¿El entrecruzamiento prehistórico fortaleció el sistema inmune humano?

El mestizaje entre los humanos modernos y los neandertales en Europa puede haber mejorado la capacidad de los humanos modernos para evitar la infección, pero también puede haber aumentado la susceptibilidad a las alergias, dicen dos informes publicados en el American Journal of Human Genetics.
Los genes arcaicos parecen impulsar nuestra inmunidad innata.

Hace miles de años, los desafíos ambientales a los que se enfrentan los humanos modernos que se dispersan fuera de África incluyen nuevos alimentos, patógenos y un clima diferente, así como otras formas humanas.

Las relaciones entre especies dieron lugar a 1-6% de los genomas modernos de Eurasia que probablemente han sido heredados de los antiguos homínidos, como el Neanderthal o el Denisovans.

Los alelos arcaicos se añadieron al conjunto de genes humanos modernos, lo que afecta la evolución del sistema inmune innato, la primera línea de defensa del cuerpo humano contra la infección.

Mientras tanto, las enfermedades infecciosas han amenazado a los humanos a lo largo de la historia, causando estragos en las poblaciones y causando una alta mortalidad infantil y una corta esperanza de vida, especialmente antes del descubrimiento de la higiene, vacunas, antisépticos y antibióticos.

Evidencia de cruzamiento y genes receptores heredados

La composición genética humana influye fuertemente en la susceptibilidad de un individuo a las enfermedades infecciosas y la posibilidad de recuperación; por lo tanto, se piensa que la selección natural impuesta por los patógenos ha afectado profundamente los patrones de variabilidad del genoma humano.

De hecho, la purificación y la selección positiva se cree que han sido generalizadas entre los genes y las funciones relacionadas con la inmunidad y la defensa del huésped. Se cree que la presión del patógeno ha dado lugar a dicha selección, ya que muchos genes relacionados con la inmunidad presentan patrones de variación que se correlacionan fuertemente con la diversidad de patógenos.

Los dos nuevos estudios resaltan la importancia funcional de esta herencia en los genes del receptor Toll-like (TLR), TLR1, TLR6 y TLR10, los receptores inmunes esenciales para provocar respuestas inflamatorias y antimicrobianas y para activar una respuesta inmune adaptativa.

Los genes TLR se expresan en la superficie de la célula, donde detectan y responden a componentes de bacterias, hongos y parásitos.

Examinando la evolución del sistema inmune innato

Lluis Quintana-Murci y sus colegas del Instituto Pasteur y del CNRS en París, Francia, se propusieron explorar cómo evolucionó el sistema inmune innato con el tiempo.

Utilizando datos modernos del Proyecto de 1000 Genomas y las secuencias del genoma de los homínidos antiguos, se centraron en una lista de 1.500 genes que se sabe que son activos en el sistema inmune innato.

A continuación, analizaron los patrones de variación genética y el cambio evolutivo en el sistema inmune en relación con el resto del genoma.

Finalmente, estimaron el momento de los cambios en la inmunidad innata y el grado en que la variación en esos genes se transmitió desde los neandertales.

Algunos genes de inmunidad innata fuertemente restringidos mostraron pocos cambios durante largos períodos de tiempo, mientras que otros parecen haber sido reemplazados por nuevas variantes que aumentaron a prominencia, posiblemente debido a cambios ambientales o enfermedad.

La mayoría de las adaptaciones parecen haber ocurrido en los últimos 6,000-13,000 años, a medida que las poblaciones humanas pasaron de la caza y la recolección a la agricultura.

Curiosamente, los genes de inmunidad innata presentan una mayor probabilidad promedio de ancestros de Neanderthal que el resto del genoma de codificación.

Quintana-Murci dice: "Esto destaca cuán importantes pueden haber sido los eventos de introgresión [el movimiento de los genes a través de las especies] en la evolución del sistema de inmunidad innato en los humanos".

Importancia funcional de los genes Neanderthal y Denisovan

Janet Kelso y sus colegas del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, se propusieron investigar la importancia funcional de los genes heredados de los humanos arcaicos de manera más amplia, pero llegaron a la misma conclusión que el equipo de Quintana-Murci.

Examinaron los genomas humanos actuales para buscar similitudes con los genomas de Neanderthal y Denisovan, luego examinaron la prevalencia de esas similitudes en personas de todo el mundo.

Llegaron a los mismos tres genes TLR pero concluyeron que dos de las variantes se aproximan al genoma de Neanderthal, mientras que el tercero se asemeja al genoma de Denisovan.

Se encontró que las variantes del gen arcaico ofrecen una ventaja selectiva, estando asociadas con una mayor actividad de los genes TLR y una mayor reactividad a los patógenos.

Esta sensibilidad, sugieren los investigadores, podría proteger contra la infección, pero también podría hacer que las personas de hoy en día sean más propensas a las alergias.

Kelso dice:

"Lo que ha surgido de nuestro estudio y de otros trabajos sobre introgresión es que el mestizaje con humanos arcaicos sí tiene implicaciones funcionales para los humanos modernos, y que las consecuencias más obvias han sido la configuración de nuestra adaptación a nuestro medio ambiente: mejorar nuestra resistencia patógenos y metabolizar nuevos alimentos ".

Los neandertales, explica, vivieron en Europa y en el oeste de Asia durante aproximadamente 200,000 años antes de que aparecieran los humanos modernos y, por lo tanto, se habrían adaptado bien al clima local, los alimentos y los patógenos. El mestizaje con los neandertales significaba que los humanos modernos obtuvieron estas adaptaciones ventajosas.

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