Мумиите ни говорят чрез древни бактерии

Запазените бактерии на мумията могат да ни кажат много за еволюцията на патогените и антибиотичната резистентност.

Има толкова много начини да си направите мумия.

Чинчоро от чилийската пустиня Атакама всъщност бяха първите, които изкуствено мумифицират своите починали. Предхождайки египтяните до 2000 години, те използвали изсушена глина, тръстика и сушене на открито, за да запазят своите близки непокътнати. Древните египтяни извличали повечето органи на тялото, обработвали ги химически, поставяли ги в буркани или обратно в тялото, след това дехидратирали и балсамирали трупа и го увивали в стотици ярди ленти. Мумифицирането може дори да се случи естествено в условия на силен студ или топлина, съчетано с изключителна сухота или когато едно тяло е потопено в торф в някое от многото блата на северозападна Европа.

Но всеки метод за мумифициране има едно общо: бактериите, които насърчават разграждането на органи и плът, се възпрепятстват да правят течна храна от мъртвите.

За щастие за нас, мумифицирането също често запазва бактериите, които биха погълнали тяло отвътре - онези микробни гости, които живеят в червата ни и играят такава основна роля за запазването на здравето ни, докато живеем. Днес, въоръжени с мощни нови средства за генетично секвениране, учените изучават ДНК на тези мумии микроби, за да разберат как са се развили микробиома на червата, болестта на човека и антибиотичната резистентност.

Египетските и чинчоровите мумии не са чудесни за този вид изследвания, тъй като и двете култури унищожават мъртвите си, преди да ги запазят. Но инките, които мумифицирали мъртвите естествено във високите и сухи планини на Андите, често оставяли вътрешностите непокътнати. Естественото мумифициране се случва, когато съдържанието на вода в тялото падне под критичен праг - от 75–80% до 20–27% - което обезсолява плътта, спирайки растежа на бактериите. Медичите в Италия също мумифицират благородството си по естествен път, като първо „капят“ течности от телата си и след това ги поставят на сухи места. По същия начин те оставили органите на благородниците недокоснати.

Това, което намериха, беше забележително. Висока концентрация на гени, свързани с резистентност към съвременните антибиотици - въпреки че тези антибиотици са разработени само през последните 100 години.

Много мумии на инките са загубени, когато са били преместени от оригиналните си места за погребение от испански колониали, но някои от тях са кацнали в музеи в Латинска Америка и Европа. Тройка мумии от планините на Андите близо до Куско, Перу, някога седалище на империята на Инките, се оказа особено разкриваща за изследователите на микробиомите. Една от трите мумии, андска жена, за която се смята, че е живяла на възраст около 22 години известно време между 980 и 1170 г. сл. Хр., Е пренесена в Италия от Южна Америка през втората половина на 19 век и сега живее в Музея на антропологията и Етнология на Университета във Флоренция, Италия. Микробиологът Раул Кано и колегите му от САЩ, Италия и Пуерто Рико наскоро решиха да разгледат по-отблизо бактериите й в червата. Те извличали ДНК от вътрешните й органи, дебелото черво и фосилизираните палеофецеси - в основата на непокътнати парчета от древен кок.

Това, което намериха, беше забележително. Висока концентрация на гени, свързани с резистентност към съвременните антибиотици - въпреки че тези антибиотици са разработени само през последните 100 години. Откритието има смисъл, тъй като много съвременни антибиотици са получени от съединения, които се произвеждат естествено от почвените бактерии. В надпреварата с оръжия на бактериалния свят способността да се защитава срещу биологичните оръжия на друг вид внушава конкурентно предимство, което прави по-вероятно видовете да оцелеят.

В човешкия свят изследването на видовете и разпространението на гените за резистентност на антибиотици в тези мумифицирани микроби сега дава възможност на учените да започнат да определят как са се развили определени антибиотични резистентности. „Гледането на мумиите ще ни даде представа какво е фоновият шум и какво всъщност е причинено от прекомерната употреба на антибиотици в храните за животни и селското стопанство“, каза Кано. Отговорите биха могли да доведат до нови лекарства за борба с днешните резистентни на антибиотици микроби и болестите, които причиняват.

Андийска мумия. Кредит: Жозе-Мануел Бенито Алварес)

За да се чете по-добре на фоновия шум, Кано и неговите колеги сравняват антибиотичната резистентност в различни култури и времеви периоди. И трите андийски мумии, включително мъж и жена от XIV-XV в. Сл. Хр., Бяха сравнени срещу пет мумии на италианското благородство от периода Медичи, както и срещу съвременните хора, живеещи в тропическите гори на Амазонка и съвременните италианци. Андийската мумия и съвременните амазонски черва имат много по-големи пропорции на определени гени за антибиотична резистентност спрямо италианската черва на мумията от благородство: β-лактамази, многолекарни преносители и резистентност към тетрациклиновите гени. Кано казва, че откриването изглежда подкрепя хипотезата, че по-голямото излагане на естествената среда и диетите с високо замърсени почви култури може да доведе до по-висок дял на резистентни на антибиотици гени, като се има предвид, че почвата е там, откъдето идват повечето антибиотици. , Съвременните европейци все още са имали най-високия дял на антибиотичните резистентни гени - вероятно поради прекомерна употреба на антибиотици в съвременната медицина и фабричното земеделие.

Кано, който наскоро напусна Калифорнийския държавен университет в Политехника, за да влезе като главен научен директор на Биоколектив, биотехнологична компания, смята, че прекомерната употреба на антибиотици може да бъде свързана с хронични заболявания при хората, включително невродегенеративни заболявания. Той очаква, че бъдещите изследвания на микробиомите за мама ще ни дадат по-добра картина как изглеждаше здравият микробиом преди ерата на антибиотиците, което може да помогне на компанията да проектира по-добри пробиотици за лечение на такива хронични заболявания.

Междувременно друга известна мумия наскоро предостави допълнителна информация за еволюцията на съвременната болест и антибиотичната резистентност. Отци тиролският леденец, починал в италианските Алпи и е бил запазен в планински лед над пет хиляди години, е открит през 1991 г. Смятало се е, че е живял през късния неолит, между 3350–3100 г. пр. Н. Е. Той е бил много добре запазен, когато констатирано: дори очните му ябълки и дермата са непокътнати. Наред с други открития, италиански и ирландски изследователи идентифицират Heliobacter pylori в червата на Otzi. H pylori е човешки патоген, свързан със стомашни язви и стомашен карцином, като най-много наподобява щам, открит в Южна и Централна Азия.

Генетичните различия между ДНК на H. Pylori на Otzi и съвременните щамове подсказват на учените, че днешният Heliobacter е бил подложен на „значително” селективно налягане, вероятно поради съвременната употреба на антибиотици. Бактериите се развиват под атака, така че днешната H. pylori може да се е приспособила да преживее блиц от насочени антибиотици, които не са съществували по времето на Otzi.

Независимо от лечението и селективния натиск, изглежда, че много съвременни заболявания съществуват от известно време: 22-годишната мама на Инкан показа данни за Clostridium difficile, което причинява едноименна инфекция, както и много видове човешки вирус на папилома. или херпес - подсказващ древен произход и голяма сила за тези често срещани болести. Учените откриха и доказателства, че болестта на Чагас - тропична паразитна болест, причинена от протиста Trypanosoma cruzi - може би е убила жената на Инкан, подкрепяйки предишни открития, че Chagas е съществувал в Латинска Америка преди испанската колонизация. Днес Чагас е основен убиец в Латинска Америка.

Докато продължаваме да изучаваме нашите съвременни микробиоми и да дразнеме повече информация от древните версии, пренасяни от нашите мумифицирани предци, ние сме длъжни да разберем повече за това как се е развила сложната ни връзка с нашите микроби. Може би древните щяха да се гордеят да разберат, че ерудицията на проклятието на мумията всъщност може да се окаже преоблечена в маскировка.

I Contain Multitudes е многочастична видео поредица, посветена на изследването на прекрасния, скрит свят на микробиомата.