Un grupo de científicos compiló la mayor base de datos de ADN antiguo a partir de los huesos y dientes de casi 5.000 humanos que vivieron en Europa Occidental y partes de Asia Central desde hace 34.000 años hasta la época medieval.
El análisis de esta reserva de información genética tan detallada sugiere que genes que en su día protegieron a los cazadores-recolectores prehistóricos o a los pastores de la Edad de Bronce de patógenos nocivos pueden aumentar hoy el riesgo de enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis múltiple y el alzhéimer en los europeos.
El ambicioso proyecto, de cinco años de duración y en el que ha participado un equipo de 175 expertos internacionales, ha combinado genomas antiguos ya conocidos con ADN recién secuenciado de cientos de esqueletos procedentes de museos y otras instituciones de toda Europa. Según los científicos participantes en el proyecto, estos datos constituyen el mayor banco de genes antiguos del mundo.
Los investigadores pudieron utilizar la base de datos para trazar la propagación de los genes, y las enfermedades, a lo largo del tiempo, a medida que las poblaciones migraban y se cruzaban, revelando cómo cambios específicos y drásticos en el entorno, como el paso de un estilo de vida de cazadores-recolectores a la agricultura, favorecieron determinadas variantes genéticas.
Al comparar el ADN antiguo con muestras actuales, los investigadores obtuvieron una nueva comprensión biológica de trastornos debilitantes y rasgos físicos en la actualidad. Los resultados iniciales del proyecto se publicaron este miércoles en cuatro artículos de la revista científica Nature.
"Lo extraordinario de este conjunto de datos es que ahora podemos ver realmente qué ocurrió en el pasado, cuáles son las variantes genéticas cuya frecuencia cambió en el pasado debido a la selección natural. Y eso nos permite tener una imagen muy, muy precisa", afirmó Rasmus Nielsen, profesor de Biología Integrativa y genetista de la Universidad de California en Berkeley, que colaboró en la dirección del proyecto, en una rueda de prensa celebrada esta semana.
Los investigadores secuenciaron el ADN de restos humanos de colecciones de museos de toda Europa. Crédito: Museo Nacional de Dinamarca
La relación entre los pastores de la Edad de Bronce y la esclerosis múltiple
Uno de los principales hallazgos de la primera tanda de investigación, basada en más de 1.600 genomas de la base de datos, estaba relacionado con la esclerosis múltiple, a menudo llamada EM, una enfermedad autoinmune del sistema nervioso de por vida que afecta a unos 2,5 millones de personas en todo el mundo. Se trata de una afección compleja, condicionada por múltiples factores ambientales y genéticos, con muchos síntomas potenciales, como problemas de visión, movimiento de brazos o piernas, sensibilidad y equilibrio.
Según el estudio, los europeos del norte son los más propensos a padecer la enfermedad, pero se desconocen las causas.
Los investigadores utilizaron la base de datos para explorar los orígenes genéticos de la esclerosis múltiple.
Descubrieron que el riesgo genético de padecer la enfermedad se correlaciona con la proporción de ascendencia de un grupo de antiguos pastores que introdujeron animales domesticados en Europa hace unos 5.000 años.
Estos pastores nómadas de ganado vacuno y ovino, conocidos como los Yamnaya, procedían de la estepa póntica, que se extiende desde el sureste de Europa hasta Kazajstán. Se cree que fueron los primeros jinetes, lo que les confería una gran movilidad.
Según el estudio, cuando se desplazaron hacia Europa, trajeron consigo variantes genéticas específicas que, según los investigadores, evolucionaron para proteger a los nómadas de los agentes patógenos transportados por los animales domésticos.
Estas variantes genéticas podrían haber beneficiado posteriormente a las poblaciones europeas en su transición de la caza y la recolección a la agricultura.
Y dado que los yamnaya se trasladaron principalmente al norte de Europa, el equipo concluyó que la mayor proporción de ascendencia pastoril en los actuales europeos del norte podría ser en parte responsable de la mayor prevalencia de la enfermedad allí.
"Estos resultados nos han sorprendido a todos. Suponen un enorme avance en nuestra comprensión de la evolución de la EM y otras enfermedades autoinmunes", declaró William Barrie, investigador postdoctoral del departamento de Zoología de la Universidad de Cambridge y coautor de uno de los trabajos. "Mostrar cómo los estilos de vida de nuestros antepasados influyeron en el riesgo de enfermedades modernas no hace sino poner de relieve hasta qué punto somos los receptores de antiguos sistemas inmunológicos en un mundo moderno".
Actualmente, los beneficios protectores de estas variantes genéticas ya no son tan útiles, señaló la coautora Astrid Iversen, profesora de Virología e Inmunología de la Universidad de Oxford.
"Ahora llevamos vidas muy diferentes a las de nuestros antepasados en términos de higiene, dieta y opciones de tratamiento médico, y esto, combinado con nuestra historia evolutiva, significa que podemos ser más susceptibles a ciertas enfermedades de lo que eran nuestros antepasados, incluidas las enfermedades autoinmunes como la EM", dijo Iversen en un comunicado.
Vínculo con el alzhéimer
Los investigadores también trazaron los orígenes de una variante genética, APOE ε4, conocida por aumentar el riesgo de padecer alzhéimer. Según uno de los cuatro estudios, el gen está vinculado a las primeras poblaciones de cazadores-recolectores que habitaron la Europa prehistórica.
"El ADN de los cazadores-recolectores está presente en niveles más altos en el noreste de Europa, lo que significa que la región tiene un riesgo genético elevado de desarrollar la enfermedad de Alzheimer", afirmó Barrie.
Del mismo modo, la antigua información genética arrojó luz sobre la historia evolutiva de rasgos como la estatura y la tolerancia a la lactosa.
En un comentario que acompaña a la investigación, Samira Asgari, profesora adjunta de Genética y Ciencias Genómicas en la Escuela Icahn de Medicina del Monte Sinaí de Nueva York, afirmó que era crucial ampliar este tipo de estudios más allá de Europa a otras regiones para "comprender mejor cómo las diferencias en la historia de la población podrían haber contribuido al riesgo de enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple".
"Aunque la biología humana es compartida, cada población tiene una historia única y centrarse en una sola población limita las oportunidades de hacer descubrimientos que pueden aportar ideas que hagan avanzar la medicina", escribió Asgari, que no participó en los estudios.
Según Tony Capra, profesor asociado de Epidemiología y Bioestadística del Instituto Bakar de Ciencias de la Salud Computacionales de la Universidad de California en San Francisco, la nueva base de datos ofrece "la visión más completa hasta la fecha de la historia genética de una región".
"Esto ha permitido a los autores completar detalles que faltaban en nuestra comprensión tanto de quién vivió dónde y cuándo como de cómo la selección natural moldeó los rasgos de los individuos modernos", añadió.
Sin embargo, Capra advirtió que "rara vez hay una respuesta sencilla a por qué una población puede tener una variante genética y otra no".
"La historia evolutiva de nuestra especie hace muchas contribuciones a nuestra salud y rasgos actuales", dijo Capra, que no participó en la investigación, a través de correo electrónico.