GENOMA DEL HOMBRE NEANDERTHAL. SVANTE PÄÄBO. NOBEL DE MEDICINA 2022

 

Diapositiva conferencia sobre Proyecto Genoma Humano. By Dr. Teo. 

GENOMA DEL HOMBRE NEANDERTAL. 

SVANTE PÄÄBO. NOBEL DE MEDICINA 2022

 

Introducción

Motivado por la cátedra de Bioética desde 1990, cuando bajo la dirección del premio nobel de medicina 1953 James Watson, descubridor del DNA, hasta el 26 de junio de 2003 fue anunciado al mundo su resultado final, seguí con entusiasmo todo el proceso recorrido por el Proyecto Genoma Humano. La hazaña, después, cumplida por el doctor Svante Paabo que le ha valido para ganar el Premio Nobel de Medicina 2022 es impresionante. 

Con sumo placer he elaborado este informe para los ambles lectores que me siguen en Teomedicadas.blogspot.com.

El hombre de Neandertal. El hombre de Neandertal, especie extinta del género Homo, habitó Europa, Oriente Medio y Asia Central, entre 230. 000 y 28.000 años hacen, final del Pleistoceno medio y casi todo el superior. Se clasificó especie distinta al Homo sapiens. No obstante, algunos autores lo consideran subespecie del Homo sapiens​, el Homo sapiens neanderthalensis.

Tenían anatomía más robusta que la del humano moderno: tórax y cadera anchos, extremidades cortas, doble arco superciliar, frente escasa, ausencia de mentón y capacidad craneal media más grande que la del Homo sapiens sapiens. Estudios anatómicos y genéticos señalan que tuvieron lenguaje articulado.

En agosto de 1856 se descubrió espécimen, que sería conocido como Neandertal, en la cueva Feldhofer, cerca de Düsseldorf, Alemania, valle de Neander (en alemán, Neandertal

Proyecto Genoma Humano. El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue investigación multinacional con el objetivo de secuenciar o averiguar:

1.  Posición de los nucleótidos del genoma (cada una de las cuatro posibles bases nitrogenadas típicas del ADN).

2.  Localizar los genes en cada uno de los 23 pares de cromosomas del ser humano (cartografía o mapeo genético).

3.  Identificación de los genes en el genoma humano.

La investigación demostró que el genoma humano tiene más de 3 mil millones de pares de bases de ADN que codifican 750 MB de información y contiene entre 20,000 - 25,000 genes que codifican proteínas. Dato, sustancialmente, menor a estimaciones iniciales, al proyecto, de 100,000 o más genes.

 

SVANTE PÄÄBO

Le  fue concedido al sueco Svante Pääbo el premio Nobel de Fisiología y Medicina 2022 por sus revolucionarios  descubrimientos sobre la evolución humana al revelar diferencias genéticas que distinguen a humanos vivos de humanos extintos.

El doctor Pääbo nació el 20 de abril de 1955 en Estocolmo, resultado de la relación extraconyugal que tuvo su padre, el bioquímico Sune Karl Bergström, premio nobel de fisiología y medicina 1982, con la química Karin Pääbo, de Estonia, compañera de trabajo que había escapado de la invasión soviética en 1944 y llegó a Suecia como refugiada durante la Segunda Guerra Mundial. Paternidad mantenida en secreto y, aunque tenía la asistencia de su padre, Svante optó por llevar el apellido de su madre.  Solo hasta la muerte de su progenitor en 2004 Svante se reconoció con el hermano hijo de la relación formal que su papá tenía.

Svante tenía 13 años cuando su mamá llevó de vacaciones a Egipto. Quedó fascinado con la cultura antigua y arqueología del país. Regresó convencido de convertirse en egiptólogo.

Al comenzar la universidad, 1975, Pääbo ingresó a la Universidad de Upsala a estudiar egiptología. Dos años después se dio cuenta que la carrera estaba orientada hacia la gramática de jeroglíficos. Había soñado en descubrir momias y pirámides.

En la misma Universidad de Upsala continuó toda su carrera medica; cambió a humanidades y medicina y al terminarla hizo doctorado en genética molecular que culmino en 1986 con investigación sobre cómo la proteína E19 de los adenovirus modula el sistema inmunológico...  “Empecé a darme cuenta de que teníamos todas estas tecnologías para clonar el ADN; nadie parecía haberlo aplicado a los restos arqueológicos, en particular a las momias egipcias", dijo Pääbo en perfil suyo publicado por la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Inquieto, consagro al estudio del ADN de momias y, pocos años después, en 1987, se mudó a California para investigar el ADN antiguo en la Universidad de Berkeley.

Fue contratado, fines de 1990, por el Instituto Max Planck para la Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania. Venía de trabajar sobre el ADN mitocondrial de los neandertales y allí ofrecían dar un salto cualitativo: investigar el ADN nuclear. Desde 1997 es el director del Instituto.

Pääbo reveló en libro autobiográfico de 2014, “Neanderthal Man: ¡In Search of Lost Genomes! que es bisexual. Asumió que era gay hasta que conoció a Linda Vigilant, primatóloga y genetista estadounidense, cuyos "encantos juveniles" lo atrajeron. Coautores de muchos artículos están casados y tienen dos hijos: niño y niña.

PREMIO NOBEL DE MEDICINA 2022

El informe en que el comité del Instituto Karolinska de Estocolmo sustenta las razones para concederle el nobel de medicina 2022 al Dr. Páábo señala: “Por sus descubrimientos sobre los genomas de homínidos extintos y la evolución humana… A través de su investigación pionera, Svante Pääbo logró algo aparentemente imposible: secuenciar el genoma del homo neandertal, un pariente extinto de los humanos actuales…. ha logrado crear una disciplina completamente nueva: la paleogenómica”.

Según el Instituto Max Planck la “Paleogenómica” es “la reconstrucción de las secuencias genéticas de especies ya extintas”.  

El científico sueco, apoyado en los resultados del Proyecto Genoma Humano, PGH, dio a la tarea de secuenciar el genoma de especies humanas extinguidas.

El ADN se localiza en dos compartimentos diferentes de la célula. El ADN nuclear alberga mayor parte de la información genética, mientras que el genoma mitocondrial, más pequeño, está presente en miles de copias.

 

Hombre Neandertal

“Neanderthal Genome Project”. En 1997 el equipo de Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig, Alemania, consiguió secuenciar una región de ADN mitocondrial de un trozo de hueso de Neandertal en Alemania, en el yacimiento que dio nombre a los neandertales. Análisis del pequeño genoma mitocondrial aportaron información limitada que llevo a Pääbo a secuenciar el genoma nuclear.

Para el año 2002, publicó una serie de hallazgos sobre el gen del lenguaje, FoxP2, ausente o dañado en algunas personas con discapacidades del lenguaje. Cuatro años después, 2006, anuncia el “Neanderthal Genome Project” (Proyecto del genoma del neandertal) iniciativa para reconstruir el genoma de los neandertales.

Pronto descubrió enormes desafíos técnicos.  Comprobó que, con el tiempo, el ADN modifica químicamente y degrada en fragmentos cortos. Después de miles de años, solo permanecen restos de ADN que pueden estar contaminados con ADN de bacterias, hongos y ADN de humanos contemporáneos.

En febrero de 2009, Reunión Anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS) en Chicago, se anunció que el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva había completado primera versión del “Genoma del hombre de neandertal”. Secuenciaron más de 3 mil millones de pares de bases. En las primeras investigaciones como en las últimas, ha sido importante la técnica de secuenciación “Pirosecuenciación” desarrollada por la empresa Life Sciences. 

Nuevos avances y colaboradores con experiencia, en genética de poblaciones y análisis de secuencias avanzados, permitieron que secuenciación del ADN fuera eficiente para publicar en 2010 el genoma completo de los neandertales. El trabajo demostró que tenían capacidad de hablar, que los Homo sapiens tuvieron hijos con ellos. Traspasaron al homo sapiens genes que mejoran funcionamiento del sistema inmune y otros que pueden hacer más graves algunas enfermedades, como el covid.

Covid 19. En 2020 Pääbo, con sus investigadores, determinó que el impacto más grave sobre víctimas del COVID-19 está asociado para expresarse, de acuerdo con análisis del ADN, con variantes genéticas del “cromosoma 3” relacionadas con la herencia neandertal - europea. Esa estructura conlleva mayores riesgos en afectados por el coronavirus para desarrollar formas más severas de la enfermedad.

El escaso rasgo de herencia neandertal en países de África me lleva a deducir, basado en estas observaciones, que este puede ser un factor determinante   de la baja letalidad del COVID 19 en su población, más pobre y peores condiciones higiénicas que la europea, en donde la pandemia tuvo efectos desastrosos mayores.

Relación Neandertal – Humanos. El grupo de Paabo analizó la relación entre neandertales y humanos actuales de diferentes partes del mundo. Genomas de Homo sapiens sapiens y Homo sapiens neanderthalensis tienen el mismo tamaño y coinciden 99,7 %, comparando el orden exacto de las bases nitrogenadas en la doble cadena de nucleótidos. Sin tener en cuenta dicho orden son idénticos 99,84 %.

Nuevos datos sobre esta especie sugieren que podían ser pelirrojos por poseer ciertas variantes del gen MC1R concordantes con este color de pelo. Se ha descubierto el lugar del grupo sanguíneo ABO y que los adultos tenían intolerancia a la lactosa. La variante del gen del habla FoxP2, característica de los seres humanos modernos, también fue hallada en los especímenes de El Sidrón, lo que sugiere que los neandertales tendrían las facultades básicas del lenguaje.

Este antiguo cruce de genes hacia los humanos actuales tiene relevancia fisiológica en cuanto afectan la forma en que el sistema inmunológico reacciona a las infecciones. Encontrado que el genoma neandertal ha contribuido a varias enfermedades que se observan en poblaciones humanas modernas:  diabetes, artritis y enfermedad celiaca. Genes heredados de los neandertales han demostrado, de otra parte, ser beneficiosos o neutrales, para el color del cabello y piel, patrones de sueño e incluso el estado de ánimo.

Denisovano

El hombre de Denisova.  En 2008 se encontró fragmento de hueso de dedo de 50.000 años de antigüedad en la cueva de Denisova, sur de Siberia. La secuencia de ADN era única en comparación con las conocidas de neandertales y humanos actuales.

El investigador sueco es, así, primer científico de la historia que descubre una especie humana desconocida, a partir del ADN de un homínido: el “Hombre de Denisova” o denisovano, a partir de la secuenciación de material genético extraído de este diminuto hueso del dedo meñique de una niña. La baja temperatura de esta región permitió que el ADN de los homínidos se conservase a pesar de llevar ahí miles y miles de años. El genoma denisovano reveló que tuvieron relaciones sexuales, descendencia con los homos sapiens y les pasaron genes claves como el EPAS1, común entre los actuales tibetanos, que permiten la supervivencia en grandes alturas.

El intercambio de genes entre el hombre de Denisova y el Homo sapiens se observó por vez primera en pueblos del sudeste asiático en donde los individuos portan hasta 6 % de ADN de denisovano.

Mamut

ADN más antiguo. Técnicas de análisis genético impulsadas por Pääbo han permitido que se publique en 2021 el ADN más antiguo jamás recuperado de fósil: un mamut que vivió hace más de un millón de años.

En la actualidad, el laboratorio de Pääbo crea organoides que imitan cerebros humanos en el intento de encontrar las claves moleculares y genéticas que nos diferencian de otros homínidos extintos. Sus últimos estudios muestran que la versión sapiens de un solo gen, el TKTL1, multiplica la producción de neuronas en la corteza cerebral, epicentro del pensamiento, a un nivel superior que la versión neandertal. Esta puede ser una de las respuestas a lo que en palabras de Pääbo es “la cuestión más importante de la historia humana”: qué nos hace únicos y por qué somos la única especie humana que queda en el planeta.

CONCLUSIÓN

Una misma especie. Diferencias genéticas entre el homo sapiens sapiens y parientes extintos más cercanos eran desconocidas hasta que se identificaron gracias al trabajo esencial de Pääbo.

Investigaciones actuales se centran en el análisis de las implicaciones funcionales de estas diferencias con el objetivo final de poder aclarar, realmente, lo que nos hace una misma especie.

 Los estudios genómicos de Pääbo y diversos restos paleo antropológicos confirman que los sapiens, los neandertales y los denisovanos se reprodujeron sexualmente, una evidencia que suele conducir a una pregunta: ¿Son entonces la misma especie, entendida como organismos que se pueden entrecruzar y tener descendencia fértil?

Paabo se mantiene alejado del debate sobre si sapiens, neandertales y denisovanos son especies diferentes o no, porque no existe una definición universal de especie.

Los trabajos del nobel de medicina han hecho el prodigio de juntar biología molecular, paleontología y antropología y convertirlos en una nueva ciencia: la “Paleogenómica”.

Destaco el hecho de la baja letalidad de COVID 19 en África por la escasa herencia neandertal de sus pobladores.

Referencias bibliográficas

1.     Homo Neanderthalensis - Wikipedia, la enciclopedia libre

 

2.     Proyecto del genoma neandertal - Wikipedia, la enciclopedia libre

 

3.     Cely Galindo Gilberto, 2001, Gen – Ética. Donde la Vida y la Ética se articulan. 3R Editores, Bogotá.

 

4.     Rifkin Jeremy, 1999. El Siglo de la Biotecnología, Editorial Crítica, Barcelona, España  

 

5.     Svante Pääbo: «Mi historia cultural es más importante que mi historia genética» file:///E:/Documentos/SVANTE%20PAABO/Svante%20P%C3%A4%C3%A4bo_%20%C2%ABMi%20historia%20cultural%20es%20m%C3%A1s%20importante%20que%20mi%20historia%20gen%C3%A9tica%C2%BB.mhtml

 

6.        6. Nobel de Medicina 2022: el sueco Svante Pääbo gana el premio por sus hallazgos sobre el ADN de los neandertales. Redacción. BBC News Mundo

 

7.     file:///E:/Documentos/SVANTE%20PAABO/Historia%20y%20biograf%C3%ADa%20de%20Svante%20P%C3%A4%C3%A4bo.mhtml

Barranquilla noviembre 22 de 2022

Teobaldo Coronado Hurtado