La mezcla genética con neandertales y denisovanos mejoró la respuesta inmune de los humanos modernos del Pacífico Sur

Por eso, un equipo de investigadores del Instituto Pasteur, el College de France y el CNRS (el Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia), junto a laboratorios en, Alemania, Suecia, Suiza, China y Taiwán, han decidido analizar poblaciones humanas poco estudiadas del Pacífico Sur que se ven gravemente afectadas por toda una variedad de dolencias, entre ellas enfermedades infecciosas transmitidas por vectores como el virus Zika, el dengue y la Chikunguya, además de enfermedades metabólicas como la obesidad o la diabetes.

Los investigadores secuenciaron el genoma de 320 individuos para averiguar cómo las personas adaptaron su biología a las islas del Pacífico, y cómo eso pudo afectar a su actual estado de salud. El estudio, que se publica esta semana en Nature, también revela aspectos hasta ahora desconocidos de la historia de los primeros asentamientos humanos en la región.

Bajo la coordinación de Etienne Patin y Luis Quintana-Murci, se creó un consorcio internacional de científicos con el objeto de caracterizar la diversidad genética de las poblaciones del Pacífico Sur, una región compleja y formada por miles de islas en las que los humanos se han ido asentando en momentos muy diferentes .

De hecho, poco después de que los primeros humanos abandonaran África, se establecieron cerca de Oceanía (Papua-Nueva-Guinea, el archipiélago de Bismarck y las Islas Salomón) hace aproximadamente 45.000 años, mientras que el resto del Pacífico, conocido como Oceanía Remota (Vanuatu, Wallis y Islas Futuna, Polinesia, etc.), permaneció deshabitado hasta 40.000 años después, cuando un grupo de humanos procedentes de Taiwan llegó allí hace unos 5.000 años en una migración conocida como 'expansión austronesia'.

En su largo camino desde África a estas tierras remotas, los antepasados de las poblaciones del Pacífico Sur se encontraron con grupos de humanos arcaicos, con los que se cruzaron. De este modo, y aunque cerca del 3% del material genético de las actuales poblaciones de Oceanía es heredado de los neandertales (un porcentaje compartido por todas las poblaciones actuales no africanas), los habitantes del Pacífico Sur tienen también otro 3% de su genoma heredado directamente de los denisovanos , los misteriosos parientes de los neandertales que se cree sue se originaron en Asia.

Desde hace tiempo se sabe que los humanos modernos, nosotros, heredaron mutaciones beneficiosas de los neandertales a través de la mezcla, lo que mejoró su capacidad para adaptarse a su entorno, incluida la resistencia a las infecciones virales. En este estudio, los investigadores han tratado de arrojar luz sobre cómo la mezcla antigua ayudó también a las poblaciones del Pacífico a adaptarse a sus entornos insulares específicos, incluidos los patógenos encontrados.

Basado en la secuenciación del genoma completo de más de 320 individuos de Taiwán, Filipinas, el archipiélago de Bismarck, las Islas Salomón, las Islas Santa Cruz y Vanuatu, el trabajo publicado en Nature ha ayudado a rastrear la historia del asentamiento humano de Oceanía. Así, los científicos han fechado el asentamiento de las diversas islas de la Oceanía más cercana en aproximadamente 40.000 años, confirmando los registros arqueológicos.

También han demostrado que ese asentamiento inicial fue seguido por un período de aislamiento genético entre islas. «Nuestros resultados -explica Etienne Patin- confirman que los humanos pudieron cruzar los mares para llegar a nuevas tierras desde una etapa muy temprana. Sin embargo, también sugieren que estos viajes fueron relativamente poco frecuentes en este lejano período de la historia». Además, los resultados del estudio revelan una importante reducción en el tamaño de estas poblaciones justo antes del asentamiento.

En segundo lugar, el estudio desafía la teoría, conocida como 'el modelo fuera de Taiwán', de que una población abandonó Taiwán hace aproximadamente 5.000 años para asentarse rápidamente en la Oceanía cercana y remota. «Nuestros análisis - prosigue Patin- sugieren que los humanos abandonaron Taiwán hace más de 5.000 años, y esa mezcla entre los habitantes de Austria y las poblaciones de Oceanía comenzó solo 2.000 años después . Las expansiones de Taiwán, por lo tanto, tomaron algún tiempo y pueden haber involucrado una fase de maduración en Filipinas o Indonesia».

A través de este trabajo, ha sido posible también estimar el porcentaje de material neandertal y denisovano en los genomas de las poblaciones del Pacífico Sur. «Nos sorprendió observar - explica por su parte Lluis Quintana-Murci- que, contrariamente a la herencia neandertal, que es muy similar entre las veinte poblaciones estudiadas (aproximadamente un 2,5%), la herencia denisovana varía considerablemente entre poblaciones, desde prácticamente el 0% en Taiwán y Filipinas hasta un 3,2% en Papua-Nueva-Guinea y Vanuatu ».

Pero esa no fue la única sorpresa. El estudio, en efecto, confirma que los neandertales proporcionaron a las poblaciones humanas modernas mutaciones beneficiosas asociadas con numerosos fenotipos: pigmentación de la piel, metabolismo, desarrollo neuronal, etc. Sin embargo, el hallazgo más sorprendente es que la mezcla con denisovanos ha aportado casi exclusivamente mutaciones beneficiosas relacionadas con la regulación de la respuesta inmune. Lo que sugiere que la herencia denisovana ha sido todo un reservorio de mutaciones ventajosas, que han mejorado la capacidad de las poblaciones del Pacífico para sobrevivir a los patógenos locales.

Además, el estudio demuestra que la mezcla con denisovanos no se produjo a la vez, sino en el transcurso de al menos cuatro eventos independientes. Los denisovanos con los que se cruzaron las poblaciones del Pacífico eran, de hecho, poblaciones muy diversas. Esta conclusión era imposible de deducir del genoma único de un espécimen denisovano encontrado en Siberia. «Una de las fortalezas de estos análisis - prosigue Quintana-Murci- es que, al estudiar el 3% de la herencia arcaica presente en los genomas de los humanos modernos, uno puede 'resucitar' los genomas de los denisovanos, y mostrar así que presentaban altos niveles de diversidad genética».

Por último, además de la adaptación biológica hecha posible por la mezcla arcaica, los científicos han descubierto que el metabolismo de los lípidos, en particular el colesterol, también era un objetivo de la selección natural entre los pueblos de Oceanía. Esta información mejorará potencialmente nuestra comprensión de por qué los cambios recientes en el estilo de vida de estas poblaciones pueden estar asociados con trastornos metabólicos.

Al adoptar un enfoque de genética evolutiva, es posible arrojar luz sobre la historia de la adaptación biológica de las poblaciones a su entorno y proporcionar a la comunidad científica información valiosa sobre rasgos humanos específicos. Estos estudios genómicos a gran escala, eventualmente nos ayudarán a comprender mejor las causas genéticas de las enfermedades que afectan a algunas regiones del mundo, donde la investigación médica hasta ahora ha sido escasa.