Diagnóstico paleopatológico y molecular de Treponema pallidum en una muestra ósea antigua del sur de la Sabana de Bogotá

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

Paleopathology enables the study of diseases in ancient populations through the analysis of human remains, integrating tools from molecular biology, histology, and archaeology. This study presents a differential diagnosis applied to an individual with lesions compatible with a chronic infectious disease, recovered from the archaeological site Estación Portal Tunal, located in the southern Sabana de Bogotá (Colombia), radiocarbon dated to 720 ± 30 years BP (Late Muisca period). An integrative approach combining macroscopic, radiological, histological, and molecular analyses was employed to evaluate the possible presence of Treponema pallidum. The bone lesions, affecting both tibiae (predominantly the right), included periostitis, osteitis, and Harris lines; histological analysis, conducted through stereoscopy, conventional light microscopy, scanning electron microscopy, and polarized light, revealed structures such as Polster, Grenzstreifen, sinuous lacunae, enlarged Haversian canals, and resorption lacunae, all indicative of chronic inflammation. Molecular detection targeting the tpp15 gene enabled the recovery and confirmation of T. pallidum sequences through NGS and phylogenetic analysis, constituting the first molecular evidence of treponematosis in pre-Hispanic remains from Colombia. Additionally, a Python workflow was implemented to compare the tp92 gene between T. pallidum subsp. pallidum and T. pallidum subsp. pertenue, using publicly available complete genomes. This tool, designed for educational and exploratory purposes, automates sequence retrieval, identifies mutations, and visualizes key differences that, despite a genomic identity greater than 99.5%, may be associated with variations in transmission, tropism, and clinical manifestations. The findings expand current knowledge on the historical distribution of T. pallidum in the Americas and highlight the potential of integrating bioarchaeological, molecular, and bioinformatic approaches in the study of ancient pathogens.

Descripción

La paleopatología permite estudiar enfermedades en poblaciones antiguas mediante el análisis de restos humanos, integrando herramientas de biología molecular, histología y arqueología. Este estudio presenta un diagnóstico diferencial aplicado a un individuo con lesiones compatibles con enfermedad infecciosa crónica, hallado en el sitio arqueológico Estación Portal Tunal, al sur de la Sabana de Bogotá (Colombia), fechado por radiocarbono en 720 ± 30 años AP (periodo Muisca Tardío). Se empleó un enfoque integral que combinó análisis macroscópico, radiológico, histológico y molecular para evaluar la posible presencia de Treponema pallidum. Las lesiones óseas, presentes en ambas tibias (predominio derecho), incluyeron periostitis, osteitis y líneas de Harris; el análisis histológico, mediante estereoscopía, microscopía óptica convencional, electrónica de barrido y luz polarizada, evidenció estructuras como Polster, Grenzstreifen, lagunas sinuosas, canales de Havers agrandados y lagunas de resorción, indicativas de inflamación crónica. La detección molecular dirigida al gen tpp15 permitió recuperar y confirmar secuencias de T. pallidum mediante secuenciación NGS y análisis filogenético, constituyendo el primer registro molecular de treponematosis en restos prehispánicos en Colombia. Además, se implementó un flujo en Python para comparar el gen tp92 entre T. pallidum subsp. pallidum y T. pallidum subsp. pertenue, a partir de genomas completos públicos. La herramienta, con fines educativos y exploratorios, automatiza la recuperación de secuencias, identifica mutaciones y visualiza diferencias clave que, pese a una identidad genómica >99,5%, podrían asociarse con variaciones en transmisión, tropismo y manifestaciones clínicas. Los hallazgos amplían el conocimiento sobre la distribución histórica de T. pallidum en América y evidencian el potencial de integrar enfoques bioarqueológicos, moleculares y bioinformáticos en el estudio de patógenos antiguos.

Palabras clave

Bioarqueología, Diagnóstico diferencial, Enfermedades infecciosas antiguas, Muisca, Patología ósea

Materias

Biología -- Tesis y disertaciones académicas , Paleopatología -- Colombia , Enfermedades infecciosas , Arqueología , Treponematosis , Restos humanos (Arqueología)

Citación

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