Исследование древних британских микробиомов полости рта выявило изменения после Черной смерти

Вторая пандемия чумы середины XIV века, также известная как Черная смерть, унесла жизни 30–60% населения Европы и глубоко изменила ход европейской истории. Новое исследование, проведенное Пенсильванским университетом и Университетом Аделаиды, предполагает, что эта чума, потенциально вызываемая изменениями в диете и гигиене, также может быть связана со сдвигом в составе микробиома полости рта человека в сторону такого, который способствует хроническим заболеваниям в современном мире. Результаты были опубликованы в журнале Nature Microbiology.

 

«Современные микробиомы связаны с широким спектром хронических заболеваний, включая ожирение, сердечно-сосудистые заболевания и плохое психическое здоровье», — сказала Лаура Вейрих из Пенсильванского университета. «Раскрытие происхождения этих микробных сообществ может помочь в понимании и лечении этих заболеваний».

 

По словам Вейриха, считается, что изменения в питании повлияли на эволюцию микробиома полости рта с течением времени; однако лишь немногие исследования непосредственно изучали историю микробиомов полости рта человека в одной популяции.

 

Вейрих отметила, что в некоторых исследованиях микробиомы коренных народов, ведущих традиционный образ жизни, использовались в качестве показателя микробиомов доиндустриальных народов. Тем не менее, по ее словам, эта стратегия ошибочна, потому что современные неиндустриальные популяции могут не иметь микробов, которые точно отражают те, которые существовали у предков промышленно развитых народов.

 

Кроме того, она сказала: «Это исследование налагает на коренные народы ненужную ответственность и обязательства по участию в исследованиях микробиома, когда польза от этих исследований может не принести прямую пользу коренным народам».

 

Более точный и этически ответственный метод — это непосредственное исследование микробиома полости рта, сохранившегося в кальцинированных зубных бляшках, известных как зубной камень, от предков индустриальных людей, с разрешения и при сотрудничестве вымершего населения и заинтересованных сторон. В крупнейшем на сегодняшний день исследовании древних зубных камней Вейрих и ее коллеги собрали материал из зубов 235 человек, которые были похоронены в 27 археологических памятниках в Англии и Шотландии примерно с 2200 г. до н.э. по 1853 г. н.э.

 

Исследователи обработали образцы в ультрастерильной древней лаборатории ДНК, чтобы свести к минимуму загрязнение. Они идентифицировали 954 вида микробов и установили, что они относятся к двум различным сообществам бактерий: в одном доминирует род Streptococcus, который распространен в микробиомах ротовой полости современных индустриальных народов, а в другом — род Methanobrevibacter, который сейчас в значительной степени считается вымершим, у здоровых промышленно развитых людей.

 

Исследуя происхождение этих двух сообществ, команда обнаружила, что почти 11% общего разнообразия видового состава микробиома можно объяснить временными изменениями, включая появление Второй пандемии чумы. Но как Вторая пандемия чумы могла повлиять на изменения микробиома полости рта?

 

«Мы знаем, что люди, пережившие вторую пандемию чумы, получали более высокие доходы и могли позволить себе более калорийную пищу», — сказала Вейрих. «Вполне возможно, что пандемия вызвала изменения в рационе людей, которые, в свою очередь, повлияли на состав микробиома полости рта».

 

Команда использовала новый подход, чтобы выяснить, могло ли изменение в диете повлиять на появление группы Streptococcus и исчезновение группы Methanobrevibacter. Они составили список функциональных различий между бактериями двух групп, которые можно связать с диетой; например, функции, связанные с перевариванием большого или низкого количества пищевых волокон, метаболизмом углеводов и метаболизмом лактозы (сахара в молоке).

 

Исследователи обнаружили, что бактерии в группе, в которой доминируют стрептококки, обладают более функциональными характеристиками, которые в значительной степени связаны с диетой с низким содержанием клетчатки и высоким содержанием углеводов, а также с потреблением молочных продуктов — все это характеризует современные диеты. Напротив, в группе с преобладанием Methanobrevibacter отсутствовали черты, связанные с потреблением молочных продуктов и сахара, которые характеризовали рацион некоторых древних людей.

 

Далее команда определила, что группа стрептококков связана с наличием заболеваний пародонта, которые характеризуются инфекциями и воспалениями десен и костей вокруг зубов. Когда это заболевание прогрессирует, бактерии могут попасть в кровоток через ткань десен и потенциально вызвать респираторные заболевания, ревматоидный артрит, ишемическую болезнь сердца и проблемы с уровнем сахара в крови при диабете. С другой стороны, группа Methanobrevibacter была связана с наличием скелетных патологий.

 

«Наше исследование показывает, что современные микробиомы полости рта могут отражать прошлые изменения в рационе питания, вызванные Второй пандемией чумы», — сказала Вейрих. «Важно, что эта работа помогает нам лучше понять современные хронические неинфекционные заболевания».