъствие на скарлатината е само началото на нова ера на открития.

Откритието на екипа предефинира историята на инфекциозните заболявания. Фактът, че скарлатината присъства на континента преди Колумб, не само коригира дългогодишните схващания, че тя идва с европейците, но и обогатява микробиологията с ценни еволюционни данни.

Древната стрептококова инфекция напомня, че микробите и хората споделят хилядолетна история, белязана от предизвикателства и съвместно съществуване.