Un enfoque molecular a la paleopatología: estudios genómicos de patógenos humanos antiguos

Abstract

La paleopatología es la rama de la antropología física que, a través del estudio de restos humanos esqueletizados (o momificados), procura estudiar el origen de las enfermedades y el estado de salud en las poblaciones del pasado. Según el estado de conservación de los restos y las características de las muestras, se pueden emplear herramientas distintas para realizar la diagnosis diferencial. Desde sus orígenes, ligados a la figura de Sir Marc Armand Ruffer (1896-1917), los estudios paleopatológicos se han basado en la observación de manifestaciones clínicas de las enfermedades en los restos. A lo largo del siglo XX, se desarrollaron técnicas y herramientas complementarias, como la aplicación de estudios por imágenes de la muestra, empleando técnicas radiográficas, y más recientemente a través de los análisis moleculares. Durante la última década, la aplicación de técnicas de Next Generation Sequencing (NGS) en las investigaciones sobre el ADN antiguo ha permitido realizar estudios paleogenómicos de patógenos antiguos. Estos datos abren las puertas a investigaciones más detalladas de la historia evolutiva de los patógenos. En el presente trabajo se plantea resumir la historia y las aportaciones del estudio del ADN de patógenos antiguos en el campo de la paleopatología, a partir de sus primeros pasos hasta los últimos avances, incluyendo investigaciones genómicas y metagenómicas. Con la obtención de datos moleculares, es posible identificar la presencia de enfermedades infecciosas incluso en los casos que no presentan signos de reacción en los huesos o de infecciones inespecíficas que complican el cuadro del diagnóstico diferencial.

Paleopathology is a branch of physical anthropology whose main aim is the study of health and disease in past populations. Analyses can be based both on human skeletal and mummified remains. Differential diagnosis to estimate the presence of a pathological condition is often influenced by factors such as the preservation of the remains and the sample origin. During the years, many tools have been developed to better harness information available through the study of bones.Since its early stages with Sir Marc Armand Ruffer (1896-1917), paleopathological investigations have focused on the observation of clinical manifestation of disease that are visible on bones. During the 20th century, anthropologists have made use of a great variety of complementary tools, such as radiography, digital imaging, histology, and most recently molecular analysis. During the last decade, the application of Next Generation Sequencing techniques to ancient DNA (aDNA) has permitted the reconstruction of ancient pathogens at the genomic level. Through these data, the deep evolution of pathogens can be studied at unprecedented detail. In this paper, we present a summary of the contributions given by aDNA studies in the field of paleopathology. We will explore the early literature that created the foundation for the field and will explore in detail recent work that incorporates metagenomic and genomic analysis. Thanks to molecular data, it is possible to estimate the presence of a pathogen even in unexpected cases, such as when bone reaction is not evident or when ambiguous gross pathology complicates a differential diagnosis.