El triunfo de la muerte, óleo de Pieter Brueghel el Viejo que describe alegóricamente una epidemia de peste.
Un estudio genético ha detectado una adaptación a un virus respiratorio en personas cuyos ancestros provienen del este de Asia.
Miguel Ängel Criado
Hace unos 25.000 años hubo una epidemia de un virus relacionado con el actual coronavirus entre los habitantes del este de Asia. Esa es la principal conclusión de un estudio que ha descubierto en el genoma de personas de hoy la señal de aquel evento epidémico. El método usado en esta investigación podría utilizarse para investigar otros patógenos del pasado.
Los humanos y los virus llevan miles de años en guerra. En ella, los patógenos ejercen una presión sobre el hospedador que deja su marca en sus genes. Pero buscar en el pasado de esta interacción no es fácil por dos motivos. Por un lado, el ADN humano no se conserva muy bien y se recupera peor, aunque el avance de la ciencia permite remontarse cada vez más siglos o milenios atrás. Por el otro, la gran mayoría de virus patogénicos son de ARN y este material genético se deteriora con mucha facilidad y rapidez. Por eso, por ejemplo, las vacunas de ARN necesitan extremas condiciones de conservación.
Ahora, un grupo de investigadores australianos y estadounidenses ha ideado un nuevo método que usa datos genéticos de humanos del presente y virus actuales para abrir una ventana al pasado. El trabajo, publicado en la revista científica Current Biology, se detiene en la interacción entre proteínas víricas, como la espícula S del SARS-CoV-2 y proteínas humanas. Ya sea facilitando el ciclo del virus o combatiéndolo, unas de estas moléculas orgánicas y no otras interactúan con unos virus y no con otros. Los humanos disponen de más de 22.000 tipos de proteínas que son la base del organismo. Se estima que el 20%, unas 4.500, se topa con alguno de los centenares de virus que se ceban con los humanos. Los que se relacionan con más proteínas son el de la gripe (unas 1.505) y el del VIH (con 1.209).
22.000 tipo de proteínas que codifican los genes humanos
Kirill Alexandrov es coautor de esta investigación y explica en un correo: «las proteínas del SARS-CoV-2 interactúan con más de 300 proteínas humanas. De ellas, 42 muestran una potente señal de adaptación hace unas 900 generaciones». Esta señal aparece en forma de variaciones en los genes que codifican estas proteínas, unos cambios que se propagaron por amplios grupos de una población determinada.
«Todos los genomas acumulan mutaciones constantemente, la mayoría de las cuales son inofensivas y no provocan cambios en la función de los genes a los que afectan», dice Alexandrov. «Podemos ver la tasa de mutación como un reloj genético en constante tic tac. Sin embargo, cuando hay una presión de selección, el reloj de algunos genes comienza a correr mucho más rápido a medida que acumulan mutaciones ventajosas. Esto sucede debido a que las personas con mutaciones ventajosas en sus genes sobreviven mejor en una pandemia que las personas sin ellas. Como resultado, estas mutaciones adaptativas se acumulan en la población», detalla este investigador de la Alianza para la Biología Sintética de la Universidad Tecnológica de Queensland (Australia) y el CSIRO (homólogo australiano del CSIC español).
Tal acumulación de mutaciones la detectaron en grupos de humanos actuales cuyos datos genéticos globales recoge el 1.000 Genome Project, el mayor catálogo de variaciones genéticas humanas hasta ahora observadas. Pero no en todos: de las 26 grandes poblaciones estudiadas, la observaron en cinco del este de Asia, en particular entre los genomas de las etnias han y dai, ambas de China. «Al comparar una cantidad de genomas humanos secuenciados, se demostró que hace más de 20.000 años el reloj de muchos genes que el SARS-CoV-2 está usando para interactuar con células humanas comenzó a marcar más rápido simultáneamente, lo que probablemente indica que hubo una pandemia viral causada por un virus similar», mantiene Alexandrov.
En China se concentra la señal de una adaptación
Reconocen que podría haber sido otro virus, pero están convencidos de que también pertenecía al subgénero de los sarbecovirus, el mismo al que pertenece el actual coronavirus. Lo argumenta David Enard, ecólogo y experto en biología evolutiva de la Universidad de Arizona (EE UU): «Podemos relacionar las señales de selección de las variantes protectoras porque se producen en determinados genes humanos conocidos por interactuar físicamente con los coronavirus y afectar a su replicación. Miramos en otros genes que interactúan con otros virus y no hallamos las mismas señales de selección», explica este coautor del estudio.
Enard lleva años recopilando pares de interacciones entre proteínas humanas y virus. Es considerado un pionero en el estudio de los virus del pasado leyendo genomas actuales. Hace tres años ya señaló el intercambio de variantes genéticas, protectoras entre neandertales y humanos modernos. David Castellano, del Centro de Regulación Genómica, ha colaborado en el pasado con Enard. «Ya estaba investigando con otros virus y bacterias, como la de la peste», comenta.
«Aunque no queden restos de lo que pasó, los humanos somos un repositorio del pasado», recuerda Castellano. Y en ese repositorio que es el genoma hay unas señales que destacan sobre las demás. Este investigador pone dos ejemplos: los cambios que permitieron a los adultos seguir produciendo la lactasa, la enzima para metabolizar la lactosa de la leche, o las variaciones genéticas que han permitido a varias poblaciones adaptarse a la disponibilidad de oxígeno en las alturas. «Los virus, los patógenos en general, crean una señal en el genoma aún más fuerte», afirma.
Es la misma idea que sostiene el genetista del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Alemania) Hugo Zeberg: «Las infecciones dejan sus marcas en el genoma. De hecho, se les considera una de las principales fuerzas impulsoras de la evolución». Zeberg, que no ha intervenido en este último trabajo, pone un ejemplo: «La resistencia parcial a la malaria que está presente en poblaciones donde esta enfermedad es endémica. Se puede decir que el sistema inmunológico está en equilibrio con los patógenos que lo rodean, adaptándose constantemente a las amenazas infecciosas».
¿Significa esto que las poblaciones del este de Asia estarían más protegidas ante los coronavirus? Aunque el factor genético puede predisponer, hoy tendría un menor peso que en el pasado. Lo comenta Alexandrov: «Es lógico que una población sometida a selección por una enfermedad sea más resistente a ella que las poblaciones que no. Pero factores sociales actuales, como la salud general de la población, la estructura de los sistemas de salud, las medidas gubernamentales, la densidad demográfica, patrones de conducta y muchos otros aspectos epidemiológicos probablemente jueguen un papel mucho más grande que la adaptación genética previa».
Representación artística del pasado sobre la muerte en pandemia.