Clara Prats i Martí Català del grup de recerca BIOCOM-SC estudien l’efecte de la tuberculosi a la evolució humana

La tuberculosi (TB), causada pel microbi Mycobacterium tuberculosis complex (MtbC), ha estat infectant humans des de la vella edat de pedra, o període paleolític, quan les persones vivien com a caçadors-recol·lectors, organitzats en grups reduïts. Fa uns 43.000 anys, durant el neolític, la gent va començar a assentar-se i a crear granges; aproximadament en aquesta època, es va desenvolupar la forma més moderna de tuberculosi. La TB és una malaltia devastadora, ha matat unes 1.000.000.000 persones els darrers 200 anys, l’equivalent a la població actual de tot el continent americà, i planteja qüestions interessants. Per què no va matar la petita població dels primers humans? Com han sobreviscut, tant la tuberculosi com els seus hostes? I, per què sembla que les dones són més resistents que els homes a la malaltia? Per respondre aquestes preguntes, l’equip format per Martí Català i Clara Prats del Departament de Física de la UPC i per Pere-Joan Cardona a la Unitat de Tuberculosi Experimental (UTE) a l’IGTP, ha dut a terme una complexa tasca de detectius mitjançant un model matemàtic per combinar dades biològiques, antropològiques i històriques per poder oferir respostes. El resultat és sorprenent: no només els humans han sobreviscut malgrat les infeccions per TB sinó que, probablement, hagi tingut un paper clau en la forma actual de la societat humana com la coneixem.

L’estudi és una col·laboració entre l’Institut de Recerca Germans Trias i Pujol (IGTP), el Centre de Medicina Comparativa i Bioimatge (CMCiB-IGTP), CIBERES i la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). L’article s’ha publicat a la revista Scientific Reports i ja ha tingut ressò a la premsa. Es considera la llarga història sobre la batalla entre les persones i els bacteris: Quan va aparèixer la malaltia al paleolític, el creixement de població havia caigut de l’1% a només el 0,003%, probablement els petits grups es van infectar i van anar morint. El nostre model mostra que en aquella època, en què la mortalitat infantil era del 50%, les dones havien de tenir dos fills supervivents (és a dir, quatre parts) per tal de mantenir la població. Amb l’arribada de les soques modernes de Mycobacterium tuberculosis, la malaltia es va fer més mortal i va fer augmentar aquestes xifres a 3 fills supervivents, o 6 embarassos, per poder mantenir l’espècie. No s’ha arribat a entendre el motiu pel qual la població va passar de la dinàmica de caçadors-recol·lectors a l’assentament i la vida agrícola, en un moment en què les parts habitables del món es limitaven del Subcontinent indi a Austràlia, degut a la glaciació generalitzada. Fins ara no hi ha hagut cap motiu obvi per explicar aquest canvi.

Aquest estudi s’ha dut a terme al Centre de Medicina Comparativa i Bioimatge (CMCiB-IGTP), juntament amb la UPC, utilitzant un model matemàtic. L’equip va dissenyar un model matemàtic en compartiments basat en cinc equacions diferencials per descriure la dinàmica de les infeccions per MtbC a la població. Permet que els investigadors modelitzin un escenari estàndard d’un grup de persones en què s’hi inclou una persona infectada per TB. S’hi poden incloure i canviar diferents factors per mostrar com afecten a la dinàmica de la població amb el temps. Aquest model s’ha utilitzat per estudiar com interaccionaven les soques antigues i modernes de tuberculosi, quins són els factors necessaris per mantenir les epidèmies de tuberculosi i com la resistència femenina ha estat essencial per la coevolució del MtbC i els humans.

Pere Joan Cardona, Martí Català, and Clara Prats. Origin of tuberculosis in the Paleolithic predicts unprecedented population growth and female resistance. Sci Rep 10, 42 (2020)