CIENCIA. La Peste Negra dio forma a la evolución de los genes que gobiernan nuestra inmunidad

Peste Negra, inmunidad, selección natural

 

La peste negra (también llamada pestilencia, gran mortalidad o simplemente la peste) fue una pandemia de peste bubónica que se produjo en Eurasia occidental y el norte de África entre 1346 y 1353. Es la pandemia más mortal registrada en la historia de la humanidad, provocando la muerte de 75-200 millones de personas. La plaga creó importantes trastornos religiosos, sociales y económicos, con profundos efectos en el curso de la historia europea.

La investigación ha descubierto nueva evidencia de que uno de los períodos más oscuros en la historia humana registrada ejerció una presión selectiva considerable sobre la población humana, cambiando la frecuencia de ciertas variantes genéticas relacionadas con el sistema inmunitario y afectando nuestra susceptibilidad a las enfermedades en la actualidad.

21 octubre 2022.- Un equipo internacional de científicos que analizó ADN centenario de víctimas y sobrevivientes de la pandemia de la Peste Negra identificó diferencias genéticas clave que determinaron quién vivió y quién murió, y cómo esos aspectos de nuestro sistema inmunológico. Los sistemas han seguido evolucionando desde entonces.

Investigadores de la Universidad McMaster, la Universidad de Chicago, el Instituto Pasteur y otras organizaciones analizaron e identificaron genes que protegieron a algunos contra la devastadora pandemia de peste bubónica que asoló Europa, Asia y África hace casi 700 años. Su estudio ha sido publicado el 19 de octubre en la revista  Nature .

Los mismos genes que alguna vez confirieron protección contra la Peste Negra están hoy asociados con una mayor susceptibilidad a enfermedades autoinmunes como la enfermedad de Crohn y la artritis reumatoide, informan los investigadores.

El equipo se centró en una ventana de 100 años antes, durante y después de la Peste Negra, que llegó a Londres a mediados del siglo XIII. Sigue siendo el mayor evento de mortalidad humana en la historia registrada, matando a más del 50 por ciento de las personas en lo que entonces eran algunas de las partes más densamente pobladas del mundo. 

Se extrajeron y analizaron más de 500 muestras de ADN antiguo de los restos de personas que habían muerto antes de la peste, murieron a causa de ella o sobrevivieron a la Peste Negra en Londres, incluidas las personas enterradas en los pozos de peste de East Smithfield utilizados para entierros masivos en 1348-9 . Se tomaron muestras adicionales de restos enterrados en otros cinco lugares de Dinamarca.

Los científicos buscaron signos de adaptación genética relacionados con la peste, que es causada por la bacteria  Yersinia pestis.

Identificaron cuatro genes que estaban bajo selección, todos los cuales están involucrados en la producción de proteínas que defienden nuestros sistemas de patógenos invasores y encontraron que versiones de esos genes, llamados alelos, protegían o volvían susceptibles a la plaga.

Los individuos con dos copias idénticas de un gen en particular, conocido como  ERAP2 , sobrevivieron a la pandemia a tasas mucho más altas que aquellos con el conjunto opuesto de copias, porque las copias "buenas" permitieron una neutralización más eficiente de  Y. pestis  por parte de las células inmunitarias.  

“Cuando ocurre una pandemia de esta naturaleza, que mata del 30 al 50 por ciento de la población, es probable que haya una selección de alelos protectores en humanos, lo que significa que las personas susceptibles al patógeno circulante sucumbirán. Incluso una ligera ventaja significa la diferencia entre sobrevivir o morir. Por supuesto, los sobrevivientes que están en edad reproductiva transmitirán sus genes”, explica el genetista evolutivo Hendrik Poinar, autor del  artículo de Nature  , director del Centro de ADN antiguo de McMaster e investigador principal del Instituto Michael G. DeGroote para enfermedades infecciosas. Investigación de enfermedades y Global Nexus de McMaster para pandemias y amenazas biológicas.

Usando ADN extraído de dientes de personas que murieron antes, durante y durante la pandemia de la Peste Negra, los investigadores pudieron identificar las diferencias genéticas que dictaron quién sobrevivió y quién murió a causa del virus. Matt Clarke/Universidad McMaster

Los europeos que vivían en la época de la Peste Negra eran inicialmente muy vulnerables porque no habían estado expuestos recientemente a  Yersinia pestis. A medida que las olas de la pandemia ocurrieron una y otra vez durante los siglos siguientes, las tasas de mortalidad disminuyeron.  

Los investigadores estiman que las personas con el  alelo protector ERAP2  (la buena copia del gen, o rasgo) tenían entre un 40 y un 50 por ciento más de probabilidades de sobrevivir que aquellas que no lo tenían. 

“La ventaja selectiva asociada con los loci seleccionados se encuentra entre las más fuertes jamás reportadas en humanos, lo que demuestra cómo un solo patógeno puede tener un impacto tan fuerte en la evolución del sistema inmunológico”, dice el genetista humano Luis Barreiro, autor del artículo, y profesor de Medicina Genética en la Universidad de Chicago.

El equipo informa que, con el tiempo, nuestro sistema inmunológico ha evolucionado para responder de diferentes maneras a los patógenos, hasta el punto de que lo que alguna vez fue un gen protector contra la peste en la Edad Media, hoy está asociado con una mayor susceptibilidad a las enfermedades autoinmunes. Este es el acto de equilibrio sobre el cual la evolución juega con nuestro genoma.

 Este trabajo tan original solo ha sido posible gracias a una colaboración exitosa entre equipos muy complementarios que trabajan en ADN antiguo, en genética de poblaciones humanas y en la interacción virulenta entre  Yersinia pestis viva  y las células inmunitarias.

Comprender la dinámica que ha dado forma al sistema inmunitario humano es clave para comprender cómo las pandemias pasadas, como la peste, contribuyen a nuestra susceptibilidad a las enfermedades en los tiempos modernos. 

La investigación futura ampliará el proyecto para examinar el genoma completo, no solo un conjunto seleccionado de genes relacionados con el sistema inmunitario; y el equipo espera explorar las variantes genéticas que afectan la susceptibilidad a las bacterias en los humanos modernos y compararlas con estas antiguas muestras de ADN para determinar si esas variantes también fueron el resultado de la selección natural.

Las fotos y el video de resolución completa para acompañar el estudio están disponibles en este enlace:  https://bit.ly/3MAfAzr

Fuente: “Evolution of immune genes is associated with the Black Death” by Jennifer Klunk, Tauras P. Vilgalys, Christian E. Demeure, Xiaoheng Cheng, Mari Shiratori, Julien Madej, Rémi Beau, Derek Elli, Maria I. Patino, Rebecca Redfern, Sharon N. DeWitte, Julia A. Gamble, Jesper L. Boldsen, Ann Carmichael, Nükhet Varlik, Katherine Eaton, Jean-Christophe Grenier, G. Brian Golding, Alison Devault, Jean-Marie Rouillard, Vania Yotova, Renata Sindeaux, Chun Jimmie Ye, Matin Bikaran, Anne Dumaine, Jessica F. Brinkworth, Dominique Missiakas, Guy A. Rouleau, Matthias Steinrücken, Javier Pizarro-Cerdá, Hendrik N. Poinar and Luis B. Barreiro, 19 October 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-05349-x

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