Con detalles del genoma de más de 800 primates, en representación de 233 especies, científicos de 24 países han arribado a nuevas conclusiones al respecto de este grupo de animales, que nos incluye a quien ahora lee y a mí. Los resultados tienen que ver con la evolución, el modo de vida y la salud, y han sido presentados en ocho artículos publicados en una edición especial de la revista Science. A pesar de ser incipiente, el objetivo principal, que es utilizar el conocimiento evolutivo como herramienta médica, se ha mostrado prometedor. Mientras tanto, amplía lo que se sabe sobre la evolución y la biología de los monos.
Marcelo SantanaEl saki de cara dorada (Pithecia chrysocephala), de la ribera norte del río Negro, no es motivo de preocupaciónMarcelo Santana
“Lo que más me sorprendió fue ver que la diversidad genética no guarda relación con el grado de amenaza de extinción de la especie”, informa el primatólogo brasileño Jean Boubli, de la Universidad de Salford, en el Reino Unido, coautor del artículo que inaugura el número especial de la revista y quien coordinó la obtención de las muestras que ya formaban parte de las colecciones de varias instituciones brasileñas: las universidades federales de Viçosa (UFV), de Amazonas (Ufam), de Rondônia (Unir) y de Mato Grosso (UFMT), el Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (Inpa), el Instituto Mamirauá y el grupo RedeFauna. “Alrededor de un 30 % de las muestras utilizadas en el estudio fue aporte de nuestro grupo”, afirma. Pero solo una fracción del total de las muestras reunidas quedó incluida en el artículo publicado en Science. Desde entonces, se han secuenciado cientos de muestras más, con lo que la base de datos es cada vez más sólida para la realización de análisis a futuro. Para el investigador, la representatividad del estudio sería imposible sin la participación de los brasileños y las muestras recabadas a lo largo de décadas de trabajo de campo y almacenadas en los museos de zoología.
La secuenciación corrió por cuenta de la empresa estadounidense Illumina, con sede en California, especializada en este tipo de actividad. El objetivo inicial era comparar a los seres humanos con sus parientes más cercanos para hallar pistas sobre enfermedades. “El punto central tuvo que ver con darse cuenta de que los datos sobre la diversidad de los primates eran la clave para desentrañar el genoma humano”, relató a Pesquisa FAPESP, vía correo electrónico, el médico genetista estadounidense Kyle Farh, vicepresidente de inteligencia artificial de Illumina, uno de los responsables del proyecto. “Sin especies similares de las cuales extraer información, es muy difícil interpretar el genoma humano”. Este enfoque evolutivo es importante porque la comparación de los genes equivalentes en especies distintas permite descubrir, por ejemplo, cuáles son las mutaciones con efectos más drásticos sobre la salud y qué partes se encuentran más sujetas a la selección natural. “Si un gen parece estar asociado a una enfermedad humana pero funciona bien en otros primates, probablemente no sea el responsable”, explica Boubli.
Rebecca Still | Marcelo SantanaUacarí calvo (Cacajao calvus, izquierda) y mono araña peruano o maquisapa (Ateles chamek, derecha): clasificados como vulnerables en la Lista Roja de Especies Amenazadas de la IUCNRebecca Still | Marcelo Santana
Pero llegar a entender a otros primates también se convirtió en un objetivo que ha dado sus frutos. “Hemos llegado a elaborar el mejor árbol filogenético de los primates que existe”, dice Boubli, quien explica que este logro – una genealogía que permite entender el parentesco entre las diferentes especies y su aparición cronológica a partir de antepasados comunes –, en gran parte se debe al trabajo del evolucionista Robin Beck, también investigador de Salford, quien “consiguió incluir muchos fósiles y así pudo mejorar las estimaciones de datación”. El resultado indica, por ejemplo, que la divergencia entre los chimpancés y los seres humanos es ligeramente más antigua que lo que se había estimado en estudios anteriores: hace entre 9 y 7 millones de años. Hubo especies, como en el caso de algunos monos aulladores, de las que aún no se tenían sus genomas secuenciados y ahora se ha determinado su lugar dentro de la genealogía familiar.
Los resultados también hicieron posible entender los efectos de la ecología y el comportamiento sobre la diversidad genética de las especies. Por ejemplo, esta es menor en los animales cuya organización reproductiva implica que un único macho tenga descendencia con varias hembras. El patrón de actividad (si son diurnos, nocturnos, si se mantienen en actividad durante muchas horas seguidas o no) y las condiciones climáticas a las que se han adaptado son algunos de los factores que han demostrado su relevancia.
RmedinaEl lémur o maki de cola anillada (Lemur catta), de Madagascar, corre peligro de extinciónRmedina
La diversidad también disminuye de sur a norte. Es probable que la abundancia genética del hemisferio sur se vea ampliada debido a la gran diversidad de las varias especies de lémures, que habitan solamente en la isla de Madagascar. Este hallazgo constituye una paradoja, pues se suponía que las especies genéticamente diversas serían saludables. Según Boubli, los datos explican esta variedad por un historial de poblaciones muy numerosas, algo que no asombraría a los fanáticos de las películas de animación de la serie Madagascar. De cualquier modo, muchas de estas especies están en serio peligro de extinción debido a la acción humana. “El declive poblacional es reciente desde el punto de vista evolutivo, porque las poblaciones humanas solo se afincaron en ciertas partes de Madagascar hace unos mil años”. Es distinto para los primates del Nuevo Mundo – un ejemplo sería Brasil –, en donde la vida en grupos y las poblaciones más pequeñas constituyen una característica biológica natural. Pero el estudio ha detectado un declive de la población fuera de lo normal en una especie de monos aulladores centroamericanos – Alouatta palliata – hace alrededor de 10.000 años. “Una hipótesis plantea que esta habría acusado el impacto de las civilizaciones precolombinas de la región, como los mayas y aztecas”, sugiere el primatólogo.
Marcelo SantanaEl tití emperador o tamarino bigotudo (Saguinus imperator), se encuentra en un riesgo bajo de extinciónMarcelo Santana
Según Boubli, la estimación del tamaño de la población de una especie en el transcurso de la historia puede ayudarnos a vislumbrar el futuro. “Una especie que ha soportado situaciones climáticas que condujeron a un descenso de su población, como glaciaciones y sequías, puede tener una mayor capacidad de resistencia ante los cambios climáticos en curso”, estima.
Los artículos de la edición especial incluyen aspectos diversos. Uno identificó las innovaciones genéticas en el linaje de los simios, incluyendo a los seres humanos, que hicieron posible su diversificación y su adaptación a distintos hábitats. La evolución de la organización social de la familia de los colobinos asiáticos, que incluye a los langures de la India (Semnopithecus) fue el eje de un trabajo que mostró el efecto de las glaciaciones sobre la regulación neurohormonal de la propensión a la vida en comunidad. Otro detectó que el mono gris de nariz chata (Rhinopithecus brelichi) de China, tiene un origen híbrido, a partir de una mezcla de otras dos especies.
Jan DungelEl uacarí de neblina o chucuto negro (Cacajao hosomi) fue descrito por Boubli en 2008Jan Dungel
¿Cómo pueden ser útiles para la salud humana los 809 genomas analizados? Uno de los estudios publicados en la revista Science, que contó con la participación de investigadores brasileños, analiza los retos de disponer de datos suficientes como para entrenar modelos de aprendizaje automático e informa que se han obtenido avances en la capacidad de predecir parámetros clínicos. Otro artículo muestra las bondades de poder detectar variantes genéticas raras para concretar un pronóstico de la propensión a desarrollar ciertas enfermedades – el marco de la llamada medicina de precisión– y para el desarrollo de blancos farmacológicos. Hasta ahora, según se sostiene en el estudio, era más fácil distinguir las variantes genéticas inocuas de las que causan daños, así como evaluar la magnitud de sus efectos en el organismo. “Los datos de los primates nos han permitido desarrollar una red de aprendizaje profundo [deep learning], entrenada a partir de la selección natural”, explica Farh. “Su arquitectura es similar a la de ChatGPT, pero es la primera iniciativa de este tipo que se entrena de esta manera, con un potencial enorme para el desarrollo de una medicina personalizada”, dice, a la vez que comenta el resultado inesperado de percatarse de que el 97 % de los genomas humanos examinados, incluso los de personas sanas, contiene variantes patógenas que pueden tener un gran impacto en las condiciones clínicas.
“Utilizan la conservación filogenética para realizar inferencias acerca de su patogenicidad”, explica el evolucionista Diogo Meyer, de la Universidad de São Paulo (USP), quien no participó del estudio. Esto significa que cuando hay tramos del ADN que se mantienen inmutables en el curso de la evolución, la característica a la que están vinculados es más intolerante a los cambios. Cuando se produce una mutación, el riesgo de ocasionar una enfermedad es grande. Para un proyecto como el que lleva adelante Illumina, la biodiversidad es muy valiosa a los efectos de proporcionar datos a los algoritmos médicos. “Este uso económicamente valioso de la evolución genera una colaboración inusitada entre evolucionistas y genetistas clínicos”, dice Meyer.
Marcelo SantanaLa especie de monos ardilla Saimiri cassiquiarensis fue reconocida en 2009Marcelo Santana
Según Farh, el proyecto está dando sus primeros pasos. “Con tantas especies que aún no se han estudiado, estamos corriendo una carrera contra el tiempo para estudiarlas antes que se extingan”. Jean Boubli subraya que este estudio es de gran importancia para la conservación. En las reuniones de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN), que define el grado de amenaza que enfrentan las especies, las estimaciones se hacen con base en la experiencia de los investigadores, a menudo en condiciones de escasez de datos. “Ahora disponemos de una nueva herramienta, la genómica, para evaluar la salud de las poblaciones”. Boubli se propone ampliar este tipo de comprensión mediante la secuenciación de otros tipos de vertebrados brasileños, en colaboración con las genetistas Maria Rita Passos Bueno y Mayana Zatz, ambas de la USP, con la financiación de Illumina.
Artículos científicos
KUDERNA, L. F. K. et al. A global catalog of whole-genome diversity from 233 primate species. Science. v. 380, n. 6648, p. 906-13. 2 jun. 2023.
GAO, H. et al. The landscape of tolerated genetic variation in humans and primates. Science. v. 380, n. 6648. 2 jun. 2023.
