Древняя ДНК из турецкой пещеры раскрывает 5000-летнюю историю угольной терапии 

Древняя ДНК, обнаруженная в пещере Инёню в турецкой провинции Зонгулдак, свидетельствует о том, что первобытные люди использовали средства на основе древесного угля для лечения желудочных заболеваний 5000 лет назад. Это же исследование показало, что гены устойчивости к антибиотикам существовали за тысячелетия до появления современных лекарств, что изменило наше понимание древней медицины и эволюции микроорганизмов. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале PLOS ONE.

Раскопки в пещере Инёню начались в 2017 году под руководством Хамзы Экмена из Университета Зонгулдак Бюлент Эджевит (ZBEU). Эта вулканическая пещера, расположенная в Черноморском регионе, имеет пресноводный источник и была заселена с эпохи энеолита (около 4300 г. до н.э.) до железного века. Образцы почвы были тщательно отобраны из четырёх культурных слоёв и проанализированы с помощью высокопроизводительного секвенирования ДНК для реконструкции древних микробных сообществ.

Исследовательская группа под руководством Шюкрана Озтюрка (фармацевтический факультет Университета Бенилюкса) и Ф. Гюльдена Экмена (археология Университета Бенилюкса) обнаружила, что жители региона использовали материалы, полученные из угля, в медицинских целях. Данные свидетельствуют о том, что они лечили тошноту, диарею, боли в желудке и другие проблемы с пищеварением препаратами на основе древесного угля, что нашло отражение в современной терапии с использованием активированного угля.

«Эти результаты демонстрируют удивительную преемственность медицинских знаний», — сказал Экмен. «В Зонгулдаке мы видим, что доисторические люди знали и использовали природные залежи угля в своей среде обитания для лечения болезней задолго до появления письменных источников».

Исследование также выявило наличие генов устойчивости к антибиотикам возрастом в тысячи лет:

• Ген tetA (слой энеолита, ок. 4300 г. до н.э.) – обусловливающий устойчивость к тетрациклину.
• Ген intl1 (ранний бронзовый век, около 3000 г. до н.э.) – мобильный элемент, связанный с устойчивостью к множеству лекарственных препаратов.
• Ген OXA-58 (поздний бронзовый век, около 1400 г. до н.э.) — связан с устойчивостью к карбапенемам.

Эти открытия подтверждают гипотезу резистома, согласно которой устойчивость к антибиотикам развилась у почвенных бактерий задолго до того, как люди разработали фармацевтические антибиотики.

«Устойчивость к антибиотикам — это не только следствие современного использования лекарств, но и глубоко укоренившаяся экологическая особенность», — пояснил Озтюрк. «Экологические факторы, такие как вулканическая геология, богатые минералами водные источники и доисторические медицинские практики, вероятно, формировали эволюцию микроорганизмов на протяжении тысяч лет».

Исследователи выделили основные группы бактерий, такие как Acidobacteriota, Proteobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria и Actinobacteria, отобразив, как микробные сообщества менялись в зависимости от деятельности человека. Например, в образцах раннего бронзового века наблюдался всплеск численности Proteobacteria, связанный с животноводством и повышением плодородия почв, в то время как образцы энеолита были богаты Cyanobacteria, что указывает на использование водных ресурсов.

Этот подход представляет собой одно из первых в Турции масштабных исследований древней ДНК из образцов почвы, расширяя археологию за пределы артефактов и включая микробные следы повседневной жизни.

Расположение пещеры Инёню с видом на плодородные долины у побережья Чёрного моря делало её идеальным местом для доисторического поселения. Археологические находки свидетельствуют о постоянном существовании здесь поселения: импортные раковины, медные изделия и керамика указывают на торговые связи с восточнобалканскими культурами. К позднему бронзовому веку артефакты указывают на контакты с контролируемыми хеттами регионами Центральной Анатолии.

Уникальная вулканическая геология пещеры обеспечивала обилие угля, серы и богатых минералами вод. Эти ресурсы, вероятно, повлияли как на доисторическую диету, так и на методы лечения. Эта теория подтверждается обнаружением остатков химических веществ и генов устойчивости, связанных с природными соединениями, такими как анилиновые красители, которые исторически использовались для обезболивания.

Проект является частью турецкой инициативы «Единое здоровье», которая объединяет археологию, микробиологию и науку об окружающей среде для отслеживания эволюции здоровья человека в сочетании с экологическими системами. Образцы почвы были секвенированы с помощью технологии Illumina iSeq, а данные находятся в открытом доступе в архиве NCBI BioProject PRJNA1134133.

Это исследование имеет важные последствия:

• История медицины: Подтверждает доисторические знания о лечебных свойствах угля.
• Эволюция микроорганизмов: показывает, что гены устойчивости к антибиотикам имеют древнюю природу и сформировались в результате естественных процессов.
• Археологические инновации: демонстрируют способность древней ДНК почвы реконструировать повседневную жизнь и экологию болезней.

В то время как человечество сталкивается с растущей устойчивостью к антибиотикам, эти открытия подчёркивают ценность археологии для понимания современных кризисов здравоохранения. «Мы часто ждём решений, — сказал Озтюрк, — но иногда ответы погребены в земле нашего прошлого».