Cientistas conseguiram reconstruir com sucesso o genoma de Treponema pallidum a partir de restos humanos com aproximadamente 5.500 anos, encontrados na região da Sabana de Bogotá na Colômbia. Este microrganismo é responsável por várias doenças infecciosas graves hoje, incluindo a sífilis. As descobertas, publicadas na revista Science, ampliam significativamente o conhecimento dos pesquisadores sobre a duração das infecções nas populações humanas.
Os restos foram escavados de um abrigo rochoso próximo à atual Bogotá e datam de cerca de 5.500 anos. Ao identificar este genoma antigo, os pesquisadores estenderam a história genética conhecida de Treponema pallidum em mais de 3.000 anos. As evidências reforçam a ideia de que as doenças treponêmicas circularam nas Américas muito antes do que foi documentado anteriormente.
“Nossas descobertas mostram o potencial único da paleogenômica para contribuir na compreensão da evolução das espécies e os riscos à saúde para as comunidades passadas e presentes,” disse o geneticista Lars Fehren-Schmitz da Universidade da Califórnia, Santa Cruz.
O Que São Doenças Treponêmicas?
Treponema pallidum é uma bactéria em forma espiral que atualmente existe em três subspecies intimamente relacionadas. Cada uma causa uma doença diferente: sífilis, yaws e bejel. Uma quarta doença treponêmica, pinta, é causada por Treponema carateum ou Treponema pallidum subsp. carateum. Até o momento, nenhum genoma completo do patógeno responsável pela pinta foi recuperado, o que deixa questões sobre suas relações evolutivas e classificação.
Apesar de seu material genético quase idêntico, os cientistas ainda não sabem quando ou como essas diferentes formas de doença surgiram. Enquanto restos esqueléticos às vezes podem mostrar sinais de infecção, a genética frequentemente conta uma história mais complexa. Grandes lacunas permanecem entre o que os ossos podem revelar e o que o DNA antigo pode confirmar sobre a evolução das doenças.
Uma Linhagem Perdida de um Patógeno Familiar
Neste estudo, os pesquisadores confirmaram que o DNA antigo pertencia à espécie Treponema pallidum, mas não correspondia a nenhuma das formas conhecidas que causam doenças hoje. Embora esteja intimamente relacionado às 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, da qual sabemos pouco, mas que é endêmica na América Central e do Sul e causa sintomas localizados na pele,” disse Anna-Sapfo Malaspinas da Universidade de Lausanne e chefe de grupo no SIB Instituto Suíço de Bioinformática. “Neste momento, não podemos provar isso, mas é uma pista que vale a pena investigar mais a fundo.”
Com base na análise genética, os cientistas estimam que essa cepa antiga se separou de outras linhagens de T. pallidum há cerca de 13.700 anos. Em contraste, as três subspecies modernas parecem ter divergido muito mais tarde, cerca de 6.000 anos atrás. Esses cronogramas apoiam pesquisas anteriores e destacam como os patógenos treponêmicos eram diversos no passado distante.
“As evidências genômicas atuais, juntamente com nosso genoma apresentado aqui, não resolvem o debate de longa data sobre a origem dos próprios síndromes de doenças, mas mostram que existe essa longa história evolutiva de patógenos treponêmicos que já estava se diversificando nas Américas milhares de anos antes do que se sabia anteriormente,” afirmou Elizabeth Nelson, antropóloga molecular e paleopatologista da SMU.
Um Enigma 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, elas se espalham de maneiras diferentes e podem causar sintomas muito distintos, dificultando o desenredar de seus caminhos evolutivos.
“Nossos resultados retrocedem a associação de T. pallidum com os humanos em milhares de anos, possivelmente mais de 10.000 anos atrás, no final do Pleistoceno,” disse o pesquisador Davide Bozzi da Universidade de Lausanne e SIB Instituto Suíço de Bioinformática.
A descoberta se baseia em um trabalho arqueológico e genético de longo prazo no local Tequendama 1. Estudos anteriores do arqueólogo Miguel Delgado da Universidad Nacional de La Plata na Argentina e de Fehren-Schmitz forneceram um histórico detalhado sobre o esqueleto em si.
Uma Descoberta Inesperada em um Grande Conjunto de Dados de DNA
O patógeno não foi descoberto intencionalmente no início. Os pesquisadores originalmente sequenciaram o DNA do indivíduo para estudar a história das populações humanas antigas, produzindo cerca de 1,5 bilhão de fragmentos de dados genéticos, muito mais do que é típico. Durante a triagem de rotina, as equipes da Universidade da Califórnia, Santa Cruz e da Universidade de Lausanne detectaram independentemente traços de T. pallidum e decidiram investigar em conjunto.
Embora o DNA bacteriano representasse apenas uma pequena parte do material genético total, a profundidade do sequenciamento permitiu que a equipe reconstruísse o genoma do patógeno sem usar técnicas de enriquecimento especializadas.
As doenças causadas por T. pallidum (bejel, yaws e sífilis) podem deixar marcas nos ossos, mas somente sob certas condições e não em todos os indivíduos infectados. A maioria dos genomas antigos dessa bactéria foi recuperada de dentes ou ossos que mostraram claramente sinais de doença. Neste caso, o esqueleto não apresentava evidências visíveis de infecção. Os pesquisadores amostraram a tíbia, ou osso da canela, que não é comumente utilizado para estudos de DNA antigo. O sucesso dessa abordagem sugere que mesmo ossos sem marcadores de doenças óbvios podem preservar informações genéticas valiosas.
Por Que a História de Doenças Antigas Importa Hoje
Ao aprender como as doenças infecciosas surgiram e mudaram no passado, os cientistas esperam prever melhor como podem evoluir no futuro. Esse conhecimento pode ajudar as sociedades modernas a se prepararem para potenciais ameaças à saúde.
Antes de publicar os resultados, a equipe de pesquisa compartilhou suas descobertas com as comunidades na Colômbia, reconhecendo a importância da descoberta para a história médica do país. Eles consultaram estudiosos locais, estudantes e membros da comunidade, e se envolveram com partes interessadas por meio de apresentações e entrevistas. Todos os requisitos para exportação e estudo foram cumpridos.
“Esse processo foi essencial porque as descobertas estão profundamente conectadas à história médica e cultural da Colômbia,” disse Delgado. “Engajar estudiosos, alunos e membros da comunidade Indígena e não Indígena garante que os resultados sejam comunicados e interpretados eticamente em parceria com as comunidades locais. Essa abordagem constrói confiança, apoia uma administração 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 Broomandkhoshbacht, agora na Universidade de Vermont. A equipe mais ampla incluiu Kalina Kassadjikova da Universidade da Califórnia, Santa Cruz; Jane Buikstra 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 em Bogotá, Colômbia; Gilbert Greub da Universidade de Lausanne e Hospital Universitário de Lausanne na Suíça; Nicolas Rascovan do Institut Pasteur em Paris; e David Šmajs da Universidade de Masaryk na República Tcheca.
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