Cuando los humanos modernos se reunieron los neandertales en Europa y las dos especies comenzaron a cruzarse hace muchos miles de años atrás, el intercambio dejó a los humanos con variaciones genéticas que han aumentado la capacidad de las personas para evitar infecciones. Esta herencia de los neandertales también puede haber hecho que algunas personas sean más propensas a las alergias.
Los descubrimientos realizados en dos estudios independientes, que se detallan en la edición de este jueves de 'American Journal of Human Genetics', se suman a la evidencia acerca de un papel importante de las relaciones interespecies en la evolución humana y, específicamente, en la evolución del sistema inmune innato, que sirve como primera línea de defensa del cuerpo contra la infección.
"Hemos encontrado que el entrecruzamiento con los humanos arcaicos --los neandertales y los denisovanos-- ha influido en la diversidad genética en los genomas de hoy en día en los tres genes de inmunidad innata que pertenecen a la familia del receptor humano de tipo Toll", dice Janet Kelso, del Instituto de Antropología Evolutiva Max Planck, en Leipzig, Alemania.
"Estos y otros genes de inmunidad innata presentan niveles más altos de ascendencia neandertal que el resto de codificación del genoma", añade Lluís Quintana-Murci, del Instituto Pasteur y el Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS, por sus siglas en inglés) en París, Francia. "Esto pone de relieve la importancia de los acontecimientos de introgresión [el movimiento de genes entre especies] pudo haber jugado en la evolución del sistema de inmunidad innata en los seres humanos", añade.
Estudios anteriores han demostrado que entre el uno y el seis por ciento de los genomas euroasiáticos modernos se heredó de homínidos antiguos, como el Neanderthal o el Denisovano. Los dos nuevos estudios destacan la importancia funcional de esta herencia en los genes del receptor tipo Toll (TLR), TLR1, TLR6 y TLR10. Estos genes TLR se expresan en la superficie celular, donde se detectan y responden a los componentes de bacterias, hongos y parásitos. Estos receptores inmunes son esenciales para la obtención de respuestas inflamatorias y antimicrobianas y para la activación de una respuesta inmune adaptativa.
Quintana-Murci y sus colegas se dispusieron a explorar la evolución del sistema inmune innato en el tiempo y confiaron en enormes cantidades de datos disponibles de personas de hoy en día desde el Proyecto 1000 Genomas, junto con las secuencias del genoma de homínidos antiguos. El equipo de Quintana-Murci se centró en una lista de 1.500 genes conocidos por desempeñar un papel en el sistema inmune innato.
Después, estos investigadores examinaron los patrones de variación genética y cambio evolutivo en aquellas regiones en relación con el resto del genoma a un nivel de detalle sin precedentes. Por último, se estimó el tiempo de los cambios en la inmunidad innata y la medida en la que se había pasado la variación en los genes desde los neandertales.
Estas investigaciones revelaron pocos cambios durante largos periodos de tiempo para algunos genes de la inmunidad innata, proporcionando evidencia de fuertes restricciones. Otros genes han sufrido barridos selectivos en los que llega una nueva variante y rápidamente incrementa el protagonismo, tal vez por un cambio en el medio ambiente o como consecuencia de una epidemia de enfermedad.
La mayoría de las adaptaciones en los genes que codifican proteínas se produjeron en los últimos entre 6.000 y 13.000 años, ya que las poblaciones humanas cambiaron desde la caza y la recolección a la agricultura, informan los autores del trabajo. Pero, Quintana-Murci dice que la mayor sorpresa "fue encontrar que el grupo TLR1-6-10 es de los genes que presentan la mayor ascendencia neandertal en ambos europeos y asiáticos".
Kelso y sus colegas llegaron a la misma conclusión, pero no se propusieron estudiar el sistema inmunológico. Su interés era entender la importancia funcional de los genes heredados de los humanos arcaicos de manera más amplia. Ellos seleccionaron genomas humanos actuales para evidenciar amplias regiones con alta similitud con los genomas neandertales y denisovanos y, a continuación, examinaron la prevalencia de aquellas regiones en las personas de todo el mundo. Esos análisis los llevó a los mismos tres genes TLR.
Dos de esas variantes genéticas son más similares a las del genoma neandertal, mientras que la tercera es la más parecida al genoma denisovano, según subraya el equipo de Kelso, que también proporciona evidencia de que estas variantes genéticas ofrecen una ventaja selectiva. Las variantes arcaicas se asocian con un aumento en la actividad de los genes TLR y con mayor reactividad a los patógenos. Aunque esta mayor sensibilidad podría proteger contra la infección, también puede aumentar la susceptibilidad de las personas de hoy en día a las alergias.
"Lo que ha surgido de nuestro estudio, así como de otros trabajos sobre la introgresión, es que el entrecruzamiento con los humanos arcaicos tiene implicaciones funcionales en los humanos modernos y que la consecuencia más evidente ha sido la conformación de nuestra adaptación a nuestro medio ambiente, mejorando la forma en la que resistimos a los patógenos y metabolizamos los nuevos alimentos", subraya Kelso.
Por sorprendente que pueda parecer, considera que tiene mucho sentido. "Los neandertales, por ejemplo, habían vivido en Europa y Asia Occidental durante alrededor de 200.000 años antes de la llegada de los humanos modernos. Estaban probablemente bien adaptados a los climas locales, los alimentos y los patógenos. Por el mestizaje con estos humanos arcaicos, los humanos modernos ganaron estas adaptaciones ventajosas", resume.
