Desde la secuenciación del genoma humano en 2003, la comunidad científica ha emprendido una carrera vertiginosa por comprender el significado de este “libro” escrito con cuatro letras. Las aplicaciones de este conocimiento van desde la detección de enfermedades y el diseño de terapias personalizadas, hasta la comprensión de nuestra evolución.
Sin embargo, gran parte de la información genética generada en las últimas décadas carece de diversidad étnica. Esta infrarrepresentación limita los beneficios de la investigación médico-genómica para muchas poblaciones y deja en la sombra gran parte de nuestra historia evolutiva.
Por primera vez, un estudio internacional liderado por el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), y la Universidad de São Paulo, descifra el genoma de la población de Brasil. Publicada en la revista Science, la investigación incluye las ancestrías africanas, nativas americanas y europeas que conforman el conjunto de esta población, que cuenta con el mestizaje reciente más alto del mundo.
La mayor base de datos genética de Brasil
El estudio ha producido 2.723 genomas completos de alta cobertura de la población brasileña como parte del proyecto “DNA do Brasil”. Estos incluyen comunidades urbanas, rurales y ribereñas de las cinco regiones geográficas de Brasil y sus ancestrías principales. La investigación ha revelado más de 8 millones de variantes genéticas desconocidas hasta la fecha. Entre ellas, se han identificado hasta 36.637 variantes potencialmente perjudiciales para la salud de la población.
La investigación revela información clave sobre la historia del país, su evolución y los determinantes genéticos de la salud de su población a partir de esta nueva base de datos. “La población brasileña contiene la mayor diversidad africana del continente americano, y cuenta con un gran mestizaje, cuyo estudio puede arrojar luz sobre la salud de la población brasileña”, señala Tábita Hünemeier, investigadora principal del IBE que ha liderado el estudio.
El mestizaje deja huella en el ADN
El equipo identificó variantes genéticas potencialmente patogénicas en 450 genes vinculados a enfermedades cardíacas y obesidad en la población brasileña. También encontró variantes genéticas en 815 genes relacionados con enfermedades infecciosas como malaria, hepatitis, gripe, tuberculosis, salmonelosis y leishmaniasis.
“Conocer estas variantes genéticas puede ayudarnos a comprender por qué algunas personas son más propensas a padecer ciertas enfermedades, y a cómo mejorar la salud pública de Brasil”, añade Marcos Araújo Castro e Silva, investigador postdoctoral en el IBE y en la Universidad de São Paulo y primer autor del estudio.
Por otro lado, el estudio identificó variantes genéticas que promueven la fertilidad que, junto con genes de la respuesta inmunitaria y el sistema metabólico, habrían sido favorecidos por la selección natural a lo largo de 500 años de mestizaje.
“Los procesos de selección natural del genoma suelen darse a lo largo de miles de años, pero en la población brasileña observamos un proceso reciente mucho más corto. Esto se debe a la gran diversidad genética que convivió en el país a partir de la llegada de los colonos, y a la presión selectiva que los patógenos ejercieron sobre los recién llegados”, comenta David Comas, investigador principal del IBE y catedrático de Biología en el Departamento de Medicina y Ciencias de la Vida (MELIS) de la UPF, que ha colaborado en el estudio.
La historia demográfica del país
Brasil muestra una genética única, cuyo origen se remonta a la ocupación del país en el siglo XV, cuando aproximadamente 5 millones de colonos europeos emigraron a Brasil. Su llegada provocó la reducción de la población nativa en más de un 90% y la movilización forzosa de 5 millones de africanos al país. Ahora, esta convulsa historia demográfica puede leerse en sus genomas.
La investigación detectó una mayor ancestría africana en el norte de Brasil, mientras que en el sur predomina la europea. La mayoría de la muestra estudiada presenta alrededor de un 60 % de ancestría europea, un 27% de ancestría africana y un 13 % de ancestría nativa. “Aunque la proporción de ancestría nativa es mayor que la reportada en estudios preliminares anteriores, es una proporción pequeña dado el gran número de poblaciones nativas americanas y africanas que convivieron en el pasado”, advierte Comas.
El equipo concluyó que esto se debe a un patrón de apareamiento asimétrico histórico entre hombres y mujeres nativas americanas y africanas. La investigación desveló que la mayoría de los linajes del cromosoma Y en el estudio (heredado de los hombres) eran de ascendencia europea (71%), mientras que la mayoría de los linajes mitocondriales (heredados de las mujeres) eran africanos (42%) o nativos americanos (35%).
En las generaciones más recientes, en cambio, el estudio detectó un patrón de “apareamiento selectivo”, que revela la tendencia de la población brasileña a engendrar descendencia dentro del mismo grupo étnico.
El conjunto de estos datos genéticos revela la compleja red social y étnica que se ha formado en Brasil en los últimos 500 años.
"La mayoría de los colonos europeos eran hombres y, considerando la historia de violencia durante la colonización, se puede explicar la ocurrencia de apareamientos asimétricos sistemáticos durante los primeros siglos de Brasil (XVI a XVIII). Después de este período, se observa una preferencia por los matrimonios dentro de los propios grupos étnicos”, apunta Hünemeier.
La genética ilumina la historia de Brasil
La nueva base de datos genética ha revelado por primera vez una gran cantidad de variantes genéticas con implicaciones para la salud de la población brasileña. En particular, el equipo ha asociado más variantes patógenas de lo esperado con las ancestrías nativo-americana y africana. No obstante, concluye que esto podría deberse a la infrarrepresentación genética de estas poblaciones en las bases de datos genéticos mundiales.
La investigación también atribuye algunas variantes patogénicas al efecto fundador, un proceso en el que una población surge de un pequeño grupo de individuos fundadores, quienes transmiten sus variantes patogénicas a la descendencia. Este fenómeno se observa en algunas poblaciones indígenas americanas, pero también podría ser el causante de la prevalencia de enfermedades raras con ancestría europea, como la ataxia de Machado-Joseph. Esta enfermedad rara en Europa es frecuente en Brasil, y tendría su origen en los inmigrantes del norte de Europa y las islas de Portugal, que llegaron al país en grupos reducidos en diferentes períodos.
El estudio hace especial hincapié en que las poblaciones indígenas americanas de Brasil son uno de los grupos menos estudiados a nivel mundial. “Sin embargo, nuestros hallazgos revelan que es posible recuperar una parte de su diversidad genética examinando los genomas de la población mestiza actual”, apunta Hünemeier.
La nueva base de datos genómico abre la puerta al estudio de la población de Brasil, un crisol de culturas con una compleja historia escrita en sus genes. “Descifrar la genética de Brasil no solamente puede ayudarnos a mejorar la salud de su población en futuras investigaciones, también arroja luz sobre nuestra evolución y la historia de la humanidad”, concluye Hünemeier.
Esta investigación se enmarca en el proyecto “DNA do Brasil” impulsado por el Ministerio de Salud de Brasil y ha recibido financiación de la beca Maria Skłodowska Curie EUTOPIA-Science and Innovation Postdoctoral Fellowship COFUND (cuyo becario fue Castro e Silva). Marie Curie.
IBE - CSIC Comunicación