Hito científico español: secuencian el genoma de más de 800 primates para saber por qué enfermamos

Primero vino el genoma humano, la descripción del ADN de una veintena de personas. A continuación, el pangenoma humano, una librería completa de genes provenientes de orígenes étnicos diversos. Ahora, nuestros parientes más cercanos, los primates, revelan su diversidad genética y su filogenia mediante la secuenciación de más de 809 individuos de 233 especies. Este trabajo revela mutaciones heredadas a lo largo del proceso evolutivo y relacionadas con múltiples enfermedades que sufrimos hoy en día, de la diabetes al cáncer.

Liderado por Tomàs Marquès-Bonet, investigador ICREA en el IBE (CSIC-UPF) y catedrático de Genética del Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS) de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), Kyle Farh de la empresa Illumina y Jeffrey Rogers de la Facultad de Medicina de Baylor, el 80% de los genomas usados en el proyecto han sido proporcionados por el Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación.

Este volumen de información es necesario para determinar qué mutaciones del genoma, de entre centenares de miles conocidas, están relacionadas con la aparición de enfermedades como las metabólicas o las cardiopatías, explican los autores. Una hipótesis es que las alteraciones podrían tener originalmente un efecto "leve" o principalmente inocuo, pero terminarían actuando de forma acumulativa o "poligénica" para desencadenar patologías como el cáncer.

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Así, comparando el genoma de los primates no humanos con el nuestro, se han identificado 4,3 millones de mutaciones 'missense' que afectan a la composición de los aminoácidos y pueden alterar la función de las proteínas. "Ver el tipo, la cantidad y dónde caen las mutaciones que han ido acumulando a lo largo de la evolución nos dice cuáles son más tolerables de manera natural", explica Marquès-Bonet a EL ESPAÑOL. "Eso, por exclusión, nos ayuda a identificar las mutaciones causantes de la enfermedad".

Langur negro de nariz chata (Rhinopithecus bieti) Paul Garber

La investigación ha utilizado un algoritmo de aprendizaje profundo, PrimateAI-3D, desarrollado por la empresa Illumina y que emplea inteligencia artificial. "Si lo entrenamos con unas mutaciones, cuando ya sabemos a priori cuáles son las más benignas y cuáles no basándonos precisamente en la comparación con los primates, creemos que se puede trasladar a cualquier enfermedad con base en el genoma humano", prosigue el investigador.

"Tener un gran catálogo genético de cómo funcionan los primates es altamente informativo", celebra el catedrático. Secuenciar el tumor de un paciente de cáncer, por ejemplo, es obtener un "mar de mutaciones", y es difícil distinguir a las causantes del problema de las que son consecuencia del proceso. "Pero si una mutación la tienen 50 especies de primates y 300 individuos, y viven bien, podríamos decir que es benigna. Por el contrario, si tienes una mutación sospechosa que no aparece en ningún genoma de primate, es probable que sea patogénica y el genoma no la tolere".

Hibridación: del humano al babuino

Marquès-Bonet destaca la revolución en los últimos 20 años que ha supuesto la capacidad de leer los genomas en distintos ámbitos, de la investigación académica al tratamiento médico y el conservacionismo. "En este caso hemos intentado cerrar un círculo: no solamente es bueno para la conservación y los estudios evolutivos, sino que obtenemos un mejor conocimiento de nuestro genoma al ser parientes tan cercanos". Y la investigación ha permitido descubrir que otra especie, el babuino, ha sufrido un fenómeno que de momento creíamos único en el Homo sapiens: la hibridación.

Babuinos (Papio papio) del parque nacional Niokolo Koba de Senegal. Sascha Knauf

"Los babuinos son especialmente interesantes: ya sabíamos que han tenido muchas especies diferentes, y siempre ha sido un misterio cómo se genera esta diversidad. Además, han vivido siempre en el mismo territorio y tiempo en el que aparecimos los humanos", detalla el investigador. El nuevo trabajo ha permitido determinar que, como en el caso de nuestros ancestros con los neandertales y denisovanos, variantes genéticamente compatibles pero separadas en distintas especies se entrecruzaron en puntos de la historia.

"Más que de un árbol evolutivo que se bifurca, hablamos de redes evolutivas. Tú te separas, luego te vuelves a conectar, y esto crea una complejidad ancestral", afirma Marquès-Bonet. La prioridad de la conservación de ecosistemas dentro del concepto One Health tiene una correlación tanto con el desarrollo científico como con la salud pública. "Si no hubiéramos tenido estas especies de primates, hubiera sido imposible ganar todo este conocimiento. Incluso desde el punto de vista egoísta: cada especie que se pierde es una oportunidad perdida de aprender de nosotros mismos".