El legado genético Neandertal: revelan el impacto en la percepción del dolor en la actualidad

Los análisis científicos de los fósiles han permitido a los especialistas rastrear orígenes y mutaciones de diferentes condiciones que llegaron desde los antepasados a los humanos de hoy. Gracias a la evidencia fósil y de ADN, por ejemplo, se sabe ahora que los neandertales vivieron junto a los primeros humanos durante al menos parte de su existencia. De hecho, es posible que lo hicieran muy cerca.

“Algunos de nosotros llevamos, en el ADN, secuencias que son genéticamente más cercanas a los neandertales que al Homo sapiens. Estas secuencias suelen ser bastante cortas y, cuando se suma todo el genoma de un individuo, representan sólo un pequeño porcentaje del ADN de ese individuo”, afirma Pierre Faux, investigador principal del Instituto Nacional Francés de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, y líder de una nueva investigación que involucró a más de 50 especialistas de diferentes centros de estudios del mundo.

En dicha investigación se explica que las personas que portan tres variantes genéticas heredadas de los neandertales son más sensibles a algunos tipos de dolor. Así lo indican los hallazgos publicados en Communications Biology. Se trata de los últimos avances que muestran cómo el mestizaje pasado con los neandertales ha influido en la genética de los humanos modernos.

La hipótesis de la introgresión neandertal sugiere que estas secuencias encontradas en las personas de hoy son el resultado del cruce del Homo sapiens con los neandertales hace aproximadamente 50.000 años. “Los recientes avances científicos, en particular gracias a la secuenciación de genomas neandertales con alta precisión, hicieron de esa hipótesis una explicación probable de la cercanía de estas secuencias”, indica Faux.

Un mayor acceso a genomas neandertales de alta calidad está ayudando a los científicos a comprender los estilos de vida y la biología de los ancestros antiguos. Si bien han pasado 50 mil años desde la última vez que se compartió el planeta con los neandertales, comparar sus genomas con el actual puede ayudar a arrojar luz sobre experiencias comunes, como el dolor.

El canal de sodio Nav1.7 dependiente de voltaje desempeña un papel clave en la nocicepción: el procesamiento de estímulos nocivos como lesiones o temperatura por parte del sistema nervioso central y periférico. El dolor es la experiencia subjetiva única que surge como resultado de este procesamiento. Las mutaciones en el gen que codifica Nav1.7, llamado SCN9A, son de interés clínico debido a su asociación con trastornos del dolor humano, que a menudo se manifiestan como una insensibilidad al dolor o una experiencia intensa de dolor.

Hace varios años, científicos dirigidos por Hugo Zeberg, profesor asistente en el Instituto Karolinska, descubrieron tres variantes en SCN9A en genomas neandertales secuenciados y en algunos humanos modernos. Estas variantes: M932L, V991L y D1908G, se asociaron con una mayor sensibilidad al dolor en los participantes del Biobanco del Reino Unido (UKBB).

Las tres variantes son bastante raras en las poblaciones europeas. En este nuevo estudio, Faux y sus colegas intentaron replicar y ampliar el trabajo de Zeberg analizando los umbrales de dolor en poblaciones donde estas mutaciones son más frecuentes y comprendiendo las respuestas sensoriales que se ven afectadas por ellas.

En los últimos años, el equipo de investigación ha estado realizando análisis genéticos en voluntarios de Brasil, Colombia, Chile, Perú y México, conocidos colectivamente como la cohorte CANDELA. También han estado estudiando el dolor experimental específicamente en los participantes colombianos, utilizando una técnica conocida como prueba sensorial cuantitativa o QST. Este protocolo implica evaluar varios umbrales de dolor al nivel inicial y luego volver a probarlos después de la aplicación de aceite de mostaza.

Los investigadores caracterizaron la introgresión neandertal en SCN9A en ambas cohortes y descubrieron que las tres variantes eran comunes en todos los grupos, pero eran más comunes en poblaciones con una mayor proporción de ascendencia nativa americana, como la población peruana. Al aplicar el protocolo QST, descubrieron que las tres variantes de SCN9A se asociaban con un umbral de dolor más bajo en respuesta al rascado de la piel después de la aplicación de aceite de mostaza. Esta respuesta no se observó en respuesta a la aplicación de calor o presión, lo que ayudó a los científicos a descifrar cómo estas variantes afectan las respuestas sensoriales.

“Con una medición objetiva de la sensibilidad y trabajando con una población donde estas mutaciones son frecuentes, confirmamos el origen neandertal de las mutaciones y su asociación con una mayor sensibilidad -describe Kaustubh Adhikari, profesor de estadística de la Open University y coautor del estudio-. Además, identificamos que el dolor mecánico después de la sensibilización de la piel era el tipo de dolor afectado por estas mutaciones”.

La apertura de los canales de sodio en la membrana neuronal permite que éste viaje hacia la neurona generando una corriente eléctrica. Esta es la fuerza impulsora detrás de los potenciales de acción que, en pocas palabras, permiten que las neuronas se comuniquen entre sí.

“En el caso de los nervios sensoriales, sus terminales están en la piel y convierten las señales del entorno que podrían causar lesiones, como estímulos mecánicos agudos, altas temperaturas o sustancias químicas, en potenciales de acción -explica el Dr. David Bennett, profesor de neurología y neurobiología en el Departamento de Neurociencias Clínicas de Nuffield en la Universidad de Oxford, científico clínico senior de Wellcome y neurólogo consultor honorario-. Estamos proponiendo que los cambios genéticos alteren la estructura y, en última instancia, la función de estos canales de sodio para que sea más probable que se abran, lo que significa que así las neuronas generen potenciales de acción en respuesta a estimulación, como la fuerza mecánica aplicada a la piel por un objeto punzante. Las personas experimentarán esto como un umbral de dolor más bajo, es decir, una fuerza más baja evoca la percepción del dolor”.

El dolor suele ser una experiencia desagradable, pero es importante. La respuesta del cuerpo a estímulos dolorosos ayuda a defenderse o alejarse del estímulo potencialmente dañino. Los especialistas aún desconocen si las mutaciones confieren una ventaja evolutiva.

“Aún no tenemos una idea clara de cómo funcionó. Por ejemplo, las mismas mutaciones pueden haber afectado también a un rasgo completamente diferente. En tal caso, la selección podría haber influido en ese rasgo no identificado y haber impactado la sensibilidad al dolor sólo de manera indirecta -dice Faux-. Actualmente es un desafío investigar más a fondo estos aspectos evolutivos”.

En cambio, los investigadores se centran en comprender cómo otros genes afectan la percepción del dolor, lo que sería un paso importante hacia el desarrollo de mejores herramientas para tratarlo.