Desxifrat l'ADN de 230 espècies de primats per entendre millor les malalties humanes

Un nou projecte internacional liderat per Tomàs Marquès i Bonet, investigador ICREA a l'IBE (CSIC-UPF) i catedràtic de Genètica de la UPF, juntament amb investigadors de la Facultat de Medicina de Baylor i l'empresa de seqüenciació d'ADN Illumina ha analitzat la informació genètica de 233 espècies de primats, els animals més semblants genèticament a l'humà.

Es tracta d'una seqüenciació massiva de gairebé la meitat de totes les espècies d'Àsia, Amèrica i l'Àfrica, multiplicant per quatre el nombre de genomes disponibles fins ara. Aquest projecte ha trigat cinc anys a completar-se i ha rebut mostres de dos llocs de molt difícil accés, com ara l'Índia i l'Amazones, al Brasil.

El 80% dels genomes han estat seqüenciats des del Centre d'Anàlisi Genòmica (CNAG) de Barcelona, i s'ha obtingut una informació molt més amplia de totes les poblacions i de la seva evolució, des del passat fins ara, tal com remarca Marquès i Bonet:

"Perquè els humans caminem drets? Perquè no tenim pèl? Perquè tenim el cervell gran? Tot això està en la nostra genètica i entendre els primats ens ajuda a entendre qui som nosaltres".

A l'estudi, publicat a la revista Science, hi han participat 24 investigadors d'arreu del món, té un triple objectiu: entendre més bé el genoma humà, la conservació de la biodiversitat dels primats i l'evolució humana.

Per aconseguir-ho, han creat un algorisme d'intel·ligència artificial que, utilitzant dades genètiques de primats, permet identificar quines mutacions són causants de malalties en humans, com ara les cardiopaties. I trobar aquestes mutacions és justament una de les dificultats de la genètica humana i clínica.

"Quan hi ha un teixit tumoral, aquests teixits acumulen molts canvis, i no sabem encara destriar de manera fina quin és el canvi original que provocava el tumor i quins són els canvis que s'han anat acumulant per la desorganització global d'aquell teixit", apunta Marquès i Bonet. L'investigador comenta que l'article demostra que "el millor predictor per trobar la mutació original són els genomes de primats":

"La idea és molt senzilla: si en un tumor tu trobes una mutació que no la veiem en cap genoma de primats, malgrat 35 milions d'anys d'evolució, i per tant aquella mutació que trobem en un tumor, i no en els genomes de primats, és molt possible que sigui la causant del tumor."

Aquesta informació és clau per al diagnòstic d'aquestes patologies. La investigació compara els genomes de 809 individus de 233 espècies de primats amb el genoma humà i identifica 4,3 milions de mutacions que fan canviar la conformació de la proteïna, les unitats funcionals de les cèl·lules i, per tant, de l'individu.

Amb aquestes dades han pogut estimar que les mutacions poc freqüents en els humans contribueixen a malalties complexes en les persones, com ara la diabetis.

Un dels grans reptes de la genètica del segle XXI és entendre com funciona el genoma. Llegir-lo ja és fàcil i econòmic i la clau és entendre com funciona: entendre quines conseqüències tenen els canvis, les mutacions. Evolutivament, fa molt temps que ens hem separat dels primats; però, segons diu en Tomàs Marquès i Bonet, fisiològicament i genèticament som molt semblants:

"Durant molts anys, s'ha pensat que seqüenciant l'ADN d'humans entendríem millor els humans. I ara venim un grup de Barcelona i diem: no, entendrem millor els humans entenent millor els primats!".

Els investigadors han fet servir sang o de teixits de primats, però cada vegada és més difícil d'aconseguir. Així, en la segona fase de la investigació, que va començar fa un parell d'anys, s'han inspirat en el camp de l'evolució humana (que va aconseguir extreure ADN d'un os fossilitzat d'un home de Neandertal) i han utilitzat la mateixa tecnologia per analitzar restes fòssils provinents de museus i mostres no invasives, com pèls o femta d'exemplars en estat salvatge.

A més, el grup de Tomàs Marquès i Bonet continua amb la mateixa filosofia de col·laborar amb molts grups d'investigadors d'arreu del món, la qual cosa ajudarà a entendre millor el genoma humà i tot l'ordre de primats, espècie per espècie.

Aquest estudi aporta nova informació per a la conservació de la biodiversitat dels primats. Núria Hermosilla Albalà, estudiant de doctorat de l'Institut de Biologia Evolutiva i de la UPF que s'ha incorporat en aquesta segona etapa del projecte, destaca que "cada vegada és més rellevant per ajudar als experts en preservació dels primats".

Posa l'exemple que, quan es vol construir una carretera a la selva de l'Amazones, pot ser útil per dissuadir als promotors i evitar que se separi dues d'espècies que estan molt vinculades. En aquests casos, es demana que es desplaci la construcció uns quilòmetres més enllà:

Marquès i Bonet posa èmfasi en la importància que té la salut dels animals per entendre la salut humana:

"Ara hi ha un concepte molt clau que és el One Health o Planetary Wellbeing. Un no pot entendre la salut humana sense entendre la salut dels nostres animals, ni la del planeta".

Irune Ruiz Garcia, estudiant de doctorat de l'Institut de Biologia Evolutiva i de la UPF, forma part de l'equip d'aquesta segona fase de la investigació. Explica que l'objectiu ara és tenir més genomes de primats per cadascuna de les espècies analitzades perquè volen estudiar-les en profunditat.

Ella s'encarrega d'estudiar els goril·les d'Àfrica on hi ha quatre subespècies molt amenaçades. En treballar amb mostres no invasives que els proporcionen primatòlegs d'arreu, els permet tenir una representació molt més gran de les poblacions actuals dels goril·les:

"Ara tenim unes 300 mostres de goril·les i això ens possibilita fer un mapa genètic de la majoria de poblacions a l'Àfrica".

Una de les aplicacions que tindran aquestes anàlisis són la lluita contra el tràfic il·legal. Quan s'intercepti un goril·la, un orangutan o un bonobo, se'ls podrà fer un estudi i, a partir del genoma, saber amb força concreció a quina zona pertany. Això permetrà retornar l'animal al lloc d'origen i, d'altra banda, alertar les autoritats del país sobre què està passant.

Actualment, els investigadors catalans estan col·laborant amb PASA, una associació africana de Santuaris de simis, per combatre el tràfic de ximpanzès.