El nen que ens va protegir de la malària

Un estudi determina que la mutació genètica que confereix immunitat contra la malària va aparèixer fa 7.300 anys al Sàhara, quan aquest territori encara no era un desert

Fa milers d’anys, al Sàhara hi va néixer un nen molt especial. En aquella època no era un desert, sinó una franja verda plena de sabanes, boscos, llacs i rius. Les colles de caçadors-recol·lectors hi vivien còmodament, pescant peixos i caçant hipopòtams. Una mutació genètica va alterar l’hemoglobina del nen, que és la molècula dels glòbuls vermells que transporta l’oxigen per tot el cos. Però no li va passar res, perquè tenim dues còpies de cada gen, i l’altre gen de la seva hemoglobina era normal. El nen va sobreviure, va tenir fills i va transmetre la mutació a les generacions següents.

De caçadors a agricultors

Com que la vegetació del Sàhara es va convertir en desert, els descendents dels caçadors-recol·lectors van esdevenir pastors i agricultors, i es van traslladar a altres parts de l’Àfrica. Aquella mutació ha subsistit durant generacions, i per un bon motiu: les persones que la tenien estaven protegides contra una de les principals amenaces per als humans d’aquella regió, la malària.

Però aquest avantatge genètic comportava un problema: de tant en tant, dos descendents d’aquell nen s’aparellaven i tenien fills. Alguns dels seus fills heretaven dues còpies del gen mutant de l’hemoglobina en lloc d’una. Aquests nens ja no podien produir hemoglobina normal. En conseqüència, les seves cèl·lules vermelles es tornaven defectuoses i els obstruïen els vasos sanguinis. Aquesta malaltia, ara coneguda com a anèmia de cèl·lules falciformes o drepanocítica, causa uns dolors fortíssims, dificultats per respirar, insuficiència renal i fins i tot vessaments cerebrals. En les primeres societats humanes, la majoria de nens amb anèmia falciforme segurament no passaven dels 5 anys. De tota manera, la protecció contra la malària es va continuar propagant gràcies a l’herència d’una única mutació de cèl·lules falciformes.

Avui, després de més de 250 generacions, milions de persones de tot el món han heretat aquesta mutació. Tot i que la majoria de portadors viuen a l’Àfrica, n’hi ha molts al sud d’Europa, el Pròxim Orient i l’Índia. Aquests portadors tenen un total anual de 300.000 fills amb anèmia falciforme.

L’origen d’una malaltia

El motiu pel qual va aparèixer la mutació de cèl·lules falciformes entre els humans és una llarga odissea, tal com es desprèn de les noves investigacions dutes a terme al Centre de Recerca en Genòmica i Salut Global pels investigadors Daniel Shriner i Charles N. Rotimi, director del centre. El seu estudi ha aparegut recentment a l’ American Journal of Human Genetics.

Shriner i Rotimi han analitzat els genomes de gairebé 3.000 persones per reconstruir la història genètica de la malaltia. Han arribat a la conclusió que la mutació va sorgir fa aproximadament 7.300 anys a l’Àfrica occidental. Posteriorment, les migracions la van estendre a gran part de l’Àfrica i després a altres llocs del món. Allà on hi havia malalts de malària, el gen protector ha subsistit, però ha donat lloc també a l’aparició de l’anèmia de cèl·lules falciformes. Avui dia aquesta anèmia és encara una pesada càrrega per a la sanitat pública. En molts països pobres, la majoria de nens amb aquesta malaltia encara moren molt aviat. Als Estats Units la mitjana de vida dels malalts s’ha allargat fins als 45 anys. Charles N. Rotimi diu que, si entenguéssim millor la història de l’anèmia falciforme, milloraria l’atenció mèdica: els investigadors serien capaços de diagnosticar qui patirà els símptomes greus o lleus de la malaltia: “No hi ha dubte que això podria ajudar els metges a tractar els pacients de tot el món”.

Descobriment als Estats Units

Els metges nord-americans van descobrir l’anèmia falciforme a principis de la primera dècada del segle XX. El nom de la malaltia prové del canvi d’aspecte dels glòbuls vermells, que deixen de ser rodons per adquirir una forma anormal de falç. Els metges es van adonar que la majoria de casos apareixien en afroamericans. Però, tot i que com a mínim el 8% d’afroamericans tenien cèl·lules sanguínies falciformes, la gran majoria no presentava símptomes de cap mena. El 1950, però, els investigadors ja havien resolt aquesta paradoxa perquè van descobrir la diferència entre tenir una còpia mutada del gen de l’hemoglobina i tenir-ne dues. Aleshores també se sabia ja que l’anèmia falciforme no era exclusiva dels Estats Units.

La malaltia a la resta del món

A l’Àfrica els investigadors van trobar glòbuls vermells falciformes en persones d’una àmplia franja, des de Nigèria, a l’Àfrica occidental, fins a Tanzània, a l’est. També van aparèixer índexs elevats d’aquestes cèl·lules al Pròxim Orient i l’Índia i en països del sud d’Europa, com ara Grècia. Des del punt vista genètic, això no tenia cap sentit. Atès que heretar dues còpies del gen és letal, la mutació hauria d’esdevenir més infreqüent amb el pas de les generacions, no més corrent. El 1954 el genetista sud-africà Anthony C. Allison va observar que els ugandesos portadors d’una còpia de la mutació de cèl·lules falciformes contreien menys sovint la malària que les persones amb una hemoglobina normal. Investigacions posteriors van confirmar el descobriment d’Allison. Pel que semblava, la mutació de cèl·lules falciformes protegia de la malària matant d’inanició el paràsit unicel·lular que causa la malaltia. Aquest paràsit s’alimenta d’hemoglobina i, per tant, segurament no es pot desenvolupar en la versió falciforme de la molècula. “La cèl·lula falciforme és un dels pocs exemples de l’evolució humana en què tenim una idea molt clara del que va passar i per què”, diu Bridget Penman, experta en malària de la Universitat de Warwick, a Anglaterra.

L’origen d’una mutació

Els primers estudis genètics apuntaven que cinc tipus diferents d’ADN, coneguts com a haplotips, envolten la mutació. Aquests haplotips reben la denominació dels llocs on són més habituals (àrab/indi, Benín, Camerun, República Centreafricana i Senegal) i van esdevenir importants per diagnosticar l’anèmia de cèl·lules falciformes perquè, segons semblava, la gravetat de la malaltia depenia del tipus d’haplotip. A més, van permetre als científics estudiar la història de la mutació.

Segons Bridget Penman: “No se sabia si la mutació de cèl·lules falciformes havia sorgit diverses vegades o només una”. Per a alguns investigadors, els cinc haplotips demostraven que la mutació havia sorgit en cinc ocasions diferents i cinc llocs diferents. A d’altres, però, els semblava poc probable que aquest fenomen genètic es repetís tantes vegades.

Un estudi amb 3.000 persones

Rotimi i Shriner van estudiar els genomes de 2.932 persones de tot el món. Van descobrir que n’hi havia 156 -sobretot de l’Àfrica, però també de Barbados, els Estats Units, Colòmbia i Qatar- que tenien una còpia de la mutació de cèl·lules falciformes. Els investigadors van analitzar l’ADN que envoltava la mutació. Tot i que en bona part era idèntic en totes les persones, en alguns aspectes presentava diferències. Combinant les seves descobertes, van concloure que les 156 persones havien heretat la mateixa mutació d’una única persona que va viure fa aproximadament 7.300 anys. “Això sol és ja és una gran aportació per entendre les coses”, afirma Bridget Penman.

L’expansió d’una mutació

El nou estudi també dona algunes pistes sobre la manera com la mutació es va estendre a milions de descendents. La seva versió més antiga s’ha trobat en persones de l’Àfrica occidental i central. És possible que l’hagin heretat d’un avantpassat del Sàhara quan encara era aquella franja verda plena de sabanes, boscos, llacs i rius. Més endavant, potser es va estendre a altres parts de l’Àfrica arran de l’expansió dels bantus.

Aquests grups humans van aparèixer fa uns 5.000 anys al que avui és el Camerun i Nigèria, i van convertir gran part dels boscos en terres de conreu. És possible que, en desbrossar les terres per cultivar-les, contribuïssin a propagar la malària a través dels mosquits. Els insectes es multiplicaven ponent ous en aigües estancades al costat dels cultius i s’alimentaven dels cada vegada més nombrosos agricultors. La intensificació de la malària en alguns col·lectius humans potser va accelerar també la propagació de la mutació de cèl·lules falciformes, que tenia un efecte protector contra la malaltia.

Daniel Shriner i Charles N. Rotimi han arribat a la conclusió que, durant els següents mil·lennis, els bantus van transportar la mutació a bona part de l’Àfrica oriental, central i meridional. Als llocs on la malària era prevalent, la mutació representava una protecció. Però la malària és menys freqüent al sud de l’Àfrica, on la mutació de cèl·lules falciformes també es presenta menys habitualment.

De l’Àfrica a la resta del món

L’estudi apunta que, posteriorment, els africans van portar la mutació a altres parts del món. Diverses onades migratòries es van desplaçar al Pròxim Orient. Gent de diversos orígens ètnics s’anava aparellant i, així, la mutació es desplaçava més lluny, cap a Europa i l’Índia. Alguns africans occidentals capturats per al tràfic d’esclaus van portar la mutació de cèl·lules falciformes a les Amèriques. Però en llocs com els Estats Units, on la malària era poc freqüent o inexistent, la mutació ja no representava un avantatge evolutiu. En conseqüència, la incidència de l’anèmia de cèl·lules falciformes entre els afroamericans és més baixa que entre els actuals africans.

Reptes pendents

Frédérick B. Piel, epidemiòleg de l’Imperial College de Londres, afirma que li agradaria molt que apareguessin estudis més complets i basats en el genoma sobre la mutació de cèl·lules falciformes. Diu que encara no sabem si aquestes pautes es troben en milers de portadors o només en 156.

Penman diu que els científics també haurien d’estudiar les diferents variacions genètiques identificades en aquesta nova investigació. Aquestes variacions poden ajudar a explicar per què a algunes persones la mutació de cèl·lules falciformes els provoca símptomes letals i a d’altres només lleus, una cosa que els científics encara són incapaços d’explicar. Segons Penman: “Saber això ja serviria de base per impulsar nous tractaments”.

Etiquetes

Més continguts de

Blogs de ciència