Las enfermedades relacionadas con el envejecimiento pueden ser un resultado negativo de la evolución humana
ISTOCK, THEDAFKISHAunque otorgan a la especie humana algunas ventajas sobre nuestros primos primates, las adaptaciones genómicas recientes parecen haber tenido un costo. La investigación publicada la semana pasada (23 de mayo) en Cell Systems propone que una compensación evolutiva, ventajosa en los primeros años de vida, contribuye al Alzheimer y posiblemente a otras enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
“Creo que los genes que han estado involucrados en el desarrollo del cerebro humano y en hacer que el cerebro humano sea diferente de los cerebros de los grandes simios también podrían ser genes que tienen el subproducto de aumentar el riesgo del Alzheimer es uno de esos giros irónicos que parecen ser bastante comunes en la biología evolutiva” dice el biólogo evolutivo Stephen Stearns de la Universidad de Yale, quien no participó en esta investigación.
Véase “La adaptación genética al frío trajo consigo las migrañas”
En 1957, el biólogo evolutivo George Williams propuso una teoría: adaptaciones que hacían que las especies encajaran más en…
Han Liang, del MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas, dirigió un equipo para probar esta teoría. Los investigadores comenzaron centrándose en potenciadores, piezas de ADN con la capacidad de impulsar las actividades de ciertos genes y, por lo tanto, los niveles de proteínas resultantes. Investigaciones anteriores habían identificado potenciadores como clave para la evolución humana después de divergir del último ancestro común con los chimpancés. Usando FANTOM, una base de datos anotada con información sobre los niveles de expresión de los potenciadores específicos de humanos, el grupo de Liang comparó los datos humanos con los de los primates para encontrar los potenciadores de evolución más rápida. Las comparaciones con genomas de primates, incluidos chimpancés, gorilas, orangutanes y macacos, revelaron 93 de estos potenciadores expresados en neuronas y células madre neuronales que habían evolucionado rápidamente en humanos.
El grupo de Liang descubrió que los genes que se encuentran cerca de estos potenciadores, y por lo tanto, posiblemente bajo su control, eran importantes para el desarrollo del cerebro. Es plausible que los potenciadores se seleccionaran positivamente durante la evolución debido a sus efectos sobre estos genes relacionados con el cerebro. Sin embargo, también encontraron evidencia de asociaciones proximales entre los potenciadores y los genes implicados en la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la diabetes tipo 2, la hipertensión y la osteoporosis. Según la teoría de Williams, estas enfermedades relacionadas con el envejecimiento se manifestarían más tarde en la vida y pasarían desapercibidas durante el proceso de selección darwiniano debido a la ventaja que otorgaban en los primeros años. Debido a que esto sucedió después de la reproducción, la selección no verá ese tipo de cambios, dice Liang.
Creo que parte de esta evidencia es correlativa, y las asociaciones entre los potenciadores y las enfermedades relacionadas con el envejecimiento no son evidencia definitiva de causa y efecto, dice Joo Pedro de Magalhes, quien estudia el envejecimiento en la Universidad de Liverpool en el Reino Unido y no participó en esta investigación. Sin embargo, está de acuerdo en que están surgiendo patrones a partir de los datos de Liang que implican que algo realmente está sucediendo.
Para ver si realmente existe una conexión funcional entre los potenciadores y las enfermedades relacionadas con el envejecimiento, el equipo de Liang utilizó El Cancer Genome Atlas y GTEx, ambas grandes bases de datos, para elaborar mapas de genes que destacan todos los genes coexpresados con cada potenciador. Los investigadores se enfocaron en uno de esos potenciadores asociado con el desarrollo del cerebro y también con genes que se sabe que están relacionados con enfermedades cerebrales. Cuando el grupo de Liang usó CRISPR para eliminar el potenciador en líneas celulares humanas, la abundancia de proteínas de sus genes relacionados disminuyó. Es importante destacar que algunos de estos genes suelen ser suprimidos por un gen llamado REST, que mantiene a raya a la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, en presencia del potenciador funcional, estos genes se potencian. Por lo tanto, si bien este potenciador puede ser importante para el desarrollo del cerebro, aparentemente se opone a la función protectora de REST contra el Alzheimer.
Randolph Nesse, quien realiza investigaciones para comprender los orígenes evolutivos de las enfermedades en Arizona State University, describe el estudio como un maravilloso ejemplo de cómo el pensamiento evolutivo y la medicina se unen con los avances en genómica para abrir un área completamente nueva.
H. Chen et al., Los potenciadores neuronales específicos de humanos de rápida evolución están asociados con enfermedades relacionadas con el envejecimiento, Sistemas celulares, doi:10.1016/j.cels.2018.04.002, 2018.
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