Lagen tandsteen

Bacteriën in tanden vertellen ons veel over voeding en ziektes van onze voorouders. Bovendien komen we zo meer te weten over ons immuunsysteem. Dit biedt aanknopingspunten voor het verhelpen van moderne ziektes en allergieën. Lange tijd irriteerden archeologen zich aan het tandsteen op het gebit van opgegraven schedels. Het zat in de weg om de echte tand te onderzoeken, zo redeneerde men. Daarnaast zag tandsteen er erg lelijk uit. Musea schraapten die plak daarom van de tanden zodat het skelet mooier kon worden gepresenteerd in de collectie. "Zonde", zegt PhD-student Kirsten Ziesemer. "Tandsteen is juist een schatkist van informatie."

Immuunsysteem

Een lichaam zit vol microbiomen. Het is de verzamelnaam voor alle bacteriën op en in het lichaam. Ze zitten op de huid, in de darmen, in de mond. De microben in ons microbioom zijn betrokken bij alledaagse functies in het lichaam, zoals de vertering van je voeding, maar ook bij je immuunsysteem. Sinds 2010 is bekend dat het microbioom van de mond in gefossiliseerd tandsteen te vinden is. Daarvoor werden microbiomen alleen onderzocht bij mummies en coprolieten, gefossiliseerde poep. Beide categorieën worden maar weinig in de archeologie gevonden. Tanden daarentegen blijven goed in de grond bewaard, beter dan botten of ander menselijk materiaal.

Het onderzoek naar tandsteen staat nog in de kinderschoenen. Het geeft inzicht in de ontwikkeling van ziektes van vroeger, in de ontwikkeling van bacteriën door de tijd, in het immuunsysteem  en in antibiotica-resistentie. Onderzoek naar het immuunsysteem is ook belangrijk voor de moderne geneeskunde, omdat het veel informatie biedt over de ontwikkeling van het immuunsysteem en de reactie van het lichaam op ziektes, voedsel en medicijnen. Zo zijn in recent onderzoek 25 van de 43 gevonden eiwitten geïdentificeerd die bij het immuunsysteem horen. Tevens is het bekend dat wanneer het microbioom uit balans raakt, je ziek kan worden. Diabetes type II, darmkanker, maar ook tandvleesontstekingen hebben een duidelijke link met een verstoring in het microbioom (lees hierover meer in het wetenschapsdossier ‘Immuniteit, Infectie en Tolerantie’).

Daarnaast werkt de moderne geneeskunde steeds meer naar een zo persoonlijk mogelijke toediening van medicijnen. Microbiomen zijn net zo persoonlijk als een vingerafdruk. Wanneer de microbioom samenstelling van een persoon in kaart is gebracht, kan daarop een medicijn worden ontwikkeld die het beste werkt. Archeologisch onderzoek naar de microbiomen is belangrijk om meer inzicht te krijgen in de relatie tussen mensen, microben en ziekten en hun ontwikkeling door de tijd.  Het helpt medici in de keuzes voor het personaliseren van medicijnen.

Schatkist aan informatie

Tandsteen vormt een schat aan informatie om het voedingspatroon van mensen te reconstrueren. Kleine resten vlees en pollen blijven erin vastplakken en kunnen via een microscoop bekeken worden. Recent onderzoek toont aan dat ook DNA-materiaal in de tanden vast blijft zitten. Alles wat leeft, heeft DNA: planten, dieren, mensen. Door het DNA in tandplak te onderzoeken kan het voedselpatroon van onze verre voorouders worden gereconstrueerd. Eiwitten blijven ook in tandplak bewaard. Met name het onderzoek naar melkeiwitten is interessant. We weten dat de mens van nature niet tegen koemelk kon, maar het tegenwoordig wel kan verdragen. Onderzoek hiernaar kan inzicht in de directe consumptie van melk. Voorheen kon alleen indirecte consumptie van melk aangetoond worden, bijvoorbeeld door scherven te onderzoeken op restanten van melk.

"We onderzoeken tandsteen pas sinds 2010 met moleculaire technieken. We zijn nu nog aan het uitzoeken welke mogelijkheden dit onderzoek nog meer biedt", zegt Ziesemer. "Tandsteen wordt bijvoorbeeld in laagjes opgebouwd. Die laagjes zijn onder een microscoop te zien. Het diepste laagje is het oudste laagje, de buitenste de jongste laag. Wanneer het tandsteen per laag onderzocht zou kunnen worden, kan er bekeken worden of mensen in hun jeugd ander voedsel aten, dan als volwassene. Dit onderzoek is nu nog niet mogelijk omdat iedere laag tandplak stekelig is. Het is erg belangrijk om elke laag tandplak secuur te verwijderen. Anders vermengen bacteriën uit verschillende perioden zich met elkaar."

Christina Warinner: Tracking ancient diseases using ... plaque