Rainer Martini/ LOOK-Foto/ Getty ImagesLa expresión mutación genética es interpretada usualmente como una señal de alarma inherente al riesgo de desarrollar enfermedades, o la causa directa de ciertos problemas de salud. Pero la mayoría de las alteraciones en los genes son neutras o no patológicas. Son tenidas como polimorfismos: como las posibles formas alternativas, las variantes que un gen puede presentar. En más de tres mil trabajos científicos publicados durante los últimos 10 años, polimorfismos en 240 genes humanos, alrededor del 1% del total de nuestra especie, fueron asociados al menos una vez a una cuestión que se debatirá extensamente en las Olimpíadas en Río de Janeiro, en el mes de agosto: el desempeño deportivo de los atletas. Más allá de esa elevada cifra de publicaciones, la posible influencia de la mayoría de esas alteraciones genéticas sobre la práctica de deportes aún es vista como tenue o de difícil comprobación. Algunas de esas mutaciones, sin embargo, serían prometedoras candidatas a convertirse a marcadores genéticos ‒firmas moleculares‒ del ADN de potenciales campeones. Al cruzar la información sobre los polimorfismos presentes en cuatro genes (ACTN3, ECA, AGT y BDKRB2), el equipo del biólogo molecular João Bosco Pesquero, de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp) y coordinador del proyecto Atletas del Futuro, creó la primera versión nacional de un índice genético que indicaría cuál es el punto fuerte de un atleta.
Grosso modo, el tanteador molecular indicaría si la mayor ventaja física del deportista es la resistencia, un requisito en pruebas de larga duración, o la fuerza o explosión muscular, que generalmente se traduce en gran velocidad en términos competitivos. O si acaso el atleta sería un caso intermedio entre ambos extremos. El objetivo del proyecto de la Unifesp consiste en montar un banco de datos con información genómica específica de deportistas brasileños que pueda resultar útil para orientar la elección de la actividad deportiva más indicada para cada individuo, aparte de ayudar a descubrir talentos deportivos en edad precoz y servir de guía para mejorar el entrenamiento y el desempeño de los atletas en actividad. “Siempre investigué alteraciones genéticas que ocasionan pérdidas de funciones, especialmente enfermedades de la parte muscular”, explica Bosco Pesquero, quien expuso algunos de los resultados de sus estudios en el workshop Research on Sports and Healthy Living, organizado por la FAPESP en colaboración con la Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO) en marzo de este año. “Decidí estudiar la otra cara de la moneda: mutaciones que provocan mejora de funciones y crean habilidades benéficas para la práctica deportiva.”
Desde 2009, en el marco de esta iniciativa, ya se han extraído muestras de ADN de aproximadamente mil atletas y exatletas brasileños de diversas modalidades, tales como Oscar y Hortencia, del básquet, Gustavo Kuerten, del tenis, Aurélio Miguel, del yudo, y Joaquim Cruz, del atletismo. También se extrajo material genético de atletas de modalidades colectivas tales como el fútbol y el béisbol, y de 13 equipos que disputaron la liga brasileña de básquet en 2013. La mayor parte de ese material aún está analizándose. Pero algunos resultados ilustran el potencial de este abordaje, de acuerdo con los investigadores. Uno de los casos más significativos de empleo del índice molecular ocurrió durante la temporada 2012-2013 de Nuevo Básquet Brasil (NBB), la liga brasileña de esta modalidad, cuando la forma de entrenar de un equipo se alteró con base en información genómica.
Diego Padgurschi/ Folhapress
La saltadora brasileña Fabiana Murer en acción: copias del alelo R del gen ACTN3 serían benéficas para la práctica de deportes que dependen de la velocidad y la fuerzaDiego Padgurschi/ FolhapressDurante la primera ronda del campeonato, el equipo de Palmeiras perdió 15 de los 17 partidos y se ubicaba en el último lugar. Ante esta situación desesperante, la comisión técnica, bajo la orientación del preparador físico Chiaretto Costa, quien forma parte del proyecto Atletas del Futuro, decidió modificar la estructura de trabajo para la segunda ronda. Implementó un entrenamiento individualizado para cada uno de los atletas basado en el perfil genético obtenido en los test de la Unifesp. El equipo de la universidad ya había extraído y analizado el ADN de los jugadores y tenía en manos los resultados. La estrategia salió bien. Palmeiras ganó 17 partidos en la segunda ronda y sus atletas, que vivían lesionándose, no se lesionaron más. El resultado del trabajo en el equipo paulista aparece en un artículo publicado en mayo del año pasado en la revista Medicine & Science in Sports & Exercise.
La lógica de la nueva estructura de entrenamiento guiado por la genética era sencilla: no luchar contra la biología molecular y apuntar al parámetro en el cual el jugador se destacaba en el test de ADN. Si el análisis había apuntado que el atleta tenía genes con mutaciones que lo dotaban de mayor fuerza muscular, ése debería ser el aspecto enfatizado en su preparación. Si el punto fuerte era la resistencia aeróbica, el enfoque principal de los entrenamientos consistiría en mantener alta la capacidad de tardar para cansarse. “La estructura era exactamente opuesta a la que suele ponerse en práctica en los equipos”, afirma el fisiólogo del ejercicio Paulo Correia, de la Unifesp, uno de los investigadores del proyecto Atletas del Futuro y exvelocista que disputó las Olimpíadas de Moscú (1980) y de Los Ángeles (1984). “Normalmente, los equipos procuran aumentar la resistencia de los atletas de fuerza y dotar de fuerza a los jugadores de resistencia”. Es decir, se actúa para mejorar los puntos débiles en lugar de perfeccionar los puntos fuertes.
Hubo situaciones que constituyeron retos para los investigadores, como la del pívot Marcão, entonces con 28 años, quien sufría lesiones a menudo y tenía dificultades en la cancha. Los datos de los cuatro genes apuntaron que tenía más resistencia que fuerza, lo cual constituye un problema para alguien que juega en una posición cercana al área restringida, cerca del aro, y debe disputar la pelota con atletas altos y fuertes. La salida en este caso consistió en reducir los trabajos musculares de fuerza en los entrenamientos. Por ejemplo, si el atleta levantaba 10 veces 100 kilos en el supino, un aparato que ejercita los músculos pectorales, pasó a usar la mitad de la carga y a repetir el ejercicio más veces. De este modo, la comisión técnica privilegió la resistencia y evitó exponer al atleta a lesiones por exceso de carga en el entrenamiento. En la cancha, el jugador también fue instruido a moverse más y a jugar más afuera del área restringida. Así, sus oponentes tendían a cansarse antes que él, y el pívot podía destacarse al final de los partidos. En la temporada siguiente, el equipo del Atletas del Futuro repitió el experimento con otro equipo del NBB, el de São José dos Campos, bajo la dirección del preparador físico Adilson Doretto, y los resultados fueron similares a los logrados en Palmeiras.
Ricardo Nogueira/ Folhapress
El etíope Dawit Fikadu Admasu, ganador de la carrera de São Silvestre en 2014: alteraciones en ciertos genes de africanos potenciarían el rendimiento en pruebas de resistenciaRicardo Nogueira/ FolhapressEl gen de la velocidad
Pese a que han sido asociados muchos marcadores genéticos al buen desempeño en ciertos deportes, algunos investigadores del área son cautelosos al respecto del significado práctico de tales correlaciones. “Replicar esos trabajos siempre resulta difícil”, afirma el médico Masashi Tanaka, del Hospital Geriátrico Metropolitano de Tokio, un estudioso de la relación de los genes con la práctica de deportes. El investigador japonés está iniciando un trabajo en el cual secuenciará el genoma completo de una pequeña cantidad de fondistas de Kenia y de Etiopía, dos países africanos famosos por sus corredores de pruebas de larga distancia. “Para obtener una muestra mayor en los estudios, es necesario también incluir a deportistas amateurs junto con los atletas de élite”, dice el médico. Allun Williams, experto en deporte y genómica del ejercicio de la Universidad Metropolitana de Manchester (Reino Unido), piensa de manera análoga. “Muchos resultados que asocian variantes de genes con el desempeño deportivo son probablemente ‘falsos positivos’ y de difícil interpretación”, afirma Williams. “Otros grupos de investigación no reprodujeron esos estudios, que se realizaron con pequeñas muestras de deportistas, a menudo juntando datos de atletas de distintos deportes.”
Por ahora, el gen considerado como el más confiable para determinar si un atleta tiene más fuerza o más resistencia es el ACTN3, probablemente el más investigando a tal fin. El equipo de Bosco Pesquero publicó en mayo del año pasado en el periódico Genetic Testing and molecular biomarkers un nuevo método, más sencillo según los investigadores, para secuenciar específicamente ese gen. Situado en el cromosoma 11, el ACTN3 es responsable de la producción de la proteína alfa actinina 3, activada exclusivamente en fibras musculares de contracción rápida, que se retraen entre 40 y 90 milisegundos. El funcionamiento de esas fibras prescinde de la presencia de oxígeno y genera la energía necesaria como para dar impulso durante un máximo de dos o tres minutos, acciones físicas que requieren gran fuerza o intensidad. Ese mecanismo fugaz es el que da sostén a los movimientos extremos, pero de corta duración, tal como el de lanzarse en una carrera de 100 ó 200 metros a alta velocidad o levantar pesas descomunales por arriba de la cabeza durante algunos segundos.
Una alteración en una única base nitrogenada hace que ese gen pueda presentar dos formas en la población humana: la versión “normal”, funcional, denominada R, que produce alfa actinina 3, y la variante alterada, llamada X, en la cual no se sintetiza dicha proteína. Las personas portan dos copias del ACTN3. Por ende, pueden ser homocigotas (RR o XX) o heterocigotas (RX). Muchos estudios internacionales con deportistas de alto nivel indican que corredores de pruebas de cortas distancias, los llamados velocistas, tienden a poseer al menos una copia, y en ocasiones dos, de la variante R del gen, la forma funcional. La mayor cantidad de la proteína mejoraría el desempeño de los atletas en tareas que dependen de la acción de las fibras rápidas. Los fondistas, que requieren resistencia al cansancio, tienden a ser XX. La ausencia total de esa proteína llevaría al organismo a adaptarse mejor a ejercicios de larga duración, que extraen energía del consumo de oxígeno. Esta constatación llevó al ACTN3 a granjearse el mote, no sin cierta exageración, de gen de la velocidad.
La profesora Sandra Lia do Amaral Cardoso, del Laboratorio Experimental de Fisiología del Ejercicio de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), con sede en la localidad de Bauru, y su exalumno de doctorado Thiago José Dionísio, de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), analizaron la frecuencia de las variantes del gen ACTN3 presentes en 100 jugadores de entre 14 y 20 años de las divisiones inferiores de São Paulo Fútbol Clube. La mayor parte de los atletas (el 57%) tenían el genotipo RX, en el cual una copia del gen era normal y la otra presentaba la mutación. Otro 29% era RR, en teoría, con más fuerza o explosión, y un 14% estaba compuesto por atletas XX, con un perfil molecular más cercano al de los corredores de pruebas largas. Y observaron que los jugadores con al menos una copia del alelo R obtenían mejores resultados en las pruebas de carreras cortas y de salto, en tanto que aquéllos que tenían el alelo X despuntaban en el apartado resistencia. “En los jugadores mayores, esa relación aparecía más evidente que en los más jóvenes”, afirma Do Amaral Cardoso, cuya investigación contó con financiación de la FAPESP. En el estudio, cuyos resultados se divulgaron únicamente en congresos científicos, también se constató la asociación de una variante del gen ECA con mejor desempeño en el parámetro de fuerza y explosión. Una versión ampliada de este trabajo, con 220 jugadores del club São Paulo, se encuentra en su etapa final para su remisión a un periódico científico.
El proceso referente a la utilización del perfil genético como guía con el objetivo de encontrar el deporte ideal de una persona parece mecánico y certero. Sin embargo, los investigadores saben que esa línea de razonamiento, simplista y determinista, no se sostiene por sí sola. “La genética es sumamente importante, pero no se pueden soslayar los factores ambientales y la parte psicológica del atleta”, afirma el médico Victor Matsudo, coordinador científico del Centro de Estudios del Laboratorio de Aptitud Física de São Caetano del Sul (Celafiscs). “Sería una ingenuidad creer que se encuentra un campeón observando únicamente una enzima”. Aparte de la biología innata, otros factores influyen sobre la práctica y sobre el rendimiento deportivo: la nutrición, el tipo y la cantidad de entrenamientos, aspectos psicológicos y motivacionales, políticas públicas y la cultura local. En síntesis, como en buena parte de las enfermedades, no puede desdeñarse el peso de los aspectos externos, y debe analizárselo junto con la información molecular. “Pero es importante mapear los genes claves para la práctica deportiva”, dice Bosco Pesquero. “A veces la información de un solo gen puede ser suficiente para producir efectos perceptibles.”
Bosco Pesquero menciona el caso de la hipertensión, tema de muchas de sus investigaciones. Aunque es sabidamente un problema de salud relacionado con el estilo de vida y con la acción y la interacción de diversos genes, buena parte de los medicamentos que mantienen bajo control la presión arterial de las personas hipertensas actúan sólo sobre un gen, el ECA, que codifica a la enzima convertidora de angiotensina. Junto al ACTN3, el ECA forma parte del índice genético compuesto de cuatro marcadores moleculares para la práctica deportiva adoptado en el proyecto Atletas del Futuro. Los otros dos genes son el AGT (que codifica la proteína angiotensinógeno, también importante en la regulación de la presión) y el BDKRB2 (que produce un receptor de la bradicinina, un compuesto vasodilatador).
Lalo de Almeida/ Folhapress
El equipo de básquet de Palmeiras en 2013: el entrenamiento basado en el perfil genético de los jugadores mejoró el desempeño del equipoLalo de Almeida/ FolhapressPero no siempre es posible efectuar test genéticos y alterar la rutina de entrenamientos de atletas de alto rendimiento. En esos casos, es más factible el estudio de gente que práctica deportes por gusto o como hobby. La profesora de educación física Ana Sierra estudia desde 2006 las reacciones cardíacas que se registran maratonistas amateurs. Sierra está terminando su doctorado en este tema en la Escuela de Educación Física y Deporte de la Universidad de São Paulo (EEFE-USP). Y recientemente introdujo los análisis genéticos en sus trabajos, merced a una colaboración con el equipo de Bosco Pesquero. En un estudio que aún no ha sido publicado, realizado con base en ADN de 49 maratonistas de sexo masculino con edades entre 20 y 55 años, constató que ciertos individuos con mutaciones en el gen ECA y en otro denominado BNP parecen recuperarse más lentamente luego de haber recorrido los 42 kilómetros de la competencia. “La fatiga cardíaca ocasionada por un maratón puede prolongarse durante 15 días”, afirma Sierra.
Otro trabajo reciente de investigadores de la EEFE comprendió a 150 hombres sanos que se sometieron a pruebas de carrera a dos velocidades constantes, a 10 y 12 kilómetros por hora (km/h). El resultado sorprendió a los autores del estudio, publicado online en julio del año pasado en Annals of Human Biology. Los individuos que tenían el perfil RX para el gen ACTN3, en teoría con menos aptitud que los XX para afrontar esfuerzos físicos dependientes de la resistencia a la fatiga, se destacan por haber consumido significativamente menos energía para moverse durante las carreras. “En promedio, el gasto energético de los heterocigotos con genotipo RX fue un 7% menor a 10 km/h y un 9% menor a 12 km/h en comparación con el de los homocigotos RR y XX”, dice Leonardo Pasqua, el principal autor del trabajo, que formó parte de su maestría bajo la dirección del profesor Rômulo Cássio de Moraes Bertuzzi.
La obtención de datos genómicos de atletas brasileños y de la población nacional es importante, ya que la incidencia de mutaciones “benéficas” para la práctica de ciertos deportes puede variar mucho según las etnias existentes en un país. La forma del gen ACTN3, que parece dotar de mayor resistencia para competencias largas es más común en africanos que en los caucásicos, por ejemplo. Por eso existe más de una decena de iniciativas internacionales, sobre todo en Europa, Estados Unidos y Asia, abocadas al genotipado de sus atletas. Bosco Pesquero se dedica a este este trabajo en Brasil, al tiempo que desarrolla un nuevo índice genético asociado con la práctica deportiva, ahora con 16 en lugar de los actuales cuatro genes. Para esta versión aumentada del marcador molecular, su equipo secuenció el material genético de 69 competidores de la élite del atletismo brasileño. “Estamos incluyendo genes relacionados con otros factores, aparte de la fuerza y la resistencia, tales como la cuestión de la motivación entre los atletas y la capacidad de recuperación ante ciertos tipos de lesiones”, afirma el biólogo molecular de la Unifesp. El gen encargado de fabricar el factor neurotrófico derivado del cerebro (BNDF), una proteína que ayuda a estimular el mantenimiento y el crecimiento de las neuronas, parece tener repercusiones sobre la motivación de los deportistas, por ejemplo. En tanto, el CKM, otro gen en análisis, sería importante para el proceso de recuperación de lesiones musculares e inflamaciones. Con sus estudios, el proyecto Atletas del Futuro apunta a introducir el arsenal genético que se encuentra al servicio de la actividad física en iniciativas orientadas a la búsqueda de talentos deportivos entre los niños de Brasil y mejorar el nivel de salud de la población brasileña a través de la práctica de actividades físicas.
Proyectos
1. Correlación entre desempeño motor y polimorfismos genéticos en jugadores de fútbol (nº 2011/ 21586-8); Modalidad Ayuda a la Investigación – Regular; Investigadora responsable Sandra Lia do Amaral Cardoso (Unesp); Inversión R$ 139.420,00.
2. Análisis de polimorfismos en genes relacionados con la fuerza muscular en atletas de élite brasileños (nº 2012/14056-5) Modalidad Becas en Brasil – Maestría; Investigador responsable João Bosco Pesquero (Unifesp); Beneficiario Elton Dias da Silva; Inversión R$ 45.194,00.
Artículos científicos
LIMA, G. H. 0. et al. Association between gene ACTN3 and basketball position in elite athletes of Brazilian League. Medicine & Science in Sports & Exercise. v. 47. n. 5s, p. 424. may. 2015.
SCHADOCK I. et al. Simple method to genotype the ACTN3 r577x polymorphism. Genetic Testing and Molecular Biomarkers. v. 19, n. 5, p. 253-7. may. 2015.
PASQUA, L. A. et al. The genetics of human running: ACTN3 polymorphism as an evolutionary tool improving the energy economy during locomotion. Annals of Human Biology. 6 jul. 2015.
