Junto a la edad avanzada, el sexo masculino y algunas morbilidades, algunas variantes genéticas se han asociado con el riesgo de covid-19 grave. Y una de ellas podría haber sido heredada de los neandertales. Es lo que apunta un estudio de Hugo Zeberg y Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, que se publica en el último número de Nature.
Investigaciones anteriores habían identificado un grupo de genes en el cromosoma 3 que se asocian con insuficiencia respiratoria tras la infección por SARS-CoV-2. Para determinar los orígenes del grupo de genes, Zeberg y Pääbo analizaron los genomas antiguos de neandertales y denisovanos (homínidos que contribuyeron con variantes genéticas a los primeros humanos modernos). Descubrieron que las variantes genéticas en esta región genómica se derivan de un gran grupo de genes (conocido como haplotipo) que se han heredado de los neandertales, pero no de los denisovanos (parientes más antiguos de los neandertales). Este haplotipo está estrechamente relacionado con un neandertal de hace unos 50.000 años de Croacia (catalogado como Vindija 33.19) y está presente en alrededor del 16% de la población europea y en el 50% de los habitantes del sur de Asia. De los 13 polimorfismos de un solo nucleótido que constituyen el haplotipo central, 11 se hallan en el Vindija 33.19, y no se han encontrado en otros neandertales procedentes de Siberia. La variante de riesgo en dicha región genómica confiere una razón de probabilidad para requerir hospitalización de 1,6.
La frecuencia más alta se produce en Bangladesh, donde se estima que el 63% de la población porta al menos una copia del haplotipo de riesgo neandertal. La prevalencia variable de este haplotipo de riesgo puede contribuir a las diferencias en la gravedad de covid-19 que se han observado entre diferentes poblaciones. Por ejemplo, las personas de ascendencia bangladesí en el Reino Unido tienen aproximadamente dos veces más riesgo de morir por covid-19 que la población general, señalan los autores. El equipo alemán no ha encontrado correlaciones de esos haplotipos de neandertales con los genomas actuales de población africana.
“Llama la atención -dicen en su artículo- que el haplotipo de riesgo neandertal se presente con una frecuencia del 30% en el sur de Asia, mientras que está casi ausente en el este del continente. Este grado de diferencia en las frecuencias alélicas entre el sur y el este de Asia es inusual e indica que puede haber sido afectados por la selección en el pasado. En este punto, quizá una razón para ello sea la protección frente a otros patógenos. También es posible que el haplotipo haya disminuido en frecuencia en Asia oriental debido a la selección negativa, tal vez de coronavirus u otros patógenos. En cualquier caso, el haplotipo de riesgo covid-19 en el cromosoma 3 es similar a algunas otras variantes genéticas neandertales y denisovanas que han alcanzado altas frecuencias en determinadas poblaciones, y que ahora está bajo selección negativa debido a la pandemia de SARS-CoV-2”.
Cruce de infecciones
Esa selección negativa contrasta con otras adaptaciones favorables que resultaron de la convivencia entre neandertales y sapiens. "No es exagerado imaginar que cuando los humanos modernos se encontraron con los neandertales se infectaron entre sí con patógenos que provenían de sus respectivos entornos", explicaban hace dos años en la revista Cell David Enard, profesor asistente de ecología y biología evolutiva en la Universidad de Arizona, y Dimitri Petrov, profesor de Biología en la Universidad de Stanford. "Al cruzarse entre sí, también transmitieron adaptaciones genéticas para hacer frente a algunos de esos patógenos".
Su estudio proporcionaba nuevos detalles sobre el papel de la introgresión adaptativa, o hibridación entre especies, en la evolución humana. "Algunos de los neandertales tenían mutaciones adaptativas que les daban ventajas contra estos patógenos y pudieron transmitir algunas de esas mutaciones a los humanos modernos. Es lo que se llama selección natural positiva; favorece a ciertos individuos que portan estas mutaciones ventajosas".
En 2016, el mismo equipo había informado de que alrededor de un tercio de las adaptaciones de proteínas desde que los humanos se separaron de otros grandes simios fueron impulsadas por una respuesta a virus infecciosos. En el estudio de Cell de 2018, los investigadores anotaron miles de genes en el genoma humano que se sabe que interactúan con patógenos, más de 4.000 de los 25.000 genes. "Nos enfocamos en estos genes porque los que interactúan con los virus tienen muchas más probabilidades de estar involucrados en la adaptación contra enfermedades infecciosas en comparación con los genes que no tienen nada que ver con los virus", justificaba Enard.
Luego analizaron si había un enriquecimiento de tramos de ADN neandertal en esos 4.000 genes. Enard y Petrov encontraron gran evidencia de que los genes adaptativos que proporcionaban resistencia a los virus se compartían entre los neandertales y los humanos modernos. "Muchas secuencias de neandertales se han perdido en los humanos modernos, pero algunas permanecieron y parecen haber aumentado rápidamente a altas frecuencias en el momento del contacto, lo que sugiere sus beneficios selectivos en ese momento", decía Petrov. "Creemos que la resistencia a virus de ARN específicos proporcionados por estas secuencias neandertales probablemente fue una gran parte de la razón de sus beneficios selectivos".
"Una de las cosas que los genetistas de poblaciones se han preguntado es por qué hemos mantenido estos tramos de ADN neandertal en nuestros propios genomas", añadía Enard. "Según lo que hemos averiguado, una de las funciones de esos genes era proporcionarnos cierta protección contra los patógenos a medida que nos movíamos hacia nuevos entornos".
Hibridación masculina
En esta línea antropológica, el equipo del Max Planck publicó hace una semana en Science un análisis de los cromosomas Y de denisovanos y neandertales. Ahí confirmaban que los primeros eventos de flujo de genes entre humanos arcaicos y modernos llevaron al eventual reemplazo de los cromosomas Y arcaicos del neandertal por cromosomas Y evolucionados de Homo sapiens. No hubo reemplazo de los cromosomas Y de denisovanos con los cromosomas Y de H. sapiens.
Un número creciente de estudios de ADN antiguo de neandertales, denisovanos y H. sapiens sugiere historias evolutivas y poblacionales entrelazadas, incluidos varios episodios de mezcla entre humanos modernos y arcaicos tempranos. Sin embargo, antiguas secuencias de ADN nuclear y mitocondrial (ADNmt) han revelado discrepancias filogenéticas entre los tres grupos que son difíciles de explicar.
Por ejemplo, los genomas autosómicos muestran que los neandertales y los denisovanos son grupos hermanos que se separaron de los humanos modernos hace más de 550.000 años. Sin embargo, todas, excepto las primeras muestras de ADNmt de neandertal, son mucho más similares a las de los humanos modernos que a las de los denisovanos. Estos estudios sugieren que los neandertales originalmente portaban un ADNmt similar al denisovano, que luego fue reemplazado por completo mediante una mezcla temprana con los primeros humanos modernos, probablemente hace entre 350.000 y 150.000 años.
Si bien los datos genómicos del cromosoma Y heredado por el padre ayudarían a resolver los desconcertantes flujos de genes, prácticamente ninguno de los neandertales y denisovanos masculinos que se han estudiado hasta la fecha contienen ADN del cromosoma Y bien conservado. Para abordar esta brecha en los datos, Martin Petr y sus colegas del Max Planck utilizaron un enfoque de secuenciación de ADN basado en captura dirigida para enriquecer y extraer secuencias del cromosoma Y de los restos mal conservados de tres neandertales y dos denisovanos.
Observaron que, al igual que el ADNmt heredado por la madre, los cromosomas Y del neandertal y del humano moderno estaban más relacionados entre sí que con el cromosoma Y del denisovano, lo que respalda el mestizaje entre los primeros humanos y los neandertales y cómo la selección posterior condujo al reemplazo total del material genético denisovano en los neandertales. "Fue una gran sorpresa para nosotros. Gracias al estudio de su ADN autosómico, sabemos que los neandertales y los denisovanos estaban estrechamente relacionados. Esperábamos por tanto que sus cromosomas Y mostrarían una imagen similar", comenta Petr.
Intercambio premigratorio
Estas secuencias del cromosoma Y ahora proporcionan nueva evidencia de que los neandertales y los primeros humanos modernos se conocieron e intercambiaron genes antes de la gran migración fuera de África, potencialmente hace 370.000 años y ciertamente hace más de 100.000 años. Esto implica que alguna población estrechamente relacionada con los primeros humanos modernos ya debe haber estado en Eurasia en ese momento.
Sorprendentemente, este mestizaje condujo al reemplazo de los cromosomas Y originales del neandertal con los de los primeros humanos modernos, un patrón similar al que se ha visto para el ADN mitocondrial del neandertal en un estudio anterior. "Especulamos que dado el importante papel del cromosoma Y en la reproducción y la fertilidad, la menor aptitud evolutiva de los cromosomas Y neandertales podría haber causado que la selección natural favoreciera los cromosomas Y de los primeros humanos modernos, lo que eventualmente condujo a su reemplazo”.
Y Janet Kelso, la autora principal del estudio, es optimista de que esta hipótesis de reemplazo podría probarse en un futuro próximo: "Si podemos recuperar las secuencias del cromosoma Y de los neandertales que vivieron antes de este hipotético evento de introgresión temprana, como el neandertal de 430.000 años de edad hallado en la Sima de los Huesos en España, predecimos que todavía tendrían el cromosoma Y original de neandertal y, por lo tanto, serían más similares a los denisovanos que a los humanos modernos".
La hibridación del 'Homo sapiens' con el neandertal trajo ventajas adaptativas, pero también algunas herencias no tan positivas. Off José R. Zárate Offvia Noticias de diariomedico.... https://ift.tt/3l6ElEu
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