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La herencia americana

Los grupos aborígenes de todo el continente comparten una alteración genética que propicia la obesidad y la diabetes

MARIO BOLLINIMayas de Guatemala: uno de los pueblos portadores de la mutación MARIO BOLLINI

Los pueblos originarios de América y sus descendientes llevan en sus cuerpos una característica particular que los distingue de las poblaciones de los otros continentes. Hace casi 300 generaciones que sus células albergan una alteración genética que en el pasado permitió su supervivencia, pero que en los últimos 40 años ha venido contribuyendo a enfermarlos. Esa mutación, hallada por un equipo internacional de investigadores en 29 poblaciones aborígenes americanas, especialmente de México y América Central, aumenta la reserva de energía de las células y, en tiempos de abundancia alimenticia, favorece el desarrollo de los problemas de salud que más se están incrementando a nivel mundial: la obesidad, la diabetes y las afecciones cardiovasculares, que matan a 17 millones de personas anualmente.

La variación genética detectada hasta ahora solamente en aborígenes americanos contemporáneos y sus descendientes afecta a un gen conocido por la sigla ABCA1 y origina un cambio en uno de los 140 millones de nucleótidos (las unidades formadoras del ADN) que conforman el cromosoma 9. Ese tipo de alteración, común en el organismo, ocurre miles de veces mientras las células duplican su material genético antes de dividirse y casi siempre se corrige mediante los mecanismos de reparación celular. Cuando ese mecanismo falla, el cambio no suele interferir en el funcionamiento del cuerpo.

Sin embargo, ése no es el caso de la falla en el ABCA1. La sustitución de un único nucleótido en ese gen modifica la estructura de una proteína de la membrana celular que controla el nivel de colesterol en las células. Como resultado de ello, las células acumulan un índice un 30% mayor de colesterol, que interviene en la composición de hormonas y sirve como reservorio energético.

Ésta no es la primera alteración observada en ese gen, ni la única característica de los nativos americanos, expresa Víctor Acuña-Alonzo, investigador del Instituto Nacional de Arqueología e Historia (INAH) de México, primer autor del artículo que describió la frecuencia de esa mutación entre los amerindios en la revista Human Molecular Genetics de julio de 2010. Aunque, hasta donde conocemos, es la primera mutación que, además de ser exclusiva de esos pueblos, fue seleccionada por las condiciones ambientales, se esparció por el continente y afecta al funcionamiento del organismo.

Víctor, miembro del equipo del bioquímico Samuel Canizales-Quinteros, que estudia los efectos de esa alteración en la población mexicana, se encuentra trabajando con investigadores de Brasil y otros países en el mapeo de esa variación genética en el continente. Durante su primera visita al país en el año 2008, sólo contaba con muestras de sangre de aborígenes de México y de América Central. En la Universidad Federal de Río Grande do Sul conoció a los genetistas Francisco Salzano y Maria Cátira Bortolini, quienes disponían del material genético de 5 mil aborígenes sudamericanos y le propusieron trabajar en colaboración. El mismo año, Tábita Hünemeier, quien realizaba un doctorado bajo la dirección de Maria Cátira, pasó dos meses en la Unam, dirigiéndose luego para el laboratorio de Andrés Ruiz-Linares, en la University College London, en donde caracterizó al gen ABCA1 de aborígenes de los Andes y de Canadá.

Tábita, Víctor y Teresa Flores Dorantes analizaron informes genéticos de 4.405 individuos de 38 poblaciones aborígenes americanas y las cotejaron con las de 863 miembros de poblaciones asiáticas, europeas y africanas. Constataron que la alteración genética en el ABCA1 que origina el reemplazo de un aminoácido arginina por uno cisteína, no existe en los otros continentes al menos no en los grupos estudiados y afecta en promedio a un 15% de los nativos americanos. Aunque su frecuencia varía bastante. Ningún individuo del pueblo Seri, del noroeste de México, presenta la alteración, hallada en un 29% de los aborígenes Coras, un 21% de los Zapotecas, y un  20% de los Mayas, en Mesoamérica. En América del Sur, la mutación no fue detectada entre los Jamamadis y Karitianas, de la Amazonía, o en los Mapuches, de Chile y Argentina, pero es común entre los Xavantes (un 31%) de Mato Grosso.

Pese a esas diferencias, existe un patrón en los datos: la distribución de esa variante genética resulta más homogénea en México y América Central, escasa en los Andes y oscilante en las tierras más bajas de Suramérica, en donde está comprendido Brasil. En el artículo de la Human Molecular Genetics, los investigadores plantean dos explicaciones.

AFPLa premio Nobel Rigoberta Menchú, descendiente de los MayasAFP

La primera expresa que la mutación debe haber favorecido la supervivencia de los individuos por presentar un efecto protector contra las enfermedades infecciosas. Virus tales como el de la fiebre amarilla y el dengue, o el parásito causante de la malaria, parecen necesitar del colesterol para invadir el organismo y reproducirse. Y serían perjudicados por esa alteración en el gen ABCA1. Los experimentos del equipo de Canizales revelan que las células con la variante alterada del gen liberan un 30% menos de colesterol en sangre. Con menor cantidad de colesterol disponible para los agentes infecciosos, una mayor cantidad de gente sobreviviría y transmitiría a las generaciones siguientes el gen alterado. Hay un dato que sostiene esta idea: los pueblos en que la mutación en el ABCA1 resulta más común viven en las regiones donde es mayor la incidencia de esas infecciones.

Tábita y Maria Cátira, quienes firman junto con Víctor y Canizales otro artículo que todavía no ha sido publicado, consideran mayormente una segunda explicación, la denominada hipótesis del gen frugal. Según esta teoría, postulada en 1962 por el genetista  estadounidense James Neel, las características genéticas que de alguna manera se muestran ventajosas se mantendrían en una población. En el lenguaje de los biólogos, atravesarían un proceso de selección positiva. En este caso, la reducción del flujo de colesterol hacia el exterior de las células redundaría en una mayor acumulación de energía, fundamental para los períodos de escasez alimenticia, tales como los que los primeros habitantes de América y de otros sitios del globo – deben haber enfrentado a menudo antes de que la agricultura se volviese estable y los animales fuesen domesticados.

Las investigadoras gaúchas [naturales de Rio Grande do Sul] evidencian en la domesticación del cultivo del maíz, el probable factor que catalizó la dispersión de esa forma alterada del ABCA1 entre la población amerindia, especialmente en Mesoamérica. Datos arqueológicos recientes indican que el ancestro silvestre del maíz una gramínea denominada teosinte o también teosintle, que produce vainas como las del maní o cacahuate comenzó a ser cultivado hace 8.700 años en el valle del río Balsas, en el sur de México. Allí se encontraron artefactos de piedra y microfósiles de maíz, que, según se estima, suministraron un 70% de las calorías consumidas por los pueblos de Mesoámérica y todavía constituyen la base de la dieta en esa región.

Luego de analizar las alteraciones relacionadas con el ABCA1, Tábita y Maria Cátira estiman que la variante que favorece la acumulación de colesterol en las células surgió hace 8.300 años, casi 10 mil años después de que los primeros seres humanos arribaron a América (lea el texto Como nuestros padres).

Este dato coincide con el comienzo del cultivo del maíz y fortalece la idea que indica que el cereal puede haber contribuido a la selección positiva de esa mutación. Según la opinión de John Doebley, de la Universidad de Wisconsin, Estados Unidos, y estudioso del origen del cultivo del maíz, resulta lógico pensar que el comienzo de la agricultura en América haya influido en la selección de la variante mutada del ABCA1, así como el consumo de leche y la domesticación de la vaca originaron un aumento de la frecuencia de la variante genética que permite a los adultos digerir la lactosa en Europa y en África.

Pero, lo que en el pasado fue una ventaja evolutiva, ¿se mantendría luego del comienzo de la agricultura Es probable que sí. Los investigadores imaginan que, luego de identificar al maíz como alimento y aprender a cultivarlo, los aborígenes se tornaron sedentarios y la población se multiplicó. Christopher Gignoux, de la Universidad Stanford, utilizó datos genéticos de pueblos que practican la agricultura y grupos de cazadores-recolectores, para estimar el ritmo de crecimiento poblacional. En un estudio que saldrá publicado en la revista PNAS, Gignoux concluye que el surgimiento de la agricultura quintuplicó el índice de crecimiento de las poblaciones en Europa, Asia y África.

Los grupos anteriormente formados por decenas de personas pasaron a albergar miles. Aumentó la cantidad de brazos para producir, y la de bocas por saciar. Se imagina que, al comienzo, la agricultura debe haber generado un éxito solamente parcial, dice Maria Cátira. Informes arqueológicos se calcula el grado de desnutrición analizando los dientes y los huesos sugieren que los períodos de escasez de alimentos (y de alta mortalidad) fueron frecuentes durante los primeros miles de años, antes de que la producción se estabilizase.

MATT LAVIN / MONTANA STATE UNIVERSITY (TEOSINTE) E USDATeosinte, arriba: ancestro silvestre del maízMATT LAVIN / MONTANA STATE UNIVERSITY (TEOSINTE) E USDA

Solamente los que lograsen almacenar energía y soportar durante más tiempo el hambre serían capaces de sobrellevar esos períodos. En esas épocas, hasta un 80% de las personas que sobrevivieron deberían ser portadoras de al menos una copia de la forma alterada del ABCA1, calcula Tábita. Si se comprueba la hipótesis de que el cultivo del maíz propició la expansión de la mutación en América, éste sería el primer caso registrado de selección natural bajo influjo de la agricultura entre los pueblos originarios americanos. Aunque, por ahora, esto es sólo una hipótesis. La única convicción de los investigadores indica que, en México y en América Central, la dispersión del gen alterado no sucedió por azar. Ahora bien, en América del Sur, especialmente en Brasil, puede haber resultado distinto, debido a que el maíz no revistió la misma importancia, ni existen evidencias sólidas de que hayan existido grandes grupos poblacionales.

Sea cual fuere la explicación, lo cierto es que el factor que permitió sortear épocas de hambruna, actualmente debilita la salud de los amerindios. Canizales y su equipo revelaron años atrás que esa alteración en el ABCA1, presente en un 20% de la población mexicana, es más frecuente entre las personas obesas, con diabetes e índices anormales de colesterol (dislipidemia). También percibieron que la misma propicia la obesidad, la diabetes y las dislipidemias, que constituyen factores de riesgo en las afecciones cardiovasculares. Ahora, al cotejar los datos genéticos con informaciones sobre estatura, peso y niveles de lípidos y azúcares en 1.729 personas, el grupo notó que, entre las alteraciones conocidas del ABCA1, la mutación que conduce al cambio de la arginina por la cisteína es la que más contribuye a la reducción de los niveles de HDL, la forma de dislipidemia más común en México.

Aunque aparentemente se encuentran ausentes en otras poblaciones, estas mutaciones típicas de grupos específicos pueden poseer un efecto funcional importante, en ese caso,  sobre el metabolismo, explica la genetista Carla DÁngelo, de la Universidad de São Paulo (USP). Debido a que la alteración resulta compartida por otros pueblos de América, considero que puede afectar a la salud de las personas de Ecuador, Perú, y Bolivia, donde el componente aborigen en la población es importante, afirma Víctor. A partir de ahora, dice Maria Cátira, no será posible comprender los problemas metabólicos de los pueblos nativos de América sin considerar el rol de esa alteración genética.

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