"Il batterio responsabile della scarlattina non è stato introdotto nel continente americano dagli europei": a rivelarlo il dente di una mummia boliviana del 1300

BOLZANO. Non furono gli europei a introdurre nel continente americano il batterio responsabile della scarlattina: un gruppo di ricerca guidato da Eurac Research ha infatti individuato il batterio Streptococcus pyogenes in una mummia boliviana del periodo precolombiano e ha ricostruito per la prima volta il genoma di questo agente patogeno risalente a diversi secoli fa.

I ricercatori hanno caratterizzato geneticamente la presenza dell’agente patogeno mentre esaminavano un dente proveniente da un cranio mummificato naturalmente, conservato al Museo nazionale di archeologia di La Paz.

Utilizzando un metodo che assembla genomi precedentemente sconosciuti a partire da numerosi brevi frammenti di Dna, hanno ricostruito un genoma antico quasi completo di Streptococcus pyogenes.

Il genoma ricostruito presenta evidenti somiglianze con i ceppi moderni di questo batterio diffuso in tutto il mondo e in grado di provocare una vasta gamma di malattie: dalle innocue faringiti fino alla sindrome da shock tossico, potenzialmente letale. Nonostante la grande rilevanza medica dell’agente patogeno - la scarlattina è stata storicamente una delle cause di morte più frequenti tra i bambini - si sa ancora poco sulla sua storia evolutiva. Questo risultato dimostra che il batterio circolava già tra le popolazioni indigene del Sudamerica prima della colonizzazione europea: il giovane a cui appartiene il dente era vissuto tra il 1283 e il 1383. Lo studio è stato possibile grazie a un accordo di cooperazione tra Eurac Research e il Ministero della cultura boliviano ed è stato pubblicato su Nature Communications.

"Non stavamo cercando specificatamente questo agente patogeno", sottolinea Frank Maixner, direttore dell’Istituto per lo studio delle mummie di Eurac Research: "Quando effettuiamo analisi genetiche sulle mummie, utilizziamo un approccio esteso, analizzando non solo il materiale genetico umano ma anche quello dei numerosi microrganismi presenti nei resti umani".

Tra le tracce di Dna batterico rinvenute nel dente, i ricercatori hanno riscontrato frequentemente Streptococcus pyogenes. Poiché questo patogeno è ancora oggi di notevole rilevanza medica - con un aumento dei casi di scarlattina a livello globale - il team ha analizzato questo materiale genetico in modo più approfondito.

Per ricostruire il genoma risalente a diverse centinaia di anni fa, i ricercatori hanno utilizzato l’assemblaggio de novo, un metodo consolidato della moderna ricerca genomica che l’Istituto per lo studio delle mummie ha ulteriormente sviluppato specificatamente per il Dna antico altamente frammentato. Questo metodo consente di ricostruire un genoma a partire da numerosi frammenti di Dna senza un genoma di riferimento come modello.

"Si può paragonarlo alla ricostruzione di un puzzle senza conoscerne l’immagine sulla scatola", spiega il microbiologo Mohamed Sarhan di Eurac Research, co-primo autore dell’articolo insieme al biochimico boliviano Guido Valverde. “Per la ricostruzione di genomi antichi questo metodo presenta un grande vantaggio: non siamo influenzati dai riferimenti odierni – lavoriamo senza preconcetti. In questo modo possiamo scoprire cose davvero nuove e individuare anche varianti genetiche che oggi potrebbero non esistere più, ad esempio ceppi batterici estinti”. Per il settore della ricerca, questa possibilità rappresenta “l’inizio di una nuova era”, aggiunge Maixner.

Considerata la sua età, il Dna del batterio era relativamente ben conservato, cosa che i ricercatori attribuiscono alle condizioni di aridità e freddo dell’altopiano boliviano: questo clima ha favorito anche la mummificazione naturale del cranio. La datazione al radiocarbonio lo colloca nel periodo intermedio recente (1100-1450 aC) e, secondo le analisi genetiche, apparterrebbe a un giovane di origine indigena. Come molte mummie del museo, è probabilmente stato trovato in una delle tipiche torri funerarie dell’altopiano boliviano, le chullpas.

“Il buono stato di conservazione del Dna ci ha permesso di ricostruire un genoma quasi completo, fornendoci molte informazioni”, spiega Valverde. “Dimostra, ad esempio, che il batterio era già in grado di causare malattie: l’antico ceppo possedeva infatti molti, anche se non tutti, geni patogeni dei moderni ceppi di Streptococcus pyogenes”. Il batterio era particolarmente simile ai ceppi odierni, che causano soprattutto infezioni della gola.

In una ricerca mirata in altre banche dati di Dna antico accessibili al pubblico, i ricercatori hanno individuato lo Streptococcus pyogenes in 35 campioni provenienti da individui vissuti in Europa circa 4.000 anni fa e una specie di Streptococcus strettamente correlata in resti di gorilla africani risalenti a 200 anni fa, dimostrando che il patogeno era già presente in campioni antichi ma era stato ignorato per anni.

Le analisi genetiche dei ricercatori indicano inoltre che le linee evolutive della maggior parte dei ceppi odierni di Streptococcus pyogenes si sono ramificate circa 5.000 anni fa, in un’epoca in cui gli esseri umani stavano diventando sempre più sedentari e vivevano a stretto contatto. Ciò potrebbe aver favorito la propagazione e la diversificazione dell’agente patogeno, che si diffonde principalmente attraverso infezioni da goccioline e per contatto.