¿La Paleopatología se esconde en los huesos?

Updated: Oct 29, 2020

Traducción : Laura Ibarra


La Paleopatología es el estudio de patologías antiguas conservadas en los registros fósiles. Aunque atrajo gran interés en las últimas décadas (como ejemplo el trabajo sustancial de Rothschild B.M., resumido en [1]), un estudio histológico de humerales de saurópodos basales (cf. Isanosaurus* and Spinophorosaurus nigerensis, que figura abajo [Fig. 1]) que condujimos, nos llevó a considerar que, tal vez, existe un gran vacío dentro de lo que ya conocemos en esta disciplina. (Jentgen-Ceschino et al., 2020 [2]).


Figura 1. Imágenes del húmero de cf. Isanosaurus y del húmero de Spinophorosaurus nigerensis. a) Vista posterior del Cf. Isanosaurus. b) Vista anterior del cf. Isanosaurus. c) Vista posterior de Spinophorosaurus nigerensis. Escala gráfica: 100 mm.

Prácticamente cualquier hueso fósil tiene en potencia un registro de patologías


En efecto, la paleopatología se estudia la mayoría de las veces a escala macroscópica (ej. [3,4]), y algunas veces se observa en la anatomía interna de los huesos fósiles de interés (ej. [5-7]). Algunas patologías reportadas son notables en la superficie externa del hueso: un osteoblastoma de forma ovoide (tipo de cáncer de hueso) (Fig. 2) en la cara posterior de un fémur de saurópodo [8], una cavidad marcada producida por osteomielitis (infección ósea) en una costilla de otro saurópodo [9], fracturas óseas evidentes con callo óseo ("bola de hueso" o acumulación de hueso temporal para reparar el lugar de la fractura) en un Allosaurus [10], fosas leucémicas en el esqueleto axial (caja torácica, espina dorsal y huesos del cráneo) de restos humanos [11], una cola mordida de un sauropodomorfa separada completamente del resto del cuerpo [12], ... La lista sigue y sigue.


Figura 2. Fémur saurópodo mostrando un osteoblastoma de forma ovoide. a) Vista posterior con el osteoblastoma enmarcado. b) Vista lateral del mismo hueso para mostrar el desarrollo redondeado del osteoblastoma. "4ª trocha" significa el "4º trocánter" (un sitio de unión muscular), que es un marcador de la cara posterior del fémur de los arcosaurios (incluidos los dinosaurios). Escala gráfica: 10,0 cm. Modificado, de [8].

Además de las espectaculares características patológicas, la literatura de paleopatología también informa sobre casos en los que las patologías sólo tienen huellas limitadas o discretas en la superficie y la estructura ósea. Por ejemplo, las infecciones óseas pueden dar lugar al desarrollo de huellas sinusales (canales) a través del hueso para expulsar pus. Estas huellas sólo son visibles en la superficie del hueso por pequeñas estructuras que podrían pasar desapercibidas para un ojo no entrenado. Peor aún, tales infecciones no siempre dejan pruebas diagnósticas tan discretas y claras... además que esta característica, lamentablemente, no se limita a las infecciones (suspiro).

En resumen, si no se detectan rastros macroscópicos y no se aplican análisis rutinarios de anatomía microscópica y/o interna (histología, imágenes), es probable que los paleontólogos pasen por alto muchos casos patológicos ya conocidos pero dignos de ser documentados o definitivamente desconocidos (nunca observados o extintos) y, por lo tanto, que falten ser descritos. Por lo tanto, tenemos un problema enorme: prácticamente todos los huesos de dinosaurio podrían ocultar algún tipo de patología preservada.

Esta es una de las líneas de conclusión más importantes en nuestro estudio histológico de los tejidos óseos de cf. Isanosaurus y Spinophorosaurus: sólo las secciones delgadas hechas de estos huesos están revelando indirectamente patologías óseas (Fig. 3). De hecho, no hay ninguna evidencia macroscópica presente en la superficie ósea de los huesos muestreados. Sólo debido a la inusual naturaleza de algunos tejidos óseos de un hueso largo de saurópodo (e incluso de dinosaurios como conjunto) de alrededor de 2,0 mm de grosor, supimos que fue conservado algo anormal. Básicamente, ¡Koen Stein tuvo la suerte de tomar una muestra de los huesos a ciegas en los puntos correctos en 2008! Es una ciencia difícil, ¿no?


Figura 3. Principales características histológicas del húmero de Spinophorosaurus nigerensis bajo luz normal. Para las personas que no están acostumbradas a leer imágenes histológicas, pasar de la c) a la a) es pasar de la parte más interna del hueso a la más externa. a) La corteza más externa libre de osteonas secundarias, por encima de la reacción perióstica. (b) Reacción perióstica (patrón vertical mejor representado en (b')) con hueso fibrolamelar (FLC, por sus siglas en inglés) "normal" subyacente y vascularización laminar. Observar las osteonas secundarias en la base de la reacción perióstica, mientras que la FLC justo abajo está completamente privada de ellos. b') Esquema simplificado de la transición de la FLC "normal" subyacente a la reacción perióstica a la FCL "normal" que está justo encima de ella (negro: espacios vasculares; gris claro: fracturas; blanco: tejido óseo). c) Corteza media debajo de la reacción perióstica con una extensa remodelación ósea. Escala gráfica: 2,0 mm.

La idea de un catálogo: diagnóstico vs patognomónico


Los tejidos óseos inusuales que se observan en las muestras estudiadas son básicamente reacciones periósticas (un depósito óseo anormal debido al desprendimiento del periostio -el tejido responsable del crecimiento diametral que rodea a los huesos largos- de la superficie del hueso por una masa; ver [13] para más detalles -Fig. 4) ligadas a patologías severas o incluso malignas como infecciones óseas, tumores y cánceres [14,15]. Tales patologías rara vez se describen en el registro fósil, aún más en los dinosaurios (resumido en la introducción de [2]; junto con un nuevo caso reportado en los anquilosaurios [16]). Además, la curación completa de una reacción perióstica que implique la supervivencia en el Spinophorosaurus estudiado aquí es una singularidad nunca antes descrita en la literatura sobre dinosaurios.


Figura 4. Esquema simplificado en la sección longitudinal de una reacción perióstica. El periostio está rodeando la superficie externa del eje. a) Diáfisis (o eje) de hueso largo normal y sano. b) Una masa (redonda en blanco y negro) está separando el periostio de la superficie ósea original, obligando al hueso a depositarse de forma anormal. Modificado de [15].

Esos casos están bien estudiados en la literatura médica y veterinaria, y muestran notablemente que las reacciones periósticas pueden tener varias fuentes diferentes [14,15]. A partir de diferentes pruebas diagnósticas, excluyendo la mayoría de las veces el enfoque histológico, es posible identificar la fuente exacta de la reacción perióstica que sufre el paciente (raramente ejemplos humanos, por ejemplo en [17,18]).

No me preguntes por qué, pero esta limitación de datos me paralizó durante un tiempo... hasta que me di cuenta que el problema estaba al revés: tener datos comparativos limitados es un hecho, no el problema; el problema radica en la falta de interés en las aplicaciones histológicas (e imágenes) en comparación con el corpus macroscópico habitual de la paleopatología. Esto dificulta enormemente el trabajo comparativo e interpretativo en la paleopatología, no por una falta significativa de conocimiento de las patologías que marcan los huesos, sino más bien por la falta de inversión en métodos como la histología y las imágenes. Esto enloquecerá a los curadores de todo el mundo. Lo siento por eso (o no).

Sin embargo, la histología ósea por sí sola no es definitivamente la solución milagrosa para arreglar este problema. Dado que sólo vemos el estado final y tratamos de volver al inicial causando que el fósil haya registrado algo anormal ('paradigma paleontológico' de alguna manera), necesitamos compilar cada pieza de evidencia disponible de cada escala. De la macroscopía a la microscopía; de la morfología a la histología.

¿Es posible que pasemos por alto individuos patológicos preservados en el registro fósil, como también las patologías extintas? (O que, ¿ya lo hayamos hecho y podamos volver a repetirlo?) Bueno, siguiendo lo señalado anteriormente, el desarrollo de un catálogo paleopatológico exhaustivo facilitaría las comparaciones e interpretaciones de diferentes patologías registradas en los huesos fósiles, más aún cuando nos tropezáramos con ellas por accidente (o por suerte). En efecto, dado que los rastros patognomónicos (características estrictamente diagnósticas de una patología específica) no son la situación más común en la paleopatología, es necesario cruzar cada una de las características de una patología determinada para ayudar a los científicos a descifrar cuál de ellas afectó su material, sobre todo cuando estas patologías no alteraron macroscópicamente el fósil, oculto en lo profundo del hueso, esperando su liberación.



Ilustración de Spinophorosaurus nigerensis, por Joshua Knüppe ©

* 'cf.' (en latín) se lee 'confer' y se escribe delante del nombre de una especie para resaltar algún grado de incertidumbre en la determinación taxonómica del espécimen. Aquí, no estábamos seguros de si el húmero de cf. Isanosaurus era realmente parte de un individuo de Isanosaurus, sin embargo, es la identificación más probable dadas las rocas fosilíferas de las que proviene.




Referencias


  1. Rothschild B.M. (2016). Odyssey in the evolution of a paleopathologist, Fossil Record 20, 37–45. doi: 10.5194/fr-20-37-2016

  2. Jentgen-Ceschino B., Stein K. & Fischer V. (2020). Case study of radial fibrolamellar bone tissues in the outer cortex of basal sauropods, Philosophical Transactions of the Royal Society B 375, special volume, 20190143. doi: 10.1098/rstb.2019.0143

  3. de Souza Barbosa F.H., da Costa Ribeiro I., da Costa Pereira P.V.L.G. & Bergqvist L.P. (2018). Vertebral lesions in a titanosaurian dinosaur from the Lower-Upper Cretaceous of Brazil, Geobios 51, 385–389. doi: 10.1016/j.geobios.2018.08.002

  4. Rothschild B. & Lambert H.W. (2019). First documentation of a greenstick fracture in the fossil record. Possible gout also noted in Arkansaurus fridayii, Historical Biology. doi: 10.1080/08912963.2019.1693558

  5. Chinsamy A. & Tumarkin-Deratzian A. (2009). Pathologic bone tissues in a turkey vulture and a nonavian dinosaur: implications for interpreting endosteal bone and radial fibrolamellar bone in fossil dinosaurs, Anatomical Record 292, 1478–1484. doi: 10.1002/ar.20991

  6. Cerda I.A., Chinsamy A. & Pol D. (2014). Unusual endosteally formed bone tissue in a Patagonian basal sauropodomorph dinosaur, Anatomical Record 297,1385–1391. doi: 10.1002/ar.22954

  7. Redelstorff R., Hayashi S., Rothschild B.M. & Chinsamy A. (2014). Non-traumatic bone infection in stegosaurs from Como Bluff, Wyoming, Lethaia 48, 47–55. doi: 10.1111/let.12086

  8. Gonzalez R., Gallina P.A. & Cerda I.A. (2017). Multiple paleopathologies in the dinosaur Bonitasaura salgadoi (Sauropoda: Titanosauria) from the Upper Cretaceous of Patagonia, Argentina, Cretaceous Reearch 79, 159–170. doi: 10.1016/j.cretres.2017.07.013

  9. Xing L., Rothschild B.M., Randolph-Quinney P.S., Wang Y., Parkinson A.H. & Ran H. (2018). Possible bite-induced abscess and osteomyelitis in Lufengosaurus (Dinosauria: sauropodomorph) from the Lower Jurassic of the Yimen Basin, China, Scientific Reports 8, 5045. doi: 10.1038/s41598-018-23451-x

  10. Hanna R.R. (2002). Multiple injury and infection in a sub-adult theropod dinosaur Allosaurus fragilis with comparisons to allosaur pathology in the Cleveland-Lloyd Dinosaur Quarry collection, Journal of Vertebrate Paleontology 22, 76–90. doi: 10.1671/0272-4634(2002)022[0076:MIAIIA]2.0.CO;2

  11. Rothschild B.M., Hershkovitz I., Dutour O., Latimer B., Rothschild C. & Jellema L.M. (1997). Recognition of leukemia in skeletal remains: report and comparison of two cases, American Journal of Physical Anthropology 102, 481–496. doi: 10.1002/(SICI)1096-8644(199704)102:4<481::AID-AJPA5>3.0.CO;2-V

  12. Butler R.J., Yates A.M., Rauhut O.W.M. & Foth C. (2013). A pathological tail in a basal sauropodomorph dinosaur from South Africa: evidence of traumatic amputation?, Journal of Vertebrate Paleontology 33, 224–228. doi: 10.1080/02724634.2012.710691

  13. Bisseret D., Kaci R., Lafage-Proust M.-H., Alison M., Parlier-Cuau C., Laredo J.-D. & Bousson V. (2015). Periosteum: characteristic imaging findings with emphasis on radiologic-pathologic comparisons, Skeletal Radiology 44, 321-338. doi: 10.1007/s00256-014-1976-5

  14. Wenaden A.E.T., Szyszko T.A. & Saifuddin A. (2005). Imaging of periosteal reactions associated with focal lesions of bone, Clinical Radiology 60, 439–456. doi: 10.1016/j.crad.2004.08.017

  15. Rana R.S., Wu J.S. & Eisenberg R.L. (2009). Periosteal reaction, American Journal of Roentgenology 193, W259–W272. doi: 10.2214/AJR.09.3300

  16. Cerda I.A., Gasparini Z., Coria R.A., Salgado L., Reguero M., Ponce D., Gonzalez R., Jannello J.M. & Moly J. (2019). Paleobiological inferences for the Antarctic dinosaur Antarctopelta oliveroi (Ornithischia: Ankylosauria) based on bone histology of the holotype, Cretaceous Research 103, 104171. doi: 10.1016/j.cretres.2019.07.001

  17. Hulth A. & Olerud S. (1965). The reaction of bone to experimental cancer, Acta Orthopaedica Scandinavica 36, 230–240. doi: 10.3109/17453676508989388

  18. Henry M.D., Silva M.D., Wen S., Siebert E., Solin E., Chandra S. & Worland P.J. (2005). Spiculated periosteal response induced by intraosseous injection of 22Rv1 prostate cancer cells ressembles subset of bone metastases in prostate cancer patients, Prostate 65, 347–354. doi: 10.1002/pros.20300



Menciones


Inglès


- The Brussels Times: https://www.brusselstimes.com/belgium/89081/dinosaurs-also-suffered-from-cancer-belgian-scientists-confirm-benjamin-jentgen-ceschino-vub-university-of-liege-valentin-fischer-koen-stein-sauropods/


Francès


- ULiège: https://www.sciences.uliege.be/cms/c_5474726/fr/oui-les-dinosaures-ont-aussi-souffert-de-cancers?fbclid=IwAR3jvWIyZ3Q4r-mo4JVIdXnbwvmvhCEX4a8JlwrBNqW8WHOEE7OEyl4YoDw

- Le Soir: https://plus.lesoir.be/272499/article/2020-01-13/les-dinosaures-aussi-ont-souffert-de-cancers-selon-des-chercheurs-belges

- L'Avenir: https://www.lavenir.net/cnt/dmf20200113_01430033/des-cancers-chez-les-dinosaures-l-etonnante-decouverte-de-chercheurs-belges

- Le Vif: https://www.levif.be/actualite/sciences/les-dinosaures-ont-aussi-souffert-de-cancers-selon-des-chercheurs-belges/article-news-1238321.html

- RTL Info: https://www.rtl.be/info/magazine/science-nature/les-dinosaures-aussi-ont-souffert-de-cancers-1187872.aspx

- RTBF: https://www.rtbf.be/info/regions/liege/detail_les-dinosaures-ont-aussi-souffert-de-cancers-selon-des-chercheurs-de-l-uliege-et-de-la-vub?id=10406498

- Sudpresse: https://www.sudinfo.be/id161214/article/2020-01-13/les-dinosaures-aussi-ont-souffert-de-cancers-selon-des-chercheurs-belges

- dailyscience.be: https://dailyscience.be/15/01/2020/les-dinosaures-aussi-souffraient-de-cancers/

- 7sur7: https://www.7sur7.be/sciences/des-chercheurs-belges-font-une-decouverte-etonnante-sur-les-dinosaures~adc6a794/

- bx1: https://bx1.be/news/les-dinosaures-aussi-ont-souffert-de-cancers/?fbclid=IwAR0ve60iYf6Hc1lPKASc_8YYzB6Nd79O-SrMOqJjmgtICAlCf9mjvD3ZVYs

- Metro FR: 14/01/2020

- Reportage TV RTL-TVI (17/01/2020): https://www.rtl.be/info/video/733496.aspx

- Les éclaireurs (17/07/2020): https://www.rtbf.be/lapremiere/article/detail_dinos-dinos-dinos?id=10523403. ¡Vea el video en la página principal de HistoLogik!

- RTBF radio (14/01/2020): http://rtv.auxipress.be/ExternalVideo/Alert?id=L3qkVN9-qWA%3D&lang=fr

- Journal du Médecin: 21/02/2020


Vlaams - Flamenco


- VRT: https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2020/01/13/belgische-onderzoekers-tonen-aan-dat-kanker-al-200-miljoen-jaar/?fbclid=IwAR2rCrbu6R-xO94ftNv7HXLhDj75cxqEUz8_j9N5F-jeJpcHKD_v1J0n_rQ

- Daily Science Brussels: https://dailyscience.brussels/nl/vub-uliege-team-ontdekt-kanker-bij-grote-langnek-dinosaurier/13/01/2020/?fbclid=IwAR3xjzBYtxZFH7L_F2JKJpI0ozDckRoXtUafYXAwN0We-Ewd0H4JpHnK0W0

- Het Laatste Nieuws: 14/01/2020

- Gazet van Antwerpen: 14/01/2020

- Het belang van Limburg: 14/01/2020

- Knack: https://www.knack.be/nieuws/magazine/dinosaurussen-hadden-kanker/article-normal-1566207.html

Alemán


- Grenz Echo: 15/01/2020


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