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Esta semana ha sido noticia que se ha secuenciado el genoma del patógeno responsable de la lepra en la Edad Media. Parece un logro digno de la policía científica (medicina forense) de las series de televisión. ¿Cómo se ha logrado? La paleogenética, también llamada paleontología molecular, es el estudio del ADN de humanos y seres vivos encontrado en restos fósiles y su relación con los seres vivos modernos. Uno de los grandes objetivos de la paleogenética es estudiar cómo han cambiado los patógenos asociados a las enfermedades que nos afectan en la actualidad. Muchas de estas enfermedades han tenido grandes repercusiones en la historia. En agosto del año pasado, el paleogenetista Johannes Krause, de la Universidad de Tubinga, Alemania, realizó una autopsia genética de un cráneo de una mujer danesa que falleció de lepra hace unos 700 años. En un diente encontró ADN humano mezclado con ADN de la bacteria que causa la lepra, llamada Mycobacterium leprae. Esperaba encontrar entre un 1% y un 2% de ADN no humano, pero para su sorpresa más del 90% del ADN no era humano. Gracias a ello, junto a su grupo, ha podido secuenciar el genoma completo de la bacteria responsable de la lepra medieval en Dinamarca y lo ha publicado en la prestigiosa revista Science.

El artículo técnico es Verena J. Schuenemann et al., «Genome-Wide Comparison of Medieval and Modern Mycobacterium leprae,» Science, AOP Jun 13, 2013. Recomiendo consultar a Ann Gibbons, «On the Trail of Ancient Killers,» Science 340: 1278-1282, 14 Jun 2013. En español hay muchas fuentes, por ejemplo, «El enigma genético de la lepra,» El Mundo, 13 jun 2013.

¿Cómo es posible que la mayor parte del ADN del diente humano no fuera humano sino de una bacteria? El ADN humano se degrada muy rápido y es muy difícil secuenciar con precisión ADN con más de unos 10.000 años. Sin embargo, algunas bacterias tienen una membrana celular muy gruesa, rica en ácidos grasos que repelen el agua y que les protege de posibles daños del entorno. En particular el ADN de las micobacterias, como la responsable de la lepra, está tan bien protegido que se cree que, en teoría, se podría reconstruir su ADN con una antigüedad de hasta 1.000.000 (un millón) de años. Esto parecía imposible hasta hace poco, pero este ha sido uno de los resultados más espectaculares que se han obtenido gracias al nuevo trabajo paleogenético del Dr. Krause.

¿Qué se ha descubierto tras secuenciar el genoma completo de un bacteria encontrada en un diente del cráneo de una leprosa danesa del siglo XVI? Lo más interesante es que se ha podido comparar su ADN con el de las cepas de micobacterias de la lepra de la actualidad, con lo que se ha podido ver cómo ha cambiado (o evolucionado) hasta nuestros días. Secuenciar el genoma de las cepas actuales es muy difícil porque las micobacterias de la lepra son difíciles de cultivar in vitro; lo habitual es infectar a armadillos (un mamífero que presenta un caparazón que les permite enrollarse en forma de bola, como una cochinilla), pues este animal se puede infectar con las mismas bacterias que infectan a los humanos. El trabajo de secuenciación del genoma actual de este patógeno es difícil, pero el resultado obtenido ha sido toda una sorpresa para los científicos, pues el ADN de la cepa medieval de esta micobacteria es casi idéntico al de las cepas actuales.

El patógeno de la lepra no era más virulento en la Edad Media que en la actualidad, ¿cómo es posible que entonces ocasionara tanta mortandad? La cuestión no está clara, pero que se cree que los humanos nos hemos hecho más resistentes a esta enfermedad gracias a la gran mortandad de la Edad Media en Europa. Las condiciones sanitarias en el medievo y la ausencia de antibióticos fueron los responsables de la gran mortalidad debida a la lepra; por ejemplo, en Escandinavia se estima que en el siglo XIV la lepra diezmó al 25% de la población. En la actualidad, aún aparecen unos 225.000 nuevos casos cada año en países en vías de desarrollo. El nuevo estudio apunta a que los europeos somos más resistentes a la lepra que los humanos de África y otras regiones menos desarrolladas del mundo porque nuestro sistema inmunitario ha heredado una mayor resistencia a este patógeno tras las gran pandemia medieval. Sin embargo, a día de hoy esto es sólo una hipótesis y no se puede afirmar con rotundidad que los europeos hayamos evolucionado para ser resistentes a la lepra. Futuros estudios tendrán que aclarar esta cuestión.

¿Se ha estudiado el genoma de otros patógenos asociados a grandes plagas de la antigüedad? La paleogenética es un campo de investigación que todavía se encuentra en sus inicios. Se han hecho grandes progresos pero la lista de patógenos históricos de los que nos gustaría tener su genoma completo aún contiene a la tuberculosis, la peste, el cólera, la leishmaniasis, la bacteria que arrasó los cultivos de patata en Irlanda en el siglo XIX y el SIDA. Para todas estas bacterias (y virus) se han hecho grandes progresos, pero aún no se ha secuenciado su ADN de forma completa. Por ejemplo, para la peste bubónica o peste negra que mató a unos 25 millones de europeos en el siglo XIV, la bacteria Yersinia pestis, se pudo secuenciar su genoma completo en el año 2011 gracias a muestras de un fallecido en Londres, pero se descubrió que era muy similar al genoma de las cepas actuales de este patógeno. De hecho, también se ha descubierto más recientemente que es muy similar al que causó la peste de Justiniano, la pandemia que arrasó el Imperio Romano en el siglo VI después de Cristo. La bacteria de la peste ha mutado muy poco desde entonces hasta la actualidad lo que tiene interesantes implicaciones epidemiológicas.

¿Secuenciar estos genomas de patógenos históricos tiene repercusiones en la actualidad para la predicción de futuras epidemias? En principio se cree que sí, que conocer como evolucionan y mutan los patógenos del pasado nos permitirá predecir cómo van a mutar los patógenos actuales en el futuro. Sin embargo, por ahora se trata de sólo una hipótesis. De hecho, los pocos genomas de bacterias del pasado que han sido secuenciados de forma completa son muy similares a los genomas de sus cepas actuales. No hay evidencias científicas de que entonces fueran más patógenos o virulentos que en la actualidad. Aún así, conocer la evolución histórica del ADN del virus del SIDA, o de la bacteria de la tuberculosis, la segunda enfermedad infecciosa por número de muertes, tras el SIDA, en la actualidad, con casi 1,4 milllones de enfermos, puede ofrecernos información muy importante desde el punto de vista epidemiológico para futuros tratamientos. Aunque el campo de la paleogenética todavía está en sus inicios, conocer el pasado siempre es la mejor manera de predecir el futuro.

Coda final. Si aún no has escuchado el audio, sigue este enlace.