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.
¿Se han preguntado qué hay en su placa dental? Probablemente no, pero gente como yo, sí. Soy genetista arqueóloga del Centro de Medicina Evolutiva de la Universidad de Zúrich y me dedico a estudiar la evolución de la salud y las enfermedades mediante la investigación genética en esqueletos y restos momificados de humanos antiguos. Y con este trabajo espero entender mejor la evolución de las vulnerabilidades del cuerpo para poder mejorar y administrar mejor la salud en el futuro.
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.
Hay varias maneras de estudiar la medicina evolutiva, una de ellas es extrayendo ADN humano de huesos antiguos. De lo que se extrae se puede reconstruir el genoma humano en diferentes momentos y buscar cambios que podrían relacionarse con adaptaciones, factores de riesgo y enfermedades hereditarias. Pero esto es solo la mitad de la historia.
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.
Actualmente los problemas de salud más importantes no son causados por mutaciones simples de nuestro genoma, sino por la interacción compleja y dinámica entre variación genética, dieta, microbios y parásitos y defensas inmunitarias. Todas esas enfermedades tienen un gran componente evolutivo que se relaciona con el hecho de vivir en un ambiente muy distinto de aquel en el que evolucionaron nuestros cuerpos. Y para entender esas enfermedades tenemos que ir más allá de los estudios del genoma humano solamente hacia un enfoque más integral de la salud en el pasado.
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.
Hay muchas dificultades en esto. En primer lugar, ¿qué podemos estudiar? Esqueletos hay por todas partes, pero obviamente los tejidos blandos se han descompuesto y el esqueleto mismo contiene poca información sobre salud. Las momias son muy buenas fuentes de información, pero están muy limitadas geográficamente y también en cuanto a la época. Los coprolitos, heces humanas fosilizadas, son muy interesantes; se puede aprender sobre dietas y enfermedades intestinales de la antigüedad, pero son muy raros.
(Laughter)
(Risas)
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.
Para resolver el problema reuní un grupo de investigadores internacionales en Suiza, Dinamarca y el Reino Unido, para analizar un material que se encuentra en el cuerpo humano, pero que no es muy estudiado ni conocido en investigación. Es un tipo de placa dental fosilizada que se llama formalmente cálculo dental. Ustedes posiblemente lo conocen como sarro. Es lo que el dentista retira de los dientes al limpiarlos en cada cita. En una cita común con el dentista se pueden retirar entre 15 y 30 mg de sarro. Pero en la antigüedad, antes de que el cepillo de dientes existiera, los dientes podían acumular hasta 600 mg a lo largo de toda la vida.
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.
Y lo importante del cálculo dental es que se fosiliza como todo el resto del esqueleto, abundaba en épocas anteriores a la actual y se encuentra en todas partes. Lo encontramos en todas las poblaciones y en todas las épocas hasta decenas de miles de años atrás. Lo encontramos en el hombre de Neanderthal y en los animales.
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?
Los estudios anteriores se concentraban en microscopía. Miraban el cálculo dental bajo el microscopio y solo encontraban cosas como polen, almidones vegetales, células musculares de carne animal y bacterias. Lo que queríamos saber con mi equipo de investigadores era si podíamos aplicar tecnologías genéticas y proteómicas para buscar ADN y proteínas y a partir de estos obtener una mejor resolución taxonómica para entender verdaderamente lo que sucede.
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.
Y descubrimos que podemos hallar muchas bacterias comensales y patógenas que se encuentran en las cavidades nasal y bucal. También hemos descubierto proteínas inmunitarias relacionadas con infecciones e inflamaciones y proteínas y ADN relacionados con la alimentación. Pero lo que nos sorprendió y entusiasmó es que encontramos bacterias que residen normalmente en el tracto respiratorio superior. Esto nos da casi un acceso a los pulmones, donde residen muchas enfermedades importantes.
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.
También encontramos bacterias normalmente presentes en el intestino. Y así, ahora podemos acceder virtualmente a este sistema de órganos aún más distante que, desde el esqueleto mismo, se descompuso hace mucho tiempo. Mediante la secuenciación de ADN antiguo y la espectrometría de masas de proteínas a cálculos dentales antiguos, podemos generar gran cantidad de información que sirve para comenzar a reconstruir una imagen detallada de la interacción dinámica entre alimentación, infecciones e inmunidad, hace miles de años.
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.
Así, lo que comenzó como una idea, ahora se está ejecutando para procesar millones de secuencias destinadas a investigar la historia de la evolución, a largo plazo, de la salud y las enfermedades hasta el código genético de los agentes patógenos. Con esta información aprendemos cómo evolucionan esos agentes y por qué siguen enfermándonos. Espero haberlos convencido del valor del cálculo dental.
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.
Y como pensamiento final, en nombre de los futuros arqueólogos, quisiera pedirles que por favor lo piensen dos veces antes de cepillarse los dientes en casa.
(Applause)
(Aplausos)
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)