La ricostruzione del genoma di un antico batterio patogeno rinvenuto in resti umani colombiani di 5.500 anni fa sta riscrivendo la storia evolutiva delle malattie treponemiche, quel gruppo di infezioni che include la sifilide, il framboesia e il bejel. Il sequenziamento genetico, realizzato su campioni ossei proveniati da un riparo roccioso nella regione della Sabana de Bogotá, ha permesso di identificare un ceppo di Treponema pallidum mai documentato prima, che si distaccò dalle linee evolutive conosciute circa 13.700 anni fa. La scoperta, pubblicata sulla rivista Science, estende la storia genetica nota di questo patogeno di oltre 3.000 anni e rafforza l'ipotesi che le malattie treponemiche circolassero nelle Americhe in epoche molto più remote di quanto ritenuto finora.
Il genoma ricostruito appartiene inequivocabilmente alla specie Treponema pallidum, ma non corrisponde a nessuna delle sottospecie attualmente note che causano malattie nell'uomo. Le analisi filogenetiche indicano che questo ceppo ancestrale rappresenta un lignaggio perduto, evolutivamente separatosi prima della divergenza delle tre sottospecie moderne, avvenuta approssimativamente 6.000 anni fa. "Basandoci sulle evidenze genomiche attuali, insieme al genoma che presentiamo, non risolviamo il dibattito di lunga data sull'origine geografica delle sindromi patologiche stesse, ma dimostriamo che esiste una lunga storia evolutiva dei patogeni treponemici che si stava già diversificando nelle Americhe migliaia di anni prima di quanto precedentemente noto", ha dichiarato Elizabeth Nelson, antropologa molecolare e paleopatologa della Southern Methodist University.
La peculiarità di questa ricerca risiede nella metodologia di identificazione. Il patogeno non è stato scoperto intenzionalmente: i ricercatori avevano originariamente sequenziato il DNA dell'individuo per studiare la storia delle popolazioni umane antiche, producendo circa 1,5 miliardi di frammenti di dati genetici, una quantità significativamente superiore rispetto agli standard. Durante lo screening di routine, i team dell'Università della California a Santa Cruz e dell'Università di Losanna hanno indipendentemente rilevato tracce di T. pallidum e hanno deciso di collaborare per approfondire l'analisi. Nonostante il DNA batterico costituisse solo una minuscola frazione del materiale genetico totale, la profondità del sequenziamento ha consentito la ricostruzione del genoma del patogeno senza ricorrere a tecniche specializzate di arricchimento.
Un aspetto particolarmente rilevante è che lo scheletro studiato non mostrava segni visibili di infezione ossea. Le malattie causate da T. pallidum possono lasciare tracce sulle ossa, ma solo in determinate condizioni e non in tutti gli individui infetti. La maggior parte dei genomi antichi di questo batterio sono stati recuperati da denti o ossa che mostravano chiaramente segni di malattia. In questo caso, i ricercatori hanno campionato una tibia, un osso non comunemente utilizzato per gli studi di DNA antico, dimostrando che anche ossa prive di marcatori patologici evidenti possono preservare informazioni genetiche preziose.
L'identificazione di questo lignaggio estinto solleva interrogativi affascinanti sulla natura delle malattie treponemiche nel passato. Anna-Sapfo Malaspinas, dell'Università di Losanna e leader del gruppo presso lo SIB Swiss Institute of Bioinformatics, ha suggerito una possibilità intrigante: "Una possibilità è che abbiamo scoperto una forma antica del patogeno che causa la pinta, di cui sappiamo poco, ma che è nota per essere endemica dall'America centrale al Sud America e causa sintomi localizzati alla pelle. Al momento non possiamo provare che sia così, ma è una pista che vale la pena indagare ulteriormente". La pinta è causata dal Treponema carateum o Treponema pallidum subsp. carateum, e finora non è stato recuperato alcun genoma completo del patogeno responsabile, lasciando aperte domande sulla sua classificazione e sulle sue relazioni evolutive.
Tracciare le origini delle malattie treponemiche rappresenta una sfida scientifica particolare perché i batteri sono estremamente simili a livello genetico, pur diffondendosi in modi diversi e causando sintomi molto differenti. Questa diversità fenotipica a fronte di omogeneità genetica rende difficile districare i percorsi evolutivi. Il batterio Treponema pallidum esiste oggi in tre sottospecie strettamente correlate, ciascuna responsabile di una malattia distinta: la sifilide (trasmessa principalmente per via sessuale), il framboesia (diffuso attraverso contatto cutaneo diretto nelle regioni tropicali) e il bejel (trasmesso attraverso il contatto diretto in ambienti aridi). Nonostante l'identità genetica quasi completa, gli scienziati non sanno ancora quando o come queste diverse forme patologiche siano emerse.
La scoperta si basa su un lavoro archeologico e genetico di lungo termine presso il sito di Tequendama 1, condotto dall'archeologo Miguel Delgado dell'Universidad Nacional de La Plata in Argentina e dal genetista Lars Fehren-Schmitz dell'Università della California, Santa Cruz. Quest'ultimo ha sottolineato: "I nostri risultati mostrano il potenziale unico della paleogenomica nel contribuire alla nostra comprensione dell'evoluzione delle specie e dei potenziali rischi sanitari per le comunità passate e presenti". L'approccio paleogenomico consente infatti di colmare le lacune tra ciò che le ossa possono rivelare e ciò che il DNA antico può confermare sull'evoluzione delle malattie.
Prima della pubblicazione dei risultati, il team di ricerca ha condiviso le proprie scoperte con le comunità in Colombia, riconoscendo l'importanza della scoperta per la storia medica del paese. Sono stati consultati studiosi locali, studenti e membri della comunità, e il coinvolgimento degli stakeholder è avvenuto attraverso presentazioni e interviste. Tutti i permessi necessari per l'esportazione e lo studio sono stati ottenuti. Delgado ha enfatizzato che "questo processo è stato essenziale perché i risultati sono profondamente connessi alla storia medica e culturale della Colombia. Coinvolgere studiosi, studenti e membri delle comunità indigene e non indigene garantisce che i risultati vengano comunicati e interpretati eticamente in collaborazione con le comunità locali".
Le implicazioni di questa ricerca vanno oltre la ricostruzione storica. Comprendere come le malattie infettive sono emerse e si sono modificate nel passato può aiutare gli scienziati ad anticipare meglio come potrebbero evolversi in futuro, fornendo strumenti per preparare le società moderne a potenziali minacce sanitarie. Il ricercatore Davide Bozzi dell'Università di Losanna e dello SIB Swiss Institute of Bioinformatics ha sottolineato che "i nostri risultati spingono indietro l'associazione di T. pallidum con gli esseri umani di migliaia di anni, possibilmente più di 10.000 anni fa nel tardo Pleistocene".
