Christina Warinner: Auf der Spur uralter Erkrankungen mittels ... Plaque

Haben Sie sich jemals gefragt, woraus Ihr Zahnbelag besteht? Vermutlich nicht, aber jemand wie ich fragt sich das. Ich bin archäologische Genforscherin im Zentrum für Evolutionsmedizin an der Universität von Zürich und ich studiere die Ursprünge und die Evolution der Gesundheit des Menschen und seiner Erkrankungen, indem ich genetische Forschungen an Skeletten und mumifizierten Überresten frühzeitlicher Menschen durchführe. Durch diese Arbeit hoffe ich, die evolutionäre Anfälligkeit unserer Körper besser zu verstehen, damit wir unsere Gesundheit in Zukunft verbessern und besser bewahren können.

Es gibt in der Evolutionsmedizin verschiedene Vorgehensweisen. Eine davon ist die Gewinnung von menschlicher DNS aus frühzeitlichen Knochen. Aus diesen Extrakten können wir das menschliche Genom für verschiedene Zeitpunkte rekonstruieren und nach Veränderungen suchen, die mit evolutionären Anpassungen, Risikofaktoren und ererbten Erkrankungen einhergegangen sein könnten. Aber das ist nur die eine Hälfte der Geschichte.

Die wichtigsten Herausforderungen für die Gesundheit heute sind nicht aus einfachen Mutationen in unserem Genom entstanden, sondern sind eher das Ergebnis eines komplexen und dynamischen Zusammenspiels zwischen genetischen Varianten, Ernährung, Mikroben und Parasiten und unserer Immunreaktion. Alle diese Erkrankungen beinhalten eine starke evolutionäre Komponente, die in direktem Zusammenhang mit der Tatsache steht, dass wir heute in einer völlig anderen Umgebung leben als die, in der unsere Körper sich entwickelten. Und um diese Erkrankungen zu verstehen, müssen wir die Studien des menschlichen Genoms alleine hinter uns lassen und uns einem ganzheitlicheren Zugang zur Gesundheit der Menschen in der Vergangenheit zuwenden.

Das stellt uns aber vor viele Herausforderungen. Zunächst: Was studieren wir überhaupt? Skelette sind allgegenwärtig; man findet sie überall. Aber das Weichgewebe ist natürlich vollständig abgebaut und das Skelett selbst birgt nur begrenzte Informationen über die Gesundheit. Mumien sind eine wunderbare Informationsquelle, mit der Ausnahme, dass sie geographisch und auch zeitlich nur sehr begrenzt vorkommen. Koprolithe sind versteinerte menschliche Fäkalien und sie sind wirklich höchst interessant. Man kann viel über die frühzeitliche Ernährung und Darmerkrankungen lernen, aber sie sind sehr selten.

(Lachen)

Um dieses Problem anzugehen, habe ich ein Team von internationalen Forschern in der Schweiz, Dänemark und England zusammengestellt, die ein sehr wenig erforschtes, kaum bekanntes Material erforschen sollten, das bei den Menschen allerorts gefunden werden kann. Es ist eine Art versteinerter Zahnbelag, der offiziell als Zahnstein bezeichnet wird. Viele von Ihnen kennen vielleicht den Ausdruck Konkromente. Es ist das Zeug, das der Zahnarzt von Ihren Zähnen kratzt, wenn Sie zur Untersuchung gehen. Bei einem typischen Zanharztbesuch werden Ihnen in etwa 15 bis 30 Milligramm entfernt. Aber in der Frühzeit, bevor man die Zähne putzte, haben sich im Laufe eines Lebens auf den Zähnen bis zu 600 Milligramm angesammelt.

Zahnstein ist deshalb besonders wichtig, weil er versteinert – genau wie das restliche Skelett. Er ist bis heute reichlich vorhanden und man findet ihn auf der ganzen Welt. Wir finden ihn in jeder Bevölkerungsgruppe auf der ganzen Welt und in allen Zeiträumen, selbst wenn man zehntausende Jahre zurückgeht. Wir finden ihn sogar bei den Neandertalern und bei Tieren.

Frühere Studien konzentrierten sich vor allem auf die Mikroskopie. Sie betrachteten den Zahnstein unter einem Mikroskop und fanden dort Dinge wie Pollen und pflanzliche Stärkereste und sie fanden Muskelzellen aus dem Fleisch von Tieren und Bakterien. Mein Team von Forschern stellte sich aber die Frage, ob wir Technologien anwenden können, die aus der Genomik und Proteomik stammen, um nach DNS und Proteinen zu suchen, womit wir eine bessere taxonomische Auflösung erzielen, um wirklich verstehen zu können, was vor sich ging.

Wir fanden heraus, dass man viele kommensale und pathogene Bakterien finden kann, die die Nasen- und Mundhöhle bevölkerten. Wir haben auch Immunproteine gefunden, die im Zusammenhang mit Infekten und Entzündungen stehen, und Proteine und DNS, die mit der Ernährung zusammenhängen. Doch besonders überraschend und ziemlich aufregend war, dass wir auch Bakterien fanden, die sich normalerweise im oberen Atemapparat befinden. Damit haben wir quasi einen Zugang zu den Lungen gefunden, wo viele ernsthafte Erkrankungen sitzen.

Wir fanden auch Bakterien, die normalerweise im Darm sitzen. Damit haben wir quasi Zugang bekommen zu diesem sogar noch weiter entfernten Organsystem, das, anders als das Skelett, längst abgebaut wurde. Indem wir also Technologien der Massenspektronomie für frühzeitliche DNS-Sequenzen und Proteine auf frühzeitlichen Zahnstein anwenden, können wir große Mengen an Daten generieren, die dazu genutzt werden können, ein genaues Bild des dynamischen Zusammenspiels zwischen Ernährung, Infektion und Immunität von vor tausenden von Jahren zu zeichnen.

Was als Idee begann, wird nun implementiert, um Millionen von Sequenzen zu produzieren, die dazu genutzt werden können, die langfristige Evolutionsgeschichte der Gesundheit des Menschen und seiner Erkrankungen zu untersuchen, bis hinab zum genetischen Code der einzelnen Krankheitserreger. Aus diesen Informationen können wir lernen, wie Krankheitserreger sich entwickelten und weshalb sie uns immer noch krank machen. Ich hoffe, ich konnte Sie damit vom Wert des Zahnsteins überzeugen.

Und als abschließender Gedanke möchte ich Sie im Namen zukünftiger Archäologen bitten, zweimal zu überlegen, bevor Sie zu Hause Ihre Zähne putzen.

(Applaus)

Danke.

(Applaus)