Cómo la «Peste Negra» dejó su huella genética en las generaciones futuras

Los científicos informaron el miércoles en la revista Nature que muchos europeos portan mutaciones genéticas que protegen a sus antepasados ​​​​de la peste bubónica.

El nuevo estudio encontró que cuando la Peste Negra golpeó a Europa en 1348, la infección bacteriana mató a grandes segmentos de personas en todo el continente, desencadenando el pulso de selección natural más poderoso hasta ahora medido en humanos.

Resulta que algunas variantes genéticas hicieron que las personas tuvieran más probabilidades de sobrevivir a la plaga. Pero esta protección tuvo un precio: las personas que heredan mutaciones resistentes a la peste tienen más probabilidades de desarrollar trastornos inmunológicos como la enfermedad de Crohn.

«Estos son los desafortunados efectos secundarios de la elección de protección a largo plazo», dijo Hendrik Poinar, genetista de la Universidad McMaster en Canadá y autor del nuevo estudio.

La peste bubónica es causada por Yersinia pestis, un tipo de bacteria propagada por las pulgas. Aunque la peste había estado infectando a los humanos durante miles de años, golpeó a la Europa medieval con tal virulencia que llevó a los científicos a preguntarse si la peste alteraba la composición genética de Europa.

“Esperamos ver un cambio importante”, dijo Poinar.

La idea tiene un significado evolutivo básico: cuando muchos organismos mueren, los sobrevivientes transmitirán mutaciones que los protegerán de la muerte. Durante la Revolución Industrial, por ejemplo, la polilla moteada cambió de un color moteado claro a uno oscuro. Este cambio fue provocado por el humo del carbón que ennegreció los árboles donde se habían asentado los ácaros. Las polillas oscuras podían esconderse mejor que las aves y sobrevivieron para transmitir sus genes.

Cuando golpeó la Peste Negra, no había biólogos evolutivos para documentar su impacto. En la década de 1990, algunos científicos buscaron pistas estudiando el ADN de los europeos vivos. Una mutación en un gen, llamada CCR5, se encuentra en el 10 % de los europeos, pero es rara entre otras personas. En 1998, los investigadores sugirieron que el gen podría haber ofrecido protección durante la Peste Negra.

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Pero investigaciones posteriores han demostrado que es imposible descartar la prevalencia de una mutación CCR5 en respuesta a otra enfermedad en otro momento de la historia. «Es algo de lo que mucha gente habla, pero es muy difícil de probar», dijo Luis Barreiro, genetista de poblaciones de la Universidad de Chicago y autor del nuevo estudio.

En lugar de estudiar a personas vivas, Barreiro, Poinar y sus colegas examinaron el ADN de personas que vivieron hace siglos, extrayendo material genético de restos humanos enterrados en tres cementerios de Londres. Encontraron fragmentos de ADN en 318 esqueletos que vivieron entre 1000 y 1500. Los restos incluían 42 víctimas de la Peste Negra.

Al comparar los huesos antes y después de la plaga, los científicos encontraron una diferencia sorprendente en el ADN: cientos de mutaciones en los genes involucrados en la inmunidad se volvieron más comunes después de la pandemia.

Esta mutación no era en sí misma evidencia de que las mutaciones confirieran alguna ventaja evolutiva. Los biólogos saben desde hace tiempo que las mutaciones pueden volverse más comunes en las poblaciones gracias a las vicisitudes de la historia, un proceso llamado deriva genética.

Puede ser difícil determinar si una mutación común surgió debido a la deriva genética oa la selección natural. Una forma de notar la diferencia es la velocidad: en condiciones extremas, la selección natural puede hacer que la mutación se propague mucho más rápido que la deriva genética.

Para comparar la selección natural y la deriva genética, Barreiro y sus colegas volvieron a analizar el ADN de los londinenses. Aprovecharon el hecho de que grandes franjas de nuestro ADN no contienen genes que funcionen. Es poco probable que las mutaciones en estas extensiones causen algún daño. También es poco probable que traiga algún beneficio. Solo se propagan gracias a la deriva genética.

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Barreiro y sus colegas encontraron que algunas de estas mutaciones neutrales se volvieron más comunes después de la Peste Negra. Pero 35 mutaciones de genes inmunes se propagan mucho más rápido que las neutrales, tan rápido que solo la selección natural podría explicar su éxito.

En otra prueba, los científicos repitieron su experimento esta vez en Dinamarca.

Encontraron ADN en los esqueletos de 198 daneses que vivieron entre 850 y 1800. Las mutaciones en los genes inmunes también se propagaron rápidamente en Dinamarca después de la Peste Negra, encontraron. Cuando los científicos clasificaron las mutaciones de las muestras de Londres y Dinamarca, encontraron cuatro mutaciones que prevalecían en ambos grupos. Estas cuatro mutaciones se extendieron tan rápidamente en Londres y Dinamarca que debieron proporcionar una maravillosa protección contra la peste.

Los investigadores descubrieron que portar dos copias protectoras de un gen llamado ERAP2, por ejemplo, hacía que las personas tuvieran un 40 por ciento más de probabilidades de sobrevivir a la Peste Negra, la mayor ventaja evolutiva jamás encontrada en humanos, dijo Barreiro.

«Es realmente impactante», dijo David Enard, biólogo evolutivo de la Universidad de Arizona, que no participó en el nuevo estudio.

Enard dijo que el estudio fue particularmente convincente gracias a la forma en que los científicos descartaron la aberración genética. «Lo que realmente le da a este estudio su poder tiene que ver con todo este enfoque para diseñar comparaciones precisas», dijo.

ERAP2 produce una proteína que está involucrada en la respuesta inmune a la invasión de bacterias y virus. Cuando una célula inmune ingiere un patógeno, presenta proteínas del invasor en su superficie. Sirve como alarma para el resto del sistema inmunológico. El trabajo de ERAP2 es cortar piezas de proteínas extrañas para prepararlas para su presentación.

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Miles de millones de personas tienen una copia del gen ERAP2 con una mutación que hace imposible que las células produzcan su proteína. Pero las personas con este tipo de gen no sufren daños significativos. Es probable que esto se deba a que los humanos tienen muchos otros genes que ayudan a introducir proteínas extrañas en el sistema inmunitario.

Durante la Peste Negra, Barreiro y sus colegas descubrieron que la selección natural favorece la versión funcional de ERAP2. Para comprender mejor la causa, mezclaron la bacteria Yersinia con células inmunitarias de personas que tenían ambas copias del gen.

Los investigadores encontraron que dos copias funcionales de ERAP2 permitieron que las células inmunitarias eliminaran la bacteria. Sin él, las células hacían un trabajo mucho peor.

Pero este tipo de gen también aumenta el riesgo de la enfermedad de Crohn, un trastorno en el que el sistema inmunitario ataca a las bacterias beneficiosas en el intestino y provoca una inflamación dañina. Es posible, dijo Barreiro, que ERAP2 sea demasiado bueno en su trabajo, haciendo sonar las alarmas tanto para amigos como para enemigos. Otras mutaciones que él y sus colegas identificaron a partir del ADN antiguo también se han relacionado con trastornos inmunológicos.

Barreiro y sus colegas continúan estudiando los genes favorecidos por la evolución durante la Peste Negra, no solo para comprender este capítulo de la historia, sino también para comprender los genes mismos. El hecho de que hayan pasado por una selección natural tan fuerte probablemente signifique que son importantes para combatir enfermedades, y quizás no solo la plaga.

«Fue importante en el pasado y probablemente lo será hoy», dijo Barreiro.


Este artículo apareció originalmente en formato . New York Times.

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