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ANÁLISIS QUÍMICO DE RESTOS BIOARQUEOLÓGICOS – Una Entrevista con el Dr. Javier Echeverría
Invitado Especial del Primer Simposio Internacional de Anadenanthera
Por Carlo Brescia

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El Dr. Javier Echeverría tomando muestras de las pipas de la Colección del Instituto de Investigaciones Arqueológicos y Museo R.P. Gustavo Le Paige S.J. (IIAM) en San Pedro de Atacama.

El Dr. Javier Echeverría es Licenciado en Química y Doctor en Química de la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago de Chile. Actualmente se desempeña como investigador postdoctoral del Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDECYT) en el Laboratorio de Química Ecológica de la Universidad de Chile. Su área de especialización es la Fitoquímica, y ha trabajado en la identificación y modificación sintética de metabolitos secundarios aislados de la flora nativa de Chile, buscando nuevas moléculas con actividad contra bacterias, hongos e insectos. En los últimos años ha centrado su interés en la etnofarmacología, principalmente en el estudio de los alcaloides de la flora nativa con potenciales propiedades psicoactivas, e indagando su consumo ancestral a través del análisis de pruebas presentes en restos arqueológicos y bioantropológicos.

Javier, tu área de investigación actualmente se centra en la identificación de alcaloides en la flora nativa procedente de restos bioarqueológicos. ¿Cómo llegaste a este momento en tu vida profesional?

Desde mi infancia tuve la inquietud de conocer los principios activos de las plantas medicinales, mágicas y maestras, creo que éste interés cimentó las bases para elegir a la investigación química como mi profesión. En el transcurso de los años logré direccionar ésta motivación leyendo abundante literatura sobre la temática de plantas medicinales y su uso ancestral. Sin lugar a dudas uno de los libros que me encaminó y encausó a establecer la relación entre la química y la arqueología fue “Plantas de los Dioses: Orígenes del uso de los alucinógenos” de Schultes y Hofmann, el cual cambio mi forma de comprender e integrar ambas disciplinas. Mientras cursaba mis estudios de química en pregrado en el año 2004 y realizaba mi trabajo de título en química de productos naturales, tuve la oportunidad de visitar San Pedro de Atacama quedando maravillado por la riqueza arqueológica y la cosmovisión andina, siempre dije que volvería algún día no como turista sino como investigador a estudiar el potencial farmacológico de su flora. Durante mis estudios de postgrado en el 2011 viajé a México a realizar una estadía en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, y aprovechando este viaje tuve el privilegio de conocer y adentrarme en el patrimonio arqueológico mesoamericano, frente a lo cual nuevamente tuve la misma reacción de involúcrame activamente en la temática. Al volver a Chile a terminar mi doctorado, me di cuenta que era mi deber direccionar mis conocimientos químicos a resolver problemas arqueológicos por lo que me motivé y emprendí esta cruzada.

Fruto de las casualidades del destino o no, tuve la fortuna de realizar mi primer postdoctorado en un proyecto arqueológico multidisciplinario relacionado con el estudio de las interacciones y movilidad humanas en poblaciones prehispánicas del norte y centro de Chile, utilizando marcadores biomédicos, genéticos, químicos y mineralógicos. En este proyecto estuve a cargo de los análisis químicos de restos bioarqueológicos y de la flora andina. Al finalizar este proyecto me di cuenta que falta mucho por conocer y mi deuda todavía no estaba saldada, así que me embarque en un proyecto postdoctoral esta vez como investigador responsable para estudiar el potencial psicoactivo de su flora andina y sus usos en tiempos prehispánicos, y en esta labor me encuentro ocupado hasta el día de hoy.

¿Qué sustancias en general son posibles de identificar a través los análisis fitoquímicos en restos ancestrales? ¿Es posible identificar todo tipo de alcaloides de origen botánico? ¿En qué restos orgánicos/inorgánicos es posible recoger el material bioarqueológico adecuado para las pruebas (pipas, partes del cuerpo, recipientes, etc.)?

Teóricamente todos los compuestos se pueden monitorear, sin embargo los principales problemas que uno enfrenta son las bajas concentraciones en las que se encuentran en los residuos, todo esto provocado por el daño tafonómico, que incide en la descomposición y degradación de los compuestos a lo largo del tiempo. Concretamente creo que lo más importante para una correcta identificación es seleccionar la técnica analítica apropiada.

Es factible identificar desde una matriz arqueológica la gran mayoría de los alcaloides. Además este tipo de metabolitos secundarios tienen la particularidad de no estar distribuidos en todos los géneros de plantas, por lo que resulta muy útil su empleo como biomarcadores moleculares asociados a especies botánicas en particular.

Hoy por hoy, los avances tecnológicos han llegado a la elaboración de equipos instrumentales con límites de detección muy bajos, logrando detectar cada vez concentraciones menores de compuestos, lo que permite trabajar cada vez con una menor cantidad de muestras interviniendo al mínimo los materiales arqueológicos. Por otro lado, los avances en los detectores de los instrumentos han permitido el desarrollo de técnicas acopladas o en tándem, como por ejemplo (GC-MS/MS o LC-MS/MS) que permiten trabajar con pequeñas muestras de matrices complejas con gran precisión y detectabilidad.

Todo artefacto arqueológico que presenta huellas de uso, aporta con información valiosa, a través de la práctica o actividad que se realizaba con dicho artefacto, respecto a la forma de vida de una sociedad en una época determinada. De esta forma los residuos de uso nos ayudan a reconstruir la vida del pasado, y nos reportan información por ejemplo de la disponibilidad de recursos naturales, redes de intercambio, tipos de alimentación, plantas usadas en ceremonias y rituales, entre otros aspectos del diario vivir.

Todos los artefactos tienen potencialmente una información asociada, tales como vasijas, pipas, morteros, fibras textiles, y un sinfín de artículos de cerámica, cuero, madera, metales y piedra. En lo que respecta a materiales bioantropológicos, son los mismos utilizados en los análisis forenses contemporáneos en donde los más comunes son: pelos, uñas, dientes, piel, huesos, tártaro dental, entre otros.

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De izquierda a derecha: compuesto por el técnico químico Benjamín Thielemann (de celeste), la antropóloga física Rocío López (de negro), el doctor en química Javier Echeverría (de rojo), la ingeniera Carolina Mendoza (de negro-blanco) y el doctor en química Hermann M. Niemeyer (de gris).

¿Qué recomendarías a los arqueológos considerar al momento de encontrar restos bioarqueológicos? ¿Cuál sería el protocolo para la toma de muestras, transporte y almacenamiento?

Así como los arqueólogos son conscientes del valor que tiene una pieza arqueológica, también deben concientizarse del valor que tienen los residuos. Desde el punto de vista estético claramente una pieza arqueológica limpia es mucho más atractiva, que la pieza originalmente desenterrada. No estoy en contra de esto, ni mucho menos, pero creo necesario concientizar a los arqueólogos de las precauciones que se deben tener durante los procesos de rescate y limpieza, destacando el valor informativo potencial de los residuos, ya que si no se toman los resguardos, la limpieza conlleva la perdida de información invaluable. Por otro lado, si se tiene conciencia de guardar sistemáticamente los residuos es muy relevante incorporar una buena descripción del artefacto, los contextos asociados y las zonas de muestreo. Siempre es conveniente almacenar los residuos en contenedores de vidrio ámbar con tapa hermética para evitar su deterior, e impedir la contaminación con agentes externos y contemporáneos. El protocolo de muestreo además debe considerar siempre los análisis futuros, así como también siempre resguardar la integridad del artefacto arqueológico por sobre todo.

¿El Laboratorio de Química Ecológica de la Universidad de Chile recibe muchos envíos de los proyectos de investigación arqueológica en Chile o en el exterior? ¿Qué otros trabajos realiza el Laboratorio de Química Ecológica?

Este último año hemos colaborado activamente con varios proyectos de investigación, con diversos grupos de arqueólogos nacionales. Aún no hemos tenido la oportunidad de colaborar con grupos internacionales, pero es una de nuestras metas a lograr al corto plazo y que esperamos pronto concretar.

Actualmente tenemos implementado el laboratorio para poder realizar técnicas de análisis químico orgánico de residuos en artefactos de distintas materialidades, análisis de colorantes en textiles, análisis de arqueobotánicos de micro restos vegetales (fitolitos, almidones, polen, entre otros) y análisis de maderas. Así como también técnicas para estudios de restos bioantropológicos como análisis de pelo para detectar distintos biomarcadores como alcaloides y cortisol. Además estamos continuamente probando la factibilidad de análisis en distintas materialidades.  

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Preparación de los extractos de pelo arqueológico para el análisis de cortisol, un biomarcador de estrés (Rocío López).

Desde tu perspectiva, ¿Qué preguntas de investigación serían interesantes plantear desde la investigación arqueológica?

La pregunta siempre debe tener un rol medular en la estructuración de una investigación, ya que investigar por investigar no tiene mucho sentido. En la temática arqueológica hay un sinnúmero preguntas fascinantes, por lo que su planteamiento ayudaría a desentrañar y comprender la vida en el pasado. Lo más importante es nunca dejar de hacerse preguntas, mientras las haya estaremos poniendo de nuestra parte para poder dar respuestas e interpretación a través de los análisis químicos.

 

Octubre 2013.

Bibliografía:

ECHEVERRÍA, Javier

2012. Alkaloids from the native flora of Chile: a review. En: Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas 11(4): 291 – 305.

2012. Phenylethylamines from Browningia candelaris (Cactaceae). En: Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas 11 (4): 341 – 344.

2012. Withanolid amine and nicotine from Dunalia spinosa (Solanaceae). En: Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas 11 (3): 278 – 284

ECHEVERRÍA, Javier y Hermann NIEMEYER

2013. Nicotine in the hair of mummies from San Pedro de Atacama (Northern Chile). En: Journal of Archaeological Science Volume 40, Issue 10, October: 3561-3568.

 

Enlaces:

Nicotina y alucinógenos en la sociedad prehispánica

Más imágenes:

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Muestra de pelo de un individuo del sitio arqueológico Pica-8, del oasis homónimo.

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Análisis de muestras de textiles a la lupa binocular (Carolina Mendoza).

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Inyección de muestras en el equipo de GC-MS para el análisis de alcaloides en pipas arqueológicas (Benjamín Thielemann).