Een nieuwe studie die deze week in het tijdschrift is gepubliceerd Filosofische transacties van de Royal Society B demonstreert een eerste poging om de methoden van oude bacteriële detectie te gebruiken, pionierde in studies van vroegere epidemieën, om de microbiële diversiteit van oude darminhoud van twee middeleeuwse latrines te karakteriseren. De bevindingen geven inzicht in de microbiomen van pre-industriële landbouwpopulaties, die de broodnodige context kan bieden voor het interpreteren van de gezondheid van moderne microbiomen.

Door de jaren heen, wetenschappers hebben opgemerkt dat degenen die in geïndustrialiseerde samenlevingen leven een opmerkelijk ander microbioom hebben in vergelijking met jager-verzamelaarsgemeenschappen over de hele wereld. Van dit, een groeiend aantal bewijzen heeft veranderingen in ons microbioom in verband gebracht met veel van de ziekten van de moderne geïndustrialiseerde wereld, zoals inflammatoire darmaandoeningen, allergieën, en obesitas. De huidige studie helpt bij het karakteriseren van de verandering in het darmmicrobioom en benadrukt de waarde van oude latrines als bronnen van biomoleculaire informatie.

Piers Mitchell van de Universiteit van Cambridge is gespecialiseerd in de darminhoud van mensen uit het verleden door analyse van ongebruikelijke substraten. Door de inhoud van archeologische latrines en uitgedroogde uitwerpselen onder de microscoop te bekijken, hij en zijn team hebben veel geleerd over de darmparasieten die onze voorouders teisterden.

"Microscopische analyse kan de eieren van parasitaire wormen tonen die in de darmen leefden, maar veel microben in de darm zijn gewoon te klein om te zien, ", merkt Mitchell op. "Als we willen bepalen wat een gezond microbioom is voor moderne mensen, we zouden moeten gaan kijken naar de microbiomen van onze voorouders die leefden vóór het gebruik van antibiotica, Fast food, en de andere attributen van de industrialisatie."

Kirsten Bos, een specialist in oud bacterieel DNA van het Max Planck Institute for the Science of Human History en co-leider van de studie, was eerst sceptisch over de haalbaarheid van onderzoek naar de inhoud van latrines die al lang niet meer in gebruik waren.

"In het begin wisten we niet zeker of moleculaire kenmerken van de darminhoud honderden jaren in de latrines zouden overleven. Veel van onze successen bij het terughalen van oude bacteriën zijn tot nu toe afkomstig van verkalkte weefsels zoals botten en tandsteen, die zeer verschillende bewaarcondities bieden. Hoe dan ook, " zegt Bos, "Ik hoopte echt dat de gegevens hier mijn perspectief zouden veranderen."

Het team analyseerde sediment uit middeleeuwse latrines in Jeruzalem en Riga, Letland daterend uit de 14e-15e eeuw CE. De eerste uitdaging was het onderscheiden van bacteriën die ooit de oude darm vormden van de bacteriën die normaal in de bodem voorkomen. een onvermijdelijk gevolg van het werken met archeologisch materiaal.

De onderzoekers identificeerden een breed scala aan bacteriën, archaea, protozoa, parasitaire wormen, schimmels en andere organismen, waaronder veel taxa waarvan bekend is dat ze de darmen van moderne mensen bewonen. "Het lijkt erop dat latrines inderdaad waardevolle bronnen zijn voor zowel microscopische als moleculaire informatie, ’ besluit Bos.

Susanna Sabin, een doctoraal alumna van de MPI-SHH die de studie mede leidde, vergeleek het latrine-DNA met dat van andere bronnen, inclusief microbiomen van industriële en foeragerende populaties, evenals afvalwater en bodem.

"We ontdekten dat het microbioom in Jeruzalem en Riga enkele gemeenschappelijke kenmerken had - ze vertoonden gelijkenis met moderne microbiomen van jager-verzamelaars en moderne industriële microbiomen, maar waren zo verschillend dat ze hun eigen unieke groep vormden. We kennen geen moderne bron die de microbiële inhoud herbergt die we hier zien."

Het gebruik van latrines, waar de uitwerpselen van veel mensen met elkaar vermengd zijn, gaf de onderzoekers ongekend inzicht in de microbiomen van hele gemeenschappen.

"Deze latrines gaven ons veel meer representatieve informatie over de bredere pre-industriële populatie van deze regio's dan een individueel fecaal monster zou hebben, " legt Mitchell uit. "Door bewijs van lichtmicroscopie en oude DNA-analyse te combineren, kunnen we de verbazingwekkende verscheidenheid aan organismen identificeren die aanwezig zijn in de darmen van onze voorouders die eeuwen geleden leefden."

Ondanks de belofte van deze nieuwe benadering voor het onderzoeken van het microbioom, uitdagingen blijven.

"We zullen nog veel meer studies op andere archeologische vindplaatsen en tijdsperioden nodig hebben om volledig te begrijpen hoe het microbioom in de loop van de tijd in menselijke groepen veranderde, " zegt Bos. "Echter, we hebben een belangrijke stap gezet om aan te tonen dat DNA-herstel van oude darminhoud uit vroegere latrines kan werken."