Svante Pääbo: su obsesión le valió un Nobel

(Publicado originalmente en La Nación, 11/10/22, reproducido con autorización del autor, miembro de la Junta Directiva de CIENTEC. Imágenes y enlaces responsabilidad de editora de CIENTEC.)

El Dr. Svante Pääbo, galardonado con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología, es un científico sueco radicado en Alemania, quien dirige el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, y narra con gran claridad la apasionante historia del hombre de Neandertal en su libro El Hombre de Neandertal: en busca de genomas perdidos (traducido por Federico Zaragoza, 2015, Norma Eds.).

Se basa en el trabajo de su grupo y el de todo un consorcio internacional de investigadores, quienes han desarrollado la nueva rama de la arqueología genómica. Usando complejos programas de computación comparan las secuencias de ADN de diferentes organismos, vivos y extintos, para descifrar la evolución de cualquier linaje usando los mega-datos que cada genoma alberga en la secuencia de miles de millones de “letras” (nucleótidos) de su ADN. En el enfoque de la antropología genómica, ¡algunas especies son virtuales y se conocen sólo como una gigantesca secuencia de ADN!

Pääbo es un hombre obsesionado por conocer la historia humana antigua, pues, aunque completó la carrera de medicina, optó por la investigación en vez de la virología humana. Su pasión por la egiptología lo llevó, a finales de los ochenta, al laboratorio de Allan Wilson en la Universidad de California, Berkeley, quien recién había secuenciado el genoma mitocondrial de muchas etnias humanas y desarrollado la hipótesis popularmente conocida como la Eva ancestral. En su laboratorio se desarrollaba entonces la nueva tecnología llamada PCR (muy conocida ahora gracias al diagnóstico de covid-19), una poderosa reacción que permite “amplificar” regiones específicas del genoma en una mezcla de secuencias, aun con ADN degradado o contaminado con otras secuencias. Pääbo quería amplificar y secuenciar el ADN de un fragmento de momia egipcia que había traído a Berkeley.

Así se inicia la historia que Pääbo relata en su libro, revelando el reto de amplificar ADN antiguo obtenido de especies extintas, que se aísla de muestras de museo: cráneos, dientes y huesos, principalmente, o de tejidos congelados en el permafrost como en el caso de Ötzi, el Hombre del Hielo. Durante la década de los 90s, desfilaron ante la comunidad científica un buen número de genomas de animales extintos secuenciados por Pääbo, así como la metodología que permite purificar ADN de más de 50.000 años de antigüedad, gracias a su gran estabilidad.

El hombre de Neandertal

La historia culmina con la secuenciación del genoma del hombre de Neandertal, empezando por el ADN mitocondrial (con transmisión estrictamente matrilineal) en 2009, cuya corta secuencia (de unos 16.000 nucleótidos) resultó bastante diferente a la secuencia mitocondrial humana, y originó un debate sobre nuestra relación con ellos: si se designan como Homo sapiens neanderthalensis, (una sub-especie humana) o como Homo neanderthalensis, una especie diferente, dentro del mismo género Homo.

Izquierda: Mapa del sitio Neandertal y muestra de humerus derecho del tipo del especímen. Derecha: Distribuciones de diferencias de Secuencias de Humanos, Neandertal y Chimpancés (Krings et al. 1997).

Sin embargo, luego de publicar la gigantesca secuencia del genoma nuclear del Neandertal en 2010, ¡los resultados de Pääbo y su grupo volvieron a sorprender! El genoma nuclear presenta mayor similitud de lo esperado según el ADN mitocondrial, pero distinguible del genoma humano y con claras “signaturas” características que aparecieron luego de miles de años de separación de los dos genomas. Desde la separación, Pääbo estima que se han introducido unas 100 sustituciones de aminoácidos en diferentes proteínas humanas de importancia, que ahora se estudian. 

Además, la secuencia del genoma de Neandertal presenta ¡clara evidencia de cruce con los seres humanos! Genes neandertalenses aparecen en grupos europeos y asiáticos, no así en africanos. Se supone que los cruces que insertaron 2,5% de genes neandertalenses (en promedio) en nuestro genoma se dieron durante el éxodo de los primeros humanos de África hace unos 200 milenios, seguidos de la diseminación de estos genes al dispersarse la raza humana en Eurasia y posiblemente competir con Neandertal. El impacto de estos genes neandertalenses en el genoma humano también se estudia con profundo interés.

Deni, la niña de Denisova

La cereza en el pastel del trabajo de Pääbo es la historia de la niña de Denisova, un hueso meñique congelado, recogido en la caverna de Denisova en las estepas siberianas, en muy buen estado de preservación, que produjo excelente calidad de ADN y muchas “pasadas” de la secuencia.

La niña pertenece a otra estirpe humana más antigua, salida de África aparentemente miles de años antes que el mismo Neandertal. Denisova presenta un genoma más similar al de los grandes simios y el ADN mitocondrial es muy diferente al humano.

Réplica del fragmento de hueso del dedo denisoviano, de una chica de 13 años, boriginalmente encontrado en la Cueva de Denisova en 2008, Museo de Historia Natural de Bruselas Bélgica. Imagen Thilo Parg CC BY-SA 3.0

Curiosamente, al analizar las secuencias genómicas de Denisova y compararlas a las humanas y a las del hombre de Neandertal, emergieron nuevas sorpresas, pues rápidamente se detectaron secuencias de Denisova en genomas de humanos en Papúa y otras islas del Pacífico, incluyendo Australia. Esto apoya la hipótesis de que hubo una migración humana muy temprana, pegada a la costa asiática, cuando se cruzaron con los denisovanos que ya habitaban el Asia.

Los descubrimientos de Pääbo han provisto importante información sobre cómo el mundo fue poblado al tiempo que el Homo sapiens migraba fuera del África y se distribuía en el resto del mundo. Los Neanderthals vivían en el oeste y los Denisovianos en el este del continente euroasíatico. Ocurrió cruce cuando el Homo sapiens se desplaza a través del continente, dejando trazos que permanecen en nuestro ADN. Imagen y texto de © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ilustrador: Mattias Karlén

Debo confesar que el libro me impactó porque tuve la suerte de conocer a Pääbo brevemente en un seminario de Allan Wilson, así como a varios otros participantes en esta historia durante un año sabático con mi familia en Berkeley en 1988, siendo investigador de la Universidad de Costa Rica. Hoy la comunidad científica celebra el infatigable esfuerzo y constancia de Pääbo, premio único en esta categoría, con una productividad monumental liderando y abriendo un nuevo campo de investigación científica.

La Academia Nacional de Ciencias de Costa Rica lo envió un mensaje de felicitación. Asimismo, es motivo de orgullo que un investigador costarricense, el Dr. Felipe Mora, graduado con honores de la UCR, este colaborando con Pääbo y estudie las proteínas únicas a la especie humana, para entender cuál es el impacto de estas mutaciones en la evolución de la corteza cerebral. Mora estará presentará el resultado de esta investigación el miércoles, 19 de octubre, en la Academia Nacional de Ciencias, en conferencia abierta al público.  

El Dr. Pääbo es hijo de Sune Bergstrom, quien ganó el Premio Nobel de Medicina en 1982, aunque creció con más influencia de su madre. De acuerdo a la Fundación Nobel, esta es la octava vez que se da un par de padre/ hijo o hija, madre/hijo o hija. Otra dúa famosa es Marie Curie y su hija Irène Joliot-Curie.

El trabajo seminal del Dr. Pääbo provee la base para explicar lo que nos hace excepcionalmente humanos.  © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Illustrador: Mattias Karlén