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.
Vous êtes-vous déjà demandé ce qui est à l'intérieur de votre plaque dentaire ? Probablement pas, mais les gens comme moi, oui. Je suis généticien archéologue au Centre pour la médecine évolutive à l'Université de Zurich, et j'étudie les origines et l'évolution de la santé humaine et des maladies en menant des recherches génétiques sur les restes squelettiques et momifiés des anciens hommes. Et grâce à ce travail, j'espère mieux comprendre les vulnérabilités évolutives de notre corps, afin que nous puissions améliorer et mieux gérer notre santé à l'avenir.
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.
Il existe différentes façons d'aborder la médecine évolutionniste et une de ces manières est d'extraire l'ADN humain d'os anciens. Et à partir de ces extraits, nous pouvons reconstituer le génome humain à différents points dans le temps et rechercher les modifications qui pourraient être liées à des adaptations, des facteurs de risque et des maladies héréditaires. Mais ce n'est qu'une moitié de l'histoire.
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.
Les problèmes de santé les plus importants aujourd'hui ne sont pas causés par de simples mutations dans notre génome, mais sont plutôt le résultat d'une interaction complexe et dynamique entre la variation génétique, le régime alimentaire, les microbes et les parasites et notre réponse immunitaire. Toutes ces maladies ont une forte composante évolutive qui est directement liée au fait que nous vivons aujourd'hui dans un environnement très différent que ceux dans lesquels notre corps a évolué. Et afin de comprendre ces maladies, on doit dépasser les études du seul génome humain pour aller vers une approche plus globale de la santé humaine dans le passé.
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.
Mais cela présente beaucoup de problèmes. Et tout d'abord, qu'est-ce que nous étudions en fait ? Les squelettes sont omniprésents ; on les trouve partout. Mais bien sûr, tous les tissus mous se sont décomposés, et le squelette lui-même a des renseignements sur la santé limités. Les momies sont une excellente source d'information, sauf qu'elles sont vraiment limitées géographiquement et aussi limitées dans le temps. Les coprolithes sont des selles humaines fossilisées , et ils sont effectivement très intéressants. Vous pouvez en apprendre beaucoup sur le régime ancien et les maladies intestinales mais ils sont très rares.
(Laughter)
(Rires)
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.
Pour résoudre ce problème, j'ai mis sur pied une équipe de chercheurs internationaux en Suisse, au Danemark et au Royaume-Uni. pour étudier un matériau très mal étudié, peu connu que l'on retrouve sur les gens partout dans le monde. C'est un type de plaque dentaire fossilisée qu'on appelle officiellement calcul dentaire. Beaucoup d'entre vous le connaissent peut-être sous le nom de tartre. C'est ce que le dentiste enlève de vos dents chaque fois que vous allez le voir pour un contrôle. Et lors d'un controle dentaire typique, on peut vous en enlever environ 15 à 30 milligrammes. Mais dans les temps anciens, avant le brossage des dents, jusqu'à 600 milligrammes pouvaient s'accumuler sur les dents au cours d'une vie entière.
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.
Et ce qui est vraiment important avec le calcul dentaire est qu'il se fossilise tout comme le reste du squelette, il en trouve en grande quantité avant aujourd'hui et il est omniprésent dans le monde entier. Nous en trouvons chez chaque population du monde entier à toutes les époques en remontant des dizaines de milliers d'années. Et nous en trouvons même chez les animaux et les néandertaliens.
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?
Et les études précédentes n'avaient porté que sur la microscopie. Ils avaient regardé le calcul dentaire sous le microscope, et ils avaient trouvé des choses comme du pollen et des amidons de végétaux, et ils avaient trouvé des cellules musculaires de viande animale et les bactéries. Et donc ce que mon équipe de chercheurs, ce que nous voulions faire, c'est, pouvons-nous appliquer la génétique et la technologie protéomique pour chercher de l'ADN et des protéines, et de là pouvons-nous obtenir une meilleure résolution taxonomique pour vraiment comprendre ce qui se passe ?
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.
Et ce que nous avons trouvé est que nous pouvons trouver beaucoup de bactéries commensales et pathogènes qui logeaient dans les voies nasales et la bouche. Nous avons également trouvé des protéines immunitaires liées à l'infection et l'inflammation et de l'ADN et des protéines liés au régime alimentaire. Mais ce qui nous a surpris et qui était aussi tout à fait passionnant, est que nous avons également trouvé des bactéries qui logent normalement dans les systèmes respiratoires supérieurs. Donc cela nous donne un accès virtuel aux poumons, où résident de nombreuses maladies 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.
Et nous avons également trouvé des bactéries qui logent normalement dans le tube digestif. Et donc nous pouvons maintenant accéder virtuellement à ce système d'organes encore plus éloigné qui, à partir du squelette seul, s'est décomposé depuis longtemps. Et donc en appliquant le séquençage de l'ADN ancien et les technologies de spectrométrie de masse des protéines à l'ancien calcul dentaire, nous pouvons générer d'immenses quantités de données qu'alors nous pouvons utiliser pour commencer à reconstruire une image détaillée de l'interaction dynamique entre l'alimentation, l'infection et l'immunité il y a des milliers d'années.
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.
Donc ce qui a commencé comme une idée, est maintenant mis en œuvre pour produire des millions de séquences que nous pouvons utiliser pour enquêter sur l'évolution à long terme de la santé humaine et des maladies, jusqu'au code génétique des agents pathogènes individuels. Et de ces informations nous pouvons apprendre comment les agents pathogènes évoluent et aussi pourquoi ils continuent de nous rendre malades. Et j'espère que je vous ai convaincus de la valeur du calcul dentaire.
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.
Et la dernière pensée sur laquelle je veux vous laisser,, au nom des futurs archéologues, je voudrais vous demander de réfléchir à deux fois avant de rentrer chez vous et de vous brossez les dents.
(Applause)
(Applaudissements)
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)