ORIGEM E DISPERSÃO DAS INFECÇÕES PARASITÁRIAS EM POPULAÇÕES PRÉ-HISTÓRICAS

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RESUMO

As pesquisas de parasitos em restos arqueológicos iniciaram-se em 1910 quando Sir Mark Armand Ruffer observou ovos de Schistosoma haematobium em rins de múmia egípcia de 3.200 anos. O acúmulo de informações sobre achados parasitários em material preservado, sobretudo em fezes desidratadas chamadas coprólitos, permitiu o surgimento da Paleoparasitologia. Seus estudos visam além do relato do encontro de formas evolutivas de parasitos em restos arqueológicos e paleontológicos, inferir sobre condições de vida de populações pré-históricas, como as condições ambientais em que viviam, seus hábitos alimentares, estado nutricional, e sobretudo suas rotas de migrações, dispersão e extinção de doenças parasitárias. Tais inferências são formuladas a partir de análises interdisciplinares, onde se somam informações da arqueologia, antropologia, nutrição e biologia evolutiva. A Paleoparasitologia tem como principal fonte de pesquisas os coprólitos de variadas datações oriundos de diversas escavações arqueológicas ou paleontológicas, examinados pela microscopia convencional. Nos últimos anos, com o desenvolvimento das metodologias moleculares aplicadas ao diagnóstico de ácidos nucleicos de parasitos em diversos materiais biológicos recentes, tornou-se possível utilizá-las com tal propósito também em restos orgânicos preservados (ossos, pêlos, tecidos desidratados). Os avanços metodológicos permitem vislumbrar estudos mais acurados das infecções parasitárias pré-históricas, permitindo abordagens paleoepidemiológicas e evolutivas. Palavras-chaves: paleoparasitologia, paleoepidemiologia, coprólitos, migrações pré-históricas, ADN antigo. ABSTRACT

Parasite research in archaeological remains initiated in 1910 when Schistosoma haematobium eggs were observed by Sir Mark Armand Ruffer in Egyptian mummy dated of 3.200 years. Paleoparasitology emerged through parasitological record in preserved organic material, especially in coprolites or dehydrated faeces. Paleoparasitology aims at recording parasites in ancient material as well as studying prehistoric life conditions. Thus, environment, food habits, diet, and paleonutrition are studied as well as prehistoric migrations, infectious diseases behavior, dispersion, and extinction. These aspects can be inferred through a multidisciplinary approach, where archeology, anthropology, nutrition and evolution are taken into account.Paleoparasitology have in coprolites its main source of research. Coprolites collected in archeological and paleontological sites are dated by different methods. For paleoparasitological research optical microscopy is used. Recently, new techniques were introduced, such as molecular biological techniques. They are sensible and specific to detect parasite DNA fragments in preserved organic remains found in archeological or paleontological sites.These new techniques will allow, in the near future, to reconstruct genetic material of parasites that infected extinct populations in an evolutionary perspective. Key words: paleoparasitology, paleoepidemiology, coprolites, prehistoric migrations, ancient DNA.

A paleoparasitologia surgiu como um novo ramo da parasitologia quando os primeiros ovos de parasitos foram encontrados em material arqueológico. No começo do século o emprego da técnica para reidratar tecidos dessecados permitiu o encontro de ovos de Schistosoma haematobium em rins de múmias egípcias datadas de 3.200 anos (Ruffer, 1910). O que se conhece agora como o período pioneiro da paleoparasitologia pode ser caracterizado principalmente pelo achado de parasitos em matéria fecal coletada de sítios arqueológicos. Embora resíduos orgânicos possam ser encontrados em diversos ambientes a preservação parece ser melhor em ambientes úmidos anaeróbicos ou em condições ambientes secas. De latrinas, fossas e regiões pantanosas provêm os primeiros, enquanto em grutas e abrigos-sob-rochas em regiões semi-áridas encontram-se os outros (Reinhard et al., 1988).Chamam-se coprólitos fezes dessecadas ou mineralizadas que se preservaram em sítios arqueológicos ou paleontológicos, mas podem também ser encontrados em corpos mumificados, latrinas, fossas, ou qualquer outro lugar que permita sua conservação (Bouchet et al., 1999). Desenvolveram-se técnicas especiais para pesquisa de parasitos em coprólitos: em material preservado por dessecação usa-se a solução de fosfato trissódico para reidratação (Callen & Cameron, 1960) e para coprólitos mineralizados usam-se técnicas modificadas empregadas para análise de pólen (Reinhard et al., 1985; Ferreira et al., 1993; Duarte et al., 1999). Coprólitos são a principal fonte de material para estudo de parasitos em populações desaparecidas. A dessecação, e em alguns casos a mineralização, resulta em excelente preservação de ovos de parasitos, ao passo que cistos de protozoários são mais raramente encontrados (Ferreira et al., 1992). Em algumas espécies de helmintos as larvas eclodem dos ovos e, nesse caso, podem sofrer perda de água para o ambiente antes de deixar as fezes do hospedeiro. Assim, encontraram-se larvas de ancilostomídeos e Strongyloides stercoralis em populações humanas (Araújo et al., 1981; Ferreira et al., 1987; Reinhard et al., 1987) e em outros animais (Araújo et al., 1989). A cooperação entre arqueólogos, antropólogos e parasitologistas trouxe perspectivas para se desenhar um quadro de doenças infecciosas em populações humanas, da pré-história aos dias atuais (Araújo et al., 1981; Horne, 1985; Nozais, 1985).Não se deve, porém, deixar de mencionar os ectoparasitos, como a infecção por Pediculus humanus, tão difundida na antigüidade (Hoepli, 1959) e registrada em material arqueológico datado de 10.640 ± 80 anos na América do Sul (Araújo et al., 2000). Do período pioneiro, quando o registro de infecções parasitárias em material arqueológico chamava atenção pelo encontro em si, algumas vezes como curiosidade, emergiram interpretações e hipóteses sobre a presença de determinado parasito em um dado tempo e local. Cockburn (1967) foi o primeiro a chamar atenção para o potencial de estudos de parasitos em coprólitos, e Ferreira et al. (1979) denominou de paleoparasitologia este novo campo da ciência. A paleoparasitologia avança pela interpretação dos achados e fazendo inferências sobre o impacto de doenças infecciosas entre populações pré-históricas. Encontraram-se menos infecções por helmintos entre grupos de caçadores-coletores do que entre grupos de agricultores pré-colombianos em zonas semi-desérticas, nos Estados Unidos (Reinhard, 1992). Os hábitos alimentares de populações andinas pré-colombianas foram discutidos com base no achado de ovos de Diphyllobothrium pacificum, parasito de leão-marinho (Ottaria sp.) capaz de provocar quadros anêmicos, em coprólitos humanos datados de até 6.000 anos (Ferreira et al., 1984).Parasitos herdados de ancestrais humanos são bem exemplificados por Enterobius vermicularis. Sua origem remonta a ancestrais pré-hominídeos, na África, daí dispersando-se com as migrações humanas para o continente europeu. As primeiras levas de migrações pré-históricas do norte da Eurásia que cruzaram a Beríngea teriam introduzido o parasito nas Américas (Ferreira et al., 1997). A infecção por este helminto foi diagnosticada em sítios arqueológicos na América do Norte datada de 10.000 anos (Moore et al., 1969) até o período colonial (Reinhard et al., 1997). A infecção por E. vermicularis foi encontrada na Groelândia, datada de 1400 A.D. (Anno Domini) (Hausen, 1986), e na costa andina da América do Sul, de 4.000 a 2.000 anos A.P. (antes do presente) (Pizzi & Schenone, 1954; Araújo et al., 1985). Estudaram-se alguns aspectos da co-evolução parasito-hospedeiro, com base em dados da paleoparasitologia, mostrando a antiguidade da relação parasito-hospedeiro e traçando a origem e dispersão da infecção em tempos pré-históricos (Confalonieri et al., 1991; Araújo & Ferreira, 1995; Hugot et al., 1999).O encontro da infecção por ancilostomídeos e Trichuris trichiura na América pré-colombiana (Allison et al., 1974; Ferreira et al., 1980;1983; Araújo et al., 1981) criou um debate interessante (Hawdon & Johnston, 1996; Ferreira & Araújo, 1996; Fuller, 1997; Faulkner & Patton, 2001; Reinhard et al., 2001). Ambos são geohelmintos, com passagem obrigatória no solo. Somente podem manter seu ciclo biológico para infectar novos hospedeiros se as condições ambientes forem favoráveis.Ovos de anciolostomídeos foram encontrados em coprólitos humanos na América do Sul com datações por radiocarbono de até 7.200 anos (Ferreira et al., 1987; Reinhard et al., 2001), e ovos de T. trichiura foram encontrados da região andina ao outro lado do continente no nordeste do Brasil, com datações de 2.000 anos (Ferreira et al., 1989). Em ambos os casos os ovos foram recuperados do conteúdo intestinal de múmias da América do Sul (Pizzi & Schenone, 1954; Allison et al., 1974; Ferreira et al., 1983).As migrações pré-históricas humanas que cruzaram a ponte de terra e gelo da região de Bering não teriam sido responsáveis pela introdução da infecção por T. trichiura e por ancilostomídeos durante os primeiros passos para povoamento das Américas. O clima frio e as condições geladas do solo impediriam a maturação dos ovos e desenvolvimento das larvas infectantes para novos hospedeiros. Os contactos transpacíficos de grupos asiáticos de pescadores com povos americanos, como proposto com base em similaridades culturais (Rivet, 1926; Meggers & Evans, 1966), explicam a presença destas infecções em período pré-colombiano, já que poderiam ter infectado populações existentes ou ter-se estabelecido como novo grupo populacional. Datar os primeiros americanos tem sido alvo de acirrado debate, e os recentes achados na América do Sul (Guidon & Delibrias, 1986; Guidon & Arnaud, 1991) impuseram uma nova história para o povoamento das Américas (Gruhn, 2000). A paleoparasitologia, especialmente vista como uma ciência interdisciplinar, certamente contribui para este debate (Araújo & Ferreira, 1996; 1997), juntamente com os estudos de genética (Ribeiro et al., 1996; Bonatto & Salzano, 1997; Callegari-Jacques & Salzano, 1999).No Velho Mundo, os achados da paleoparasitologia mostraram infecções parasitárias em múmias encontradas em turfeiras, zonas pantanosas onde o solo ácido e em condições de anaerobiose é propício à conservação orgânica (Fischer, 1980; Jones, 1986; Jones & Nicholson, 1988; Hill, 1990). O mesmo se dá em latrinas e fossas medievais (Szidat, 1944; Taylor, 1955, Pike, 1967, 1968, 1975; Herrmann, 1986; Reinhard et al., 1988). Mais recentemente registrou-se o interessante encontro de ovos de duas espécies de Schistosoma em latrinas em residências dos séculos XV e XVI, na França (Bouchet et al., 1995; Bouchet et al., 2002). Tanto a espécie S. mansoni como S. haematobium foram registradas pela primeira vez, em material arqueológico, na Europa.Esta paleoparasitologia clássica, com base na reidratação de coprólitos e análise microscópica após o emprego de técnicas de concentração de formas parasitárias, permanece contribuindo para o conhecimento sobre a distribuição das doenças infecciosas através do tempo. Mas novas técnicas apontaram novas perspectivas, por sua maior sensibilidade capaz de detectar vestígios de parasitos tais como fragmentos de genoma. A paleoparasitologia molecular passou a constituir-se importante instrumento para pesquisa de doenças parasitárias no passado.O diagnóstico de doenças infecciosas teve grande avanço nos últimos dez anos com o uso de técnicas da biologia molecular, baseadas no ácido nucleico. Chama-se ADN antigo – aDNA (ancient DNA) ao ácido desoxiribonucleico recuperado de material arqueológico ou de espécimens de museu. Em senso mais amplo o termo pode ser aplicado a qualquer ácido nucleico recuperado após a morte, quando o processo de autólise tenha se iniciado (Herrmann & Hummel, 1994). O aDNA foi amplificado de ossos e corpos humanos mumificados (Horay et al., 1989; Hagelberg et al., 1989; 1991; Hänni et al., 1990; Hagelberg & Clegg, 1991; Pääbo, 1993), trazendo perspectivas de seu uso e discussões sobre limites da nova técnica (Brown & Brown, 1992). A reação em cadeia da polimerase (PCR – polymerase chain reaction) para amplificação do DNA foi incorporada às análises paleoparasitológicas e adaptadas para detecção de fragmentos de aDNA de parasitos (Araújo et al., 1998; Loreile et al., 2001).A amplificação de material genético de Borrelia burgdorferi a partir de carrapatos conservados em museu (gênero Ixodes), nos Estados Unidos (Persing et al., 1990), e os resultados positivos à PCR para Leishmania amazonensis em peles taxidermizadas de roedores, também conservadas em museu por mais de cinquenta anos (Cantarino et al., 1998), mostram a potencialidade desta técnica para o diagnóstico de infecções parasitárias em coleções de museus. Estudos sobre a tuberculose em populações humanas foram feitos com esta técnica, mostrando a presença de fragmentos de aDNA de Mycobacterium tuberculosis em esqueletos medievais na Europa (Spigelman & Lemma, 1993), em múmias peruanas pré-colombianas (Salo et al., 1994) e em esqueletos pré-colombianos, no Chile (Arriaza et al., 1995).A Doença de Chagas é um exemplo excelente para estudos de paleoparasitologia com emprego desta nova técnica. Tem-se como início da infecção em humanos a convivência com cobaios (gênero Cavia) pequenos roedores domesticados e que serviam como alimento, nos Andes. Os roedores são reservatórios para Trypanosoma cruzi e, com sua domesticação, há cerca de 5.000 anos, os animais passaram a ser criados em casa atraindo o inseto vetor, triatomíneos hematófagos (Guhl et al., 2000). Assim a infecção por T. cruzi passou a circular também em humanos, tendo se dispersado mais tarde para as terras baixas da América do Sul. Entretanto, onde se encontra a transmissão silvestre/domiciliar mantida por T. brasiliensis, como no nordeste brasileiro, pode ter-se passado outra história para o aparecimento da infecção humana, mais antiga do que se conhece para a região andina. Os sítios arqueológicos que testemunham a presença humana há mais de 50.000 anos na América do Sul situam-se em hábitats de roedores e outras espécies de mamíferos reservatórios de T. cruzi, como marsupiais, além de vetores. Levanta-se portanto a hipótese de que a associação entre parasito-hospedeiro humano-reservatórios-triatomíneos seja tão antiga quanto a presença de grupos humanos nestas regiões.Os primeiros exames para diagnóstico de Doença de Chagas em corpos mumificados foram feitos em cortes histológicos, encontrando-se ninhos de amastigotas (Rothhammer, 1985; Rothhammer et al., 1985; Fornaciari et al., 1992). Múmias são raras, mas ossos podem ser encontrados com abundância relativamente maior. A pesquisa por fragmentos de DNA de T. cruzi em material conservado por dessecação começou com testes em laboratório, usando-se camundongos infectados e experimentalmente mumificados para estabelecer protocolos de análise (Bastos et al., 1995). A partir disso, usou-se a PCR para aplicar no diagnóstico de Doença de Chagas em múmias sul-americanas (Guhl et al., 1997; 1999; Ferreira et al., 2000). Os estudos agora concentram-se nas técnicas capazes de detectar fragmentos de genoma de T. cruzi em ossos, pois, por sua maior abundância, podem possibilitar abordagens epidemiológicas, embora seja difícil o estudo populacional na pré-história. Na maioria dos casos ossos são o único material que resta para análise. Uma ou duas múmias, ou um punhado de ossos positivos para determinada infecção pode indicar doença infecciosa na população, mas dificilmente permite abordagem paleoepidemiológica. O que se percebe agora, como possibilidade, é a perspectiva de se investigar amostras significativas de populações de esqueletos onde traços de parasitos não são visíveis à microscopia, mas capazes de serem detectados pelas técnicas da biologia molecular.Este é verdadeiramente um novo ramo da ciência - a recuperação de genomas de parasitos que infectaram humanos ou seus ancestrais no passado e as comparações que puderem ser feitas com as linhagens atuais abrem perspectivas de se estudar a evolução através do tempo. Assim, o uso do DNA revelado pela PCR oferece possibilidades de estudar a evolução do genoma de parasitos e sua associação com seus hospedeiros. A paleoparasitologia representa um novo caminho para o estudo das doenças infecciosas no passado e aponta para futuros estudos de virulência e patogenicidade em uma perspectiva evolucionária.BIBLIOGRAFIA
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