El ADN de 240 mamíferos muestra el camino para luchar contra el cáncer o entender la evolución

Ahora, un equipo internacional, en el que han trabajado 150 investigadores de 50 instituciones de todo el mundo, ha elaborado el Proyecto Zoonomia: una base de datos con los genomas completos de 240 especies diferentes de mamíferos que representan el 80% de este tipo de animales entre los que nos incluimos. Una herramienta con la que comparar desde un oso hormiguero hasta un cebú, pasando por un humano, y los cambios genéticos que se han producido en los últimos 100 millones de años.

Como resultado, este jueves la revista 'Science' publica once estudios diferentes que han podido realizarse gracias al Proyecto Zoonomia y que versan desde lo que revelan los genes sobre la capacidad de hibernar; cómo el riesgo de extinción de las especies está también escrito en su material genético y cómo puede ayudar a su conservación; o la fracción de ADN que compartimos con todos los mamíferos.

«La idea central del proyecto era desarrollar y utilizar estos datos para ayudar a los genetistas humanos a descubrir qué mutaciones causan enfermedades», explicó en rueda de prensa Kerstin Lindblad-Toh, directora científica de genómica de vertebrados en el Instituto Broad del MIT y Harvard, que junto con Elinor Karlsson, directora del departamento del Lindblad-Toah, son las coordinadoras y responsables últimas de este proyecto.

El primer paso de esta enorme base de datos se dio en 2006, cuando se secuenció el genoma de 29 mamíferos. En 2020, el conjunto se amplió a 120. Ahora, se ha doblado la apuesta, con 240 genomas, otros 120 de mamíferos no secuenciados previamente. Además, se han alineado todos, una tarea computacional muy ardua, para que los científicos puedan compararlos de forma mucho más sencilla. Es decir, el Proyecto Zoonomia recoge la 'receta genética' de 240 animales emparentados con nosotros que reflejan 110 millones de años de evolución.

Y no solo eso: los han organizado para que sea más fácil encontrar en el ADN la parte en la que está escrito, por ejemplo, cómo las ballenas permanecieron en el mar o qué provocó que nuestro cerebro se hiciese más grande. También, y ahí está la parte más interesante, los secretos de por qué nosotros desarrollamos algunas enfermedades a las que otros animales parecen ser inmunes. Sin embargo, no es tan fácil como abrir un libro en busca de respuestas.

«El problema es que hay que interpretar estos datos; y ahí entra nuestro trabajo», explica a ABC Irene Gallego Romero, experta en genómica evolutiva humana de la Universidad de Melbourne (Australia), quien ha escrito en este número de 'Science' un artículo que pone en perspectiva cinco de los once estudios publicados -referentes a la parte 'humana' del proyecto-, un ejemplo del potencial de esta nueva herramienta. «Es un trabajo muy interesante porque permite, por ejemplo, seguir la historia evolutiva no solo de un animal, también de un gen concreto que te interese y seguir su secuencia en el resto de mamíferos», explica Gallego Romero. «Y fijándonos en las bases que no varían de todos ellos también se puede extraer información sobre la evolución de este grupo a nivel molecular, por lo que el Proyecto Zoonomia sin duda tiene muchas potenciales aplicaciones».

Precisamente la parte de los genes que no varían es uno de los estudios centrales. Liderado por Matthew Christmas, investigador de la Universidad de Uppsala, e Irene Kaplow, investigadora posdoctoral de la Universidad Carnegie Mellon, el equipo encontró que al menos el 10 por ciento del genoma humano está muy conservado en el resto de especies; es decir, que lo compartimos con el resto.

Los investigadores hallaron que estos genes comunes han variado más lentamente que el resto de los cambios aleatorios del genoma y están involucradas en el desarrollo embrionario y la regulación de la expresión del ARN (genes que pueden interferir, por ejemplo, en la replicación del ADN, suprimiendo a su vez genes específicos). Los investigadores también identificaron partes del genoma vinculadas a algunos rasgos excepcionales en el mundo de los mamíferos, como un tamaño cerebral más grande que el resto de familias, un sentido del olfato más 'fino' y la capacidad de hibernar durante el invierno.

Con miras a preservar la biodiversidad, los investigadores encontraron que los mamíferos con menos cambios genéticos en los lugares conservados en el ADN están en mayor riesgo de extinción. Karlsson y Lindblad-Toh, quienes también participaron en el estudio, afirman que incluso tener un solo genoma de referencia por especie podría ayudar a los científicos a identificar especies en riesgo, ya que menos del 5 por ciento de todas las especies de mamíferos tienen genomas de referencia, si bien se necesita más trabajo para desarrollar estos métodos.

Una de las partes más interesante es, sin duda, la referente a las aplicaciones en salud humana. Tomando estos genes comunes de mamíferos descubiertos por el anterior estudio, el equipo dirigido por Patrick Sullivan, director del Centro de Genómica Psiquiátrica de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte, los comparó con variantes genéticas que los científicos han relacionado previamente con enfermedades como el cáncer gracias a otros métodos. El equipo descubrió que sus hallazgos se correspondían, pero además revelaban más conexiones entre las variantes genéticas y su función que los otros sistemas, así como nuevos genes que podrían estar involucrados en enfermedades raras.

«Algunos genes altamente restringidos pueden producir proteínas que son casi idénticas en nosotros y en un ratón», explica Sullivan. «Eso es una locura porque probablemente hay 60 millones de años de evolución entre los humanos y los ratones. Y, sin embargo, esta proteína no ha cambiado, por lo que inferimos que esta proteína está haciendo algo realmente importante». Otros estudios publicados este jueves señalan cambios específicos en la organización del genoma humano o un sistema de 'machine learning' que identificó regiones asociadas con el tamaño del cerebro.

No acaban ahí los hallazgos: otro de los artículos demuestra que los mamíferos se diversificaron antes de la extinción masiva de los dinosaurios, hace 65 millones de años, una corriente teórica que ha ganado peso en los últimos años, ya que tradicionalmente se pensaba que nuestros antepasados no florecieron hasta la desaparición de estos gigantes. Uno de los más trabajos más curiosos es la historia que revelan los genes de Balto, el famoso perro de trineo que salvó al pueblo de Nome (Alaska) en 1925 al llevarles medicinas y comida cuando quedaron aislados: el can era mestizo, y no un husky siberiano como se pensaba, lo que influyó en su resistencia al frío.

«Estamos muy entusiasmados con la secuenciación de especies de mamíferos», dijo Lindblad-Toh. «Y estamos entusiasmados de ver cómo nosotros y otros investigadores podemos trabajar con estos datos de nuevas formas para comprender tanto la evolución del genoma como las enfermedades humanas».