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 qu'il y a à l'intérieur de votre plaque dentaire? Peut-être pas, mais les gens comme moi le font. Je suis généticienne-archéologue au Centre pour la médecine évolutive à l'université de Zurich, et j'étudie les origines et l'évolution de la santé et des maladies humaines en conduisant des recherches génétiques sur les restes d'os et la momification humaine. Au travers de ce travail, j'espère mieux comprendre l'évolution des faiblesses de nos corps, pour améliorer et mieux gérer notre santé future.
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 y a plusieurs façons d'aborder la médecine évolutive, et l'une d'elles est d'extraire l'ADN humain d’os anciens. Et grâce à ces extraits, on peut reconstruire le génome humain à différents moments de l'histoire et rechercher des changements liés aux adaptations, aux facteurs de risque et aux maladies héréditaires. Mais ce n'est pas tout.
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 à ce jour ne sont pas le fruit de simples mutations dans notre génome, mais résultent d'une interaction complexe et dynamique entre variation génétique, habitudes alimentaires, microbes, parasites et nos défenses immunitaires. Toutes ces maladies ont un fort composant évolutif directement lié au fait que l'on vit aujourd'hui dans un environnement très différent de ceux dans lesquels nos corps ont évolué. Et pour comprendre ces maladies, on doit dépasser l'étude seule du génome humain et adopter une approche plus holistique des conditions 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 il y a beaucoup d'obstacles à ceci. Avant tout, quel est l'objet de nos études? Les squelettes sont omniprésents, on les trouve partout. Mais bien sûr, les tissus mous se sont décomposés, et le squelette lui-même est limité en termes d'informations sanitaires. Les momies sont une grande source d'informations, mais elles se limitent à certains endroits, et à certaines époques. Les coprolithes sont des déjections humaines fossilisées, et ils sont extrêmement intéressants. On en apprend beaucoup sur la nourriture de nos ancêtres et des 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 faire face à ce problème, j'ai rassemblé une équipe de chercheurs internationaux en Suisse, au Danemark et au Royaume-Uni pour étudier une partie du corps humain qu'on trouve partout, mais très peu exploitée dans le monde de la recherche. C'est un type de plaque dentaire fossilisée officiellement appelée calcul dentaire. Vous le connaissez sans doute sous le nom de tartre. C'est ce que le dentiste retire de vos dents à chacune de vos visites. Lors d'une visite typique, il peut enlever entre 15 et 30 mg de tartre. Mais bien avant que la brosse à dents n'existe, jusqu'à 600 mg de tartre 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 intéressant par rapport au calcul dentaire est qu'il se fossilise comme le reste du squelette, on le trouve en abondance sur les corps anciens et il est omniprésent dans le monde entier. On le trouve dans toutes les populations du monde à toutes les époques et peut remonter à des dizaines de milliers d'années. On le trouve même chez le Néanderthal et les animaux.
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?
Les études s'étaient seulement focalisées sur la microscopie. On avait regardé le tartre au microscope, et on avait trouvé des éléments comme du pollen, des morceaux de plantes, mais aussi des cellules musculaires de viande animale et des bactéries. Alors ce que mon équipe de chercheurs et moi avons voulu faire c'est se servir de la technologie génétique et protéomique pour rechercher l'ADN et les protéines, et obtenir une meilleure résolution taxonomique pour vraiment comprendre ce qui s'est passé.
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.
On a découvert plusieurs bactéries commensales et pathogènes qui vivaient dans les cloisons nasales et la bouche. On a aussi trouvé des protéines immunitaires liées à des infections et inflammations et des protéines et de l'ADN liés à l'alimentation. Mais ce qui nous a surpris et fasciné le plus est qu'il y avait aussi des bactéries normalement présentes dans le système respiratoire supérieur. Ce qui nous donne un accès virtuel sur les poumons où de nombreuses maladies résident.
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.
On a aussi trouvé des bactéries habituellement présentes dans l'intestin. On peut donc maintenant accéder virtuellement au système de cet organe distant qui s'est décomposé et détaché du squelette depuis très longtemps. Donc en appliquant le séquençage d'un ancien ADN et les technologies de spectrométrie sur la masse protéinique à l'ancien calcul dentaire, on peut générer d'énormes quantités de données utilisables pour reconstituer une image détaillée des interactions entre alimentation, infections et système immunitaire 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.
Ce qui n'a donc été qu'une idée au départ est à présent en mis en œuvre pour produire des millions de séquences destinées à la recherche sur l'histoire de l'évolution à long terme de la santé et des maladies humaines jusqu'au code génétique des pathogènes eux-mêmes. Grâce à ces informations on peut apprendre comment les pathogènes évoluent et pourquoi ils continuent à nous rendre malade. J'espère vous avoir 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.
Une dernière pensée avant de nous quitter, au nom des futurs archéologues, je voudrais demander d'y réfléchir à 2 fois avant de rentrer chez vous et de vous brosser les dents.
(Applause)
(Applaudissements)
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)