El ADN neandertal contribuye a las diferencias étnicas en la respuesta inmunitaria

El ADN adquirido por la hibridación con los neandertales podría explicar por qué las personas de ascendencia europea responden de forma distinta a las infecciones que las de ascendencia africana, según indican dos estudios recién publicados. Los hallazgos también podrían ofrecer una idea de por qué estas últimas son más propensas a las enfermedades autoinmunitarias causadas por un sistema inmunitario hiperactivo.

En uno de los trabajos, publicado en Cell, el genetista Luis Barreiro  (izquierda), de la Universidad de Montreal, y sus colaboradores recopilaron muestras de sangre de 80 afroamericanos y 95 personas de ascendencia europea. De cada muestra, se aislaron un tipo de células inmunitarias llamadas macrófagos (encargadas de engullir y destruir las bacterias) y cultivaron estas células en una placa. A continuación, infectaron cada cultivo con dos tipos de bacterias y observaron las respuesta de las células. Descubrieron así que los macrófagos de los afroamericanos eliminaban las bacterias tres veces más rápido que los de origen europeo.

Después midieron cómo se modificaba la expresión de los genes en respuesta a la infección. Alrededor del 30 por ciento de los aproximadamente 12.000 genes que ensayaron se expresaban de forma diferente en los dos grupos, incluso antes de la infección. Y muchos de los genes cuya actividad cambió más durante la reacción inmunitaria presentaban secuencias que eran muy similares entre europeos y neandertales, pero no entre africanos y neandertales.

"El sistema inmunológico de los afroamericanos responde de manera diferente, pero no podemos llegar a la conclusión de que es mejor, ya que una respuesta inmune más fuerte también tiene efectos negativos, incluyendo una mayor susceptibilidad a las enfermedades inflamatorias autoinmunes, como la enfermedad de Crohn. El exceso de inflamación puede dañar los órganos y dejar secuelas. En resumen, una fuerte respuesta inmune puede ser beneficioso en algunas áreas, pero una desventaja en otras", dice Barreiro.

Hibridación inmunitaria

Barreiro sospecha que cuando los humanos modernos salieron de África por primera vez, hace entre 60.000 y 100.000 años, tuvieron que adaptarse a un conjunto diferente de patógenos en el continente europeo. El cruzamiento con los neandertales, y la adquisición de su respuesta inmunitaria, probablemente les ayudó a luchar mejor contra las nuevas infecciones que encontraron allí.

En el segundo estudio, el genetista de poblaciones Lluís Quintana-Murci (derecha) y sus colaboradores del Instituto Pasteur de París recogieron muestras de 200 personas que viven en Bélgica, la mitad de ascendencia africana y la otra mitad de ascendencia europea. Los investigadores cultivaron otro tipo de células inmunitarias llamadas monocitos y las infectaron con bacterias y virus. Una vez más, los dos grupos mostraron diferencias en la actividad de numerosos genes: las variantes genéticas de tipo neandertal de los europeos desempeñaron un papel importante en la distinta respuesta inmunitaria, especialmente en la reacción ante la infección vírica.

Paul Norman (izquierda), un inmunogenetista de la Universidad de Stanford, en California, dice que los dos estudios son inusuales en la observación de cómo el nivel de expresión del gen difiere en respuesta a la infección, en lugar de comparar las secuencias del genoma de los individuos.

Norman ahora quiere ver el estudio repetido en más tipos de células inmunes.

Los sistemas inmunitarios tienden a evolucionar con rapidez debido a que las infecciones producen una presión evolutiva inmediata, comenta la bióloga computacional Janet Kelso (derecha), del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig. Tiene sentido entonces que los antepasados europeos se aferraran a cualquier ventaja que pudieran obtener de los neandertales. "Hay una apreciación ahora de que las contribuciones provienen de muchas fuentes, y los humanos arcaicos son una de ellas", dice. 

¿Qué provocó el cambio?

Kelso apunta que los estudios no pueden revelar con exactitud lo que impulsó ese cambio evolutivo, como pudiera ser un brote vírico en Europa. En algunas enfermedades, como la tuberculosis, una respuesta inmunitaria menos intensa aumenta la supervivencia, y los humanos modernos europeos adoptaron los rasgos neandertales que lo permitieron. «Tal vez lo más importante sea vivir en paz con los microbios», observa Quintana-Murci.

Este diagrama visual describe cómo variantes genéticas enriquecidas en europeos con ascendencia neandertal jugaron un papel importante en las diferentes respuestas a los problemas inflamatorios e infecciosos observados entre las poblaciones humanas.

Un sistema inmunitario hiperactivo podría ayudar a explicar por qué las mujeres afroamericanas, por ejemplo, son hasta tres veces más propensas al lupus, una enfermedad autoinmunitaria, que los americanos de raza blanca, comenta Barreiro. Las diferencias parecen persistir con independencia del estatus socioeconómico y otros factores ambientales, como el tabaquismo y la dieta, aunque estos puedan influir. Determinar la contribución genética a las diferencias ayudaría a desentrañar el papel de los factores ambientales, lo que podría guiar los esfuerzos en favor de la salud pública.

Norman dice que más investigaciones deben incluir genomas y muestras biológicas de diferentes grupos étnicos. Alrededor del 80% de las personas incluidas en los estudios de asociación del genoma son de ascendencia europea, y un comentario en Nature la pasada semana pedía más diversidad racial en las bases de datos genómicos. Norman dice que los últimos estudios demuestran como la utilidad de esta diversidad puede aclarar las raíces de las enfermedades. "Tenemos que mirar a las poblaciones africanas, no sólo porque algunas enfermedades afectan peor a los africanos, sino porque podemos llegar a respuestas más fácilmente".

Fuentes: investigacionyciencia.es | scientificamerican.com | infosalus.com |  21 de octubre de 2016

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