Pesquisadores do Trinity College Dublin recuperaram microbiomas notavelmente preservados de dois dentes que datam de 4.000 anos, encontrados em uma caverna de calcário irlandesa. As análises genéticas destes microbiomas revelam grandes mudanças no microambiente oral desde a Idade do Bronze até hoje. Os dentes pertenciam ao mesmo indivíduo do sexo masculino e também forneciam um retrato de sua saúde bucal.

O estudo, realizado em colaboração com arqueólogos da Atlantic Technological University e da University of Edinburgh, está publicado na revista Molecular Biology and Evolution. Os autores identificaram várias bactérias ligadas a doenças gengivais e forneceram o primeiro genoma antigo de alta qualidade de Streptococcus mutans, o principal responsável pela cárie dentária .

Embora S. mutans seja muito comum em bocas modernas, é excepcionalmente raro no registro genômico antigo. Uma razão para isso pode ser a natureza produtora de ácido da espécie. Este ácido deteriora o dente, mas também destrói o DNA e impede a fossilização da placa. Embora a maioria dos microbiomas orais antigos sejam recuperados de placas fossilizadas, este estudo teve como alvo direto o dente.

Outra razão para a escassez de S. mutans em bocas antigas pode ser a falta de habitats favoráveis para esta espécie açucareira. Nos registos arqueológicos observa-se um aumento das cáries dentárias após a adopção da agricultura cerealífera há milhares de anos, mas um aumento muito mais dramático ocorreu apenas nas últimas centenas de anos, durante os quais os alimentos açucarados foram introduzidos nas massas.

Os dentes amostrados faziam parte de um conjunto esquelético maior escavado na caverna Killuragh, no condado de Limerick, pelo falecido Peter Woodman, da University College Cork. Embora outros dentes na caverna apresentassem cáries dentárias avançadas, nenhuma cárie era visível nos dentes amostrados. No entanto, um dente produziu uma quantidade sem precedentes de ADN de S. mutans, um sinal de um desequilíbrio extremo na comunidade microbiana oral.

“Ficamos muito surpresos ao ver uma abundância tão grande de S. mutans neste dente de 4.000 anos”, disse a Dra. Lara Cassidy, professora assistente na Escola de Genética e Microbiologia da Trinity e autora sênior do estudo. “É uma descoberta extremamente rara e sugere que este homem corria um alto risco de desenvolver cáries pouco antes de sua morte”.

Os pesquisadores também descobriram que outras espécies de estreptococos estavam praticamente ausentes do dente. Isto indica que o equilíbrio natural do biofilme oral foi perturbado – os mutans superaram os outros estreptococos, levando ao estado pré-doença.

A equipe também encontrou evidências que apoiam a hipótese do “desaparecimento do microbioma”, que propõe que os microbiomas modernos são menos diversos do que os dos nossos ancestrais. Isto é motivo de preocupação, uma vez que a perda de biodiversidade pode ter impacto na saúde humana. Os dois dentes da Idade do Bronze produziram cepas altamente divergentes de Tannerella forsythia, uma bactéria implicada em doenças gengivais.

“Essas cepas de uma única boca antiga eram geneticamente mais diferentes umas das outras do que qualquer par de cepas modernas em nosso conjunto de dados, apesar das amostras modernas provenientes da Europa, Japão e EUA”, explicou Iseult Jackson, Ph.D. candidato na Trinity e primeiro autor do estudo. “Isso representa uma grande perda de diversidade e que precisamos entender melhor”.

Muito poucos genomas completos de bactérias orais foram recuperados antes da era medieval. Ao caracterizar a diversidade pré-histórica, os autores conseguiram revelar mudanças dramáticas no microambiente oral que aconteceram desde então.

Cassidy acrescentou: "Nos últimos 750 anos, uma única linhagem de T. forsythia tornou-se dominante em todo o mundo. Este é o sinal revelador da seleção natural, onde uma cepa aumenta rapidamente em frequência devido a alguma vantagem genética que possui sobre as outras. As cepas de T. forsythia da era industrial em diante contêm muitos genes novos que ajudam as bactérias a colonizar a boca e causar doenças.

"S. mutans também passou por recentes expansões de linhagem e mudanças no conteúdo genético relacionado à patogenicidade. Estas coincidem com o consumo em massa de açúcar pela humanidade, embora tenhamos descoberto que as populações modernas de S. mutans permaneceram mais diversificadas, com divisões profundas no S. mutans árvore evolutiva anterior ao genoma de Killuragh."

Os cientistas acreditam que isto se deve a diferenças nos mecanismos evolutivos que moldam a diversidade do genoma destas espécies.

"S. mutans é muito hábil na troca de material genético entre cepas", disse o Dr. Cassidy. "Isso significa que uma inovação vantajosa pode ser espalhada pelas linhagens de S. mutans como uma nova peça de tecnologia. Esta capacidade de compartilhar facilmente inovações pode explicar por que esta espécie mantém muitas linhagens diversas sem que uma se torne dominante e substitua todas as outras."

Com efeito, estas duas bactérias causadoras de doenças mudaram dramaticamente desde a Idade do Bronze até aos dias de hoje, mas parece que as transições culturais muito recentes na era industrial tiveram um impacto excessivo.