Έχετε ποτέ αναρωτηθεί τι βρίσκεται μέσα στην οδοντική σας πλάκα; Μάλλον όχι, αλλά άνθρωποι σαν εμένα το έχουν κάνει. Είμαι αρχαιολόγος γενετίστρια στο Κέντρο Εξελικτικής Ιατρικής του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης και μελετώ την προέλευση και την εξέλιξη της ανθρώπινης υγείας και των ασθενειών διεξάγοντας γενετική έρευνα στα σκελετοποιημένα και μουμιοποιημένα λείψανα των αρχαίων ανθρώπων. Και μέσω αυτής της δουλειάς, ελπίζω να κατανοήσω καλύτερα τις εξελικτικές αδυναμίες του σώματός μας, ώστε να μπορέσουμε να βελτιώσουμε και να διαχειριστούμε καλύτερα την υγεία μας στο μέλλον.
Have you ever wondered what is inside your dental plaque? Probably not, but people like me do. I'm an archeological geneticist at the Center for Evolutionary Medicine at the University of Zurich, and I study the origins and evolution of human health and disease by conducting genetic research on the skeletal and mummified remains of ancient humans. And through this work, I hope to better understand the evolutionary vulnerabilities of our bodies, so that we can improve and better manage our health in the future.
Υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι να προσεγγίσουμε την εξελικτική ιατρική, και ένας από αυτούς είναι να απομονώσουμε ανθρώπινο DNA από αρχαία οστά. Και από αυτό, μπορούμε να ανακατασκευάσουμε το ανθρώπινο γονιδίωμα σε διαφορετικές χρονικές περιόδους και να ψάξουμε για αλλαγές που μπορεί να σχετίζονται με την προσαρμογή, τους παράγοντες κινδύνου και τις κληρονομικές ασθένειες. Αλλά αυτό είναι μόνο το ήμισυ της ιστορίας.
There are different ways to approach evolutionary medicine, and one way is to extract human DNA from ancient bones. And from these extracts, we can reconstruct the human genome at different points in time and look for changes that might be related to adaptations, risk factors and inherited diseases. But this is only one half of the story.
Οι πιο σημαντικές προκλήσεις σχετικά με την υγεία σήμερα δεν προκαλούνται από απλές μεταλλάξεις στο γονιδίωμά μας, αλλά είναι αποτέλεσμα της πολύπλοκης και δυναμικής αλληλεπίδρασης ανάμεσα στη γενετική διαφοροποίηση, τη διατροφή, τα μικρόβια και τα παράσιτα και την αντίδραση του ανοσοποιητικού μας συστήματος. Όλες αυτές οι ασθένειες έχουν ένα ισχυρό εξελικτικό στοιχείο που σχετίζεται απευθείας με το γεγονός ότι σήμερα ζούμε σε ένα πολύ διαφορετικό περιβάλλον από αυτό στο οποίο εξελίχθηκε το σώμα μας. Και για να κατανοήσουμε αυτές τις ασθένειες, πρέπει να προσπεράσουμε μελέτες που περιορίζονται στο ανθρώπινο γονιδίωμα και να εστιάσουμε σε μια πιο ολιστική προσέγγιση της ανθρώπινης υγείας στο παρελθόν.
The most important health challenges today are not caused by simple mutations in our genome, but rather result from a complex and dynamic interplay between genetic variation, diet, microbes and parasites and our immune response. All of these diseases have a strong evolutionary component that directly relates to the fact that we live today in a very different environment than the ones in which our bodies evolved. And in order to understand these diseases, we need to move past studies of the human genome alone and towards a more holistic approach to human health in the past.
Αλλά αυτό παρουσιάζει πολλές προκλήσεις. Και πρώτα απ' όλα, τι είναι αυτό που μελετάμε; Οι σκελετοί είναι πανταχού παρόντες· μπορούμε να τους βρούμε παντού. Αλλά βέβαια, όλος ο μαλακός ιστός έχει αποσυντεθεί και ο σκελετός από μόνος του μας δίνει περιορισμένες πληροφορίες για την υγεία. Οι μούμιες αποτελούν μια εξαιρετική πηγή πληροφοριών, αλλά βρίσκονται σε γεωγραφικά περιορισμένο χώρο και περιορισμένη χρονική περίοδο. Οι κοπρόλιθοι είναι απολιθωμένα ανθρώπινα κόπρανα, και είναι εξαιρετικά ενδιαφέροντες. Μπορείς να μάθεις πολλά για την αρχαία διατροφή και τις εντερικές ασθένειες, αλλά είναι πολύ σπάνιοι.
But there are a lot of challenges for this. And first of all, what do we even study? Skeletons are ubiquitous; they're found all over the place. But of course, all of the soft tissue has decomposed, and the skeleton itself has limited health information. Mummies are a great source of information, except that they're really geographically limited and limited in time as well. Coprolites are fossilized human feces, and they're actually extremely interesting. You can learn a lot about ancient diet and intestinal disease, but they are very rare.
(Γέλια)
(Laughter)
Για να αντιμετωπίσω αυτό το πρόβλημα, συγκέντρωσα μια ομάδα διεθνών ερευνητών στην Ελβετία, τη Δανία και το Ηνωμένο Βασίλειο για να μελετήσουμε ένα ελάχιστα μελετημένο και σχεδόν άγνωστο υλικό που βρίσκεται σε όλους τους ανθρώπους παντού. Είναι ένα είδος απολιθωμένης οδοντικής πλάκας που επίσημα ονομάζεται dental calculus. Πολλοί θα την ξέρετε απλά με τον όρο «πέτρα». Είναι αυτό που ο οδοντίατρος καθαρίζει από τα δόντια σας κάθε φορά που τον επισκέπτεστε. Και σε μια συνηθισμένη επίσκεψη στον οδοντίατρο, σας αφαιρούνται περίπου 15 ως 30 μιλιγκράμ. Αλλά στην αρχαιότητα, πριν το βούρτσισμα των δοντιών, μπορεί να είχαν μαζευτεί μέχρι και 600 μιλιγκράμ στα δόντια στη διάρκεια μιας ολόκληρης ζωής.
So to address this problem, I put together a team of international researchers in Switzerland, Denmark and the U.K. to study a very poorly studied, little known material that's found on people everywhere. It's a type of fossilized dental plaque that is called officially dental calculus. Many of you may know it by the term tartar. It's what the dentist cleans off your teeth every time that you go in for a visit. And in a typical dentistry visit, you may have about 15 to 30 milligrams removed. But in ancient times before tooth brushing, up to 600 milligrams might have built up on the teeth over a lifetime.
Και αυτό που είναι πραγματικά σημαντικό σχετικά με την οδοντική πλάκα είναι ότι απολιθώνεται ακριβώς σαν τον υπόλοιπο σκελετό, τη βρίσκουμε σε μεγάλη ποσότητα στο παρελθόν και είναι διαθέσιμη σε όλον τον κόσμο. Τη βρίσκουμε σε κάθε πληθυσμό σε όλον τον κόσμο και σε όλες τις χρονικές περιόδους πηγαίνοντας πίσω δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Τη βρίσκουμε ακόμα σε ευρήματα από την εποχή του Νεάντερταλ και σε ζώα.
And what's really important about dental calculus is that it fossilizes just like the rest of the skeleton, it's abundant in quantity before the present day and it's ubiquitous worldwide. We find it in every population around the world at all time periods going back tens of thousands of years. And we even find it in neanderthals and animals.
Κι έτσι παλαιότερες έρευνες είχαν επικεντρωθεί μόνο στη μικροσκοπία. Εξέταζαν την οδοντική πλάκα κάτω από ένα μικροσκόπιο, και έβρισκαν πράγματα όπως γύρη και άμυλο από φυτά, και μυϊκά κύτταρα από κρέας ζώων και βακτήρια. Αυτό που ήθελε να κάνει η ομάδα των ερευνητών μου, αυτό που θέλαμε να κάνουμε, είναι, για παράδειγμα, να μπορούμε να εφαρμόσουμε γενετική και πρωτεομική τεχνολογία για να εξετάσουμε το DNA και τις πρωτεΐνες, και από αυτό να μπορούμε να επιτύχουμε καλύτερη ταξινομική ανάλυση για να καταλάβουμε τι συμβαίνει.
And so previous studies had only focused on microscopy. They'd looked at dental calculus under a microscope, and what they had found was things like pollen and plant starches, and they'd found muscle cells from animal meats and bacteria. And so what my team of researchers, what we wanted to do, is say, can we apply genetic and proteomic technology to go after DNA and proteins, and from this can we get better taxonomic resolution to really understand what's going on?
Και αυτό που βρήκαμε είναι ότι μπορούμε να βρούμε πολλά παρασιτικά και παθογόνα βακτήρια που ζουν στις ρινικές οδούς και το στόμα. Βρήκαμε επίσης πρωτεΐνες του ανοσοποιητικού που έχουν σχέση με μολύνσεις και φλεγμονές και πρωτεΐνες και DNA που σχετίζονται με τη διατροφή. Αλλά αυτό που μας εξέπληξε και ήταν ιδιαίτερα συναρπαστικό, ήταν ότι βρήκαμε επίσης βακτήρια που κανονικά ζουν στο ανώτερο αναπνευστικό σύστημα. Αυτό μας δίνει εικονική πρόσβαση στους πνεύμονες, όπου βρίσκονται πολλές σημαντικές ασθένειες.
And what we found is that we can find many commensal and pathogenic bacteria that inhabited the nasal passages and mouth. We also have found immune proteins related to infection and inflammation and proteins and DNA related to diet. But what was surprising to us, and also quite exciting, is we also found bacteria that normally inhabit upper respiratory systems. So it gives us virtual access to the lungs, which is where many important diseases reside.
Βρήκαμε επίσης βακτήρια που κανονικά ζουν στην κοιλιά. Κι έτσι μπορούμε επίσης να έχουμε εικονική πρόσβαση σε αυτό το ακόμα πιο απομακρυσμένο όργανο το οποίο, από το σκελετό και μόνο, έχει αποσυντεθεί από καιρό. Κι έτσι, εφαρμόζοντας ανάλυση αλληλουχιών αρχαίου DNA και τεχνολογίες φασματοσκοπίας μάζας σε πρωτεΐνες σε αρχαία οδοντική πλάκα, μπορούμε να παράγουμε τεράστιες ποσότητες δεδομένων τα οποία μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να ανακατασκευάσουμε μια λεπτομερή εικόνα της δυναμικής αλληλεπίδρασης ανάμεσα στη διατροφή, τις μολύνσεις και το ανοσοποιητικό σύστημα πριν από χιλιάδες χρόνια.
And we also found bacteria that normally inhabit the gut. And so we can also now virtually gain access to this even more distant organ system that, from the skeleton alone, has long decomposed. And so by applying ancient DNA sequencing and protein mass spectrometry technologies to ancient dental calculus, we can generate immense quantities of data that then we can use to begin to reconstruct a detailed picture of the dynamic interplay between diet, infection and immunity thousands of years ago.
Έτσι, αυτό που ξεκίνησε σαν ιδέα, τώρα υλοποιείται για να αποδώσει εκατομμύρια αλληλουχίες που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να διερευνήσουμε την μακροχρόνια εξελικτική ιστορία της ανθρώπινης υγείας και των ασθενειών, μέχρι το γενετικό κώδικα των επιμέρους παθογόνων. Από αυτήν την πληροφορία μπορούμε να μάθουμε πώς εξελίσσονται τα παθογόνα κι επίσης γιατί συνεχίζουν να μας κάνουν να αρρωσταίνουμε. Ελπίζω να σας έπεισα για την αξία της οδοντικής πλάκας.
So what started out as an idea, is now being implemented to churn out millions of sequences that we can use to investigate the long-term evolutionary history of human health and disease, right down to the genetic code of individual pathogens. And from this information we can learn about how pathogens evolve and also why they continue to make us sick. And I hope I have convinced you of the value of dental calculus.
Και σαν μια τελευταία σκέψη αποχαιρετισμού, εκ μέρους των αρχαιολόγων του μέλλοντος, θα ήθελα να σας ζητήσω να το σκεφτείτε καλά πριν γυρίσετε σπίτι και βουρτσίσετε τα δόντια σας.
And as a final parting thought, on behalf of future archeologists, I would like to ask you to please think twice before you go home and brush your teeth.
(Χειροκρότημα)
(Applause)
Σας ευχαριστώ.
Thank you.
(Χειροκρότημα)
(Applause)