Η Βιολογία φωτίζει τη… Γαλλική Επανάσταση. What can 200-year-old DNA tell us about a murdered French revolutionary?

Jacques-Louis David, The Death Of Marat, 1793. Περισσότερο από δύο αιώνες μετά τον θάνατο του Μαρά, οι ερευνητές εντοπίζουν τον μικροοργανισμό που τον έκανε να ζει στην μπανιέρα του. Jean-Paul Marat was stabbed to death in his bathtub in 1793. Now, blood preserved from his assassination may reveal the disease that struck him down in life.

Τέσσερα χρόνια μετά το ξέσπασμα της Γαλλικής Επανάστασης, στις 13 Ιουλίου 1793, ο Ζαν-Πολ Μαρά (Jean-Paul Marat, 1743-1793), φυσικός, δημοσιογράφος και ηγετική φυσιογνωμία της κοινωνικής επανάστασης έναντι της μοναρχίας, βρίσκεται δολοφονημένος στην μπανιέρα του. Δίπλα του βρίσκεται η λεκιασμένη από το αίμα του εφημερίδα «L’ami du peuple» (Ο φίλος του λαού), την οποία εκδίδει ο ίδιος. Τα τελευταία χρόνια της ζωής του ο Μαρά ταλαιπωρείται από μία δερματική ασθένεια, στην οποία ορισμένοι ερευνητές αποδίδουν τη σταδιακή του απόσυρση από την ενεργό δράση στην Επανάσταση. Έπειτα από 226 χρόνια, μία σύμπραξη ισπανών, γάλλων και άγγλων βιολόγων με έδρα το Αυτόνομο Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης προσπαθεί να ρίξει φως στη δερματική πάθηση που βασάνιζε τον Μαρά. Τα αποτελέσματα της έρευνας, τα οποία προδημοσιεύθηκαν στην πλατφόρμα «bioRxiv», ανατρέπουν ορισμένες από τις προηγούμενες υποθέσεις των ερευνητών της Ιστορίας, της Ιατρικής και της Βιολογίας, αφού μελετώντας το DNA το οποίο συνέλεξαν από τη λεκιασμένη εφημερίδα οι ερευνητές διαπίστωσαν ποια μικρόβια ενδέχεται να είχαν επιβαρύνει την υγεία του Μαρά. Τα ευρήματα αυτά δεν έριξαν μόνο φως στο ιατρικό ιστορικό της ηγετικής φυσιογνωμίας της Γαλλικής Επανάστασης, αλλά άνοιξαν επίσης τον δρόμο για προηγμένες τεχνικές της λεγόμενης αναδρομικής διάγνωσης, της διερεύνησης των αιτιών παθολογικών καταστάσεων προσώπων των οποίων το ιατρικό ιστορικό παρουσιάζει επιστημονικό ενδιαφέρον.

Αναζητώντας την ασθένεια

This 19th-century engraving depicts the moment after French revolutionary Jean-Paul Marat is assassinated in his bathtub by Charlotte Corday. PHOTOGRAPH BY ULLSTEIN PICTURE, GETTY

Η υγεία του Ζαν-Πολ Μαρά κατά τα τελευταία χρόνια της ζωής του έχει απασχολήσει πολύ έντονα τους ερευνητές, γι’ αυτό και υπάρχει μία πολύ εκτενής βιβλιογραφία γύρω από την ασθένεια η οποία τον ταλαιπωρούσε. Μέχρι σήμερα ήταν γνωστό ότι ο γάλλος επαναστάτης υπέφερε από μία δερματική πάθηση η οποία είχε επιβαρύνει πολύ την υγεία του. Ο μόνος τρόπος για να ανακουφιστεί από τους πόνους, ήταν να περνάει πολλή ώρα στο ιαματικό λουτρό του σπιτιού του. Το γεγονός αυτό, σύμφωνα με τους ερευνητές, συνέβαλε καθοριστικά στην απόσυρση του Μαρά από την ενεργό δράση της Επανάστασης. Με τις γνώσεις τις οποίες διέθεταν οι γιατροί εκείνη την εποχή, δεν υπήρχε η δυνατότητα να προσδιοριστεί ακριβώς η φύση της ασθένειας. Ακριβώς λόγω της επίδρασης που είχε η ασθένεια στη δράση και στην προσωπικότητα του Μαρά, η ερευνητική κοινότητα προσπαθεί εδώ και χρόνια (μέσω των περιγραφών των εκζεμάτων του από τον ίδιο, από ανθρώπους του περιβάλλοντός του αλλά και από τους γιατρούς οι οποίοι είχαν παρακολουθήσει την πορεία της ασθένειάς του) να κάνει διάγνωση εκ των υστέρων. Ανάμεσα στις ασθένειες οι οποίες είχαν προταθεί μέχρι σήμερα είναι η σύφιλη, η λέπρα, η ψώρα, το ατοπικό έκζεμα, η σμηγματορροϊκή και η ερπητοειδής δερματίτιδα.

Από τον 21ο στον 19ο αιώνα

Edvard Munch, The Death Of Marat, 1907

Στην πρόσφατη ερευνητική εργασία οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν σύγχρονες τεχνικές του πεδίου της μεταγενωμικής ανάλυσης, η οποία συνίσταται στη μελέτη γενετικού υλικού το οποίο εντοπίζεται σε δείγματα που έχουν ληφθεί από το περιβάλλον. Η μεταγενωμική ανάλυση έχει καταστεί δυνατή έπειτα από την αλματώδη ανάπτυξη της αλληλούχισης του DNA τα τελευταία χρόνια, του προσδιορισμού δηλαδή της πληροφορίας που «κρύβεται» σε ένα δείγμα γενετικού υλικού. Εν αντιθέσει με τη γενωμική ανάλυση η οποία στοχεύει στη μελέτη του γενετικού υλικού ενός συγκεκριμένου οργανισμού, η μεταγενωμική ανάλυση επιτρέπει τον προσδιορισμό της γενετικής ταυτότητας όσων οργανισμών υπάρχουν στο εκάστοτε δείγμα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση η μεταγωνιδιωματική ανάλυση είχε στόχο την ανίχνευση γενετικού υλικού μικροβιακών στελεχών τα οποία υπήρχαν στο υπό μελέτη δείγμα. Οι ερευνητές δηλαδή συνέλεξαν δείγμα γενετικού υλικού από την κηλίδα αίματος η οποία βρίσκονταν επάνω στην εφημερίδα που βρέθηκε δίπλα στο πτώμα του Μαρά. Έπειτα, χρησιμοποίησαν εξειδικευμένες τεχνικές μεταγονιδιωματικής ανάλυσης ώστε να κατατάξουν το γενετικό υλικό είτε σε ανθρώπινης είτε σε μικροβιακής προέλευσης. Μετά από αυτόν τον διαχωρισμό, οι επιστήμονες συνέκριναν το γενετικό υλικό το οποίο είχαν συλλέξει με το γενετικό υλικό ήδη γνωστών μικροβιακών στελεχών, με σκοπό να αναγνωρίσουν μικρόβια τα οποία περιέχονταν στο συγκεκριμένο δείγμα.

Η Ελληνίδα της έρευνας

Sofia Morfopoulou | University College London

Μία από τις τεχνικές τις οποίες χρησιμοποίησαν οι ερευνητές είχε αναπτυχθεί από την ελληνίδα βιολόγο Σοφία Μορφοπούλου, η οποία συμμετείχε στην εν λόγω δημοσίευση. Όπως η ίδια σημείωσε η συγκεκριμένη ερευνητική εργασία ήταν η πρώτη της επαφή με την ανάλυση πολύ παλιού γενετικού υλικού. Η ίδια συνέβαλε στην εργασία πραγματοποιώντας την κύρια μεταγενωμική ανάλυση του γενετικού υλικού το οποίο είχε συλλεχθεί από την κηλίδα αίματος, χρησιμοποιώντας την τεχνική την οποία η ίδια είχε αναπτύξει. «Η μέθοδος αυτή έχει χρησιμοποιηθεί και χρησιμοποιείται και σε άλλες αναλύσεις μεταγενωμικής αλλά όχι με δεδομένα από τόσο παλιά δείγματα όπως αυτό της κηλίδας αίματος του Μαρά» σημειώνει η ερευνήτρια του Τμήματος Ιατρικών Επιστημών του Πανεπιστημιακού Κολεγίου του Λονδίνου στην εφημερίδα μας, για να συμπληρώσει ότι «το κύριό μου ενδιαφέρον είναι η ανάλυση μεταγενωμικών δεδομένων  με σκοπό τη διάγνωση ασθενών με λοιμώδεις ασθένειες οι οποίες είναι δύσκολο να διαγνωσθούν με τα υπάρχοντα τεστ.  Έχω ασχοληθεί με λοιμώξεις του κεντρικού νευρικού συστήματος όπως η εγκεφαλίτιδα, και εκεί χρησιμοποιείται κυρίως και η μέθοδος την οποία ανέπτυξα, στο πλαίσιο συνεργασίας μου με διαγνωστικά τμήματα νοσοκομείων». Όπως επεσήμανε η ίδια, παράλληλα με τη δική της οι ερευνητές εφάρμοσαν άλλη μία τεχνική, η οποία τους επέτρεψε να βεβαιωθούν ότι το γενετικό υλικό των μικροοργανισμών οι οποίοι θα μπορούσαν να είναι υπεύθυνοι για την πάθηση του Μαρά είναι όντως παλιοί και δεν προέρχονται από επιμολύνσεις του δείγματος με σύγχρονους μικροοργανισμούς.

Απαντήσεις σε ιστορικά ερωτήματα

Jean-Paul Marat, a portrait by Joseph Boze, 1793; in the Museum of the History of Paris.

Η ανάλυση αυτή αποδείχθηκε πολύτιμη για τους ερευνητές: το δείγμα περιείχε γενετικό υλικό τόσο ανθρώπινης προέλευσης όσο και μικροβιακής. Μερικοί από τους μικροοργανισμούς των οποίων το γενετικό υλικό ανιχνεύτηκε επάνω στο φύλλο της εφημερίδας είναι γνωστό ότι αναπτύσσονται σε χαρτί ή σε ξηραμένο αίμα. Άλλοι όμως είναι παθογόνοι και γνωστοί για την πρόκληση ασθενειών. Ένα άμεσο συμπέρασμα της συγκεκριμένης ανάλυσης είναι ότι τα συμπτώματα του Μαρά δεν θα μπορούσαν να οφείλονται στη σύφιλη, στη λέπρα ή στην ψώρα, αφού δεν βρέθηκε στο δείγμα γενετικό υλικό των μικροοργανισμών οι οποίοι προκαλούν τις συγκεκριμένες παθολογικές καταστάσεις.

Κατάφεραν ωστόσο να ανιχνεύσουν το γενετικό υλικό ενός μύκητα, γνωστού στην επιστημονική κοινότητα ως Malassezia restricta. Ο μύκητας αυτός συνδέεται με την εμφάνιση παθολογικών καταστάσεων του δέρματος όπως το ατοπικό έκζεμα του δέρματος ή η σμηγματορροϊκή δερματίτιδα. Εκτός από το συγκεκριμένο στέλεχος μύκητα, οι ερευνητές ανίχνευσαν επίσης στελέχη των βακτηρίων Cutibacterium acnes και Staphylococcus aureus, τα οποία είναι επίσης υπεύθυνα για δερματικές παθήσεις.

Το συμπέρασμα των ερευνητών από αυτή την ανάλυση είναι ότι πιθανότατα η ασθένεια η οποία ταλαιπωρούσε τον Μαρά ήταν η σμηγματορροϊκή δερματίτιδα, ενώ παράλληλα ήταν μολυσμένος από πολλά μικροβιακά στελέχη, κάτι το οποίο επιδείνωσε σε μεγάλο βαθμό την κατάσταση της υγείας του. Αναζητώντας περισσότερες λεπτομέρειες για το συγκεκριμένο συμπέρασμα, το ΒΗΜΑ-Science επικοινώνησε με τον καθηγητή Καρλ Λαουέντζα-Φοξ, επικεφαλής της δημοσίευσης και ερευνητή του Ινστιτούτου Παλαιοντολογίας Μικέλ Κρουσαφόντ στην Καταλωνία, ο οποίος μας διευκρίνισε κάτω από ποιες συνθήκες θα μπορούσε να είχε μολυνθεί ο Ζαν-Πολ Μαρά.

«Δεν γνωρίζουμε εάν ο μύκητας Malassezia restricta ήταν διαδεδομένος την εποχή την οποία ζούσε ο Ζαν-Πολ Μαρά» αναφέρει ο ισπανός παλαιοντολόγος στην εφημερίδα, διευκρινίζοντας ότι «οι μύκητες δεν ήταν γνωστό να προκαλούν μολύνσεις του δέρματος και δεν υπάρχουν αναλύσεις βιολογικού υλικού ανθρώπων από εκείνη την περίοδο. Ωστόσο, η μόλυνση θα μπορούσε να αποδοθεί στην ιδιαιτερότητα της ζωής του Μαρά, όπως παραδείγματος χάριν στο γεγονός ότι κρυβόταν σε κελάρια και στους υπονόμους του Παρισιού για διάστημα εβδομάδων. Αυτό ενδέχεται να είχε παίξει σημαντικό ρόλο στη μόλυνσή του».

Είναι αξιόπιστα τα αποτελέσματα;

A forensic swab was used to take DNA from Marat’s bloodstained newspapers. (de-Dios et al.)

Ένα άλλο ερώτημα το οποίο προκύπτει από μία τέτοιου είδους ανάλυση, είναι η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων, δεδομένου ότι αφενός το βιολογικό υλικό είναι πολύ παλιό, αφετέρου η εφημερίδα με την κηλίδα αίματος η οποία χρησιμοποιήθηκε για τις αναλύσεις θα μπορούσε να είχε αλλάξει πολλά χέρια, «μολύνοντας» το δείγμα με γενετικό υλικό προερχόμενο από το δέρμα άλλων ανθρώπων εκτός του Μαρά. Όπως σημειώνουν οι ερευνητές στην εργασία τους, παλαιότερα έχουν γίνει προσπάθειες για ανάλυση του μικροβιακού προφίλ διαφόρων δειγμάτων πολύ παλιού DNA, όπως από γενετικό υλικό δοντιών ή από «πλακάκια» πάνω στα οποία τοποθετούνταν βιολογικό υλικό προς μελέτη στο μικροσκόπιο. Ωστόσο, όπως σημειώνει ο καθηγητής Καρλ Λαουέντζα-Φοξ, «παρότι υπάρχει εκτενής βιβλιογραφία για προσπάθειες αναδρομικής διάγνωσης ασθενειών ιστορικών προσώπων, είναι η πρώτη φορά όπου δεδομένα μεταγενωμικής ανάλυσης παράγονται από ένα βιολογικό δείγμα ενός τέτοιου προσώπου. Σε κάθε περίπτωση, τα αποτελέσματα της ανάλυσής μας αποκλείουν κάποιες υποθέσεις οι οποίες είχαν διατυπωθεί σχετικά με τη νόσο του Μαρά, ενώ ενδυναμώνουν κάποιες άλλες με δεδομένα μεταγενωμικής. Δεν αποκλείουμε την περίπτωση να κάνουμε λάθος, αλλά τουλάχιστον πρόκειται για δεδομένα τα οποία μπορούν να ελεγχθούν και όχι απλώς για υποθέσεις». Όσον αφορά το ενδεχόμενο η εφημερίδα να έχει αλλάξει πολλά χέρια, ο καθηγητής σημειώνει ότι η επικρατούσα υπόθεση υποδεικνύει ότι δεν είναι πιθανό να έχει γίνει κάτι τέτοιο, καθώς επάνω στην εφημερίδα βρέθηκαν σημειώσεις και ως εκ τούτου, καθώς ο εκδότης της εφημερίδας ήταν ο ίδιος, μάλλον το συγκεκριμένο φύλλο επρόκειτο για ένα προσωπικό του αντίτυπο. «Παραμένει φυσικά μια υπόθεση», σημειώνει ο καθηγητής, συμπληρώνοντας ότι «πιθανότατα όμως πρόκειται για ένα αντίτυπο το οποίο είχε εκδώσει ο ίδιος και το οποίο χρησιμοποίησε για να σημειώσει. Ωστόσο, δεδομένου ότι είναι πολύ ασυνήθιστο ο μύκητας Malassezia restricta να προέρχεται από εξωτερική μόλυνση, η ύπαρξη του μύκητα στο δείγμα αντανακλά κατά πάσα πιθανότητα την παθολογική κατάσταση του ίδιου του Μαρά και όχι κάποιου άλλου προσώπου».

Τι είναι και πώς λειτουργεί η αναδρομική διάγνωση

Η αναδρομική διάγνωση είναι το πεδίο το οποίο ασχολείται με την ταυτοποίηση της ασθένειας ή των αιτιών θανάτου ιστορικών προσώπων ή προσώπων τα  οποία έχουν αξία για την επιστημονική κοινότητα. Οι ερευνητές αξιοποιούν δηλαδή σύγχρονες τεχνικές έρευνας και ανάλυσης για να διερευνήσουν, μέσα από το πρίσμα των σύγχρονων επιστημονικών γνώσεων, παθολογικές καταστάσεις ανθρώπων οι οποίοι έζησαν στο παρελθόν. Σε αυτή τη διερεύνηση των αιτιών μιας νόσου δεν περιλαμβάνονται μόνο δεδομένα από σύγχρονες τεχνικές ανάλυσης αλλά και ιστοριογραφικές αναφορές, όπως ακριβώς συμβαίνει με την περίπτωση της δερματοπάθειας του Ζαν-Πολ Μαρά. Ενα χαρακτηριστικό παράδειγμα εφαρμογής της αναδρομικής διάγνωσης είναι η εκ των υστέρων διάγνωση του σπουδαίου συνθέτη Εκτόρ Μπερλιόζ ως πάσχοντος από ιδιοπαθή επιληψία, μέσα από την ανάλυση των γραπτών του, στα οποία ο συνθέτης αναφέρεται σε συμπτώματα τα οποία περιγράφηκαν από την επιστημονική κοινότητα τα τελευταία 60 χρόνια. Προσπάθειες για εξέταση βιολογικού υλικού ιστορικών προσώπων έχουν υπάρξει με την ανάλυση ίχνους αίματος το οποίο αποδιδόταν (τελικά λανθασμένα) στον βασιλιά της Γαλλίας Λουδοβίκο ΙΣΤ’ και την ανάλυση γενετικού υλικού το οποίο βρέθηκε στον σκελετό τόσο του Ριχάρδου Γ’ της Αγγλίας όσο και συγγενικών του προσώπων.

Πηγές: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/825034v1 - https://www.nationalgeographic.co.uk/history-and-civilisation/2019/11/what-can-200-year-old-dna-tell-us-about-murdered-french - https://www.tovima.gr/2019/12/07/science/i-viologia-fotizei-ti-galliki-epanastasi/