Nobel de Medicina y la inquietante comprobación: los humanos modernos son en parte neandertales

El primer Premio Nobel 2022 fue el de Medicina y Fisiología, que la Real Academia de Ciencias de Suecia no le otorgó a un médico, sino a un biólogo: el sueco Svante Pääbo, a quien reconoció por secuenciar el genoma de un homínido extinto, el neandertal, que vivió en Europa, Medio Oriente y Asia Central entre 230 mil y casi 40 mil años antes del presente. Una de las consecuencias del trabajo es inquietante: en los humanos actuales hay parte de ADN neandertal.

Para tener una dimensión del trabajo: se analizaron 4 mil millones de pares de bases de ADN de esa especie extinguida. ¿Con qué elementos? Tres huesos de hembras de hace 38.000 años hallados en la cueva de Vindija, en Croacia, más otros encontrados en España, Rusia y Alemania. Mucho más complicado que secuenciar, con tan pocas muestras y tan viejas, el ADN de una especie contemporánea. Fragmentos rotos que ensamblar, detección de modificaciones químicas por el paso del tiempo y de todas las posibles contaminaciones desde que murieron esos homínidos para descartar confusiones fueron algunos de los escollos a sortear. Una primera publicación, a modo de borrador, fue en 2010 en la revista Nature. Tres años después, siguió la del genoma completo, con las sorpresas y la apertura de un sinnúmero de líneas de investigación.

El Premio Nobel reconoce méritos individuales, pero el resultado alcanzado por Pääbo condensa una serie de avances en varias áreas del conocimiento y, al cabo, ofrece una nueva luz para iluminar la evolución humana.

Para secuenciar el genoma del neandertal fueron necesarios cambios en varias disciplinas, el diseño de nuevas estrategias de investigación y el trabajo interdisciplinario, además de las tecnologías que mejoran la precisión de los estudios genéticos. “Una serie de refinamientos metodológicos, logísticos y técnicos que permitieron trabajar con una versatilidad desconocida hace 20 años”. Ese es uno de los dos grandes frentes en los que se cifra la importancia de la reconstrucción del genoma antiguo, señala Rolando González José, doctor en Biología, investigador del Conicet y director del Centro Nacional Patagónico (Cenpat).

Otro horizonte abierto, que el científico argentino considera aún más trascendente, es la confirmación de un paradigma ya esbozado, pero hasta entonces sin sólida base científica, que rompe con la idea de una evolución humana lineal, limpia, sin cruces ni zonas grises. Lo que decanta es, en cambio, un proceso donde el mestizaje, las zonas híbridas y la persitencia de lo viejo en lo que sigue son las claves.

 

Humanos híbridos y mestizos

 

El derrotero en la empresa del genoma neandertal fue construyendo además una nueva disciplina científica, aunque en rigor es la conjunción de varias en cooperación: la paleogenómica. Fue la que permitió, enfatiza González José, una concepción nueva sobre la evolución de especies como los neandertales y “la nuestra, el homo sapiens”. Un cambio radical.

“Durante décadas, se consideraron especies separadas con un ancestro común del cual deriva un linaje hacia el hombre de neandertal y, en otra rama de ese árbol, los humanos modernos. Esa derivación es limpia, discreta en el tiempo. Lo que permitió la nueva disciplina es comprender que hubo un momento histórico evolutivo de hibridación, de mestizaje, de intercambio de información genética y probablemente también cultural entre ambas especies, durante miles de años, en algunos puntos específicos de Oriente Medio y del sur de Europa”, repasa el especialista, además coordinador del Programa Nacional de Referencia y Biobanco Genómico de la Población Argentina (PoblAr), un mapa genético del país que está en construcción.

“Es decir, estudiar la secuencia de ADN, el genoma de la especie extinta, el neandertal, y compararlo con poblaciones humanas contemporáneas de distintas geografías, nos permite ahondar en cómo fue la evolución de la especie, y la relación con la de las especies emparentadas más cercanas. En nuestro caso el neandertal. Y comprender entonces por qué hasta 4% del material genético que hoy poseen poblaciones asiáticas o europeas tienen su origen en ese momento de hibridación ocurrido hace entre 65 mil y 90 mil años en el sur europeo”, explica el biólogo. Hibridación que remite a una convivencia entre esas especies, con relaciones sexuales y posiblemente intercambios culturales, y crianza de hijos de unos y otros.

 

Sospecha comprobada

 

¿Es una sorpresa que los humanos actuales compartan algo de su genética con antepasados desaparecidos hace decenas de miles de años? González José aclara que no: “Ya conocemos zonas híbridas en otras especies de primates. No hay que irse muy lejos: en la Triple Frontera (Argentina, Paraguay y Brasil), por ejemplo. Hay especies distintas de mono aullador en sus extremos o márgenes de distribución, pero cuando comparten una geografía como esa y están en conexión, hay hibridez. Lo mismo sucede con otras especies de mamíferos”.

A lo que parecía probable, la secuenciación del genoma del neandertal le puso certeza: “¿Por qué no iba a ocurrir lo mismo con especies de homínidos habitando zonas de Europa, Asia y África hace unos 50 mil años”, refiere el biólogo. “Siempre se sospechó eso, y los avances en paleogenómica permitieron despejar las dudas”.

 

De Indiana Jones al astronauta

La secuenciación de un genoma que data de decenas de miles de años fue tarea más que compleja. González José menciona “dos grandes escollos”. Uno, dice, es “la degradación por el paso del tiempo y la exposición a los agentes climáticos del ADN, que se puede considerar como una hebra. Por contraposición, si hoy se toma una muestra de la saliva o sangre, el ADN va a estar excelentemente preservado , y utilizando la tecnología actual se puede reconstruir el genoma completo, letra por letra del código genético, y a un costo crecientemente más bajo. Porque ese ADN no tiene cortes”.

Otro de los problemas a resolver fue la contaminación. “Cuando empezamos a leer los primeros trabajos sobre ADN antiguo, se estaba en presencia de material genético sin saber a priori si se trataba del espécimen que se quería estudiar, por ejemplo el fémur o un molar en un sitio neandertal, o de contaminación proveniente de las bacterias de ese sedimento, o del arqueólogo o laboratorista que manipularon la muestra, o de una abeja que se posó durante unos minutos en ese hueso”, ejemplifica el argentino.

La necesidad de minimizar esas interferencias obligó a modificaciones notables en otras disciplinas. El científico del Cenpat, que conoció personalmente en España al premiado Pääbo, recrea una de esas transformaciones: “Recuerdo cómo cambiaron los protocolos de excavación arqueológica cuando se extendió el estudio de ADN antiguo. A partir de entonces, el arqueólogo tradicional cedía el paso, en un momento, a una suerte de astronauta que irrumpía en el espacio de trabajo con un traje más propio de un laboratorio de bioseguridad que parecido al atuendo tradicional estilo Indiana Jones”.

 

Lo que aporta a la medicina

“No hay manera de comprender la evolución de ciertas enfermedades sino con estas herramientas de la biología evolutiva que se aplican a otros rasgos. Parte de estos fragmentos de genoma de neandertal que se observan en algunas poblaciones europeas y asiáticas están implicados en la respuesta inmune, que tiene una arquitectura genética extremadamente compleja y mayormente desconocida, que indagan numerosos equipos de investigación desde diferentes disciplinas”. De nuevo, González José marca la trascendencia del trabajo del que Pääbo es emergente pero que es fruto de una línea seguida por varias instituciones en el mundo.

“Comprender la evolución de las enfermedades implica hacerlo con las poblaciones y las especies que las manifiestan. No son hechos independientes. Ni para las malformaciones genéticas y el cáncer, o cualquier otra que tenga una base, en parte, genética“, insiste el biólogo argentino.

Una investigación de la escuela de Medicina de la Universidad de Washington estableció en 2017 como probable que los genes de los neandertales en humanos contemporáneos influyan en rasgos como la resistencia a la altura y la susceptibilidad a la esquizofrenia o al lupus.

“Incluso 50.000 años después del último cruce entre humanos modernos y neandertales, podemos ver impactos medibles en la expresión de los genes. Esos cambios contribuyen a la variación fenotípica de los humanos y la susceptibilidad a las enfermedades”, explicó Joshua Akey, genetista en el instituto de Washington. “Incluso 50.000 años después del último cruce entre humanos modernos y neandertales, podemos ver impactos medibles en la expresión de los genes”, agregó.

Estudios anteriores habían hallado correlaciones entre los genes neandertales y rasgos como el metabolismo de la grasa, la depresión y el riesgo de sufrir lupus. Pero como de los fósiles neandertales solo se puede extraer el ADN y no el ARN (ácido ribonucleico, que copia las instrucciones del ADN para la fabricación de los aminoácidos de las proteínas), hasta ahora no se establecieron los mecanismos por los que los genes neandertales inciden en determinadas características.