Возбудитель скарлатины циркулировал в доколумбовой Америке

Стрептококк серологической группы A, вызывающий, в частности, фарингит и скарлатину, циркулировал в американских популяциях еще до того, как в Новый Свет прибыли Христофор Колумб и его последователи. ДНК патогенных бактерий исследователи обнаружили в зубе мужчины, который жил на территории современной Боливии в XIII–XIV веках нашей эры. Об этом ученые пишут в статье, которая опубликована в журнале Nature Communications.

Еще не так давно исследователи могли узнать о болезнях далекого прошлого главным образом в тех случаях, когда инфекции успевали оставить заметные изменения на костях древних людей. Однако даже тогда часто очень сложно определить, от какого конкретного заболевания страдал человек, так как нередко кость реагирует на разные инфекции очень похоже. Вместе с тем в последние годы ученые все чаще прибегают к современным молекулярным методам, которые позволяют выявить возбудителей болезней в костях и зубах даже тогда, когда речь идет об острых инфекциях, которые могут никак не отражаться на костях.

Например, появилось множество научных работ, которые постепенно проясняют картину о том, как древние популяции сталкивались с чумной палочкой (Yersinia pestis). Как выяснилось, люди из разных регионов страдали от нее как минимум на протяжении последних пяти тысяч лет на территории современных Германии и Франции, Прибалтики и Скандинавии, а также в Сибири. Периодически появляются сведения и о других возбудителях болезней, с которыми сталкивались древние люди. На этот раз результатами такого исследования поделились ученые из Великобритании, Германии и Италии во главе с Франком Майкснером (Frank Maixner) из Института исследований мумий «Eurac Research», который находится в Больцано.

Ученые сконцентрировали свое внимание на мумифицированных останках мужчины примерно 18–25 лет, которые хранятся в Национальном археологическом музее в Ла-Пасе (Боливия). Радиоуглеродный анализ показал, что этот человек жил в Андском регионе около 1283–1383 годах нашей эры, то есть до начала эпохи Великих географических открытий. Помимо того, что исследователи проанализировали изотопный состав азота и стронция в его эмали, который указал на то, что его диета состояла главным образом из растений с С4-фотосинтезом (то есть, скорее всего, из кукурузы) и небольшого количества мяса или морепродуктов, они отправили образец зуба на генетический анализ.

В результате палеогенетики извлекли из зуба человеческую митохондриальную ДНК, которая подтвердила, что останки принадлежали коренному американцу. Кроме того, молекулярный анализ указал на мужской пол этого человека. Однако наибольший интерес представлял результат метагеномного анализа, в ходе которого ученые выявили внутри зуба фрагменты ДНК разных бактерий, в том числе столбнячной палочки (Clostridium tetani), Clostridium botulinum — возбудителя ботулизма, а также пиогенного стрептококка (Streptococcus pyogenes).

Основное внимание авторы статьи уделили именно пиогенному стрептококку, ДНК которого, по словам ученых, впервые обнаружили в древних останках. К тому же останки происходили из Южной Америки, и существовала гипотеза о том, что эта бактерия могла попасть в Новый Свет всего несколько столетий назад — после открытия Христофора Колумба и колонизации обеих Америк. Исследователи de novo собрали геном выявленного стрептококка и определили, что он относился к штаммам из серологической группы А, которые выступают возбудителями скарлатины, ангины, хронического тонзиллита, фарингита и других болезней.

Филогенетический анализ показал, что последовательность ДНК бактерии из Южной Америки принадлежала к базальной линии по отношению к известным современным штаммам, которая отделилась от общего дерева S. pyogenes приблизительно 10 тысяч лет назад. Тем не менее штамм, который выявили у древнего мужчины, уже обладал основным набором факторов вирулентности, известным по современным бактериям, а также устойчивостью к антибиотикам. При этом у него, похоже, отсутствовали обладающие свойствами суперантигенов пирогенные экзотоксины, которые вызывают чрезмерный иммунный ответ и, например, играют важную роль в генезисе скарлатины или синдрома токсического шока.

Задолго до прибытия европейцев жители Америки, по всей видимости, страдали и от трепонематозов. По крайней мере, об этом говорят исследования последних лет, в ходе которых ученые выявили ДНК бледных трепонем в древних останках (раз, два), а также нашли признаки заболеваний на костях доисторических людей.