Cientistas reconstroem genomas antigos dos dois parasitas mais mortais da malária, Plasmodium vivax e Plasmodium falciparum
Num novo estudo, uma equipa internacional de investigadores liderada pelo Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva em Leipzig, Alemanha, reconstruiu a história evolutiva e a propagação global da malária ao longo dos últimos 5.500 anos, identificando o comércio, a guerra e o colonialismo como os principais catalisadores da malária. sua dispersão.
A malária, uma das doenças infecciosas mais mortais do mundo, é causada por diversas espécies de parasitas unicelulares que são transmitidos através da picada de pessoas infectadas. Anófeles mosquitos. Apesar dos grandes esforços de controlo e erradicação, quase metade da população mundial ainda vive em regiões onde corre o risco de contrair malária, e a Organização Mundial de Saúde estima que a malária causa quase 250 milhões de infecções e mais de 600.000 mortes todos os anos.
Para além deste enorme impacto moderno, a malária moldou fortemente a nossa história evolutiva humana. -Embora hoje seja em grande parte uma doença tropical, há apenas um século a distribuição do patógeno cobria metade da superfície terrestre do mundo, incluindo partes do norte dos EUA, sul do Canadá, Escandinávia e Sibéria,- diz a autora principal Megan Michel, pesquisadora de doutorado no Max Planck-Harvard Research Center Archaeoscience of the Ancient Mediterranean, uma colaboração de pesquisa entre o Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva e a Iniciativa para a Ciência do Passado Humano da Universidade de Harvard. -O legado da malária está escrito nos nossos próprios genomas: pensa-se que variantes genéticas responsáveis por doenças sanguíneas devastadoras, como a doença falciforme, persistem nas populações humanas porque conferem resistência parcial à infecção pela malária.-
Apesar deste impacto evolutivo as origens e propagação das duas espécies mais mortais de parasitas da malária Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax, permanecem envoltos em mistério. As infecções por malária não deixam vestígios visíveis nos restos de esqueletos humanos e as escassas referências em textos históricos podem ser difíceis de decifrar. No entanto, avanços recentes no campo do ADN antigo revelaram que os dentes humanos podem preservar vestígios de agentes patogénicos presentes no sangue de uma pessoa no momento da morte, proporcionando uma oportunidade para estudar doenças que normalmente são invisíveis no registo arqueológico.
Para explorar a enigmática história da malária, uma equipa internacional de investigadores representando 80 instituições e 21 países reconstruiu antigas Plasmódio dados do genoma de 36 indivíduos infectados com malária, abrangendo 5.500 anos de história humana em cinco continentes. Estes casos antigos de malária proporcionam uma oportunidade sem precedentes para reconstruir a propagação mundial da malária e o seu impacto histórico às escalas global, regional e até individual.
Seguindo migalhas biomoleculares nas Américas
A malária é hoje endémica nas regiões tropicais das Américas e os cientistas debatem há muito tempo se P. vivax, uma espécie de malária adaptada para sobreviver em climas temperados, pode ter chegado através do Estreito de Bering com o povoamento do continente ou viajado na sequência da colonização europeia. Para acompanhar a viagem do parasita até às Américas, a equipa analisou ADN antigo de um indivíduo infectado com malária da Laguna de los Cóndores, um local de grande altitude situado nas remotas florestas nubladas do leste dos Andes peruanos.
A análise genômica revelou notável semelhança entre a Laguna de los Cóndores P. vivax tensão e antigo europeu P. vivax, sugerindo fortemente que os colonizadores europeus espalharam esta espécie para as Américas aproximadamente no primeiro século após o contato. -Amplificadas pelos efeitos da guerra, da escravização e do deslocamento populacional, as doenças infecciosas, incluindo a malária, devastaram os povos indígenas das Américas durante o período colonial, com taxas de mortalidade de até 90% em alguns lugares-, diz a coautora Evelyn Guevara, pesquisadora pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Helsinque e no Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva.
Notavelmente, a equipe também descobriu ligações genéticas entre a cepa Laguna de los Cóndores e a cepa peruana moderna. P. vivax populações 400 a 500 anos depois. -Além de mostrar que a malária se espalhou rapidamente para uma região que hoje é relativamente remota, nossos dados sugerem que o patógeno prosperou ali, estabelecendo um foco endêmico e dando origem a parasitas que ainda hoje infectam pessoas no Peru,- diz o coautor. Eirini Skourtanioti, pesquisadora de pós-doutorado no Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva e no Centro de Pesquisa Max Planck-Harvard em Arqueociência do Antigo Mediterrâneo.
Malária em marcha na Europa
Embora o papel do colonialismo na propagação da malária seja evidente nas Américas, a equipa descobriu actividades militares que moldaram a propagação regional da malária no outro lado do Atlântico. O cemitério da catedral gótica de St. Rombout em Mechelen, Bélgica, estava localizado ao lado do primeiro hospital militar permanente (1567-1715 dC) no início da Europa moderna. DNA antigo humano e de patógenos identificou casos locais de P. vivax entre a população em geral enterrada antes da construção do hospital militar, enquanto os indivíduos enterrados após a sua construção incluíram casos do mais virulento P. falciparum malária. -O mais interessante é que observamos mais casos de malária em indivíduos do sexo masculino não locais, do período do hospital militar,- explica a coautora Federica Pierini, pesquisadora de pós-doutorado no Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva. -Também identificamos vários indivíduos infectados com P. falciparumuma espécie que prosperou em climas mediterrâneos antes da erradicação, mas não era considerada endêmica ao norte dos Alpes durante este período.-
Estes casos virulentos foram encontrados em indivíduos do sexo masculino não locais, de diversas origens mediterrânicas, que provavelmente eram soldados recrutados no norte de Itália, Espanha e outras regiões mediterrânicas para lutar no Exército Habsburgo da Flandres durante a Guerra dos 80 Anos. -Descobrimos que os movimentos de tropas em grande escala desempenharam um papel importante na propagação da malária durante este período, semelhante aos casos da chamada malária aeroportuária na Europa temperada de hoje,- explica Alexander Herbig, Líder do Grupo de Patogenómica Computacional no Max Instituto Planck de Antropologia Evolutiva. -No nosso mundo globalizado, os viajantes infectados transportam Plasmódio parasitas de volta às regiões onde a malária está agora erradicada, e os mosquitos capazes de transmitir estes parasitas podem até levar a casos de transmissão local contínua. Embora o panorama da infecção por malária na Europa seja radicalmente diferente hoje do que era há 500 anos, vemos paralelos nas formas como a mobilidade humana molda o risco de malária.-
Comércio do Himalaia e uma surpreendente infecção em grandes altitudes
Do outro lado do mundo, a equipe identificou inesperadamente o primeiro caso conhecido de P. falciparum malária no alto Himalaia de Chokhopani (cerca de 800 aC), localizado ao longo do vale do rio Kali Gandaki, no distrito de Mustang, no Nepal. A 2.800 metros acima do nível do mar, o local fica muito fora da área de habitat do parasita da malária e do Anófeles mosquito. -A região ao redor de Chokhopani é fria e bastante seca,- disse a coautora Christina Warinner, professora associada de antropologia na Universidade de Harvard e líder de grupo no Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva. -Nem o parasita nem os mosquitos capazes de transmitir a malária conseguem sobreviver nesta altitude. Para nós, isto levantou uma questão fundamental: como é que o indivíduo Chokhopani adquiriu a infecção por malária que pode ter levado à sua morte?-
A análise genética humana revelou que o indivíduo infectado era um homem local com adaptações genéticas para a vida em grandes altitudes. No entanto, evidências arqueológicas em Chokhopani e outros locais próximos sugerem que estas populações do Himalaia estavam ativamente envolvidas no comércio de longa distância. -Hoje consideramos essas regiões remotas e inacessíveis, mas na verdade o vale do rio Kali Gandaki serviu como uma espécie de rodovia trans-Himalaia conectando as pessoas do planalto tibetano ao subcontinente indiano,- diz o coautor Mark Aldenderfer, ilustre professor Emérito da Universidade da Califórnia, Merced, cujas escavações na região revelaram suas conexões comerciais de longa distância. -Artefatos de cobre recuperados das câmaras funerárias de Chokhopani provam que os antigos habitantes de Mustang faziam parte de redes de intercâmbio maiores que incluíam o norte da Índia e não é preciso viajar muito longe para chegar às regiões baixas e mal drenadas do Nepal e Indiano Terai, onde a malária é hoje endémica.- A equipa acredita que o homem provavelmente viajou para uma região de baixa altitude onde a malária é endémica, possivelmente para comércio ou outros fins, antes de regressar ou ser trazido de volta para Chokhopani, onde mais tarde foi enterrado. Os detalhes íntimos revelados pelo ADN antigo dão pistas sobre as inúmeras formas como doenças infecciosas como a malária se espalharam no passado, dando origem ao nosso atual panorama de doenças.
Passado e futuro de uma doença dinâmica
Hoje, a experiência humana da malária encontra-se numa encruzilhada. Graças aos avanços no controlo dos mosquitos e às campanhas concertadas de saúde pública, as mortes por malária atingiram o nível mais baixo de sempre na década de 2010. No entanto, a emergência de parasitas resistentes aos medicamentos antimaláricos e de vectores resistentes aos insecticidas ameaça inverter décadas de progresso, enquanto as alterações climáticas e a destruição ambiental estão a tornar novas regiões vulneráveis às espécies de vectores da malária. A equipe espera que o DNA antigo possa fornecer uma ferramenta adicional para compreender e até mesmo combater esta ameaça à saúde pública.
-Pela primeira vez, somos capazes de explorar a antiga diversidade de parasitas de regiões como a Europa, onde a malária está agora erradicada,- diz o autor sénior Johannes Krause, Diretor de Arqueogenética do Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva. -Vemos como a mobilidade e o deslocamento populacional espalharam a malária no passado, tal como a globalização moderna torna hoje os países e regiões livres da malária vulneráveis à reintrodução. Esperamos que o estudo de doenças antigas como a malária forneça uma nova janela para a compreensão destes organismos que continuam a moldar o mundo em que vivemos hoje.-
