El primer anuncio de la semana de los Nobel maravilló y sorprendió por igual. Primero, porque rompiendo con la tradición de los últimos años, va a las manos de un solo científico, el sueco Svante Pääbo, protagonista de noticias resonantes desde hace dos décadas y considerado el padre de la paleogenómica, una disciplina que él contribuyó a crear cuando se le ocurrió (y tuvo éxito en) aplicar los modernos métodos de secuenciación del ADN a restos de homínidos ancestrales. Otro ingrediente inesperado es que la distinción se haya otorgado a un biólogo básico cuyas investigaciones no tienen aplicación directa ni inmediata en el campo de la salud.
Sin embargo, la reacción del mundo científico fue unánime. Se lo considera una figura de relevancia indiscutida por su originalidad y la estatura de los desafíos tecnológicos que logró resolver. Según SMC España, Gema Chacón, investigadora del Institut Catalá de Paleoecología Humana i Evolució Social (IPHES-CERCA, Tarragona), opinó: “El trabajo de Svante Pääbo implicó una gran revolución ya que aunó disciplinas del estudio del pasado con la genómica, además de proporcionar informaciones que permitieron ampliar nuestros conocimientos sobre las especies del pasado y su interacción. Sus contribuciones nos están permitiendo una comprensión de la evolución humana que hasta hace unos años creíamos impensables”. Y Antonio Rosas, profesor de investigación del departamento de Paleobiología en el Museo Nacional de Ciencias Naturales de ese país agrega: “El aporte de Svante Pääbo al conocimiento es extraordinario. Además de concebir los avances en paleogenética que han abierto todo un caudal de nuevas investigaciones, Svante Pääbo supo integrar en un nuevo paradigma científico las disciplinas clásicas de la paleontología y la arqueología con el desarrollo de las técnicas más vanguardistas de la investigación”
“Pääbo es mi ídolo en la ciencia, lo admiro profundamente –confiesa Alberto Kornblihtt, biólogo molecular, investigador del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (Ifibyne) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, y miembro del directorio del Conicet–. Como miembro de la Academia de Ciencia de los Estados Unidos, todos los años debo proponer candidatos para el Premio Nobel y hace varios que lo vengo proponiendo. Me pone muy contento saber que no me equivoqué”.
Y acerca de que haya sido distinguido en la categoría “Fisiología o Medicina”, opina que “No había otro lugar donde dárselo. Si no fuera por algunos resultados que indican que los genes de Neandertal que conservamos los humanos modernos tienen alguna relación con el sistema inmune, y con la susceptibilidad a los virus e incluso al Covid, era muy difícil justificarlo, porque la Academia [Sueca de las Ciencias] no premia a biólogos que estudian evolución. En este caso, sin embargo, creo que aun si no hubiera dicho las cosas que dijo respecto del sistema inmune y de la resistencia a virus, igual se lo merecería, porque conocer la historia de la especie humana es importante para todos”.
Por su parte, Rolando González-José, investigador del Conicet y director del Centro Nacional Patagónico (Cenpat), destaca que “más allá de las discrepancias que uno pueda tener con el Nobel en tanto formato o institución (ya que premia al individuo, pero la labor es colectiva y hay importantes disciplinas que están ausentes de la distinción), el reconocimiento a Pääbo es muy importante, porque sus aportes a la comprensión de la diversidad genética del linaje humano marcaron el campo en el que varios grupos de investigación enfocan cuestiones relacionadas con la evolución de numerosos rasgos. Su trabajo continuado durante décadas nos permitió conocer el genoma de la especie extinta más cercana a la nuestra, los Neandertal, lo que nos brindó así una referencia obligada para localizar variaciones genéticas que nos definen como especie. Esto permitió comprender que, por ejemplo, hasta un 4% de la variación genética actual presente en poblaciones europeas y asiáticas proviene de eventos de hibridación o mestizaje entre Neandertales y humanos, que ocurrieron durante su período de convivencia en Europa, hace unos 70 mil años. También, conocer la existencia de nuevas especies, como los Denisovanos, a partir del estudio pormenorizado del ADN encerrado en restos óseos muy pequeños y fragmentarios, pero poseedores del material genético suficiente como para inferir diferencias y similitudes. Los hallazgos que surgen de la comparación entre el acervo genético de nuestra especie con el de otros homínidos extintos ayuda a entender aspectos de interés médico, como las bases genéticas de algunos mecanismos hereditarios, o la acción de genes específicos relacionados con discapacidades fonoaudiológicas (como el FoxP2)”.
Los humanos siempre estuvimos intrigados por nuestros orígenes, aquellos que nos precedieron en el árbol de la evolución y, en especial, por aquello que nos hace únicos, pero el análisis de huesos y artefactos no bastaba para responder estas preguntas.
La genialidad de Pääbo fue emplear las más modernas técnicas de análisis genético, que se estaban desarrollando a medida que avanzaba en su carrera científica, para iluminar los cambios graduales que se produjeron a lo largo del camino. Las utilizó en buscar huellas de nuestros pasados en el ADN alojado en el núcleo de las células y en el que albergan las mitocondrias [pequeñas estructuras que se encuentran en el citoplasma, el líquido que rodea al núcleo), que aunque es más pequeño, está presente en miles de copias más y, por lo tanto, es más fácil de estudiar.
Fue todo un desafío, ya que el ADN antiguo está presente en cantidades muy pequeñas, contaminado por microorganismos actuales y dañado por modificaciones químicas. Le llevó más de tres décadas, pero al final logró lo que parecía imposible: obtuvo permiso del director del Museo de Munich para recuperar y analizar ADN mitocondrial de una astilla de hueso de Neandertal de unos 40.000 años de antigüedad descubierto en 1856. Comparó su nueva secuencia con los humanos actuales y los chimpancés, y descubrió que era diferente de ambos. Ese fue el primero de sus grandes aciertos. Pero le siguieron varios más.
Para hacer un análisis en profundidad necesitaba secuenciar las más de tres mil millones de bases (o “letras”) del genoma nuclear. Consiguió más restos óseos de cuevas de Croacia, Alemania, Rusia y España, optimizó sus procedimientos experimentales y logró ensamblar y secuenciar el genoma del Neandertal. Así, determinó el momento de la divergencia con sus parientes evolutivos (hace unos 800.000 años) y descubrió que se había producido un flujo de genes desde esa especie hacia el Homo sapiens. Más tarde, en un trabajo publicado en Science en 2010, que acaparó titulares en medios de comunicación de todo el planeta, demostró que se habían cruzado sexualmente y tuvieron hijos juntos.
Esa sorprendente afirmación –que refutaba las teorías vigentes en ese momento– fue resultado de una verdadera tour de force que llevó cuatro años de arduo trabajo. El equipo de Pääbo encontró sólo 88 diferencias proteicas (cambios en la forma y potencialmente la función de una proteína) que todos los humanos tenemos en nuestros genes, pero los Neandertal, no. “Este número es ‘sorprendente’, ya que un solo humano moderno y un solo Neandertal podrían ser más similares entre sí que dos humanos modernos –dijo en ese momento el profesor Gregory Hannon, del Laboratorio de Cold Spring Harbor, en Nueva York–. La verdadera noticia no es cuánto diferimos, sino lo idénticos que somos."
Los hallazgos también revelaron una variedad de genes que son únicos de los humanos, incluyendo un puñado que se propagó rápidamente en nuestra especie (por "selección positiva"; es decir, porque ofrecían rasgos ventajosos) luego de que humanos y Neandertales se separaran de un ancestro común.
Pääbo y sus colegas trabajaron sobre muestras de polvo del tamaño de una píldora tomadas de huesos fósiles pertenecientes a tres individuos de género femenino recuperados en la cueva Vindiglia, en Croacia, y que datan de hace entre 38.000 y 40.000 años. Analizaron millones de fragmentos de ADN y «encajaron» alrededor del 60% del rompecabezas del genoma del Neandertal.También secuenciaron los genomas de cinco individuos actuales para eliminar posibles sesgos.
Claro que esto es más fácil decirlo que hacerlo: los científicos debieron no sólo reconstruir el ADN dañado a lo largo de miles de años, sino también evitar que se mezclara con el de organismos actuales, y eliminar las secuencias genéticas microbianas que habían contaminado los fósiles.
Además, tras recuperar ADN de un hueso de un dedo hallado en la cueva Denisova, en montañas del sur de Siberia, encontró que era diferente tanto de los humanos actuales como de los Neandertales. Llamó a ese nuevo grupo de homínidos Denisovanos y demostró que eran “hermanos” de aquellos y que habían divergido entre sí hace unos 600.000 años.
Hoy se sabe que un pequeñísimo porcentaje de nuestros genes los heredamos de los Neandertales, y que las poblaciones del sudeste asiático portan hasta un 6% de secuencias de los Denisovanos. Entre estas variantes genéticas, hay una que mejora la vida a gran altura en los tibetanos y otras que afectan la forma en que nuestro sistema inmunológico responde a diferentes infecciones.
A través de su trabajo persistente e innovador, el premio Nobel de este año estableció una nueva disciplina científica, la paleogenómica, que arroja lecciones importantes sobre nuestra historia evolutiva, incluida la forma en que nos propagamos por el planeta, dijo el comité Nobel en su comunicado de prensa.
“Los descubrimientos revolucionarios de Pääbo nos permiten abordar una de las preguntas más fundamentales: qué nos hace únicos –dijo Anne Wedell, profesora de genética médica en el Instituto Karolinska en Solna, Suecia–. Como nosotros, los Neandertales tenían grandes cerebros, vivían en grupos y usaban herramientas. Pero estos cambiaron muy poco durante cientos de miles de años, hasta que desaparecieron por razones que todavía no se comprenden. El Homo sapiens, por su lado, desarrolló rápidamente culturas complejas, arte figurativo e innovaciones avanzadas. Cruzó aguas abiertas y se extendió por todo el globo. La clave de este dramático desarrollo debe estar en los cambios genéticos que ocurrieron después de que nos separamos de los Neandertales y los Denisovanos. Al proporcionar secuencias genómicas de nuestros parientes extintos más cercanos, Svante Pääbo ofreció un nuevo punto de referencia. Gracias a sus descubrimientos, se identificaron variantes genéticas compartidas entre todos los humanos actuales, pero ausentes en nuestros ancestros. La lista no es muy larga y comprender sus implicancias funcionales es un foco de intensa investigación del propio Svante Pääbo, pero también de otros científicos”.
Marcelo Rubinstein, director del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular (Ingebi) del Conicet, explica que "Este premio Nobel sólo puede explicarse a la salida de un desafío tecnológico clave que tuvo que resolver el Proyecto Genoma Humano desde su lanzamiento a principios de los ´90 y que consistió en optimizar los métodos de secuenciación de ADN. Básicamente, reducir los costos y acortar los tiempos de lectura de secuencias de ADN, porque de mantenerse los usos y costumbres existentes hasta ese entonces, el proyecto era una utopía inviable. La revolución tecnológica que originó el Proyecto Genoma Humano permitió una serie de mejoras impresionantes que a lo largo de las décadas siguientes impulsó 'proyectos genoma' de una multiplicidad de especies. Un gran mérito del Instituto de Antropología Evolutiva de Leipzig, dirigido por Svante Pääbo, fue desarrollar una metodología original para secuenciar el genoma de especies muy emparentadas a la nuestra filtrando las contaminaciones lógicas de ADN de Homo sapiens que tenían las muestras, aportadas por las manos de los investigadores y descubridores de los restos fósiles. Así fue que lograron secuenciar el genoma casi completo del Homo neanderthalensis y luego descubrir que los Neandertales y el Homo sapiens se reprodujeron entre ellos a tal punto que los humanos actuales cuyos ascendientes provienen de Eurasia tienen hasta un 4% de su genoma derivado de los Neanderthal, en un fenómeno llamado 'introgresión genética'. En el Ingebi hay un grupo de investigación que estudia específicamente cómo pequeñas diferencias en las secuencias de ADN entre chimpancés, Neandertales y humanos explican algunas de las particularidades propias de nuestra especie".
Para Kornblihtt, “las investigaciones de Pääbo nos dan algunas respuestas, pero no todas. Lo más importante es que muestra que la mezcla entre distintas especies, unas modernas como los Homo sapiens sapiens y otras arcaicas como los Neandertales, ocurrió. Eran especies distintas, aunque no tan lejanas. Estos últimos tenían tecnología, enterraban a sus muertos y tenían pensamiento simbólico (por ejemplo, fabricaban collares con talones de águilas), pero por alguna razón se extinguieron hace unos 40.000 años y solo quedamos los sapiens”.
“El Nobel a Pääbo ratifica lo que venimos subrayando desde distintos sectores hace tiempo –concluye González-José, que además es coordinador del Programa de Referencia y Biobanco Genómico de la Población Argentina (PoblAR)–: la importancia fundamental y estratégica de conocer cada aspecto pormenorizado de la diversidad humana como punto de partida para comprender los mecanismos responsables de la manifestación de un gran número de dolencias de origen complejo, cuyas particularidades varían de una población a la otra. El esfuerzo sostenido y el convencimiento de que el estudio de la diversidad humana es una fuente de hallazgos fundamentales es el mejor legado de la fantástica carrera de Svante Pääbo”.
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