Cambios en las células de nuestro cerebro pudieron darnos ventaja frente a los neandertales

Volviendo la vista atrás, desde que, hace 800.000 años, los ancestros de los humanos modernos se separaron de los neandertales y los denisovanos (sus parientes asiáticos), cerca de 100 de nuestros aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas en las células y en los tejidos) han cambiado. Seis de esos cambios han ocurrido en tres proteínas que son importantes para la separación y distribución de los cromosomas (estructuras que transportan información genética) durante la división celular, el proceso por el cual una célula inicial se divide para formar dos células hijas.

Para analizar la trascendencia de tales cambios, los científicos insertaron en el celebro de ratones los seis aminoácidos característicos de los humanos modernos, pues estos animales son idénticos a los neandertales en esas seis posiciones de aminoácidos. «Lo que vimos es que tres de esos aminoácidos de humanos modernos en las proteínas KIF18a y KNL1 hacen que la última de las fases en las que los cromosomas se preparan para la división celular (llamada metafase) dure más tiempo, y esto da como resultado menos errores cuando los cromosomas se distribuyen desde las células madres neurales a las células hijas, como ocurre en los humanos modernos», explica Felipe Mora Bermúdez, autor principal del estudio.

Después probaron el experimento contrario, introducir los aminoácidos de los neandertales en organoides cerebrales humanos, estructuras similares a nuestros órganos, pero en miniatura, que se pueden cultivar en el laboratorio. «En este caso, la metafase se hizo más corta y encontramos más errores en la distribución cromosómica», afirma.

Esto demuestra que los aminoácidos característicos de los humanos modernos son responsables de la menor cantidad de errores en la distribución de los cromoomas observados en nuestra especie, en comparación con los neandertales. Por ello, es «altamente probable que esto nos mejorase como especie, pues cometer menos errores cromosómicos generalmente es algo bueno», expresa Wieland Huttner, director y líder de grupo de investigación en el MPI-CBG, quien cosupervisó el estudio.

Aun así, el significado biológico que pudieron tener esos cambios en nosotros aún no está claro. Mora-Bermúdez profundiza un poco más: «Hasta donde sabemos, las mutaciones genéticas ocurren de forma aleatoria y, dependiendo del efecto que tengan en un determinado ambiente, pueden ser neutras (no generan ningún efecto, lo cual ocurre en la mayoría de los casos), negativas o, en raras ocasiones, ventajosas. Si son ventajosas, se pasan a la descendencia hasta que todos los individuos de la misma especie las comparten, como ocurrió en este caso con los humanos modernos. Se llama selección natural y es parte de lo que permite la evolución de las especies. Es difícil dar un testimonio definitivo sobre cómo estos cambios a nivel celular pueden habernos ayudado. Necesitamos más estudios para confirmar sus efectos en nuestro día a día y nuestro comportamiento».

La principal hipótesis que manejan los científicos es que los cambios a nivel celular que han evitado esos errores hayan tenido consecuencias a nivel de comportamiento, por ejemplo, en términos de mejora de la inteligencia, la memoria o el aprendizaje, y no tanto en la prevención de enfermedades y desórdenes neurológicos, aunque no excluyen ninguna posibilidad. De hecho, Mora Bermúdez no descarta que este conocimiento pueda servir para desarrollar fármacos que reduzcan las posibilidades de que las células cometan errores en el marco de determinadas patologías, aunque es «pensar muy a futuro». Por su parte, Huttner señala que «pasar de comprender mejor un mecanismo biológico a convertirlo en tratamientos es muy complejo».

En la siguiente parte de la investigación, que ya está en marcha, colaboran con un instituto de la República Checa especializado en el análisis del comportamiento en ratones para confirmar si realmente esos cambios en los aminoácidos de los humanos modernos han tenido algún efecto en nuestro comportamiento. «A pesar de que el cerebro de los ratones es más pequeño que el nuestro, también tiene muchas similitudes y puede ser muy informativo, lo que nos permite, en cierto modo, rastrear y recrear lo que hizo la evolución», declara Mora Bermúdez.