El ADN antiguo revela las causas de las altas tasas de esclerosis múltiple y alzhéimer en Europa

La secuenciación del ADN humano antiguo y su comparación con muestras actuales ha permitido a un grupo internacional de investigadores cartografiar la propagación histórica de los genes –y de las enfermedades– a lo largo del tiempo, a medida que las antiguas poblaciones euroasiáticas migraban.

Los resultados de cuatro artículos de investigación, publicados esta semana en el mismo número de Nature, aportan nuevos conocimientos biológicos sobre dolencias como la esclerosis múltiple (EM), el alzhéimer y la diabetes.

Mediante el análisis de los huesos y dientes de casi 5.000 humanos antiguos, conservados en colecciones de museos de Europa y Asia Occidental, los investigadores han generado perfiles de ADN que abarcan desde el Mesolítico y el Neolítico hasta la Edad Media, pasando por la Edad de Bronce, la Edad de Hierro y el periodo vikingo. El genoma más antiguo del conjunto de datos procede de un individuo que vivió hace aproximadamente 34.000 años.

Los autores compararon los datos de ADN antiguo con el ADN moderno de 400.000 personas residentes en Reino Unido, conservados en el Biobanco de Reino Unido.

En el conjunto de estudios ha participado un amplio equipo dirigido por Eske Willerslev, de las universidades de Cambridge y Copenhague, Thomas Werge (Universidad de Copenhague) y Rasmus Nielsen (Universidad de California en Berkeley), y ha contado con la contribución de 175 investigadores de todo el mundo, entre los que se encuentran científicos de varias instituciones españolas.

El norte de Europa tiene la mayor prevalencia de esclerosis múltiple del mundo. Uno de los estudios ha descubierto que los genes que aumentan significativamente el riesgo de que una persona desarrolle esta enfermedad fueron introducidos en el noroeste de Europa hace unos 5.000 años por pastores de ovejas y ganado que emigraban desde el este.

Mediante el análisis del ADN de huesos y dientes humanos antiguos, hallados en lugares documentados de toda Eurasia, los investigadores rastrearon la propagación geográfica de la EM desde sus orígenes en la estepa póntica (una región que abarca partes de lo que hoy es Ucrania, el suroeste de Rusia y la región occidental de Kazajstán).

Descubrieron que las variantes genéticas asociadas al riesgo de desarrollar esta esclerosis ‘viajaron’ con los Yamnaya, pastores de ganado que emigraron por la estepa póntica hacia el noroeste de Europa.

Martin Sikora, coautor del trabajo e investigador del Globe Institute de la Universidad de Copenhague, detalla a SINC que “durante la Edad de Bronce, estos pastores esteparios habrían estado expuestos a una elevada carga de patógenos y al riesgo de contraer enfermedades infecciosas, debido a su estrecho contacto con el ganado. En ese tipo de entorno, tener un sistema inmunitario sensible y activo con una fuerte respuesta inflamatoria supondría una mejor protección frente a las infecciones y, por tanto, mejoraría la supervivencia en general”.

Según Sikora, las variantes genéticas que hoy causan la esclerosis múltiple también están asociadas a la modulación de la respuesta inmunitaria a la infección por patógenos. Lo que antes era beneficioso para la supervivencia tiene hoy el efecto secundario perjudicial de contribuir a enfermedades autoinmunes como la EM”.

“Para los yamnayas debió de suponer una clara ventaja ser portadores de los genes de riesgo de EM incluso después de llegar a Europa, a pesar de que estos genes aumentaban innegablemente su riesgo de desarrollar esta enfermedad”, señala Eske Willerslev.

Willerslev resalta que “estos resultados cambian nuestra visión de las causas de la esclerosis múltiple y tienen implicaciones para su tratamiento».

Los hallazgos del estudio explican además el ‘gradiente norte-sur’, según el cual el número de casos actuales de esta enfermedad neurodegenerativa es aproximadamente el doble en el norte de Europa que en el sur, algo que durante mucho tiempo ha sido un misterio para los investigadores.

Desde un punto de vista genético, se cree que el pueblo Yamnaya es el antepasado de los actuales habitantes de gran parte del noroeste de Europa. Su influencia genética en la población actual del sur de Europa es mucho menor.

Estudios anteriores han identificado 233 variantes genéticas que aumentan el riesgo de desarrollar EM. Estas variantes, en las que también influyen factores ambientales y de estilo de vida, aumentan el riesgo de enfermedad en torno a un 30 %.

La nueva investigación ha descubierto que el perfil de riesgo genético actual de EM también se presenta en huesos y dientes de miles de años de antigüedad.

“Estos resultados nos han sorprendido a todos. Suponen un enorme salto adelante en nuestra comprensión de la evolución de esta y otras dolencias autoinmunes. Mostrar cómo los estilos de vida de nuestros antepasados influyeron en el riesgo moderno de padecer enfermedades pone de manifiesto hasta qué punto somos los receptores de sistemas inmunitarios ancestrales en un mundo moderno”, afirma William Barrie, investigador de la Universidad de Cambridge y coautor del trabajo.

Por su parte, Lars Fugger, coautor del estudio sobre la EM y médico consultor del Hospital John Radcliffe de la Universidad de Oxford, señala que “ahora podemos entender y tratar este tipo de esclerosis como lo que realmente es: el resultado de una adaptación genética a determinadas condiciones ambientales que se dieron en nuestra prehistoria”.

Herencia genética

En otro de los estudios de Nature cuyo primer autor es Evan Irving-Pease, del Globe Institute de la Universidad de Copenhague, los investigadores han comparado el ADN de 1.664 esqueletos arqueológicos de los habitantes prehistóricos de Eurasia –desde  el Mesolítico a alrededor del 1.000 a. C.– con más de 400.000 perfiles de ADN de europeos actuales. Así han obtenido una gran cantidad de nuevos datos de nuestras historias genéticas.

Irving-Pease destaca que “resulta sorprendente que los estilos de vida de los habitantes de la región euroasiática durante los últimos 10.000 años hayan dado lugar a un legado genético que afecte a sus descendientes actuales, tanto en su aspecto físico como en el riesgo de padecer diversas enfermedades, entre ellas el alzhéimer.

Según el trabajo, en el riesgo de enfermedades influye la cantidad de ADN de las antiguas poblaciones que migraron por Eurasia tras la última glaciación. Por ejemplo, los europeos del sur suelen tener mucho ADN de antiguos agricultores y están genéticamente predispuestos a desarrollar trastorno bipolar.

Por su parte, los europeos del noroeste tienen más probabilidad de padecer EM, mientras que los del este tienen un mayor riesgo genético de desarrollar alzhéimer y diabetes.

Un banco único de ADN antiguo

Los descubrimientos han sido posibles gracias al análisis de los datos contenidos en un banco genético único de ADN antiguo, creado por los investigadores en los últimos cinco años con financiación de la Fundación Lundbeck.

Se trata del primer banco genético de este tipo en el mundo y ya ha permitido obtener conocimientos en ámbitos que van desde las antiguas migraciones humanas hasta los perfiles de riesgo genéticos para el desarrollo de trastornos cerebrales.

“Crear un banco genético de ADN antiguo de los primitivos habitantes de Eurasia ha sido un proyecto colosal en el que han colaborado museos de toda esta amplia región. Se trata de una herramienta de precisión que puede aportarnos nuevos conocimientos sobre las enfermedades, cuando se combina con análisis de datos actuales de ADN humano y aportaciones de otros varios campos de investigación. Esto ya es asombroso de por sí, y no cabe duda de que tiene muchas aplicaciones más allá de la investigación de la EM”, concluye Eske Willerslev.

Referencias:

Barrie, W. et al. “Elevated Genetic Risk for Multiple Sclerosis Originated in Steppe Pastoralist Populations”’ Nature (2024).

Irving-Pease, E.K. et al. “The Selection Landscape and Genetic Legacy of Ancient Eurasians”. Nature (2024) .

Allentoft, M.E. et al. “Population Genomics of Postglacial Western Eurasia”. Nature (2024) ,

Allentoft, M.E. et al. “100 Ancient Genomes Show Repeated Population Turnovers in Neolithic Age Denmark” Nature (2024).  

Fuente: SINC