La antigua adaptación climática se relaciona con la salud metabólica actual
Las poblaciones humanas han evolucionado en climas diversos. Para sobrevivir, fue necesario modificar la capacidad del cuerpo para producir calor. A lo largo de milenios, estas condiciones ambientales diferentes parecen haber actuado como presiones selectivas para impulsar las variaciones genéticas y fenotípicas. Rasgos como el uso de la energía y la regulación de la temperatura tienen su origen en estas adaptaciones antiguas. En particular, el tejido adiposo marrón (TAM) y el músculo esquelético desempeñan un papel relevante en la generación de calor.
Diversidad mediante la adaptación climática
Realizado con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana) (MSCA), en el proyecto ClimAHealth(se abrirá en una nueva ventana) se exploró cómo los genes relacionados con la termogénesis (la capacidad del cuerpo para producir calor) variaban entre poblaciones. Los investigadores analizaron los genomas de veintiséis poblaciones de cuatro continentes en busca de pruebas genéticas de adaptación en las vías termogénicas a lo largo de los últimos treinta mil años. «Descubrimos que los genes implicados en la termorregulación fueron objeto de selección natural repetidas veces en distintas poblaciones, lo que posiblemente ayudó a las poblaciones humanas ancestrales a afrontar los climas opuestos», explica Diego Salazar-Tortosa, investigador principal de ClimAHealth, de la Universidad de Granada(se abrirá en una nueva ventana) en España.
Descodificar las señales genéticas antiguas en genomas modernos
Los investigadores descubrieron que los genes termogénicos tendían a asociarse con la masa corporal. Esto es coherente con la conexión entre la producción de calor, el equilibrio energético y el metabolismo de lípidos/glucosa, lo que sugiere que los antiguos acontecimientos de adaptación al clima pueden seguir influyendo en la variabilidad actual de los rasgos cardiometabólicos. Además, con estos hallazgos se puede ayudar a explicar por qué algunas poblaciones pueden tener diferentes predisposiciones genéticas a los trastornos relacionados con la obesidad. Y lo que es más importante, ponen de relieve cómo los acontecimientos adaptativos causados por climas antiguos pueden seguir influyendo en la salud humana actual. «En ClimAHealth se profundiza nuestra comprensión de cómo la biología humana ha sido moldeada por el medio ambiente», señala Salazar-Tortosa. «Este conocimiento fundacional podría informar futuras investigaciones en medicina personalizada y salud pública». El desarrollo de un novedoso marco(se abrirá en una nueva ventana) de aprendizaje automático permitió a los investigadores modelizar complejas señales de adaptación en el genoma humano a lo largo de los últimos treinta mil años. Curiosamente, con este marco se proporcionaron pruebas sólidas de una adaptación genética frecuente y generalizada relacionada con la termogénesis.
Diversidad de la población y patrones genéticos
Analizar la diversidad de las poblaciones permitió a ClimAHealth descubrir dónde la adaptación genética es más fuerte (o al menos más visible). Como indica David Enard, investigador principal asociado: «Las poblaciones yoruba de África, que experimentaron menos cuellos de botella poblacionales(se abrirá en una nueva ventana) históricos, mostraron señales de adaptación especialmente fuertes». Al considerar múltiples poblaciones de todo el mundo, los investigadores pudieron identificar las regiones genómicas que pueden haber sido objeto repetido de selección natural en distintos entornos. Comprender estos patrones les ayuda a reconstruir la historia evolutiva de las poblaciones humanas y ayudaría a entender por qué ciertos rasgos relacionados con la salud varían entre las poblaciones actuales.
Importancia clínica y orientaciones futuras
Un gran avance de ClimAHealth fue la creación del conectoma de TAM(se abrirá en una nueva ventana), un conjunto curado de genes asociados a la función de la grasa marrón. Estos genes no solo se seleccionaron evolutivamente, sino que también se expresaron en gran medida en el TAM humano. Como explica Jonatan Ruiz, investigador principal asociado: «En este mapa se destacan los genes candidatos que influyen en el balance energético y el metabolismo a través del TAM». Aunque todavía no hay herramientas clínicas en el horizonte, el conectoma de TAM ofrece una base sólida para futuras puntuaciones de riesgo poligénico que tengan en cuenta múltiples genes y se centren en rasgos relacionados con la obesidad. En conjunto, los hallazgos del proyecto contribuyen a una comprensión más profunda del genoma humano y su historia evolutiva. Este conocimiento es esencial para comprender las contribuciones genéticas al riesgo de enfermedad en diversas poblaciones y abre una puerta a futuras aplicaciones en medicina evolutiva y salud personalizada.
