Científico tico ayudó a entender cómo juegan los genes en algunas enfermedades

“Una enfermedad fulminante. Son cuatro o cinco días desde el inicio de síntomas y la muerte es inminente. Otras personas podían enfermarse en la mañana y morir en la noche. No hay intermedios, o la persona sobrevive y sigue normal o muere”, precisó Javier Pizarro Cerda, científico costarricense quien, desde el Instituto Pasteur en Francia, estudia directamente a la Yersinia pestis, bacteria causante de la enfermedad.

Como Pizarro explicó, hubo personas que se expusieron a la bacteria y no fallecieron. ¿Sus genes los habrían protegido? Un estudio del que Pizarro fue parte se hizo esa pregunta y determinó que sí, hubo una variante genética que protegió a quienes sobrevivieron. Una variante que hizo a sus defensas más fuertes para atacar al patógeno.

Esta variante fue heredada a lo largo del tiempo. Sin embargo, esta misma variante que creó tanta reacción en el sistema inmunitario también estaría presente en personas con enfermedades autoinmunes, aquellas en las cuales el sistema inmunitario tiene una reacción exagerada y el cuerpo se ataca a sí mismo. Estos genes se han visto, por ejemplo, en quienes tienen lupus o mal de Crohn.

Los hallazgos de estos investigadores fueron publicados la mañana de este 19 de octubre en la revista científica Nature.

“Nuestra salud actual es el resultado de algo que pasó hace 600 años. Ciertas personas con problemas de autoinmunidad es el precio que se pagó por eso. Sobrevivieron, pero con un sistema inmune tan reactivo que se vuelve contra de ellos mismos con enfermedades autoinmunes”, señaló Pizarro en entrevista con La Nación.

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Tres equipos detectives de genes

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Estos son los resultados de una investigación que comenzó antes de que supiéramos de la existencia de la covid-19 y unió a tres grupos de investigadores, cada uno con áreas de especialización muy distinta que se complementaron. Pizarro es el coordinador de uno de ellos.

En estos equipos hubo arqueólogos, historiadores, antropólogos sociales, bioinformáticos, biólogos moleculares, microbiólogos, genetistas, inmunólogos y especialistas en microscopia.

El primer equipo nació de una idea del portugués Luis Barreiro, quien es especialista en genética de poblaciones humanas de la Universidad de Chicago, EE. UU. Dentro de sus investigaciones hay varias de historia de enfermedades genéticas y cómo hay grupos en los que es más o menos grave determinada enfermedad.

“Él nos contactó en 2019 con la idea de estudiar variaciones genéticas que pudieran tener una relación con la peste”, rememoró Pizarro.

El que contactara a Pizarro y su equipo no fue antojadizo. El Instituto Pasteur es el “especialista mundial” de la peste y tiene herramientas para estudiar la relación entre la Yersinia pestis y el sistema inmune.

El otro brazo del estudio lo compone Hendrik Poinar, director del Centro de ADN antiguo de la Universidad McMaster en Canadá, quien ha estudiado ADN de poblaciones que vivieron hace cientos de años.

“Entender las dinámicas que han dado forma al sistema inmunitario humano no solo es clave para entender las pandemias pasadas, como la peste, también contribuyen a saber cómo es la enfermedad en tiempos actuales”, acotó Poinar en un comunicado de la Universidad McMaster.

Él ya tenía estudios en cementerios de Europa donde estaban enterradas personas que habían muerto antes de la peste (y su sistema inmune era “ingenuo” y no había sido afectado por la peste), otros en los que estaban enterradas víctimas de esta enfermedad. Un tercer cementerio databa de muertos de los años 1.400 y 1.500.

Este último cementerio era importante, porque allí podían reposar los restos de algunos individuos que habrían sobrevivido a la peste y probablemente tuvieran una ventaja inmunitaria.

Estos tres cementerios estaban en Londres y luego se hicieron estudios en cinco camposantos de Dinamarca.

Pizarro explicó que era necesario hacerlo en países directamente azotados por la enfermedad. Hacer estos análisis, por ejemplo, en aztecas, no habría funcionado, porque sus componentes genéticos eran distintos y además ellos no se expusieron al agente causante de la enfermedad.

Se vio que ambos países analizados estaba el mismo marcador genético.

Luego de obtener las muestras en los cementerios y de que Barreiro analizara el ADN, entró el equipo de Pizarro, quienes tenían varias muestras de la bacteria. Un dato importante, apuntó el científico tico, es que esta bacteria ha sido muy estable en el tiempo y ha mutado pocas veces, es muy similar a la que está hoy. Ellos utilizaron una bacteria aislada en Colorado, EE. UU. en 1992.

El siguiente paso fue tomar muestras de sangre de personas que viven en la actualidad. Posteriormente, esto se expuso tanto al ADN antiguo como al ADN de personas del siglo XXI a la bacteria.

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Unas tijeras a veces más poderosas de la cuenta

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El gen en cuestión se llama ERAP2 y Pizarro lo describe como un par de tijeras. Cuando un virus o bacteria ingresa a nuestro cuerpo este gen lo corta en pedacitos algunas moléculas y las ponen en la superficie y las muestran a las defensas y les dicen “de esto hay que defendernos”.

El ERAP2 tiene dos alelos, es decir versiones. Uno de ellos se definió como “bueno” o protector y el otro como “malo” o que no jugaba ese papel de hacernos más fuertes ante la peste. En otras palabras, el alelo “bueno” son unas tijeras muy afiladas y puntiagudas, el alelo “malo” son tijeras de poco filo y punta roma.

Pizarro recordó que todos tenemos dos cromosomas, uno heredado de papá y otro de mamá, por lo que hay quienes heredaron dos alelos buenos, dos alelos malos y uno de cada uno. Y según eso así van las tijeras, dos alelos “buenos” podrían llevar a unas tijeras tan afiladas que podrían lastimarnos al cortar, dos alelos malos cortarían de forma más lenta y uno y uno serían el punto medio.

Del total de los individuos analizados, había una tercera parte de cada una de estas tres posibles combinaciones genéticas, ya que las tres variantes siguen heredándose a hoy.

Los investigadores vieron que, las personas con el alelo “bueno” o protector del ERAP2 habían sido entre 40% y 50% más proclives a destruir a la bacteria y sobrevivir a la peste negra que quienes no lo tenían. Y las personas que tenían las dos copias defectuosas eran más proclives a morir.

“Una ligera ventaja en un solo gen pera la diferencia entre sobrevivir o morir”, resumió Poinar.

Barreiro añadió: “La ventaja de esta variante está dentro de los más fuertes reportados en los humanos que muestra cómo un solo patógeno puede tener tanto impacto en la evolución de nuestro sistema inmunitario”.

Esta investigación no exploró directamente a personas con males autoinmunes, pero sí estudio documentos e investigaciones de otros científicos. Allí fue donde vieron que las dos copias “buenas” que tanto bien hicieron contra la peste estaban correlacionadas con un sistema inmunitario tan reactivo que aumentaban el riesgo del lupus, una enfermedad en la que el sistema inmune ataca tejidos y órganos sanos del cuerpo, y del mal de Crohn, un mal inflamatorio del intestino que también responde a defensas muy activas.

“No sabe la relación exacta del gen y la enfermedad, pero existe”, dijo Pizarro.

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¿Qué sigue? Entender mejor la tijera para encontrar tratamientos

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Los tres equipos quieren seguir estudiando. ¿Cómo estas “tijeras” funcionan? ¿Por qué lograron cortar así la peste? ¿Cómo actúan en las enfermedades autoinmunes? ¿cuál es su mecanismo de acción en el lupus o el crohn?

Si se logra entender bien podría llegarse en un futuro a tratamientos más específicos y eficaces, pero todavía falta camino para eso.

La peste, sin embargo, no ha sido erradicada. Se ve en Estados Unidos (en California o Arizona) o Europa, pero de forma esporádica y de fácil supervivencia. El agente de la peste se puede matar muy fácilmente con antibióticos.

En Madagascar, por el contrario, la situación es diferente. Es el país con mayores casos y más muertes. El tratamiento debe darse pronto para que surta efecto. El sistema de salud en dicho país no es tan eficiente como para llegar a todos los pacientes. En zonas muy remotas no hay centros de salud ni médicos, tampoco hay agua potable en todo el territorio.

¿Cómo llega ahí? La bacteria está en pulgas que parasitan roedores o felinos y a ellos no les causa daño mayor, salvo excepciones. Sin embargo, si el animal muere, las pulgas pueden migrar a un ser humano y de ahí la bacteria infecta.